Stlačeni zrak

Stlačeni zrak ili komprimirani zrak je atmosferski zrak stlačen na viši tlak od atmosferskog tlaka koji se upotrebljava kao sredstvo (medij) za prijenos energije. Uobičajena svojstva stlačenog zraka u pneumatskim sustavima su slijedeća:

  • Tlak stlačenog zraka za napajanje od 1 do 15 bara (uobičajeno 7 bar);
  • Pogonske temperature zraka od -10 do 60 ºC (maksimalno do 200 ºC);
  • Optimalna brzina strujanja zraka 40 m/s;
  • Gibanje elemenata: pravocrtno (aktuator) i rotacijsko (pneumatski motor);
  • Brzina cilindara od 1 do 2 m/s (maksimalno oko 10 m/s);
  • Maksimalna ostvariva sila oko 40 kN;
  • Maksimalna snaga oko 30 kW;
  • U pneumatskim sustavima se kod temperatura stlačenog zraka manjim od -10 ºC pojavljuju problemi sa zaleđivanjem, dok se kod temperatura većih od 60 ºC pojavljuje problem brtvljenja. [1]
Bušenje velikih rupa s pneumatskim (mehaničkim) čekićem.
Pneumatski moment ključ za stezanje vijaka.
Skica dobivanja i razvoda stlačenog zraka.

Priprema zrakaUredi

Dijelovi za pripremu zraka obavljaju pripremu (kondicioniranje) zraka, što uključuje čišćenje, podmazivanje i regulaciju tlaka (filtar, mazalica, regulator tlaka). Prije ulaska u pneumatske uređaje, stlačeni zrak je potrebno pripremiti, tj. izvršiti: pročišćavanje zraka, zauljivanje zraka i regulaciju tlaka zraka. Jedinica za pripremu zraka sastoji se od filtra, regulatora tlaka i mazalice (zauljivač, uljilo). Filtar i regulator tlaka često se isporučuju kao jedinstveni pneumatski dio.

Filtar zrakaUredi

Prije ulaska u pneumatske uređaje potrebno je eliminirati nečistoće (vodu kao kapljevinu i paru, kompresorsko ulje, prašinu, produkte korozije). Kompresorsko ulje izloženo je relativno visokim temperaturama u kompresoru (oksidacija) i nije pogodno za podmazivanje pneumatskih uređaja.

Regulator tlakaUredi

Regulator tlaka osigurava stabilan željeni (podešeni) radni tlak. S jedne strane, on neutralizira oscilacije tlaka zbog promjenljive potrošnje zraka (poremećaj na izlaznoj strani regulatora). S druge strane, u njemu se tlak iz glavnog voda (obično 8 -10 bar) smanji na potrebnu vrijednost radnog tlaka (obično 5 - 6 bar).

MazalicaUredi

Mazalica (zauljivač) treba ulje raspršiti u finu maglu u struji zraka. Za ubrizgavanje ulja koristi se princip ejektora. Za postizanje fine magle (sitne kapi) potrebna je posebna konstrukcija.

Fizikalne osnove pneumatskog sustavaUredi

 
Objašnjenje predtlaka, podtlaka i vakuuma.

Apsolutni i manometarski tlakUredi

Apsolutni tlak p je normalno naprezanje kojem su podvrgnuta plinovita i kapljevita tijela (fluidi) uslijed mehaničkog djelovanja čestica tih tijela (sudaranje molekula). Ovom naprezanju podvrgnute su i sve čvrste površine uronjene u fluid. [2]

Atmosferski tlak ili barometarski tlak pa je apsolutni tlak okolnog atmosferskog zraka koji zavisi od geodetske visine i meteoroloških uvjeta.

Manometarski tlak pM dobije se tako da se od vrijednosti apsolutnog tlaka p u nekom fluidu računski oduzme vrijednost atmosferskog tlaka pa, pa vrijedi:

 

ili očitavanjem odgovarajućeg manometra. Manometar je instrument za mjerenje tlaka koji u suštini mjeri razliku tlaka između dva fluida: u ovom slučaju između mjerenog fluida i okolnog atmosferskog zraka).

U slučaju p > pa dobiva se pozitivna vrijednost manometarskog tlaka (pM > 0) koji se tada naziva pretlak. Ako je p < pa, manometarski tlak poprima negativnu vrijednost (pM < 0) i tada se naziva podtlak. Apsolutna vrijednost podtlaka naziva se vakuum pV (pV = - pM > 0) i često se izražava u postocima atmosferskog tlaka (pV% = -pM / pa •100%).

Treba naročito naglasiti da je u pneumatici i hidraulici uobičajeno koristiti naziv tlak i oznaku p za pretlak. Zato je pri računanju s tlakom uvijek potreban izvjestan oprez. U termodinamičkim relacijama pojavljuje se gotovo isključivo apsolutni tlak. Kod određivanja sile tlaka na površinu mjerodavna je razlika tlaka na obje strane te površine. Zato se može koristiti pretlak, a to je i pogodnije ako na jednoj strani površine djeluje atmosferski tlak. U Bernoullijevoj jednadžbi tlak se pojavljuje na obje strane jednadžbe, pa jednadžba u istom obliku vrijedi kako za apsolutni tlak, tako i za pretlak.

IzvoriUredi

  1. Radoslav Korbar: "Pneumatika i hidraulika", [1], Veleučilište u Karlovcu, www.vuka.hr, 2007.
  2. [2] "Statika fluida", Kemijsko – tehnološki fakultet Sveučilišta u Splitu, prof. Ivica Sorić, marjan.fesb.hr, 2011.