Download pdf - Unitatea de Invatare 5

Instalaţii de aer comprimat

75Instalaţii Navale – Curs, laborator şi proiect

Unitatea de învăţare nr. 5

Instalaţii de aer comprimat Cuprins Pagina

Obiectivele unităţii de învăţare nr. 5 77

5.1 Generalitaţi 77

5.2 Schema, elementele componente si functionarea Instalatiei de aer comprimat 79

5.3 Prevederi ale societatilor de clasificare privind instalaţiile de aer

comprimat

81

5.4 Compresoare de aer. Compresorul cu piston. Clasificare. Generalitãţi 82

5.5 Diagrama p-v si t-s cu lucrul mecanic tehnic pentru compresoarele

cu o singurã treaptã de compresie

85

5.6 Influenţa spaţiului vãtãmãtor. Gradul de aspiraţie al compresorului 86

5.7 Gradul de comprimare 87

5.8 Influenţa spaţiului vãtãmãtor asupra lucrului mecanic al compresorului 88

5.9 Influenţa presiunii şi temperaturii aerului la sfârşitul aspiraţiei. Influenţa

umiditãţii aerului

90

5.10 Elementele componente ale compresoarelor de aer. Filtre de aer pentru

compresoare. Distribuţia compresorului cu piston. Separatoare de apã şi

ulei. Acţionarea compresoarelor

92

5.11 Tubulaturi şi armãturi ale instalatiei de aer comprimat- elemente de calcul si

de verificare

93

5.12 Rãcirea si ungerea compresorului cu piston. 98

Lucrare de verificare – unitatea de învăţare nr. 5 103

Răspunsuri şi comentarii la întrebările din testele de autoevaluare 103

Bibliografie – unitatea de învăţare nr. 5 104


76 Instalaţii Navale – Curs, laborator şi proiect



OBIECTIVELE unităţii de învăţare nr. 5

Principalele obiective ale Unităţii de învăţare nr. 1 sunt:

Rolul si elementele specifice instalatiilor de aer comprimat

Utilizarea si depozitarea aerului comprimat la nava Elemente constructive specifice si principii de

functionare Sublinierea aspectelor practice Exploatarea instalatiilor Regul de clasificare pentru instalatiile de aer comprimat

De reţinut! Toate elementele sunt cuprinse in IMO STCW- (Standards of Training, Certification and Watchkeeping) privind calificarea minimala a ofiterului de cart, deci trebuie retinute.

INSTALAŢIA DE AER COMPRIMAT

1 GENERALITÃŢI PRIVIND GRADUL DE UTILIZARE A AERULUI COMPRIMAT LA NAVE

Aerul comprimat are o largã utilizare în ramurile de bazã ale industriei: construcţii,

siderurgie, construcţii de maşini, construcţii de nave maritime şi deasemeni prezenţa sa la bordul navelor este de importanţã majorã.

In funcţie de numãrul şi amplasarea consumatorilor la bordul navelor, sistemele de aer comprimat se concep dupã principiul autonom sau de grup, cu circuite liniare sau inelare. Din cauza vitalitaţii reduse principiul centralizat nu se aplicã pe scarã largã la bordul navelor.

Magistralele de aer comprimat comunicã cu compresorul şi buteliile în care se depoziteazã cantitatea necesarã de aer, butelii care se amplaseazã în compartimentul

http://www.stcw.org/

http://www.stcw.org/



maşini, în spaţiile de stingere a incendiilor, sau în alte locuri de pe navã. De obicei circuitele de înaltã, medie şi joasã presiune se concep cu magistrale

autonome care comunicã între ele prin racorduri prevãzute cu armãturi de reducţie. Pentru obţinerea aerului comprimat se foloseşte compresorul cu piston sau

centrifugal. Compresoarele cu piston se utilizeazã pentru debite relativ reduse, dar la presiuni ridicate, pe când compresoarele centrifugale se utilizeazã la debite mari de aer cu presiuni mai scãzute. Pe mãsura consumãrii aerului din butelii, compresorul completeazã aceastã rezervã. Funcţionarea periodicã a compresorului face ca energia consumatã pentru antrenarea compresorului sã fie mai redusã.

În scopul reducerii volumului ocupat de buteliile de aer comprimat, presiunea de depozitare este superioarã celei de utilizare. Pentru reducerea presiunii aerului pânã la cea necesarã, pe magistrale se monteazã armãturi de reducţie care permit menţinerea automatã a unei presiuni de alimentare a consumatorilor.

Pentru protejarea tubulaturilor împotriva avariei în cazul unei eventuale depãşiri a presiunilor maxime admise, în sistem se monteazã supape de siguranţã care la depãşirea cu 10% a presiunii maximale admise se deschid şi evacueazã o parte din aerul din tubulaturã în compartiment sau în atmosferã. Aerul comprimat ajunge la diferiţi consumatori prin casete de valvule alimentate de magistralele sistemului.

Pentru reducerea umiditãţii aerului în sistem se folosesc instalaţii de absorbţie a umiditãţii cu absorbanţi lichizi sau solizi.

La bordul navelor aerul comprimat are utilizãri numeroase, de importanţã primordialã, ca de exemplu:

- lansarea motorului principal şi a motoarelor auxiliare; - automatizãri, comenzi şi acţionãri pneumatice; - suflarea de funingine a cãldãrilor;

- formarea pernelor de aer (la hidrofoare, la vase de amortizare, instalaţia de rãcire telescopicã, motoare);

- tifoane. Domeniile de utilizare ale aerului comprimat se înmulţesc la navele moderne,

deoarece sistemele de automatizare pneumaticã au fost preferate având stabilitate mai mare în funcţionare, decât cele electrice şi electronice.

În condiţiile de navigaţie, aparatele pneumatice nu sunt influenţate de trepidaţii, agenţi oxidanţi şi corozivi, iar puritatea aerului comprimat, strict necesarã funcţionãrii acestora, poate fi uşor asiguratã in condiţiile lipsei prafului din atmosfera mãrilor şi oceanelor.

Deasemeni instalaţiile şi acţionãrile pneumo-hidraulice mãresc şi mai mult necesitatea producerii şi depozitãrii aerului comprimat la bordul navelor moderne. Astãzi este de neconceput o navă maritimã cu motoare de puteri, fãrã aer comprimat pentru lansare.

Instalaţia de aer comprimat presupune depozitarea aerului în butelii şi o reţea



complexã de tubulaturi, care leagã diverse pãrţi componente, menitã sã distribuie aerul cãtre consumatori în anumite condiţii de puritate, de presiune, de umiditate.

Schema instalaţiei de aer comprimat În figura 1 este reprezentatã simplificat o instalaţie de aer comprimat la navã,

cuprinzând: producerea, depozitarea şi distribuţia. În principiu grupurile de compresoare cu motoare electrice de antrenare (1) încarcã

cele trei butelii de aer comprimat (2) inclusiv butelia de rezervã (3). Separatoarele de apã şi ulei (4) plasate în diferite puncte pe tubulaturã, eliminã manual sau automat apa sau uleiul din aerul comprimat.

De la butelii, aerul comprimat pleacã pe circuite cu presiuni de 30 de bari, cele mai frecvent utilizate pentru pornirea motoarelor Diesel navale, sau cãtre alţi consumatori, trecând prin staţia de reducere (5) unde în cazul reprezentat, presiunea este scãzutã la 6 bari.

Mai departe alte reductoare (nefigurate în schemã) reduc presiunea de la 6 la 1,4 bari, folositã la aparatele de automatizare standardizate. Ca mãsurã suplimentarã s-au prevãzut filtrele (6), pentru îndepãrtarea impuritãţilor şi absorbţia umiditãţii din aer. Dupã trecerea şi prin aceste filtre, aerul comprimat merge cãtre consumatori (în figurã sunt indicate circuitele mai importante).



Fig. 1



2 PREVEDERI ALE AUTORITĂŢII NAVALE ROMÂNE PRIVIND INSTALAŢIA DE AER COMPRIMAT

În Registrul Naval Român, partea a VIII-a se gãsesc cerinţele impuse instalaţiei de aer comprimat de la bordul navelor, funcţie de tipul şi destinaţia acestora. Astfel, dintre normele mai importante impuse de ANR, obligatorii, deoarece fac parte din siguranţa navigaţiei, sunt: - rezerva de aer comprimat pentru pornirea motorului principal trebuie pãstratã în cel puţin douã butelii de aer, sau în douã grupe de butelii de aer; - cantitatea totalã de aer comprimat pentru pornirea motoarelor principale nereversibile, precum şi a motoarelor Diesel destinate antrenãrii generatoarelor principale (folosite la propulsare) trebuie sã fie suficientã pentru efectuarea a şase lansãri ale motorului cu puterea cea mai mare; - pentru pornirea motoarelor auxiliare trebuie prevãzutã cel puţin o butelie de aer comprimat cu o capacitate suficientã pentru a se efectua şase lansãri cu motorul de puterea cea mai mare; - in cazul instalãrii unor butelii de aer destinate funcţionãrii sirenei şi a sistemelor de comandã precum şi pentru nevoi gospodãreşti, capacitatea lor va fi mãritã comparativ cu capacitatea de calcul pentru sirenã, în plus prevãzându-se încãrcarea automatã a buteliilor de aer; - va exista o semnalizare care sã se declanşeze la scãderea presiunii cu cel mult 5 bari sub presiunea finalã de încãrcare a buteliei; - buteliile de aer trebuie sã se monteze astfel încât în orice condiţii de exploatare, sã fie posibilã evacuarea completã a apei din ele; - numãrul de compresoare principale pe navele cu zonã de navigaţie nelimitatã trebuie sã fie cel puţin doi; - pe navele cu zonã nelimitatã de navigaţie ale cãror motoare principale şi auxiliare se pun în funcţiune cu aer comprimat, trebuie prevãzut un dispozitiv care sã asigure posibilitatea pornirii compresoarelor principale în timp de cel puţin o orã; - compresoarele principale trebuie sã asigure umplerea buteliilor motorului principal în timp de o orã, începând de la presiunea la care este posibilã ultima lansare şi manevrã pânã la cea necesarã pentru asigurarea numãrului de lansãri şi de manevre indicat de ANR.

Pe lângã aceste reguli impuse de ANR, în faza de recepţie, periodic în exploatare şi ocazional, se executã în spaţii ce controleazã respectarea normelor amintite, verificându-se în plus, dotarea cu aparatele de mãsurã şi control, cu dispozitive de siguranţã.

În privinţa amplasãrii tubulaturilor în instalaţia de lansare, ANR prevede: a) tubulaturile destinate pentru umplerea buteliilor de aer trebuie sã fie

complet separate de tubulaturile de pornire; b) fiecare din buteliile de lansare trebuie sã aibã posibilitatea umplerii de la

fiecare compresor principal; se admite posibilitatea umplerii buteliilor de lansare a



motoarelor auxiliare din buteliile pentru lansarea motorului principal; c) dupã fiecare compresor trebuie instalatã pe tubulaturã o valvulã de

reţinere şi de închidere. Pe tubulatura care alimenteazã cu aer fiecare motor, înaintea valvulei lui de pornire,

trebuie instalatã o valvulã cu reţinere. Dacã prin construcţia motorului se prevãd dispozitive antiexplozie, nu mai este

obligatorie instalarea unei astfel de valvule. d) tubulaturile trebuie montate, pe cât posibil, în linie dreaptã, cu o micã

înclinare pentru scurgerea apei; înclinarea nu trebuie sã fie spre valvula principalã de pornire a motorului;

e) pe tubulatura dintre compresor şi buteliile de aer trebuie prevãzute dispozitive pentru evacuarea apei şi a uleiului, dacã aceste dispozitive nu au fost montate chiar pe compresor.

Se ţine cont de cerinţele ANR în privinţa amplasãrii tubulaturilor, dupã cum se poate observa în schema generalã a sistemului de lansare. Tubulaturile destinate umplerii buteliilor sunt complet separate de tubulaturile de pornire, pe aceste tubulaturi fiind montate dupã fiecare compresor elemente de reţinere a picãturilor de apã şi ulei, existând de asemenea valvule de reţinere dupã fiecare compresor. Fiecare din buteliile de lansare poate fi umplutã la fiecare compresor principal, existând posibilitatea umplerii buteliei de lansare a motoarelor auxiliare de la buteliile de lansare ale motorului principal.

3 COMPRESOARE DE AER

3.1 COMPRESORUL CU PISTON. CLASIFICARE. GENERALITÃŢI Compresoarele cu piston se pot clasifica dupã mai multe criterii, dintre care

amintim: a) Dupã mãrimea debitului: - compresoare mici, având debite sub 10 m3/min; - compresoare mijlocii, având debite sub 10 şi 30 m3/min; - compresoare mari, având debite de peste 100 m3/min. b) Dupã presiunea maximã de refulare: - compresoare de presiune înaltã, având presiuni de peste 80 at; - compresoare de presiune foarte înaltã, având presiuni de refulare de peste 100

at. c) Dupã schema de funcţionare: - compresoare cu o treaptã de comprimare; - compresoare cu mai multe treapte de comprimare;



- compresoare cu piston diferenţial. d) Dupã numãrul cilindrilor: - compresoare monocilindrice sau simple; - compresoare cu doi cilindri sau duplex; - compresoare cu trei cilindri sau triplex; - compresoare policilindrice. e) Dupã aşezarea cilindrilor (la cele policilindrice): - compresoare cu cilindri în linie; - compresoare cu cilindri în unghi sau L; - compresoare cu cilindri în V; - compresoare cu cilindri în W; - compresoare cu cilindri în H. f) Dupã poziţia axei cilindrilor: - compresoare orizontale; - compresoare verticale; - compresoare înclinate. g) Dupã natura fluidului de comprimat (dupã destinaţie): - compresoare de aer; - compresoare frigorifice, etc. Compresoarele sunt maşini de forţã generatoare care servesc la comprimarea

gazelor. Dupã felul în care se efectuezã comprimarea, compresoarele sunt grupate în douã

mari categorii: compresoare volumice şi compresoare cu rotor. Compresoarele volumice sunt compresoarele la care comprimarea gazului se

obţine prin creşterea presiunii lui statice, folosind un organ de maşinã mobil pentru micşorarea volumului unuia sau mai multor compartimente în care este închis gazul.

Dupã felul mişcãrii organului mobil, compresoarele volumice se clasificã în compresoare cu piston, la care pistonul are o mişcare rectilinie alternativã într-un cilindru, şi compresoare rotative, cu organ rotitor care provoacã modificarea volumului ocupat de gaz în camerele maşinii (compresoare cu lamele, cu lobi etc.).

Turbocompresoare sau compresoare cu rotor sunt compresoare la care comprimarea gazului se obţine prin acţiunea unui rotor cu palete asupra curentului de gaz; energia cineticã a rotorului, transmisã de motorul de antrenare, este utilizatã pentru a mãri energia potenţialã a gazului. Dupã presiunea la sfârşitul comprimãrii, se deosebesc: turbocompresoarele propriu-zise, pentru presiuni mai înalte de 2 at, turbosuflantele, pentru presiuni de 0,1-2 at, şi ventilatoarele, pentru presiuni sub 0,1 at.

Compresoarele cu piston acoperã o gamã de presiuni foarte largã, de la 3 at pânã la 1000 at, la comprimarea gazelor sau a amestecurilor de gaze.

Compresorul este o maşinã termicã cu consum de lucru mecanic şi producere de energie potenţialã şi termicã sub formã de aer comprimat la o presiune şi temperaturã



ridicatã. El se compune, în principiu, dintr-un cilindru C, în care se poate mişca pistonul P şi din supapele de aspiraţie, A, respectiv de refulare R (fig. 2).

Fig.2 Schiţa compresorului cu o treaptã de

compresie şi diagrama dinamicã

Teoretic, compresorul funcţioneazã fãrã pierderi, nu are spaţiu vãtãmãtor şi nu

necesitã diferenţe de presiune la aspiraţie şi la refulare. Deasemenea, se mai presupune, cã starea aerului în compresor rãmâne invariabilã şi cã presiunea şi temperatura de refulare nu se schimbã şi sunt egale cu presiunea şi temperatura din conducta de refulare.

În aceste ipoteze, compresorul ar lucra dupã diagrama din figura 2 în care: 4-1 reprezintã aspiraţia aerului la presiunea p1; 1-2 compresiunea de la p1 la presiunea p2; 2-3 refularea aerului din cilindru în rezervorul de aer comprimat la presiunea p2; 3-4 închiderea supapei de refulare, deschiderea supapei de aspiraţie şi egalizarea presiunilor, dupã care ciclul de funcţionare se reia.

Ciclul de funcţionare este realizat într-o cursã de dus - întors a pistonului . În cursa de aspiraţie, lucrul mecanic cedat de aer pistonului, este reprezentat de

suprafaţa 4 1 c a şi are valoarea:

La = p1V1

În cursa de întoarcere, lucrul mecanic este efectuat de piston asupra aerului din cilindru, mai întâi, pentru a-l comprima de la 1 la 2 şi apoi, pentru a-l evacua din cilindru de la 2 la 3. Lucrul de comprimare este reprezentat prin aria c 1 2 b si are valoarea:

L12 = , 2

1

pdV



iar lucrul mecanic de evacuare este reprezentat prin aria b 2 3 a şi are valoarea:

Lr = - p2V2

Astfel, pentru efectuarea unui ciclu, se consumã lucrul mecanic:

Lt1,2= La + L12 + Lr = p1V1 + - pV2 (1) 2

1

pdV

care este reprezentat prin aria 4 1 2 3 , a cãrei valoare se exprimã prin integrala ( 2 ), unde, semnul minus aratã, cã lucrul mecanic consumat este negativ:

Lt1,2 = - ( 2) 2

1

Vdp

În figura 3 este reprezentat lucrul mecanic total consumat de compresor pentru

efectuarea unui ciclu - în funcţie de modul în care decurge comprimarea aerului.

Fig. 3

Diagrama p-V si T-s cu lucrul mecanic tehnic pentru compresoarele

cu o singurã treaptã de compresie



Din figura 3 se vede, cã lucrul mecanic tehnic este minim în cazul compresiunii izotermice şi maxim în cazul compresiunii adiabatice. De aceea, în practicã, pentru un consum de energie minim al compresorului şi deci un randament optim, se procedeazã la rãcirea cilindrului compresorului şi la rãcirea intermediarã a aerului între treptele compresorului.

Un compresor teoretic, poate sã funcţioneze şi în sens invers, adicã sã primeascã aer comprimat şi sã cedeze lucru mecanic, devenind astfel un motor pneumatic. Formulele, privind consumurile de energie, stabilite la compresoare sunt valabile şi pentru motoarele pneumatice, dar cu semn algebric schimbat.

3.2 INFLUENŢA SPAŢIULUI VÃTÃMÃTOR

3.2.1 GRADUL DE ASPIRAŢIE AL COMPRESORULUI

Compresorul real nu poate sã fie executat fãrã sã se lase un spaţiu între piston şi

capacul cilindrului care sã serveascã pentru manevrele de deschidere şi închidere a supapelor. Acest spatiu vãtãmãtor rãmâne, întotdeauna, plin cu aer comprimat la sfârşitul cursei de întoarcere a pistonului la punctul mort inferior. Datoritã acestui fapt, la începutul urmãtoarei curse de aspiraţie, pistonul va parcurge, mai întâi, o parte din cursa sa, fãrã sã poatã aspira aer proaspãt, ci numai pentru expandarea aerului aflat în spaţiu vãtãmãtor, pânã la presiunea de aspiraţie ( figura 4 ).

Mãrimea spaţiului vãtãmãtor se caracterizeazã prin valoarea e0, definitã ca raportul dintre volumul spaţiului vãtãmãtor şi volumul V, generat de piston, într-o cursã şi care este denumit cilindree).

Fig. 4

Spaţiul vãtãmãtor al ciclului teoretic al compresorului cu o treaptã de compresie

Din cursa de aspiraţie, pistonul aspirã aer proaspãt numai din 4 pânã în 1.

Diminuarea volumului de aer aspirat de compresor este definitã prin coeficientul:



cc V

V

V

VV 841

(3)

care se numeşte gradul de umplere sau de aspiraţie al compresorului şi el reflectã influenţa spaţiului vãtãmãtor asupra cantitãţii de aer aspirat de compresor.

Gradul de umplere se mai poate scrie şi altfel:

cc

cc

V

V

V

VVV 441

(4)

Admiţând cã expansiunea aerului rãmas în spaţiul vãtãmãtor, V3= 0V la

presiunea p2 se efectueazã dupã o politropã, pânã la presiunea de aspiraţie p1, se poate scrie:

n

c p

p

V

V

V

V1

1

24

3

4

şi cu aceasta:

11

1

1

2n

p

p (5)

ceea ce înseamnã cã, pentru un anumit spaţiu vãtãmãtor gradul de aspiraţie este cu atât mai mic cu cât raportul presiunilor este mai mare.

3.2.2 GRADUL DE COMPRIMARE

Pentru fiecare spaţiu vãtãmãtor existã un raport de comprimare p2/p1 pentru care

gradul de aspiraţie este nul şi când, deci, compresorul nu mai aspirã deloc aer proaspãt; aceasta se întâmplã, când expansiunea aerului, rãmas comprimat în spaţiul vãtãmãtor, se terminã chiar în punctul în care începe comprimarea. În aceastã situaţie = 0 şi deci gradul

maxim de comprimare va fi:

n

p

p

1

1

2

2

(6)



Fig. 5 Scãderea debitului prin mãrirea gradului de compresie

Diagrama dinamicã a compresorului se reduce, teoretic, în acest caz, la o curbã

politropicã. Gradul de comprimare este limitat practic, de temperatura de la sfârşitul comprimãrii, care nu trebuie sã depãşeascã temperatura de aprindere a uleiului (pânã la care uleiul îşi pãstreazã proprietãţile de ungere).

În ipoteza unei compresiuni adiabatice, conform ecuaţiei (6), gradul de compresie maxim este:

11

2

x

x

T

T (7)

3.2.3 INFLUENŢA SPAŢIULUI VÃTÃMÃTOR ASUPRA LUCRULUI MECANIC AL COMPRESORULUI

Lucru mecanic consumat pentru efectuarea unui ciclu de comprimare a aerului este

reprezentat în diagrama dinamicã (figura 3) prin suprafaţa 1 2 3 4, care poate fi consideratã, cã provine din diferenţa suprafeţelor a 1 2 3 b şi al 4 3 b. Astfel fiind, se poate scrie, conform ecuaţiei (7):



n

n

n

nn

n

tp

pVp

p

pnnVpL

1

1

21

411

1

211 111

( 8 )

de unde:

n

n

p

p

n

nVVpLt

1

1

2411 1

1.

( 9 )

Formula aratã cã din punct de vedere al debitului şi al lucrului mecanic consumat, compresorul tehnic se comportã ca şi un compresor teoretic care ar avea cilindreea egalã cu (V1-V4). Prin urmare, spaţiul vãtãmãtor nu urmãreşte, în mod direct , puterea necesarã comprimãrii, ci micşoreazã numai capacitatea de debitare a compresorului, fapt care este în legãturã cu utilizarea incompletã a dimensiunilor cilindrului.

În ultima formulã s-a presupus cã indicele politropic n1 al compresiei de la 1 la 2 este egal cu indicele politropic n2 al expansiunii (n = n1 = n2).

Dacã indicele de expansiune politropicã n2 este mai mare decât indicele de compresiune n1, fapt care implicã o bunã rãcire a compresiei, atunci punctul final de compresiune 4' se aflã în diagrama dinamicã (figura 6) la stânga punctului 4 (corespunzãtor cazului n1= n2).

Fig.6 Ciclul teoretic al compresorului cu piston, la diferite



expansiuni ale aerului vãtãmãtor

În aceastã situaţie rezultã cã volumul de aer proaspãt aspirat de compresor a crescut cu V's şi totodatã a crescut şi lucrul mecanic consumat de compresor cu Lt'. Influen ţa spaţiului vãtãmãtor este pozitivã deoarece se amelioreazã randamentul compresorului.

Dacã în timpul compresiei rãcirea nu este bunã şi n2<n1, punctul final al compresiei 4'' se aflã la dreapta punctului 4, ceea ce înseamnã cã volumul de aer proaspãt aspirat de compresor scade şi în acelaşi timp lucrul mecanic consumat de compresor se diminueazã cu Lt''. Randamentul compresorului se înrãutãţeşte, ceea ce înseamnã, cã influen ţa spaţiului vãtãmãtor este negativã.

3.2.4 INFLUENŢA PRESIUNII ŞI TEMPERATURII AERULUI LA SFÂRŞITUL ASPIRAŢIEI

Din ecuaţia (9) se vede cã lucrul mecanic consumat pentru efectuarea unui ciclu de

compresie politropicã, depinde de presiunea de aspiraţie, de presiunea finalã de compresie, de volumul (V1-V4) şi este independent de temperatura de aspiraţie. Aceasta înseamnã cã un compresor cu piston va consuma aceeaşi energie pentru efectuarea ciclului atât iarna, cât şi vara.

Presiunea aerului în cilindru, în timpul aspiraţiei, nu este egalã cu presiunea atmosfericã, ci este mai micã din cauza rezistenţelor pe care trebuie sã le învingã aerul la trecerea prin orificiul de aspiraţie al rezistenţelor din filtru şi conducta de admisie, precum şi datoritã inerţiei aerului (figura 7).

Fig. 7 Ciclul real al compresorului cu piston cu o treaptã de compresie



Un fenomen asemãnãtor se petrece şi la refulare, când presiunea aerului trebuie sã fie ceva mai mare pentru a învinge rezistenţa de ridicare a supapei de evacuare şi rezistenţele de scurgere prin conducte.

Cu cât rezistenţele acestea sunt mai mari, cu atât presiunea de aspiraţie este mai scãzutã faţã de presiunea atmosfericã şi debitul masic al compresorului este mai mic. Aceasta se pune în evidenţã scriind ecuaţiile de stare pentru masa de aer ma la presiunea pa cu temperatura Ta şi volumul Vc şi masa m1, cuprinsã în volumul Vs1, la presiunea p1 şi temperatura T1 de la sfârşitul aspiraţiei. Fãcând raportul celor douã ecuaţii se obţine:

ca

sa

a VTp

VTp

m

m

1

111 (10)

Formulele (3) şi (5) sunt valabile şi în aceastã situaţie şi, notând gradul de umplere în

acest caz cu VcVs1 , ecuaţia de mai înainte se poate scrie:

1

11

Tp

Tp

m

m

a

a

a (11)

Aceastã ecuaţie aratã nu numai cã debitul compresorului se micşoreazã odatã cu scãderea presiunii de aspiraţie p1, ci şi cã el se diminueazã şi atunci când temperatura de la sfârşitul aspiraţiei T1 creşte.

3.2.5 INFLUENŢA UMIDITÃŢII AERULUI

Masa cuprinsã într-un tub de aer atmosferic la presiunea p şi temperatura T, este

formatã din masa aerului uscat a şi masa vaporilor de apã r aflaţi în aer:

RT

pva (12)

Ţinând seama de relaţia care redã valoarea constantei pentru aerul umed, în funcţie

de umiditatea relativã a aerului, rezultã cã densitatea aerului uscat este mai mare decât a aerului umed.

Astfel, umiditatea aerului are o influenţã negativã asupra debitului masiv al compresorului, diminuându-l.

Este evident cã, prin comprimare, umiditatea absolutã a aerului , creşte la valoarea

v ' potrivit raportului de comprimare :

v '= v (13)



Dacã umiditatea ajunge la saturaţie, se produce fenomenul de condensaţie. În general, temperatura finalã de compresie a aerului este cu mult superioarã temperaturii ce corespunde saturaţiei.

În principiu, o comprimare izotermicã mãreşte umiditatea relativã astfel încât aerul poate sã ajungã la saturaţie şi deci, sã se producã fenomenul de condensaţie.

Fenomene identice pot sã aparã şi la destinderea adiabaticã.

4. DESCRIEREA ELEMENTELOR COMPONENTE

Un compresor cu piston are cam aceleaşi pãrţi componente ca şi un motor cu ardere

internã în patru timpi: chiulasa, bloc cilindri, carter, piston, biela, arbore cotit. Pistonul compresorului de aer cu o singurã treaptã de comprimare se aseamãnã foarte

mult cu pistonul unui motor cu ardere internã, dar deosebit mult de acesta din urmã este pistonul compresorului de aer cu douã trepte de comprimare

Navele sunt dotate, în general, cu compresoare cu piston diferenţial pentru a realiza un flux continuu în conducta de încãrcare a buteliei, un echilibru mai bun, utilizarea unui cât mai mic numãr de compresoare şi realizarea unor presiuni ridicate cu un consum cât mai mic de energie.

Un compresor cu douã trepte de comprimare poate realiza presiuni mai mari, elementele de protecţie cu care este dotat sunt astfel reglate încât acestea sã poatã introduce în buteliile de depozitare aer la presiuni de 30 bari. Verificarea nivelului uleiului de ungere din carter se realizeazã cu ajutorul unei joje sau a unui vizor. Toate lagãrele (de pat, de biele, de bolţ) sunt de tipul " lagãre de alunecare ". Pistonul poate fi confecţionat din oţel sau aliaje de aluminiu.

Aerul aspirat din atmosferã prin intermediul filtrului trece prin clapetul de aspiraţie treapta I în cilindrul unde este comprimat de faţa porţiunii cu diametrul mai mare al pistonului dupã care iese prin clapetul de refulare.

Ţinând cont cã o refulare a aerului pânã la 7 bari duce la o creştere a temperaturii pânã la 200 C (temperatura de inflamare a vaporilor de ulei de compresor) se impune rãcirea aerului dupã ieşirea lui din fiecare treaptã de comprimare. Aceasta se realizeazã trecând aerul prin rãcitorul intermediar, dupã ieşirea din treapta I de comprimare, şi prin rãcitorul final, dupã ieşirea din treapta a II-a de comprimare. Ambele rãcitoare sunt realizate din serpentine de oţel amplasate în spaţiile de rãcire dintre cilindrul treptei I de comprimare şi blocul cilindrilor. Deoarece rãcirea aerului comprimat se face cu apã din circuitul deschis depunerile de impuritãţi sunt abundente şi periodic trebuiesc îndepãrtate.

Etanşarea spaţiilor de comprimare se face astfel: - pentru treapta I de comprimare - cu segmenţi metalici (ca la M.A.I.) - pentru treapta a II-a de comprimare - cu segmenţi din teflon sau din metal.



4.1. TUBULATURI ŞI ARMÃTURI

Conductele se folosesc la transportul şi distribuţia agenţilor de lucru, fiind pãrţi

distincte din instalaţiile în care se monteazã. Conductele reprezintã totalitatea elementelor constructive asamblate etanş. Agentul de lucru reprezintã fluidul care este transportat prin sistemul de conducte. Caracteristicile fluidului sunt reprezentate de natura, proprietãţile şi parametrii acestuia determinând caracteristicile fizico-chimice. Caracteristicile fizico-chimice ale fiecãrui fluid sunt analizate în scopul stabilirii compatibilitãţii acestora cu diversele materiale utilizate în fabricarea conductelor. Acest lucru permite alegerea corectã a materialului conductei, asigurarea integritãţii şi etanşeitãţii conductei pe întreaga duratã de utilizare precum şi realizarea calitãţii suprafeţei conductei printr-o curãţire şi tratare corespunzãtoare în perioada de montaj, fie printr-o protejare suplimentarã. Protecţiile îndeplinesc rolul de a asigura şi menţine integritatea suprafeţelor interioare şi exterioare ale conductei şi pot fi de naturã mecanicã, chimicã sau termicã, realizându-se prin placare interioarã, cãptuşire cu elastomeri, vopsire exterioarã, învelire antico-rozivã şi prin izolare termicã.

Parametrii specifici circulaţiei fluidului (debitul, presiunea, temperatura) sunt mãrimi care determinã dimensiunile şi structura traseului conductei şi se folosesc în calculul hidraulic, termic şi mecanic al conductei.

O conductã se caracterizeazã prin: diametru interior, diametru exterior, lungime. Valorile standardizate ale diametrului nominal sunt prezentate în tabelul urmãtor:

Corespondenţa dintre diametrul exterior exprimat în milimetri şi cel exprimat în

inches este:

Milimetri Inches

1 3/16

2 5/64

3 1/8

4 5/32

5 13/64

15/646

7 9/32

8 5/16

9 23/64

Milimetri Inches

10 25/64

11 7/16

12 15/32

13 33/64

14 35/64

15 19/32

16 5/8

17 43/64

18 45/64

Milimetri 19 20 21 22 23 24 25 25.39



Inches 3/4 25/32 53/64 55/64 29/32 15/16 63/64 64/64

Sunt utilizate la: balast, santinã şi drenaj, transport gaze sau lichide petroliere,

agenţi otrãvitori, apã pentru cãldãri şi caldarine, combustibil, ulei apã rãcire, aer comprimat, gaze ventilaţie, supraplin, sonde etc.

Pot fi executate din: oţel, fontã, cupru, alamã, bronz, mase plastice, cauciuc etc. O conductã se identificã prin diametrul nominal şi grosime (diametrul nominal-

diametrul secţiunii de trecere diametrul interior). Din punct de vedere funcţional o conductã poate fi studiatã funcţie de presiunea

nominalã (presiunea maximã ce poate exista în instalaţie în timpul exploatãrii). La probe se ia în cazul p pp 5,1 50 bar.

Valorile standardizate ale presiunii nominale sunt:

Presiunea nominalã izate Valori standardJoasã presiune 0; 16. 1; 2.5; 6; 1Medie presiune ; 40. 25Înaltã presiune ; 640. 64; 100; 160; 250; 320; 400Foarte înaltã presiune 00… 1000; 1600; 25

În cazul circulaţiei lichidelor sau gazelor fierbinţi presiunea de lucru va fi mai scãzutã funcţie de temperatura fluidului de lucru.

Presiunea funcţie de temperaturã este exprimatã în tabelul urmãtor:

Temperatura C Presiunea nominalã pn 100 150 200 250 300

Presiunea de probã

25 25 22 20 18 17 40

Conform ANR conductele se împart în trei clase funcţie de natura fluidului vehiculat,

de nivelul de presiune şi temperaturã. Clasificarea conductelor este prezentatã mai jos:

Clasa I Clasa II Clasa III Destinaţia conductei Presiune bar Mediu temp. Presiune bar Mediu

temp. Presiune bar

Mediu temp.

Otrãvuri, Fluide agresive, Material inflamabil t<60 C

-

-

-

-

-

-

Abur >16 sau >300 16 300 şi 7 170 şi Combustibil >16 sau >150 16 150 şi 7 60 şi



16Aer, gaz, apã, ulei >40 sau >300 şi 300 16 200 şi

Elemente de calcul de verificare

În cazul tubulaturilor standardizate nu se mai fac verificãri, dar pentru anumite instalaţii este necesarã verificarea grosimii conductei.

Se poate utiliza relaţia:

a

np Dp

2

* (14)

pp N/mm2 - presiunea de probã; Dn mm - diametrul nominal; N/mm2 - tensiunea admisibilã la tracţiune pentru materialul considerat.

Pentru conductele sudate: -sudurã pe o singurã punte:

a

nb DP

*7,0*2

* ; (15)

-sudurã pe ambele pãrţi:

a

nb DP

*9,0*2

* . (16)

Grosimea peretelui conductei conform ANR: S = S0 + b + c , mm (17)

S0= ppd

**20

* mm (18)

d mm - diametrul exterior al ţevii p bar - presiunea maximã de lucru - coeficient de rezistenţã

=1

b= 0**5.2

1S

R

d mm - coeficientul care ia în considerare sudura grosimii datoritã

îndoirii;



R mm - raza medie a curbei; c m - adaos pentru coroziune funcţie de materialul conductei şi de destinaţie;

2/ mmNa - tensiunea admisibilã la tracţiune;

7,2

ra

- pentru oţel şi aliaje de oţel.

În cazul în care nu existã prescripţii speciale a 0,35 r

2/ mmNr - tensiunea la rupere.

Sistemele de îmbinare a conductelor

Traseele conductelor se realizeazã prin asamblarea elementelor aces-tora. Procedeele şi tehnologiile aplicate la asamblarea diverselor elemente de conductã trebuie sã asigure rezistenţa mecanicã şi o etanşeitate corespun-zãtoare. Asamblãrile trebuie sã menţinã integritatea faţã de acţiunile corozive şi erozive ale fluidelor transportate prin conducte la temperaturile şi presiunile de funcţionare.

Îmbinãrile pot fi: - nedemontabile; - demontabile: cu flanşã, speciale. Cuplãrile elastice au ca rol sã nu transmitã vibraţiile unui agregat la restul

instalaţiei. Compensatorii pot prelua deformaţiile unei tubulaturi datorate variaţilor de

temperaturã sau deformaţiilor corpului navei.

4.2 FILTRE DE AER PENTRU COMPRESOARE

Aerul aspirat de compresor trebuie sã fie trecut, în prealabil, prin filtre. Acestea se pot clasifica în trei mari grupe:

- filtre umede, care reţin praful cu ajutorul unui lichid; - filtre uscate, care reţin praful cu ajutorul unei site ale cãrei ochiuri sunt mai mici

decât particulele de praf; - electrofiltre, a cãror funcţionare se bazeazã pe forţa exercitatã de un câmp

electric asupra particulelor de praf. Aprecierea eficacitãţii unui filtru se face prin gradul de separare care reprezintã

câte procente din praful conţinut în aer este reţinut de filtru. Odatã cu gradul de separare, este necesar sã se precizeze şi pânã la ce mãrime a particulelor de praf se realizeazã separarea. Astfel, un filtru cu gradul de separare de 99,9% este ineficace dacã valoarea aceasta se referã numai la particulele mai mari de 10 m , cãci un praf fin de lut la care



70% din particule sunt sub 10 m , va strãbate, în cea mai mare parte, filtrul, fãrã sã fie

reţinut. De regulã, filtrele compresoarelor se aleg în funcţie de condiţiile locale, astfel încât

aerul filtrat sã reţinã sub 5 mg/m3 praf. O altã caracteristicã a filtrului este rezistenţa pe care el o opune curentului de aer

ce-l strãbate şi aceasta trebuie sã fie cât mai micã, cãci ea produce diminuarea debitului compresorului. Astfel, o rezistenţã de filtrare de 3000 N/m2 cauzeazã o diminuare a debitului compresorului de 3 - 4,5%.

Important pentru alegerea unui filtru este şi capacitatea sa de înmagazinare a prafului. Dacã aceastã capacitate este redusã, filtru trebuie foarte des curãţat sau schimbat.

4.2.1 FILTRE UMEDE

Filtrele umede constau dintr-o împletiturã metalicã sau din material plastic, umezitã de obicei cu ulei. Ele sunt strãbãtute de aer iar praful rãmâne lipit pe suprafaţa uleioasã. Eficacitatea filtrãrii este limitatã de mãrimea suprafeţei de ulei liberã de care sã se lipeascã praful. Din aceastã cauzã au o capacitate de înmagazinare a prafului mai micã şi necesitã spãlãri dese sau înlocuiri. Filtrele îmbâcsite cu praf au o rezistenţã hidraulicã mare şi produc o diminuare a debitului compresorului.

În cazul spaţiilor mari de compresoare se prevãd suprafeţe mari de filtrare cu casete filtrante umede sau chiar filtre mecanice rotative cu casete. Acestea reţin, în general, particulele de praf pânã la 10, au o vitezã de 1,5 - 2,0 m/s, o rezistenţã de 50 - 150 N/m2 şi un grad de reţinere a prafului de 92-99%. Ele nu reţin funinginea.

O variantã perfecţionatã o constituie filtrele cu baie de ulei, formate dintr-o baie de ulei şi o masã din ţesãturã metalicã.

Aerul pãtrunde în interior prin spaţiul dintre carcasã şi capac, iar când ajunge la suprafaţa bãii de ulei suferã o schimbare bruscã de direcţie cu 180. Sub efectul forţelor de inerţie, cea mai mare parte din praf se separã şi se depune în baia de ulei. Restul de praf urmeazã sã fie reţinut în ţesãtura metalicã, care şi ea este umezitã de uleiul antrenat prin curentul de aer. Gradul de reţinere al filtrului depinde de vâscozitatea uleiului utilizat şi de abundenţa curentului de aer . Filtrul se considerã epuizat dacã conţinutul de praf din baie este de 1,5 g praf la 1 g de ulei.

În mod obişnuit filtrele umede sunt precedate de o filtrare cu cicloane.

4.2.2 FILTRE USCATE

O primã soluţie a acestui gen de filtre o formeazã cicloanele. Gradul lor de separaţie a prafului este cu atât mai bun , cu cât viteza este mai mare. Pentru praf foarte fin, ar fi necesare viteze foarte mari, ceea ce ar produce pierderi hidrodinamice exagerate şi diminuarea nepermisã a debitului de aer. De aceea sunt utilizate numai pentru filtrare, cu



viteze moderate. Stratul interior efectueazã o primã filtrare, stratul al doilea continuã filtrarea şi stratul

superior realizeazã filtrarea finã. Aceastã orânduire solicitã stratul de filtrare fin mai puţin şi mãreşte durata de utilizare a filtrului.

În cazul spaţiilor mari de compresoare, când aerul nu se mai aspirã din sala compresoarelor, ci din exterior, se utilizeazã filtre cu pânzã. Acesta se executã astfel ca viteza aerului prin pânza de filtrare sã nu depãşeascã 0,02 m/s. Curãţirea lor se efectueazã prin scuturare, sau suflare cu aer în sens invers, din timp în timp.

4.3 DISTRIBUŢIA COMPRESORULUI CU PISTON 2.4.3.1 CLAPEŢII COMPRESORULUI

Delimitarea fazelor comprimãrii aerului în cilindrul compresorului se face cu ajutorul supapelor (clapeţilor), componente de a cãror corectã funcţionare depinde eficienţa compresorului.

Din punct de vedere constructiv clapeţii de aspiraţie şi de refulare, pentru fiecare treaptã de comprimare, sunt identici. Între cei de treapta I şi cei de treapta a II-a existã doar o diferenţã de gabarit.

Separarea spaţiului de comprimare a aerului de galeria de admisie sau de refulare se face prin etanşarea orificiilor de trecere din corpul clapeţilor cu ajutorul discurilor de etanşare. În vederea realizãrii acestui scop cele douã suprafeţe care vin în contact sunt prelucrate prin şlefuire pe un platou ori de câte ori este nevoie.

Arcul disc se aseamãnã foarte mult cu discul de etanşare, deosebirea constând în aceea cã porţiunile curbate acţioneazã prin presare asupra discului de etanşare.

Clapetul poate fi folosit ca un clapet de refulare deoarece direcţia de deplasare permisã aerului este de jos în sus.

Întotdeauna, printr-un clapet, aerul va pãtrunde mai întâi prin corpul sãu, iar piuliţa şurubului de strângere trebuie poziţionatã cãtre exteriorul cilindrului.

4.4 RÃCIREA COMPRESORULUI CU PISTON

Încãlzirea excesivã a pieselor compresorului, datoritã contactului cu aerul comprimat şi

cãldurii dezvoltate prin frecare, produce deranjamente în funcţionare (uzuri excesive, depuneri pe pereţi, gripãri etc.) şi contribuie la micşorarea coeficientului de umplere, adicã la micşorarea debitului de gaz livrat. De asemenea, încãlzirea aerului în timpul procesului de comprimare micşoreazã randamentul izotermic al compresorului.

Pentru asigurarea funcţionãrii normale a compresorului trebuie asiguratã rãcirea cilindrilor şi chiulasei, precum şi rãcirea gazului între treptele de comprimare (în cazul compresorului cu mai multe trepte).

Rãcirea se poate realiza prin transmiterea cantitãţii de cãldurã de la piesele încãlzite la aerul atmosferic, în cazul instalaţiei de rãcire cu aer, sau la apã ( şi apoi în continuare la aerul atmosferic), în cazul instalaţiei de rãcire cu apã.



Rãcirea cu apã este folositã la toate compresoarele stabile şi aproape la toate compresoarele mobile. Apa încãlzitã iese din chiulasã şi intrã în radiator prin partea de sus a acestuia.

În radiator, apa cedeazã o cantitate de cãldurã aerului atmosferic şi se rãceşte. Dupã ieşirea din radiator prin partea inferioarã a acestuia, apa intrã în spaţiul de rãcire al cilindrilor, dupã care reintrã în radiator formând un circuit continuu (circuit închis).

În cazul compresoarelor cu mai multe trepte, la ieşirea din radiator apa trece mai întâi prin rãcitoare intermediare, legate în paralel, dupã care intrã în spaţiul de rãcire al cilindrilor chiulaselor.

Circulaţia apei în instalaţia de rãcire se poate realiza dupã principiul termostatului sau prin circulaţia forţatã, sub acţiunea unei pompe.

S-a stabilit cã apa de rãcire primeşte o cantitate de cãldurã echivalentã cu cca. 1/3 din energia consumatã pentru antrenarea compresorului (în cazul compresoarelor cu o singurã treaptã) şi cca. 2/3 din consumul de energie (în cazul compresoarelor cu douã trepte şi rãcire intermediarã).

Instalaţia de rãcire se poate realiza uneori fãrã radiator, prin circuit deschis. Pompa aspirã apa rãcitã dintr-un rezervor aşezat mai jos decât compresorul; pompa

refuleazã apa în spaţiul de rãcire al compresorului, din care trece într-un rezervor aşezat mai sus decât compresorul sau pompa aspirã apã din rezervorul de alimentare şi o refuleazã în rezervorul de rãcire, de unde, prin cãdere liberã, în spaţiul de rãcire al compresorului. In toate variantele, debitul de apã se regleazã cu ajutorul unui robinet aşezat la intrarea în compresor.

Principalele elemente ale unei instalaţii de rãcire cu apã, sunt: - pompa centrifugã; - radiatorul; - ventilatorul; - rãcitorul intermediar. Rãcirea cu aer are faţã de rãcirea cu apã, urmãtoarele avantaje: - mai simplã constructiv şi mai uşor de exploatat; - iarna, nu necesitã golirea instalaţiei; - nu apar depuneri de calcar. Rãcirea cu aer se poate face cu sau fãrã ventilaţie. Pentru conducerea curentului de

aer, compresoarele sunt echipate cu mantale speciale cu aripioare (deflectoare). Ca piese componente avem suflanta şi rãcitorul intermediar.

4.5 UNGEREA COMPRESOARELOR CU PISTON

Sprafeţele care trebuiesc unse la un compresor cu aer se împart în douã categorii: - suprafeţe la care lubrifiantul se întoarce în baia de ulei a compresorului (aici intrã

suprafeţele de lucru ale cuzineţilor de pat şi de biele);



- suprafeţe la care lubrifiantul se pierde dupã ungere (aici intrã suprafeţele de lucru ale cilindrilor).

Asigurarea ungerii la compresoare a suprafeţelor de lucru ale cilindrilor este o problemã deoarece uleiul poate fi antrenat de aerul comprimat. Aceasta duce la o risipire a uleiului de ungere, la o accentuare a oxidãrii şi o descompunere a sa datoritã temperaturilor înalte.Pe de altã parte o rãcire insuficientã a agregatului poate provoca arderea uleiului şi formarea calaminei pe suprafeţele de etanşare ale clapeţilor înrãutãţind mult etanşarea.

Ungerea compresoarele navale se poate face prin urmãtoarele metode: - ungere sub presiune - aceasta se poate realiza cu ajutorul unei pompe cu roţi dinţate antrenată de arborele cotit al agregatului. Uleiul în acest caz va parcurge un traseu asemãnãtor cu cel de la motoarele cu ardere internã - lagãre de pat, arbore cotit, cuzineţi bielã, bolţ piston, dupã care se reîntoarce în carter;

- ungere prin barbotaj - în acest caz ungerea se realizeazã cu ajutorul unui dispozitiv numit şi lingurã montat în capacul cuzinetului bielei. La fiecare trecere a pistonului prin P.M.E. dispozitivul va intra în baia de ulei cu o vitezã destul de mare astfel încât uleiul ghidat de lingurã sã ajungã pânã la cuzinet. Acest sistem este de regulã combinat cu:

- ungerea prin picãturi - uleiul este îndreptat cãtre suprafeţele pe care trebuie sã le ungã pe douã cãi : trecerea pãrţii inferioare a cuzinetului bielei şi a lingurei prin baia de ulei va face ca în incinta carterului, la partea superioarã sã aparã mici picãturi de ulei care se acumuleazã în buzunarele de deasupra cuzineţilor de pat realizând astfel ungerea acestora; din baia de ulei o pompã cu pistonaşe, antrenatã de arborele cotit va trimite ulei cãtre aspiraţia fiecãrei trepte de comprimare de unde va fi preluat de aer care circulând prin cilindru va realiza şi ungerea acestuia. Acest sistem este prevãzut cu posibilitatea reglãrii numãrului de picãturi de ulei introduse în cilindru.

O instalaţie de ungere a unui compresor de aer conţine ca elemente principale pompa de ungere, filtru de ulei, ungãtoare, A.M.C.-uri. În România se fabricã pentru compresoarele de aer atât uleiuri aditivate cât şi uleiuri neaditivate. Lubrifianţii folosiţi la ungerea compresoarelor sunt uleiuri minerale cu viscozitatea de 70-90cSt şi punctul de inflamabilitate de 220-230C. Dacã debitul de ulei este corect ales, la controlul clapeţilor se va constata cã suprafeţele acestora prezintã doar urme de ulei, deci sunt unsuroase. Dacã suprafeţele sunt acoperite cu un strat de cox rãcirea este insuficientã, deci compresorul funcţioneazã la temperaturi prea mari, sau uleiul este necorespunzãtor.

Formarea coxului pe clapeţi impune şi verificarea segmenţilor de compresie care s-ar putea afla în aceeaşi stare şi deci bloca în canalele pistonului.

Pentru ungerea compresoarelor cu piston se recurge fie la procedeul ungerii prin barbotaj, fie al ungerii sub presiune.

Procedeul prin barbotaj se caracterizeazã prin simplitate şi ungere abundentã cu posibilitatea militãrii controlate a uleiului rãmas pe pereţii cilin-drului.



Fig.8 Schema modului de pompare a uleiului, de segmenţii de compresie

Procedeul ungerii sub presiune este, astãzi , cel mai utilizat, uleiul este trimis la locul

necesar, în cantitatea şi la presiunea doritã. Pentru aceasta o pompã cu roţi dinţate, sau cu piston, aspirã uleiul din baia carterului şi -l trimite printr-o reţea de canale la punctele de ungere, de acolo uleiul revine prin cãdere liberã în baie de unde reintrã în circuit. Protejarea pompei se realizeazã cu filtre cu site montate pe aspiraţie, doar protejarea reţelei se obţine prin filtre montate pe refulare.

4.6. SEPARATOARE DE APÃ ŞI ULEI

La ieşirea din compresor, aerul comprimat este încãrcat cu umezealã, resturi de ulei

de ungere, particule de ruginã etc. Depinde de destinaţia utilizãrii lui cât de curat va trebui sã fie aerul, şi cum va trebui sã fie tratat. O separare grosierã a condensatului se efectueazã imediat dupã rãcitorul final în timp ce o separare şi filtrare, ori o tratare pretenţioasã, se efectueazã cât mai aproape de consumatorii respectivi.

La separatoarele grosiere se produce o separare a picãturilor fluide, ca urmare a diminuãrii bruşte a vitezei, a schimbãrii de direcţie, a forţei centrifuge şi a şocului.

Premiza pentru separarea satisfãcãtoare a condensului este realizarea unei rãciri a aerului comprimat, pânã la temperatura la care presiunea vaporilor de apã este suficient de micã. Totuşi, numai rãcirea aceasta nu ajunge pentru ca sã fie înlãturatã ceaţa de apã şi ulei aflatã în suspensie în aerul comprimat. Acest efect se obţine prin separare.



5 ACŢIONAREA COMPRESOARELOR

Pentru acţionarea compresoarelor se utilizeazã motoare electrice, motoare Diesel,

motoare cu benzinã, turbine cu abur sau gaze şi maşini cu abur. Acţionarea compresorului de cãtre motor poate sã se facã prin cuplaj direct, prin

curele de transmisie sau prin angrenaje. Angrenajele cu roţi dinţate se prevãd în cazul în care compresorul are o turaţie mai

mare decât motorul, cum se întâmplã de obicei la compresoarele cu şurub şi la turbocompresoare. Transmisia prin curele se adoptã atunci când un compresor cu piston cu turaţie lentã trebuie sã fie acţionat de un motor cu turaţie ridicatã.

Totuşi, în prezent, chiar şi compresoarele cu piston cu simplu efect se construiesc astfel încât turaţia cu care funcţioneazã sã permitã cuplarea lor directã cu motoarele de acţionare. În acest mod se evitã atât pierderile pricinuite de transmisie, cât şi pericolele care pot sã aparã prin ruperea curelelor.

Compresoarele care au puteri de câteva sute de kilowaţi sunt adesea acţionate cu electromotoare de înaltã tensiune, pentru ca astfel sã se elimine montarea de transformatoare.

Turbocompresoarele de mare putere sunt acţionate, de regulã, cu turbine de abur. Sunt şi cazuri de compresoare cu putere medie sau micã care sunt prevãzute cu

acţionare mixtã.

Test de autoevaluare 1. Instalatii de aer comprimat. Utilizarea prepararea si depozitarea

aerului comprimat la bordul navelor. 2. Instalatii de aer comprimat: schema, elemente componente,

functionare. 3. Partile fixe si mobile ale compresoarelor de aer cu piston in doua

trepte. 4. Ungerea si racirea compresoarelor de aer cu piston in doua

trepte 5. Reguli RNR pentru instalaţiile de aer comprimat. 6. Automatizarea si protectia compresoarelor de aer. 7. Partile fixe si mobile ale compresoarelor de aer cu piston in doua

trepte.



Lucrare de verificare la Unitatea de învăţare nr. 5 Verificarea se va face avand ca bază subiectele enumerate la Test de autoevaluare

Răspunsuri şi comentarii la întrebările din testele de autoevaluare Conform obiectivelor. Raspunsurile se puncteaza astfel: -redarea corecta principial a schemei= 40% -identificarea elementelor componente =30% -Rolul elementelor componente si explicarea functionarii instalatiei=30%

Recapitulare

Concluzii



Bibliografie Fanel-Viorel PANAITESCU, Mariana PANAITESCU-Masini si instalatii Navale Editia 2 Revizuita Ed. Ex Ponto, Constanta, 2009