عنوان :

تحقیق پنوماتیک

تعداد صفحات : ۱۴۶

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

 چکیده

مقاله حاضر درباره پنو ماتیک(نیوماتیک) چیست؟، قانون پاسکال، خواص اصلی انرژی پنیوماتیک ، مزایا و معایب سیستم پنوماتیک و بیان ترکیبات هوا، فشار، اتمسفر، قانون گازها، اجزای سیستم پنوماتیک، سه روش جهت خشک کردن هوا وجود دارد و … مطرح می شود.

پنیوما در زبان یونانی یعنی تنفس باد و پنیوماتیک علمی است که در مورد حرکات و وقایع هوا صحبت می کند امروزه پنیوماتیک در بین صنعتگران به عنوان انرژی بسیار تمیز و کم خطر و ارزان مشهور است و از آن استفاده وافر می کنند.

خواص اصلی انرژی پنیوماتیک به شرح زیر است:

عامل اصلی کارکرد سیستم پنیوماتیک هواست و هوا در همه جای روی زمین به وفور وجود دارد.

هوای فشرده را می توان از طریق لوله کشی به نقاط مختلف کارخانه یا مراکز صنعتی جهت کارکرد سیستم های پنیوماتیک هدایت کرد.

هوای فشرده را می توان در مخازن مخصوص انباشته و آن را انتقال داد یعنی همیشه احتیاج به کمپرسور نیست و می توان از سیستم پنیوماتیک در مکان هایی که امکان نصب کمپرسور وجود ندارد نیز استفاده نمود .

افزایش و کاهش دما اثرات مخرب و سوئی بر روی سیستم پنیوماتیک ندارد و نوسانات حرارتی از عملکرد سیستم جلوگیر ی نمی کند.

هوای فشرده خطر انفجار و آتش سوزی ندارد به این دلیل تاسیسات حفاظتی نیاز نیست.

قطعات پنیوماتیک و اتصالات آن نسبتا ً ارزان و از نظر ساختمانی قطعاتی ساده هستند لذا تعمیرات آنها راحت تر از سیستم های مشابه نظیر هیدرولیک می باشد.

هوای فشرده نسبت به روغن هیدرولیک مورد مصرف در هیدرولیک تمیز تر است و به دلیل این تمیزی از سیستم پنیوماتیک در صنایع دارویی و نظایر آن استفاده می شود .

سرعت حرکت سیلندر های عمل کننده با هوای فشرده در حدود ۱ الی ۲ متر در ثانیه است و در موارد خاصی به ۳ متردر ثانیه می رسد که این سرعت در صنایع قابل قبول است و بسیاری ازعملیات صنعتی را می تواند عهدهدار شود.

عوامل سرعت و نیرو در سیستم پنیوماتیک قابل کنترل و تنظیم است .

عناصر پنیوماتیک در مقابل بار اضافه مقاوم بوده و به آنها صدمه وارد نمی شود مگر اینکه افزایش بار سبب توقف آنها گردد .

تعمیرات و نگه داری سیستمای پنیوماتیک بسیار کم خطر است زیرا در انرژی های قابل مقایسه نظیر برق خطر جانی و آتش سوزی و در هیدرولیک انفجار و جانی وجود دارد اما در پنیوماتیک خطر جانی به صورت جدی وجود ندارد وآتش سوزی اصلا ً وجود ندارد و بدین دلیل در صنایع جنگ افزارسازی از سیستم تمام پنیوماتیک استفاده می شود .

واژه های کلیدی: پنوماتیک، قانون پاسکال، قانون گازها، فشار، کمپرسور

فهرست مطالب

پنوماتیک(نیوماتیک) چیست؟۱
قانون پاسکال:۲
خواص اصلی انرژی پنیوماتیک به شرح زیر است:۲
معایب سیستم پنیوماتیک به شرح زیر است:۳
مزایا و معایب سیستم پنوماتیک و بیان ترکیبات هوا۴
فشار۵
فشار اتمسفر:۶
اتمسفر استاندارد:۷
بارومتر جیوه‌ای:۸
اتمسفر و خلا:۸
هوای فشرده صنعت:۸
قانون گازها۹
دما ثابت:۱۰
فشار ثابت:۱۰
حجم ثابت:۱۰
قوانین عمومی گازها:۱۰
فرآیند آدیاباتیک:۱۱
اصل ونتوری۱۱
تبدیل واحدها۱۴
حجم:۱۴
طول:۱۵
توان:۱۵
مساحت:۱۵
علائم سمبلیک۱۵
۱) کمپرسورها و موتورها۱۵
اجزای سیستم پنوماتیک۲۹
کمپرسور :۲۹
کاربرد کمپرسور ها :۲۹
انواع کمپرسورها( تقسیم بندی کلی کمپرسور ها )۳۰
« کمپرسور های دینامیک۳۲
« کمپرسور های رفت و برگشتی۳۲
اکمپرسور چند مرحله ای:۳۳
کمپرسورهای پره های:۳۵
کمپرسورهای پیچی(اسکرو):۳۷
کمپرسورهای پیچی عاری از روغن:۴۱
کمپرسورهای گوشواره ای(دمنده روتس):۴۲
کمپرسورهای رینگ مایع:۴۴
نگهداری و تعمیرات سیستم:۵۹
نگهداری و تعمیرات سیستم کنترل:۵۹
نگهداری و تعمیرات ابزار :۶۱
مدارک و گزارشهای نگهداری :۶۱
روشهای کنترل کمپرسور۶۱
آبگیرها دارای دو نوع سوپاپ تخلیه هستند:۶۳
خشک کن۶۵
آّب جمع شده در مخزن و لوله ها:۶۵
سه روش جهت خشک کردن هوا وجود دارد:۶۶
خشک کن تبریدی۶۷
خشک کن تبریدی با استفاده از آب:۶۸
روش ادزورپشن(جذب سطحی)۷۰
مزایای خشک‌کنهای تبریدی نسبت به نوع جذبی سطحی:۷۵
سیستمهای لوله کشی ومحاسبه قطر لوله۷۶
تعیین اندازه لوله هوا۷۶
عوامل موثر در افت فشار در یک سیستم پنوماتیک:۷۶
طرز محاسبه قطر لوله پنوماتیک با توجه به دیاگرام:۷۶
محاسبه طول معادل لوله اصلی:۷۸
جنس لوله ها:۸۰
نحوه لوله‌کشی جهت یک سیستم پنوماتیک:۸۰
طریقه نامگذاری شیرها۸۲
ساختمان شیرهای کنترل جهت و شیوه عملکرد آنها:۸۳
نمای شماتیک محرک(کارانداز)شیر۸۶
ماهیچه ی پنیوماتیکی۸۹
جک پنوماتیک :۹۱
طراحی مدارات پنوماتیک۹۴
طراحی مدار فرمان (کنترل سیلندر پنیوماتیکی)۹۴
طراحی مدار فرمان (کنترل موقعیت-وضعیت اولیه: بی اهمیت!)۹۵
کنترل منطقی II98
طراحی مدارات پنوماتیک توسط نرم افزار۱۰۸
آشنایی با محیط نرم‌افزار۱۰۸
نوار عنوان۱۰۹
نوار منو۱۰۹
منوی۱۱۰
گزینه۱۱۸
معرفی منوی۱۱۹
بررسی منوی۱۲۳
معرفی منوی۱۲۵
منبع:۱۴۰

پنوماتیک(نیوماتیک) چیست؟

پنیوماتیک یکی از انواع انرژی هایی است که در حال حاضر از آن استفاده وافر در انواع صنایع می شود و می توان گفت امروزه کمترکارخانجات یا مراکز صنعتی را می توان دید که از پنیوماتیک استفاده نکند و در قرن حاضر یکی از انواع انرژی های اثبات شده ای است که بشر با اتکا به آن راه صنعت را می پیماید.

پنیوما در زبان یونانی یعنی تنفس باد و پنیوماتیک علمی است که در مورد حرکات و وقایع هوا صحبت می کند امروزه پنیوماتیک در بین صنعتگران به عنوان انرژی بسیار تمیز و کم خطر و ارزان مشهور است و از آن استفاده وافر می کنند.

خواص اصلی انرژی پنیوماتیک به شرح زیر است:

عامل اصلی کارکرد سیستم پنیوماتیک هواست و هوا در همه جای روی زمین به وفور وجود دارد.

هوای فشرده را می توان از طریق لوله کشی به نقاط مختلف کارخانه یا مراکز صنعتی جهت کارکرد سیستم های پنیوماتیک هدایت کرد.

هوای فشرده را می توان در مخازن مخصوص انباشته و آن را انتقال داد یعنی همیشه احتیاج به کمپرسور نیست و می توان از سیستم پنیوماتیک در مکان هایی که امکان نصب کمپرسور وجود ندارد نیز استفاده نمود .

افزایش و کاهش دما اثرات مخرب و سوئی بر روی سیستم پنیوماتیک ندارد و نوسانات حرارتی از عملکرد سیستم جلوگیر ی نمی کند.

هوای فشرده خطر انفجار و آتش سوزی ندارد به این دلیل تاسیسات حفاظتی نیاز نیست.

قطعات پنیوماتیک و اتصالات آن نسبتا ً ارزان و از نظر ساختمانی قطعاتی ساده هستند لذا تعمیرات آنها راحت تر از سیستم های مشابه نظیر هیدرولیک می باشد.

هوای فشرده نسبت به روغن هیدرولیک مورد مصرف در هیدرولیک تمیز تر است و به دلیل این تمیزی از سیستم پنیوماتیک در صنایع دارویی و نظایر آن استفاده می شود .

سرعت حرکت سیلندر های عمل کننده با هوای فشرده در حدود ۱ الی ۲ متر در ثانیه است و در موارد خاصی به ۳ متردر ثانیه می رسد که این سرعت در صنایع قابل قبول است و بسیاری ازعملیات صنعتی را می تواند عهدهدار شود.

عوامل سرعت و نیرو در سیستم پنیوماتیک قابل کنترل و تنظیم است .

عناصر پنیوماتیک در مقابل بار اضافه مقاوم بوده و به آنها صدمه وارد نمی شود مگر اینکه افزایش بار سبب توقف آنها گردد .

تعمیرات و نگه داری سیستمای پنیوماتیک بسیار کم خطر است زیرا در انرژی های قابل مقایسه نظیر برق خطر جانی و آتش سوزی و در هیدرولیک انفجار و جانی وجود دارد اما در پنیوماتیک خطر جانی به صورت جدی وجود ندارد وآتش سوزی اصلا ً وجود ندارد و بدین دلیل در صنایع جنگ افزارسازی از سیستم تمام پنیوماتیک استفاده می شود .

اجزای تشکیل دهنده سیستم های نیوماتیکی:

۱- کمپرسور

۲- خنک کننده و خشک کننده هوای تحت فشار

۳- مخزن ذخیره هوای تحت فشار

۴- شیرهای کنترل

۵- عملگرها

قانون پاسکال:

۱- فشار سرتاسر سیال در حال سکون یکسان است .(با صرف نظر از وزن سیال)

۲- در هر لحظه فشار استاتیکی در تمام جهات یکسان است.

۳- فشار سیال در تماس با سطوح بصورت عمودی وارد میگردد.

کار سیستمهای نیوماتیک مشابه سیستم های هیدرولیک است فقط در آن به جای سیال تراکم ناپذیر مانند روغن از سیال تراکم پذیر مانند هوا استفاده می کنند . در سیستمهای نیوماتیک برای دست یافتن به یک سیال پرفشار ، هوا را توسط یک کمپرسور فشرده کرده تا به فشار دلخواه برسد سپس آنرا در یک مخزن ذخیره می کنند، البته دمای هوا پس از فشرده شدن بشدت بالا میرود که می تواند به قطعات سیستم آسیب برساند لذا هوای فشرده قبل از هدایت به خطوط انتقال قدرت باید خنک شود. به دلیل وجود بخار آب در هوای فشرده و پدیده میعان در فرایند خنک سازی باید از یک واحد بهینه سازی برای خشک کردن هوای پر فشار استفاده کرد.

خواص اصلی انرژی پنیوماتیک به شرح زیر است:

– عامل اصلی کارکرد سیستم پنیوماتیک هواست و هوا در همه جای روی زمین به وفور وجود دارد.

– هوای فشرده را می توان از طریق لوله کشی به نقاط مختلف کارخانه یا مراکز صنعتی جهت کارکرد سیستمهای پنیوماتیک هدایت کرد.

– هوای فشرده را می توان در مخازن مخصوص انباشته و آن را انتقال داد یعنی همیشه احتیاج به کمپرسور نیست و می توان از سیستم پنیوماتیک در مکان هایی که امکان نصب کمپرسور وجود ندارد نیز استفاده نمود .

– افزایش و کاهش دما اثرات مخرب و سوئی بر روی سیستم پنیوماتیک ندارد و نوسانات حرارتی از عملکرد سیستم جلوگیر ی نمی کند.

– هوای فشرده خطر انفجار و آتش سوزی ندارد به این دلیل تاسیسات حفاظتی نیاز نیست.

– قطعات پنیوماتیک و اتصالات آن نسبتا ً ارزان و از نظر ساختمانی قطعاتی ساده هستند لذا تعمیرات آنها راحتتر از سیستم های مشابه نظیر هیدرولیک می باشد.

– هوای فشرده نسبت به روغن هیدرولیک مورد مصرف در هیدرولیک تمیز تر است و به دلیل این تمیزی از سیستم پنیوماتیک در صنایع دارویی و نظایر آن استفاده می شود .

– سرعت حرکت سیلندر های عمل کننده با هوای فشرده در حدود ۱ الی ۲ متر در ثانیه است و در موارد خاصی به ۳ متردر ثانیه می رسد که این سرعت در صنایع قابل قبول است و بسیاری ازعملیات صنعتی را می تواند عهدهدار شود.

– عوامل سرعت و نیرو در سیستم پنیوماتیک قابل کنترل و تنظیم است .

– عناصر پنیوماتیک در مقابل بار اضافه مقاوم بوده و به آنها صدمه وارد نمی شود مگر اینکه افزایش بار سبب توقف آنها گردد .

– تعمیرات و نگه داری سیستمای پنیوماتیک بسیار کم خطر است زیرا در انرژی های قابل مقایسه نظیر برق خطر جانی و آتش سوزی و در هیدرولیک انفجار و جانی وجود دارد اما در پنیوماتیک خطر جانی به صورت جدی وجود ندارد وآتش سوزی اصلا ً وجود ندارد و بدین دلیل در صنایع جنگ افزارسازی از سیستم تمام پنیوماتیک استفاده می شود .

معایب سیستم پنیوماتیک به شرح زیر است:

– چون سیال اصلی مورد استفاده در سیستم پنیوماتیک هوای فشرده و جهت تهیه هوای فشرده باید با کمپرسور آن را فشرده کرد همراه هوای فشرده شده مقداری رطوبت وناخالصی هوا ومواد آئروسل وارد سیستم شده و سبب برخی خرابی در قطعات می شود لذا باید جهت تهیه هوای فشرده فیلتراسیون مناسب استفاده نمود .

– هزینه استفاده از هوای فشرده تا حد معینی اقتصادی می باشد و این میزان تا وقتی است که فشار هوا برابر ۷ بار و نیروی حاصله با توجه به طول کورس و سرعت حداکثر بین ۲۰۰۰۰ تا ۳۰۰۰۰ نیوتن می باشد .

به طور خلاصه می توان گفت که جهت قدرت های فوق العاده زیاد مقرون به صرفه تر است از نیروی هیدرولیک استفاده شود .

– هوای مصرف شده در سیستم پنیوماتیک در هنگام تخلیه از سیستم دارای صدای زیادی است که این مسئله نیاز به کاربرد صدا خفه کن را الزامی می کند.

– به علت تراکم پذیری هوا به خصوص در سیلندر های پنیوماتیکی که زیر بار قرار دارند امکان ایجاد سرعت ثابت و یکنواخت وجود ندارد که این مسئله از معایب پنیوماتیک به شمار می رود اما قابل ذکر است که اخیرا ً یک نوع سیلندر که بجای شفت سیلندر از نوار لاستیکی استفاده می کند ساخته شده است که این عیب را بر طرف می کنند .

به طور کلی در مقایسه مزایا و معایب پنیوماتیک می توان گفت با توجه به مزایای بسیار نسبت به معایب کمتر می توان از پنیوماتیک بعنوان یک انرژی شایسته در صنایع استفاده کرد به خصوص با توجه به مزیت تمیزی سیستم تعمیر و نگه داری راحت تر ، نداشتن خطر جانی جهت پرسنل عملیاتی و تعمیراتی در سیستم که در سیستم های دیگر نظیر الکتریک و هیدرولیک وجود ندارد ضمنا ٌ این سیستم بی همتاست و گاهی فقط از این سیستم در جهت عملیات تولیدی باید استفاده شود نظیر : صنایع غذایی ، دارویی ، جنگ افزار که حتما ً عملیات تولیدی توسط سیستم پنیوماتیک انجام می پذیرد.

مزایا و معایب سیستم پنوماتیک و بیان ترکیبات هوا

بشر همواره در طول تاریخ سعی در مهار و کنترل نیروهای طبیعت در جهت براورده کردن اهداف و رفع نیازهای خود بوده است. ما امروزه بسیاری از پیشرفتهای خود را مدیون توانایی انسان در کنترل اتش وحرارت میدانیم. با استفاده از اتش انسان موفق به ذوب و استخراج فلزات شدوبا کنترل حرارت ماشین الات را به حرکت دراورد.با نگاهی به گذشته نه جندان دور میتوان سیر تحولی ماشین آلات بخار و صنعتی را تا رسیدن به خودروهای مدرن و دستگاههای صنعتی فوق مدرن ،  به راحتی دنبال کرد وتمام این پیشرفتها مدیون مهار وکنترل نیروها است. یکی از نیروهایی که مدت زمانی است با تولید واستفاده از ان فواید زیادی نصیب انسان شده و خوشبختانه چندی است در کشور ما مورد استفاده قرار میگیرد ، نیروی هوای فشرده(پنوماتیک) است. اگر شما اطلاعاتی هر چند اندک از صنعت داشته باشید مطمئنا اصطلاح هیدرولیک وپنوماتیک به گوش شما خورده است. هیدرولیک علم استفاده از نیروی حاصل از فشار روغن و پنوماتیک علم استفاده از نیروی حاصل از فشار باد است. لازم به ذکر است که در بعضی از کتب به جای لغت “پنوماتیک” از لغت ” نیوماتیک” استفاده شده است که تلفظ صحیح لغتpneumatic است. بدلیل اینکه در صنعت وبیشتر متون از لغت “پنوماتیک” استفاده شده ما هم در اینجا از همین واژه استفاده میکنیم.

فشار

هوا ضروری‌ترین ماده برای ادامه حیات موجود زنده است. درصد گازهای موجود در هوا شامل ۷۸ درصد ازت ، ۲۰٫۶ درصد ‌اکسیژن و به ترتیب ۰٫۴، ۰٫۹۳۴و ۰٫۰۳۵درصد بخار آب، آرگون و دی‌اکسید کربن میباشد. عناصر دیگری را نیز در ترکیبات هوا یافت که نام آنها به همراه میزان درصد آن در هوا، در شکل زیر آورده شده است:

فشار اتمسفر:

فشار اتمسفر ، ناشی از وزن هوای بالای سطح زمین میباشد که مقادیر آن در ارتفاعات و کوهستانها کاهش یافته و در گودیها و عمق معادن افزایش می‌یابد. مقدار فشار همچنین با تغییر شرایط آب و هوایی تغییر می‌یابد.مقادیر فشار اتمسفر در نقشه‌های آب و هوایی قابل مشاهده می‌باشند. مقدار فشار بر حسب میلی بار ( mbar ) روی هر خط نشان داده شده است. این خطوط مکان هندسی نقاط هم فشار میباشند. این نقشه ها به پیش بینی وضعیت آب و هوا و جهت و مقدار نیروی باد کمک میکنند.

 اتمسفر استاندارد:

مشخصات اتمسفر استاندارد توسط سازمان هوانوردی بین‌المللی بر مبنای فشار و دمای هوا در سطح دریا تعریف شده است که عبارتند از:

p =  ۱۰۱۳٫۲۵ فشار مطلق                                                    ( T= 288 °k (15°c دمای مطلق

بارومتر جیوه‌ای:

فشار اتمسفر را میتوان بوسیله ارتفاع ستون سیال در خلا، اندازه‌گیری نمود. در صورتیکه سیال مورد استفاده جیوه باشد ۷۶۰ میلیمتر ارتفاع  ستون سیال بیانگر ۱۰۱۳٫۹mbar فشار هوا است.  چنانچه از آب استفاده گردد ارتفاع ستون سیال جهت دستیابی به فشار فوق به بیش از ۱۰ متر خواهد رسید زیرا چگالی جیوه ۱۳٫۶ برابر آب میباشد.

اتمسفر و خلا:

 قدرت فشار اتمسفر در صنعت هنگام استفاده از کلاهکهای مکش و ماشینهای شکل‌دهی توسط خلا بصورت محسوس نمایان میگردد. در حقیقت با تخلیه هوا از یک سمت، فشار اتمسفر در سمت دیگر توان انجام کار را پیدا میکند.

هوای فشرده صنعت:

فشار نسبی( P_g) عبارتست از مقادیر فشار بالاتر از خط اتمسفر

فشار اتمسفر( P_o ) عبارتست از فشار نبی صفر

فشار مطلق( P_a ) که از آن در محاسبات استفاده میشود عبارتست از مجموع فشار نسبی و فشار اتمسفر (P_a= P_g + P_o)

در محاسبات سریع ، ۱ اتمسفر معادل ۱۰۰۰mbarدر نظر گرفته میشود.

در محاسبات استاندارد، ۱ اتمسفر معادل ۱۰۱۳mbar میباشد.

100,000 ریال – خرید نهایی کردن خرید مورد به سبد خرید اضافه شد

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .