نیم نگاهی به جداول مدلهای کمپرسور هوا چند فشار را مقابل ما قرار میدهد. ۷ بار، ۷/۵ بار، ۸ بار، ۱۰ بار و ۱۳ بار. چرا این فشارها؟ و از همه مهمتر چرا کمپرسور ۷ بار محبوبترین بوده و فشار ۷ بار را عملا فشار نرمال صنعت مینامند؟
علت محبوبیت فشار ۷ بار چیست؟
پاسخ سوال را بایستی در تجهیزات پنوماتیکی جستجو کرد که از قدرت هوای فشرده بهره برده، با آن کار میکند. بسیاری از تجهیزات سنتی در محدودهای نزدیک به این فشار طراحی شده بودند. از جملهی آنها میتوان به جکها و سیلندرهای پنوماتیک، آچارهای بادی، دریل پنوماتیک، فرزهای بادی، موتورهای پنوماتیک، شیرها، سیستمهای اتوماسیون، تجهیزات تمیزکاری با هوای فشرده و تجهیزات جابجایی مواد اشاره کرد. فشار عملیاتی در محدودهی ۶ تا ۷ بار فشاری کاری برای طیف گستردهای از کاربردهای صنعتی است و در نتیجهی آن ۷ بار، که مقداری حاشیه امنیت هم لحاظ کرده است، نقطهی ثقلی برای نیازهای هوای فشرده شده است.
فشاری کمتر از ۷ بار ممکن است عملکرد برخی از تجهیزاتی که در بالا گفته شد را با نقصان روبرو کند و فشار بیشتر هم به معنای مصرف بیش از نیاز انرژی است.
آیا کمپرسور ۷ بار واقعا هوای ۷ بار تولید میکند؟
خیر. وقتی در صنعت کمپرسوری را معرفی میکنند که در فشار ۷ بار کار میکند، به طور معمول منظور آن است که در فشار ۷ بار گیج یا barg کار میکند. این فشار در نسبت با فشار اتمسفریک که یک بار است سنجیده میشود. ۷ بار گیج برابر با ۸ بار مطلق است. در فیزیک و مهندسی فشردهسازی گازها با فشار مطلق سر و کار داریم.
قیمت هوای فشرده
هوای فشرده انرژی گرانقیمتی است. هرچه فشار نهایی بیشتر باشد برای فشردهسازی هوا بایستی انرژی بیشتری مصرف کنیم. اگر تجهیزات کارخانه با فشار ۶ بار به خوبی کار میکند، تامین هوای فشرده ۱۰ بار برای لولهکشی کارخانه تنها با این استدلال که هرچی بیشتر بهتر به معنای مصرف برق بیشتر برای تولید هوایی است که اصلا استفاده نمیشود.
فشار بهینه یعنی کاهش نشتی
فشار بالاتر میتواند اتلاف هوای فشرده به صورت نشتی را افزایش دهد. هرچه اختلاف فشار میان دو نقطه افزایش یابد، هوای بیشتری از نقطهی نشتی و سوراخ خارج میشود. چنین اتفاقی چرخهی باطلی را شکل میدهد که به مصرف برق بیشتر ختم خواهد شد. چون کمپرسور در صورت احساس نشتی و هدررفت هوا، زحمت بیشتری میکشد تا جبران کرده و هوا را به فشار برساند.
پس چرا تجهیزات را برای ۵ بار طراحی نکردیم؟
چون فشار همه چیز نیست. سیلندر پنوماتیکی را تجسم کنید. این سیلندر برای ایجاد نیرویی مشخص به فشار معینی نیاز دارد.
سیلندر پنوماتیکی تجهیزاتی است که از نیروی هوای فشرده برای تولید نیرو و حرکت خطی رفت و برگشتی استفاده میکند. این دستگاه مشابه با سیلندرهای هیدرولیکی کار میکند و پیستونی را مجبور به حرکت در جهت مورد نظر میکند. در مقایسه با سیلندر هیدرولیکی، سیلندر پنوماتیک یا بادی بیصدا و تمیزتر است و به فضای اضافی برای ذخیرهسازی مایعات نیاز ندارد.
به طور خلاصه نیرو برابر است با فشار ضربدر سطح مقطعی که فشار بر آن وارد میشود. اگر فشار را کاهش دهیم، میتوان با افزایش سطح سیلندر بخشی از نیروی از دست رفته را جبران کرد. پس در غیبت فشار کافی، سیلندرها بزرگتر، شیرها بزرگتر و لولهکشی پهنتر میشود و به تجهیزات متفاوتی نیاز داریم که فضای بیشتری هم خواهند گرفت.
در حقیقت صنعت فقط فشار را کمینه نمیکند، بلکه صنعت در طول تاریخ فشاری را برگزیده است که طیف گستردهای از تجهیزات را با هزینهی مناسب و در ابعاد مناسب به کار بیندازد.
افت فشار را همیشه باید در نظر داشته باشیم.
کمپرسوری را تصور کنید که فشار مطلقی برابر با ۸ بار تولید میکند. هوای تولیدی این کمپرسور در طول مسیر با خشککن، فیلتر، سپراتور، شیرها، رگلاتورها، لولهکشی، اتصالات و شیلنگها روبروست. همهی این اجزا منجر به افت فشار میشود و تازه این زمانی است که افت فشاری ناشی از طراحی غلط لولهکشی یا نشتی نداشته باشیم. در نتیجه هوای فشردهی ۸ بار در تولید مسیر و پس از تجهیزات تصفیه و بهینهسازی کیفیت نیم بار افت و پس از شبکهی توزیع نیم بار دیگر افت کرده و تا به مصرفکننده برسد تا ۶/۵ بار فشار را در اختیار ان قرار خواهد داد.
چرخهای که کمپرسور ۷ بار را به نُرم صنعت تبدیل کرد
اگر میلیونها کارخانه در جهان، هرکدام با چندین ابزار و تجهیزات بادی کار کنند که در برای محدودهی فشار ۷ بار بهینه شده اند، این فشار جا میفتد و تولیدکنندگان هم انگیزهی بیشتری برای تحقیق، توسعه و تولید در آن محدوده دارند.
و زمانی که تولیدکنندگان بر تولید کمپرسور ۷ بار متمرکز شوند، کمپرسور ۷ بار فراوان در بازار پیدا شده و قیمت آن نیز مناسبتر خواهد بود. تجهیزات تکمیلی و جانبی برای فشار ۷ بار بیشتر خواهد بود و کارخانه نه تنها دیگر دلیلی برای تغییرات ندارند، بلکه کارخانههای جدید هم انگیزهی خوبی برای کار در این محدوده خواهند داشت. در حقیقت فشار ۷ بار حداقل فشاری بوده است که بدون نیاز به ابعاد بزرگ، تجهیزات پنوماتیک کارآمد در آن کار میکنند. اینطور نبوده که فراماسونری در اتاقی جمع شوند و توطئه کنند که تمام ماشینآلات و کارخانهها با کمپرسور ۷ بار کار کنند.
