چرخه ازون
چرخه ازون
در استراتوسفر (Stratospher) مولکول‌های تازه اوزن پیوسته با واکنش‌های شیمیایی و دریافت انرژی لازم از پرتوهای خورشید، به مولکول و اتم اکسیژن تجزیه می‌شوند. این اتم‌های اکسیژن که بسیار فعالند، طی مدت زمان کوتاهی کمتر از کسر ثانیه، از هم جدا و به مولکولهای اکسیژن متصل می‌شوند و تشکیل مولکولهای سه اتمی اکسیژن، یعنی ازون، می‌دهند. غیر از این چرخه طبیعی، طی واکنش‌هایی با ازت و هیدروژن و کلر تولید شده در سطح و رها شده به اتمسفر، از بین می‌رود.




اهمیت ازون در زندگی بشر

اگر فضانوردی، در ارتفاع زیاد، به این سیاره خانه ما نگاه کند، نوار نازک آبی رنگی که دور زمین را فراگرفته، نظرش را جلب خواهد کرد. این پوشش شفاف، حیات را در جو زمین تأمین می‌نماید. حیات، بصورتی که ما می‌شناسیم، تنها با پوشش حفاظتی ازون میسر می‌شود. بدون وجود اوزن ادامهٔ زندگی امکان ناپذیر است. پرتوهای خورشیدی، یکنواخت نیست. این پرتوها، شامل پرتوی به نام پرتو فرابنفش است.

چنانچه تمامی این پرتوها به سطح زمین می‌رسید، وجود زندگی در روی زمین امکان ناپذیر است. زیرا این پرتوها حامل مقدار زیادی انرژی مرگ‌زا برای موجودات زنده‌است. خوشبختانه تنها بخش ناچیزی از پرتو فرابنفش خورشید به سطح زمین می‌رسد. قسمت بیشتر این پرتو، انرژی خود را در ارتفاع ۲۰ تا ۳۰ کیلومتری سطح زمین و در جو آن از دست می‌دهد. در این عمق از جو فراگیرنده زمین، مقادیر معتنابهی ازون موجود است و این ازون، پرتو فرابنفش را جذب می‌کند.




رایحه تازگی پس از آذرخش
پس از آذرخش، تنفس شما با آسودگی بیشتری صورت می‌گیرد. هوا پاکیزه و پر از تازگی است. علت این است که رعد و برق، سبب تولید گاز اوزن در جو می‌شود و همین گاز است که هوا را تازه‌تر می‌نماید.




نقش ازون در ضد عفونی آب
آبی که می‌آشامیم، کلریزه‌است. این آب زیان‌آور است و مزه آن نیز ناخوشایندتر از مزه آب چشمه‌است. آب ضد عفونی شده با ازون، عاری از هر گونه باکتری زیان‌آور است و مزه آن نیز خوشایندتر است.




انسان و نابودی لایه اوزن

فعالیت انسانها بر روی زمین در سپر حفاظتی اوزن، اثر می‌گذارد. از نیمه قرن بیستم، فعالیت انسان روی زمین موجب بروز ضایعاتی در لایه اوزن شده و به نظر می‌رسد که حیات روی کره زمین در معرض مخاطره قرار گرفته‌است. در واقع انسان ناخواسته هوا را با مواد شیمیایی آلوده می‌کند و سپر حفاظتی خود را از بین می‌برد. در اواسط دهه ۱۹۷۰، دانشمندان به امکان تاثیر پرواز هواپیماهای تندرو و یا فوق سرعت صوت و مواد شیمیایی موجود در قوطی‌های عطر پاش روی لایه اوزن پی بردند.

هواپیماهای فراصوت، در ارتفاعات بسیار زیاد که هوا رقیق‌تر و مقاومت آن در برابر بدنه هواپیما کمتر است، پرواز می‌کنند و ازت فعال موجود در دود خروجی از موتور هواپیما اثر ضایع کننده بر روی لایه اوزن دارد. گازهای کلرو فلوئورو کربن (CFC) نیز که در خنک کننده‌ها و دستگاه‌های تهویه مورد استفاده قرار می‌گیرد، روی اوزن استراتوسفری خطرناک می‌باشد. هر اتم کلر آزاد شده از این گازها، حدود یک صد هزار مولکول اوزن را نابود می‌کند و با مصرف این گازها طی یک دهه مقادیر زیادی ازون از بین رفته و تراکم این گاز در استراتوسفر کاهش یافته‌است.




زیان‌های گاز اوزون
اوزون از واکنش با مواد شیمیایی آلوده کننده‌ای که در سطح زمین، تولید و متصاعد شده‌اند، دوباره وارد تروپسفر (Troposphere) می‌شود و به سطح زمین می‌رسد. در این حالت، ازون نقش مخرب و آلوده کننده دارد. چون همراه با مواد شیمیایی دیگر بافتهای حیاتی، جانوری و گیاهی را به شدت آسیب می‌زند. ازون، در ارتفاع کم از سطح زمین، همراه دود و بخار موجود در هوا در بسیاری از شهرهای بزرگ و صنعتی جهان، موجب تشدید آلودگی می‌گردد. ازون در نقاط پایین اتمسفر یعنی تروپسفر، مانند گازهای گلخانه‌ای عمل می‌کند و افزایش تراکم آن در این ناحیه در بالا بردن گرمای عمومی کره زمین موثر است (گرم شدن زمین).



چگالی هوا
چگالی هوا جرم بر حجم جو زمین است. چگالی هوا با افزایش ارتفاع کاهش می‌یابد که نشانه‌ای از فشار هوا است. هم‌چنین، تغییر دما و رطوبت، چگالی هوا را تغییر می‌دهد. چگالی هوا در سطح دریا در دمای ۱۵ درجهٔ سانتی‌گراد و با توجه به جو استاندارد بین‌المللی حدود ۱٫۲۲۵ کیلوگرم بر متر مکعب است.



هوای فشرده
هوای فشرده هوایی است که فشار مشخصی بر آن وارد شده‌باشد که معمولاً بیشتر از فشار متعارف جو است.



تصفیه‌سازی هوای فشرده

خشک کردن هوای فشرده

همه هوای اتمسفر حاوی بخار آب است، این میزان بخار آب در دمای بالا، بیشتر و در دمای پایین کم تر است. وقتی که هوا متراکم می‌شود غلظت آب افزایش می‌یابد. به عنوان مثال، کمپرسوری که دارای فشار کاری ۷ بار و ظرفیت l/s۲۰۰ است که در ˚C ۲۰ و رطوبت نسبی ٪ ۸۰ هوا را وارد می‌کند، طی مدت هشت ساعت فشرده سازی هوا در حدود ۸۰ لیتر آب تولید می‌نماید. واژهٌ نقطه شبنم فشار (PDP) به این منظور استفاده می‌شود که میزان آب موجود در هوای متراکم شده را توضیح دهد. این دمائی است که در آن بخار آب در فشار کاری جاری به آب تبدیل می‌شود. دمای نقطه شبنم فشار پایین نشان دهنده مقادیر کم بخار آب در هوای فشرده‌است.

این مهم را بخاطر داشته باشید که هنگام مقایسه خشک کن‌های مختلف نمی‌توان نقطه شبنم اتمسفری را با نقطه شبنم فشار مقایسه کرد. به عنوان مثال، دمای نقطه شبنم فشار در ˚C ۲+ با فشار ۷ بار معادل است با دمای نقطه شبنم در ˚C ۲۳- با فشار اتمسفر. برای خارج کردن رطوبت از هوا (زیر دمای نقطه شبنم) نمی‌توان از فیلتر استفاده کرد. زیرا، تبرید بیشتر به این معنی است که ته نشین شدن آب به صورت میعان ادامه یابد.
شما می‌توانید نوع اصلی ابزار خشک کننده را بر اساس نقطه شبنم فشار انتخاب کنید. از نقطه نظر هزینه، دمای نقطه شبنم پایین تر، دستیابی به هوای بیشتر و هزینه‌های تهیه هوای خشک. به طور کلی، چهار روش برای خارج کردن رطوبت از هوای فشرده وجود دارد: تبرید، تراکم بیش از حد، جذب نافذ و جذب سطحی. بر اساس این روش‌ها برای انواع مختلف سیستم‌های هوای فشرده تجهیزات مورد نیاز در دسترس می‌باشد.




پس‌خنک‌کاری
دستگاه پس‌خنک‌کاری یک مبدل حرارتی است که هوای فشرده گرم را خنک میکند تا آب موجود در آن را ته نشین سازد، در غیر این صورت آب در سیستم لوله کشی تقطیر می‌نماید. دستگاه می‌تواند آب خنک یا هوا خنک و مجهز به جداکننده آب با تخلیه اتوماتیک باشد، که باید در کنار کمپرسور نصب شود. ٪ ۹۰-۸۰ آب تقطیر ته نشین شده در جدا کننده آب دستگاه پس خنک کاری، جمع آوری می‌شود. درجه حرارت متداول هوای فشرده شده بعد از پس خنک کن، تقریباً ˚C ۱۰ بالاتر از دمای مبرد است، اما با توجه به نوع دستگاه خنک کاری می‌تواند تغییر کند. یک دستگاه پس خنک کاری حقیقتاً در تمام دستگاه‌های ثابت مورد استفاده قرار میگیرد. در بیشتر موارد، دستگاه پس خنک کن در کمپرسور‌های مدرن تعبیه می‌شود.




خشک‌کن سرمایشی

خشک کردن سرمایشی به این معنی است که هوای فشرده شده، خنک می‌شود و بدین طریق مقدار آب زیادی تقطیر شده و می‌تواند جدا شود. بعد از خنک کاری هوا و تقطیر آب، هوای متراکم به اندازه دمای محیط گرما داده شده، به طوریکه عمل تقطیر در بیرون سیستم لوله صورت نگیرد. خنک کردن هوای فشرده از طریق سیستم خنک کاری بسته‌ای صورت می‌گیرد. با خنک کردن هوای متراکم شده در حال ورود، توسط هوای خنک شده در مبدل حرارتی، مصرف انرژی خشک کن سرمایشی کاهش می‌یابد. خشک کن‌های سرمایشی با دمای نقاط شبنم بین ˚C ۲+ تا ˚C۱۰+ مورد استفاده قرار میگیرند و توسط نقطه انجماد آب تقطیر شده به طرف دمای پایین تر محدود می‌شوند.




تراکم بیش از حد

تراکم بیش از حد شاید ساده ترین روش خشک کردن هوای فشرده باشد. ابتدا هوا با فشار بالاتری نسبت به فشار کاری مورد نظر متراکم می‌شود که به این معنی است که تراکم بخار آب افزایش می‌یابد. بعد از آن هوا خنک می‌شود و بدین ترتیب آب جدا می‌شود. سرانجام اجازه داده می‌شود که فشار هوا تا حد فشار کاری معمولی پایین آورده شود و بدین طریق نقطه شبنم پایین تری ایجاد می‌شود. با این وجود این روش فقط برای مقادیر جریان هوای خیلی کوچک مناسب است.




خشک کردن جذبی نافذ

خشک کردن جذبی نافذ، فرایندی شیمیایی است که در این فرایند مواد جاذب، بخار آب را به خود می‌گیرند. مواد جذب کننده می‌توانند جامد یا مایع باشند. غالباً از کلرید سدیم و اسید سولفوریک استفاده می‌شود، که به این معنی است که احتمال فرسودگی و خوردگی دستگاه باید مورد توجه قرار گرفته شود. این روش غیر معمول است و در این روش مصرف مواد جاذب بسیار بالا است. نقطه شبنم هم فقط تا حد معینی پایین آورده می‌شود.





خشک کردن جذبی سطحی

دو نوع خشک کن جذبی سطحی وجود دارد، بازیافت سرد و بازیافت گرم. خشک کن‌های بازیافت سرد برای جریان‌های هوا بامقادیر پایین تر مناسب ترین هستند. فرایند بازیافت به کمک هوای فشرده صورت میگیرد و تقریباً به ٪۲۰ - ۱۵ ظرفیت اسمی خشک کن در فشار کاری ۷ بار، دمای نقطه شبنم ˚C ۲۰+ نیاز دارد.

دمای نقطه شبنم پایین تر به نشت جریان هوای بیشتری نیاز دارد. بازیافت کننده‌های گرم ماده جاذب رطوبت را توسط گرمای الکتریکی یا گرمای کمپرسور احیاء می‌کنند، این بازیافت کننده نسبت به بازیافت کننده سر کم هزینه تر است. با استفاده از این بازیافت کننده می‌توان نقطه شبنم‌های خیلی پایین (˚C۳۰- یا پایین تر) را به دست آورد.
همیشه قبل از خشک کردن جذبی سطحی باید جداسازی و تخلیه آب تقطیرشده را بطور تضمین شده‌ای برنامه ریزی کرد. اگر هوای فشرده با استفاده از کمپرسورهای روغن کاری شونده تولید شده باشد، باید حتماً یک فیلتر جدا کننده روغن پیش از تجهیزات خشک کن قرار داده شود. در بیشتر موارد از یک فیلتر ذره‌ای بعد از خشک کن جذبی استفاده می‌شود.
در کمپرسورهای مارپیچی روغنکاری نشونده از خشک کنن‌های جذبی سطحی استفاده می‌شود که برای بازیافت ماده جاذب رطوبت آن از گرمای کمپرسور استفاده می‌کنند. بطور کلی این نوع خشک کن‌ها با یک استوانه گردان که حاوی ماده جاذب رطوبت است، نصب می‌شوند که یک قسمت آن (یک چهارم) توسط جریان ناچیزی از هوای فشرده گرم (˚C ۲۰۰- ۱۳۰) بازیافت می‌گردد. هوای استفاده شده در بازیافت دوباره سرد می‌شود، آب تقطیر شده، تخلیه و هوا از طریق پمپ افشانکی به جریان اصلی هوا فرستاده می‌شود. بقیه سطح استوانه خشک کن (سه چهارم) برای خشک کردن هوای فشرده پس خنک کن کمپرسور مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در این سیستم هیچ هوای فشرده‌ای تلف نمی‌شود. توان مورد نیاز برای چنین خشک کنی به اندازه راه اندازی استوانه است، به عنوان مثال یک خشک کن با ظرفیت l/s ۱۰۰۰ فقط به ۱۲۰ وات توان نیاز دارد. بعلاوه هیچ هوای فشرده‌ای تلف نمی‌شود و همچنین به فیلتر‌های ذره‌ای و فیلتر روغن هم نیازی نیست.





صافی‌ها
ذرات موجودی را که در جریان هوا از صافی عبور می‌کنند می‌توان به چندین روش جدا کرد.اگر ذرات بزرگ تر از روزنه‌های صافی باشند، بطور مکانیکی جدا می‌شوند.این روش معمولاً برای ذراتی به کار برده می‌شود که بزرگتر از m ۱ هستند. هر چقدر که صافی فشرده تر، دارای فیبرهای باریک تر و روزنه‌هایش کوچک تر باشد، بازدهی صافی افزایش می‌یابد. ذراتی که بین μm ۱/. و μm ۱ هستند می‌توانند بوسیله فیبرهای صافی که جریان هوا از میان آنها حرکت می‌کند، جدا شوند، درحالیکه ذراتی به واسطه لختی شان به حرکت ادامه می‌دهند. سپس با فیبرهای صافی بر خورد می‌کنند و به سطح آن می‌چسبند. بازدهی صافی در این خصوص با افزایش سرعت جریان و به کار گیری صافی‌های فشرده تر افزایش می‌یابد.ذرات خیلی کوچک (µm ۱/.<) که در جریان هوا بطور تصادفی حرکت میکنند تحت تأثیر برخورد با مولکول‌های هوای قرار میگیرند. آنها در جریان هوا معلق می‌مانند و در تمام مدت جهت شان تغییر می‌کند، به همین علت است که به آسانی به فیبرهای صافی برخورد می‌کنند و به آنها می‌چسبند. در این خصوص با کاهش سرعت جریان هوا و به کار گیری صافی‌های فشرده تری که از فیبرهای نازک تر تشکیل شده‌اند، بازدهی صافی افزایش می‌یابد.
ظرفیت جدا کنندگی یک صافی ناشی از ظرفیت عناصر فرعی آن می‌باشد که در بالا به آنها اشاره شد. در واقع از آنجائیکه هیچ صافی نمی‌تواند در مقابل اندازه‌های متفاوت ذرات کارائی کامل داشته باشد، حتی اگر سرعت جریان در ظرفیت جدا کنندگی برای اندازه‌های مختلف ذره فاکتور قطعی نباشد، بنابراین هر صافی در یک جایگاه معینی قرار دارد. به این علت جداسازی ذراتی که بین µm ۱/. و µm ۴/. هستند خیلی دشوار است. کارائی جدا کنندگی صافی‌ها نسبت به اندازه ذرات بخصوصی تعیین می‌شود. معمولاً کارائی جداکنندگی ٪۹۵-۹۰ بیان می‌شود که به این معنی است که ٪ ۱۰- ۵ تمام ذرات موجود در هوا از میان صافی عبور میکنند. بعلاوه، صافی که برای ذراتی به اندازه µm۱۰ دارای کارائی جداسازی ٪۹۵ باشد میتواند ذراتی که به اندازه µm ۱۰۰ - ۳۰ هستند را جدا سازد. آب و روغن معلق در هوا نیز همانند ذرات دیگر رفتار می‌کنند و همچنین می‌توانند با استفاده از یک صافی جدا شوند.
قطراتی که بر روی فیبرهای صافی تشکیل می‌شوند به علت نیروهای جاذبه‌ای به طرف پایین صافی فرو می‌روند. صافی فقط می‌تواند روغن هائی را که به شکل هوا ریز هستند، جدا کند. اگر بخواهیم روغن‌هایی را که به شکل بخار هستند جدا کنیم، صافی باید دارای ماده جاذب مناسبی باشد، مثل کربن فعال.تمام فرایندهای جدا سازی منجر به افت فشار می‌شوند که به معنی افت انرژی در سیستم هوای فشرده‌است. فیلترهای ریز تر با ساختار‌های فشرده تر باعث افزایش افت فشار می‌شوند و همچنین سریع تر مسدود می‌شوند، بنابر این باید پیوسته تعویض شوند زیراکه باعث افزایش هزینه می‌شوند. بدین ترتیب، ابعاد صافی‌ها باید بطوری در نظر گرفته شود که هم قادر باشند جریان‌های اسمی را از حود عبور داده و هم اینکه آستانه ظرفیت آنها آنقدر باشد که بتواند افت فشار را بنابر درجه انسداد تحمل کنند.

... page1 - page2 - page3 - page4 - page5 - page6 - page7 ...