Принцип работы воздухоотводчик автоматический: Автоматический воздухоотводчик: назначение, конструкция, принцип работы

Воздухоотводчик радиатора автоматический – незаметный труженик отопительной системы

• Техподдержка
• Статьи
• Воздухоотводчик – незаметный труженик отопительной системы

#трубопроводная арматура #обзоры

Любая инженерная система состоит из большого количества деталей, узлов, оборудования. Каждый элемент, будь то котел или же обычный воздухоотводчик, выполняет свою функцию, в итоге влияющую на общую надежность и долговечность системы. О таком простом на первый взгляд устройстве, как воздухоотводчик, и пойдет речь.

Воздух и прочие газы могут присутствовать в потоке теплоносителя по разным причинам. Попадают они в трубопроводы при первичном заполнении системы, в результате подсоса воздуха в процессе эксплуатации неправильно спроектированной системы, при подпитке системы, при ее частичном осушении и т.д. 

С повышением температуры воды, при замедлении скорости течения жидкости, а также при снижении давления растворимость воздуха в воде снижается, что приводит к его усиленному выделению.

Выделившийся из потока воздух устремляется в верхние точки участка системы. Именно поэтому воздушные пробки образуются в коллекторах, отопительных приборах и П-образных участках. 

Чем же опасно присутствие воздуха? Наличие воздуха в системе отопления ведет к коррозии металлических элементов отопительных приборов, арматуры и оборудования, вызывает появление шумов и воздушных пробок, препятствующих правильному функционированию систем. Коррозия – и опаснейший процесс, т.к. часть элементов от нее разрушается, а элементы, устойчивые к коррозии, перестают нормально функционировать. Вред несет не только сама коррозия, но и ее продукты, которые распространяются по всей системе.

  

Рис. 1. Коррозия стальных труб

Кого оставят равнодушным куски демонтированных трубопроводов (рис. 1) или приборов отопления? Как правило, это производитнеизгладимые впечатления на обывателей, в глазах которых застывает вопрос: «Акак вообще что-то работало?!».

 

Завоздушивание котлов и бойлеров может привести к разрыву их корпуса. Присутствие воздуха в приборах отопления снижает их фактическую теплоотдачу. Несмотря на высокую температуру в подающих трубопроводах, завоздушенные радиаторы и конвекторы остаются холодными. С такой ситуацией сталкивался почти каждый из нас. Помимо воздуха в теплоносителе могут присутствовать и другие газы: например водород, который может выделяться в системах с алюминиевыми радиаторами при повышенной щелочности теплоносителя. Опасны воздушные пробки и для циркуляционных насосов. Для того чтобы избежать проблем с завоздушиванием и используются воздухоотводчики. 

По принципу работы воздухоотводчики подразделяются на два типа: ручной (рис. 2) и автоматический (рис. 3

). Ручной воздухоотводчик, чаще именуемый «кран Маевского», в основном применяется для удаления газов из верхних точек приборов отопления или полотенцесушителей. В среде сантехников бытует также и не всем известное общее название устройств для отвода воздуха – «вантуз» (от фр. ventouse, ветреный). Однако при постановке ударения на первый слог – «вантуз», мы получаем совершенно другое устройство.

Рис. 2. Кран Маевского (R.400)

Рис. 3. Автоматический воздухоотводчик VALTEC VT.502 

Кроме перечисленных, существуют еще специальные радиаторные воздухоотводчики (рис. 4), также относящиеся к автоматическим.

   

Рис. 4. Радиаторный автоматический воздухоотводчик VALTEC VT.501

При монтаже отопительной системы воздухоотводчик устанавливается в верхней точке системы. Зачастую приходится его располагать под самымпотолком. В стандартных конструкциях выход золотника располагается сверху устройства (рис. 5), что порой затрудняет его монтаж и обслуживание в условиях стесненного пространства. Но это не относится к воздухоотводчику VT.502 (рис. 3). Компания VALTEC уделяет особое внимание адаптации 

При заполнении системы выпуск воздуха должен осуществляться через шаровые или дренажные краны. Использование для таких целей автоматических воздухоотводчиков недопустимо, т.к. пропускная способность этих изделий не рассчитана на пропуск больших расходов воздуха. Открытие воздухоотводчика при заполнении системы может вывести его из строя.оборудования к российским условиям эксплуатации, активно участвует в диалоге с профессиональными сантехниками. Поэтому золотник воздухоотводчика VT.502 расположен сбоку корпуса (

рис. 3, 6), что обеспечивает возможность монтажа и эксплуатации воздухоотводчика под самым перекрытием.  

Автоматический воздухоотводчик VT.502 может использоваться в системах, транспортирующих жидкие среды, не агрессивные к материалам изделия. Для систем отопления чаще всего это вода, реже – растворы пропиленгликоля и этиленгликоля.Следует обратить внимание, что допустимо только вертикальное монтажное положение автоматических воздухоотводчиков (за исключением горизонтальнорасполагаемого радиаторного воздухоотводчика с рис. 4). 

Традиционные автоматические воздухоотводчики имеют следующую конструкцию (рис. 5

): латунный корпус 10, внутри которого свободноперемещается полый пластиковый поплавок 9. Поплавок шарнирно связан с коромыслом 15. На конце коромысла находится эластомерный золотник 3, фиксируемый обоймой 1, подпружиненной пружиной 2. При отсутствии воздуха в корпусе воздухоотводчика поплавок находится в крайнем верхнем положении, и золотник перекрывает отверстие воздушного штуцера 5.

Рис. 5. Конструкция рычажного воздухоотводчика

В отличие от стандартных автоматических воздухоотводчиков, VALTEC VT.502 имеет более совершенную конструкцию, благодаря которой уменьшено количество деталей и отсутствуют шарнирные сопряжения деталей. Такое решение обеспечивают высокую надежность и продлевают срок службы устройства. 

Воздухоотводчик VT. 502 (

рис. 6) состоит из двух латунных (CW617N) никелированных полукорпусов 1 и 2, соединенных между собою на резьбе суплотнительным кольцом из EPDM 10.Внутри корпуса свободно перемещается полипропиленовый поплавок 3, который своей скобой воздействует на держатель золотника 5, выполненный из нейлона. Золотник 6 с держателем 5 при помощи пружинной связи 7 (материал – нержавеющая сталь марки AISI306) связан с жиклером 4 (нейлон).При накоплении воздуха или газа в верхней части полукорпуса 2 поплавок 3 опускается, воздействуя на держатель 5. При этом золотник 6 открывает калиброванное (1,5 мм) отверстие жиклера 4. Благодаря избыточному давлению транспортируемой среды воздух или другие газы, скопившиеся в верхней части воздухоотводчика, удаляются наружу по каналу жиклера 4. Пробка 9 при поставке находится в закрытомположении, чтобы пыль и грязь не могли проникнуть в корпус. Уплотнительное кольцо на присоединительном патрубке позволяет монтировать воздухоотводчик без дополнительных герметизирующих материалов.

Рис. 6. Конструкция воздухоотводчика VT.502

Принцип работы устройства выпуска газовой среды у автоматического воздухоотводчика чем-то напоминает хорошо известный колесный ниппель (автомобильный, велосипедный). Нажали на золотник – пошел воздух, отпустили – клапан закрылся. Только в случае с ниппелем удаление излишнего газаосуществляется вручную, а в случае с воздухоотводчиком – автоматически, за счет механического воздействия скобы закрепленной на поплавке. Воздушно-газовая среда сама себя выпускает на свободу. 

Несмотря на простоту устройства, воздухоотводчики требуют периодического обслуживания. Пыль и грязь, попавшие в систему до заполнения, в процессеэксплуатации могут вызвать засорение запорного механизма жиклера и, как следствие, подтекание теплоносителя. Порой даже правильное заполнение системычерез дренажные краны не гарантирует отсутствие механических частиц. Поэтому часто можно услышать из уст сантехника выражение: «воздухоотводчик сопливит», т.

е. устройство подтекает, и, по сути, нужно его снимать для обслуживания или менять на новое, а это потребует слива теплоносителя из системы, что очень трудоемко.Но и для этой проблемы у компании VALTEC есть решение – отсекающий клапан VT.539 (рис. 7). Клапан обеспечивает возможность установки и демонтажа автоматического воздухоотводчика без осушения системы. Состоит клапан изникелированного латунного корпуса, пластикового золотника и уплотнительного кольца. В верхнем положении золотник удерживается пружиной из нержавеющейстали, а при накручивании воздухоотводчика пружина сжимается, открывая тем самым клапан.

Рис. 7. Клапан отсекающий VALTEC VT.539

Воздухоотводчик, как предохранительный клапан или расширительный бак, является важным элементом безопасности системы, поэтому отего правильного выбора, монтажа и последующей эксплуатации зависит общая надежность системы отопления. 

Важно отметить, что компания VALTEC использует для производства только высококачественное сырье и передовое оборудование. Продукция постоянно дорабатывается и совершенствуются благодаря профессионалам, развитию технологий и обратной связи с конечными потребителями, сантехниками и, конечно, с монтажными проектными и строительными организациями.

Автор: Д.С. Овсов

Распечатать статью:
Воздухоотводчик – незаметный труженик отопительной системы

© Правообладатель ООО «Веста Регионы», 2010
Все авторские права защищены. При копировании статьи ссылка на правообладателя и/или на сайт www.valtec.ru обязательна.

Автоматический воздухоотводчик. Принцип действия (5 фото)

Подробности

Раздел: Теплоснабжение

Категория: Отопление

Создано 03.04.2015 13:29

Просмотров: 4735

Автоматический воздухоотводчик — это вспомогательное оборудование системы водяного отопления, которое позволяет в автоматическом режиме избавиться от наличия воздуха в системе отопления.

Почему нужно ставить этот автовоздушник?

 

Во время эксплуатации обогревательных приборов закрытого цикла выделяются газы, состоящие из воздуха, водорода, кислорода, которые необходимо выпускать из системы, чтобы не нарушить ее нормального функционирования. Самые неприятные последствия заключаются в шумовых эффектах и в затруднениях циркуляции воды, что влечет за собой неравномерный нагрев пространства, коррозию и преждевременное старение труб и деталей.

 

Принцип действия

Работа клапана автоматического выпуска воздуха очень проста и основывается на принципе Архимеда. Когда внутри клапана нет скопившегося воздуха, поплавок находится в приподнятом положении и посредством особого механизма удерживает закрытым шпилечный затвор. Опускание поплавка, вызванное скоплением воздуха внутри клапана, ведет к открытию затвора и следующему за этим выпуску воздуха вплоть до восстановления начального положения. При заполнении системы и отсутствии воды в клапане, поплавок располагается в самом нижнем положении, и воздух быстро выходит. Запретить спуск воздуха можно, ввинтив верхнюю заглушку. При эксплуатации в обычных условиях, заглушка должна быть снята.

 

Удаление газовых скоплений — задача, подлежащая разрешению уже на стадии проектирования системы отопления. Воздух в системы отопления может попадать различными путями: частично он остается в свободном состоянии при заполнении водой; в результате подсоса воздуха в процессе эксплуатации неправильно спроектированной системы отопления; вносится с подпиточной водой в поглощенном (адсорбированном) виде. Даже в системе с деаэрированной водой может появляться водород с примесью других газов. Количество свободного воздуха, остающегося в трубах и приборах при их заполнении, не поддается точному учету, но в случае правильно сконструированной системы устраняется в течение первых дней эксплуатации. Лучше всего, если до запуска в начале отопительного сезона система отопления заполнена холодной водой из водопроводной сети до заранее обусловленной отметки по высоте здания. Заполнение системы водой осуществляется снизу вверх и возможно только при вытеснении в атмосферу воздуха, находящегося в трубопроводах и отопительных приборах, через соответствующие устройства: ручные воздушные краны и автоматические воздухоотводчики.

 

Количество растворенного воздуха (газа), вводимого в систему при периодических добавках воды в процессе эксплуатации, определяется в зависимости от содержания воздуха в подпиточной воде. Холодная водопроводная вода содержит свыше 30 г воздуха в 1 т воды, подпиточная деаэрированная из теплофикационной сети — менее 1 г. Повышение температуры воды приводит к значительному уменьшению содержания в ней растворенных газов, а в тех местах, где горячая вода находится под давлением, близким к атмосферному, в свободное состояние переходит наибольшее количество адсорбированного в ней газа. Повышение давления, напротив, задерживает этот процесс. Согласно закону Генри количество адсорбируемого газа при заданной температуре находится в прямо пропорциональной зависимости от давления. Нужно отметить и такой факт, что растворенный в воде воздух более опасен в коррозийном отношении для стальных труб, чем атмосферный, так как содержание кислорода в нем больше по объему на 10-12 %. Кроме того, еще одной причиной «загазованности» отопительных систем становится коррозия. Так, при окислении 1 см3 железа может выделяться до 1 л водорода. Учитывая все вышесказанное, основными причинами появления газовых (воздушных) скоплений в закрытых системах отопления можно назвать внесение воздуха с подпиточной водой и коррозию металлов.

 

Прежде всего, необходимо устанавливать воздухоотводчики на алюминиевые радиаторы в связи с тем, что алюминий, действуя на воду как катализатор, ускоряет процесс ее разложения на водород и кислород. В несколько меньшей степени это касается биметаллических радиаторов с алюминиевыми головками. Всегда следует помнить: при обслуживании воздухоотводчиков в системах отопления с алюминиевыми радиаторами запрещается пользоваться открытым огнем или курить в непосредственной близости от них, так как это может привести к воспламенению выделяющихся при эксплуатации системы горючих газов. И еще одна рекомендация: в соответствии с теорией следует устанавливать воздухоотводчики с предохранительными клапанами на всех приборах, в том числе и на тонкостенных стальных панельных радиаторах. Кстати, западноевропейские фирмы обычно так их и поставляют, несмотря на то, что у них условия эксплуатации отопительных систем гораздо лучше. И наконец, заканчивая рассмотрение вопроса о применении, отметим: автоматический воздухоотводчик является таким же неотъемлемым элементом группы безопасности котла, как манометр и предохранительный клапан.

Допускается закручивать автоматические воздушники за место кранов маевского, которые являются ручными клапанами для выпуска воздуха.

• Вперёд >

Что такое воздушный клапан и как он работает?

1. 01 Что вызывает воздух в водопроводных трубах?
2. 02 Как образуется вакуум в трубе?
3. 03 Каковы последствия наличия воздуха и вакуума в трубопроводах?
4. 04 Что такое воздушный клапан?
5. 05 Где установить воздушные клапаны?

Воздушные клапаны являются неотъемлемой частью водопроводных сетей. Будь то водопроводная или канализационная магистраль, вы обязательно найдете там воздушный клапан. Итак, что такое воздушные клапаны? Какую функцию выполняют воздушные клапаны в критической инфраструктуре трубопроводов? Эта статья ответит на эти вопросы и даст вам больше технических знаний о воздушных клапанах.

 

Что вызывает воздух в водопроводных трубах?

Воздух и вакуум, образующиеся в водопроводе, могут привести к серьезным проблемам в работе и даже к драматическим последствиям. Воздух может попасть в систему трубопроводов несколькими путями:

• Пустые трубопроводы
  Неиспользуемые трубопроводы заполнены воздухом. Большая его часть удаляется при запуске, но некоторые воздушные карманы могут оставаться в системе.
   
• Воздух в жидкости
  В зависимости от температуры и давления такие жидкости, как вода, могут содержать захваченный или растворенный воздух. Во время течения жидкости она отделяется от жидкости и может застрять в верхних точках системы. Кроме того, в трубопроводах, транспортирующих сточные воды, жидкие отходы могут вступать в химические реакции и превращаться в газы, которые могут попасть в систему сточных вод.
   
• Механическое оборудование
  Воздух также может попасть в трубопровод через механические системы, такие как насосы, соединения труб, клапаны и т. д. Утечки или дефекты уплотнений в этих компонентах могут привести к проникновению воздуха в систему трубопроводов

Как образуется вакуум в трубе?

Вакуум в трубопроводах возникает, когда давление в трубопроводе падает ниже атмосферного давления. Вакуумы могут возникать из-за резких изменений скорости протекающей жидкости. Например:

• При слишком быстром отключении насосов
• При внезапном закрытии клапанов
• Неправильное опорожнение участков трубопровода

Каковы последствия наличия воздуха и вакуума в трубопроводах?

Воздух и вакуум, образующиеся в трубопроводе, могут серьезно повлиять на работу трубопровода. Вот некоторые из этих последствий:

• Снижение эффективности откачки:  Воздух в трубопроводах может снизить эффективность насосной системы. Воздух, захваченный в верхних точках системы, блокирует поток, увеличивая напор и, следовательно, энергию, необходимую для возникновения потока.
   
• Коррозия трубопровода:  В зависимости от температуры трубопровода кислород в захваченном воздухе может быть сильным коррозионным агентом. Кислород постепенно окисляет металл, что приводит к ржавчине, закупорке и разрушению конструкции трубы.
   
• Неисправные измерительные и контрольно-измерительные устройства:  Воздушные карманы и вакуум могут вызвать проблемы с устройствами измерения и контроля расхода. Они влияют на способность устройств точно измерять и контролировать поток.
   
• Пневматический молот:  Если в трубе имеется воздушный карман, вокруг места закупорки создается давление. Давление воды, вращающейся вокруг этого засора, посылает вибрации по всей трубе. Эта вибрация, известная как воздушный молот, может потенциально повредить важные приспособления.
   
• Отказ трубы:  Вакуум может привести к катастрофическим отказам трубопроводов. При наличии значительного вакуума труба может сжаться внутрь из-за разницы давлений по обеим сторонам стенок трубы.

Трубка с инкрустацией

Что такое воздушный клапан?

Как предотвратить образование воздуха и/или вакуума в системах водоснабжения? Решением может стать воздушный клапан, специальное гидромеханическое устройство управления потоком, позволяющее дозировать поток жидкости в одном или обоих направлениях. Его функция на трубопроводе заключается в выпуске скопившихся газов или впуске воздуха в трубопровод во время заполнения, слива или эксплуатации систем трубопроводов для жидкостей.

 

Автоматический воздушный клапан: Принцип работы

Где установить воздушные клапаны?

Выбор правильного места для установки воздушного клапана очень важен. Для достижения максимальной эффективности воздушные клапаны размещаются в стратегически важных местах на участке трубопровода. Для надлежащей аэрации и вентиляции систем водоснабжения и водоотведения необходимы воздушные клапаны в следующих точках:

Максимальные высокие точки

Пузырьки воздуха накапливаются и образуют воздушные карманы, которые застревают в самых высоких точках системы. Размещение воздушных клапанов здесь помогает вентилировать воздушные карманы в атмосферу.
Клапан Требуется: Клапан выпуска воздуха / комбинированный клапан.
 

Временные высокие точки

Локальные высокие точки также могут служить местом скопления пузырьков воздуха. Воздушный клапан здесь выпускает пузырьки в атмосферу.
Клапан Требуется: Клапан выпуска воздуха/комбинированный клапан.
 

Длинные поднимающиеся или опускающиеся участки трубы

Смещенные воздушные карманы могут течь вниз по течению и образовывать более крупные воздушные карманы в верхней части трубы. Кроме того, быстрый поток в участках трубы с наклоном вниз может образовать вакуум. Как правило, воздушные клапаны и вакуумные клапаны должны устанавливаться через каждые 800 м на длинных участках трубопровода, чтобы должным образом вентилировать и втягивать воздух в систему.

Длинные поднимающиеся или опускающиеся секции трубы

Смещенные воздушные карманы могут стекать вниз по течению и образовывать более крупные воздушные карманы в верхней части трубы. Кроме того, быстрый поток в участках трубы с наклоном вниз может образовать вакуум. Как правило, воздушные клапаны и вакуумные клапаны должны устанавливаться через каждые 800 м на длинных участках трубопровода, чтобы должным образом вентилировать и втягивать воздух в систему.
 

После быстрого закрытия клапанов

Когда клапаны внезапно закрываются, за клапаном может образоваться вакуум из-за импульса потока. Для нормального функционирования трубы необходимо сбросить отрицательное давление, впуская воздух в трубу.
 

После устройств дросселирования/ускорения потока

После устройств дросселирования потока, таких как турбины или регулирующие клапаны, перепады давления и скорости могут привести к образованию вакуума. Воздушно-вакуумные клапаны необходимы рядом с этими устройствами для всасывания воздуха в систему. Устройства для увеличения потока, такие как насосы и уменьшенные секции труб, также втягивают пузырьки воздуха в поток. Клапаны выпуска воздуха должны быть установлены после этих устройств для вентиляции этих воздушных карманов.

Наконец, всегда устанавливайте воздушные клапаны в доступных, хорошо проветриваемых местах. Это гарантирует, что у них всегда будет достаточно воздуха для всасывания в системы, а выходящий воздух имеет выход. Кроме того, это облегчает доступ к клапанам для обслуживания.

Принцип работы воздушного клапана с одним отверстием

Из этой статьи мы узнали, что воздух, скапливающийся в водопроводной магистрали, может представлять значительную угрозу для всей системы. В следующей статье мы расскажем вам о видах воздушных клапанов, а также объясним, как правильно выбрать воздушный клапан.

Аналогичные статьи

воздушные клапаны

Как выбрать воздушный клапан?

задвижки

Для чего используется задвижка: руководство по водоснабжению

Умная вода

Цифровизация водоканалов: пора двигаться

задвижки

Роль шиберно-ножевых задвижек в канализационных сетях

Показать все статьи

Вопросы? Связаться!

Вам нужен воздушный клапан для водопроводной сети? Проконсультируйтесь с нашими специалистами, чтобы убедиться, что вы покупаете правильный.

Более

Теория вентиляции | Спиракс Сарко

Дом / Узнать о паре /

Теория вентиляции

• Введение — Почему конденсатоотводчики?
• Термостатические конденсатоотводчики
• Механические конденсатоотводчики
• Термодинамические конденсатоотводчики
• Соображения по выбору конденсатоотводчиков
• Выбор конденсатоотводчиков — Оборудование для столовых Оборудование для перекачки масла Больничное оборудование
• Выбор конденсатоотводчиков — промышленные сушилки
• Выбор конденсатоотводчиков – прачечные и прессы
• Выбор конденсатоотводчиков — технологическое оборудование
• Выбор конденсатоотводчиков — оборудование для обогрева помещений
• Выбор конденсатоотводчиков – редукционные клапаны для паровых баков и баков
• Теория вентиляции
• Приложения для вентиляции
• Тестирование и техническое обслуживание конденсатоотводчиков
• Потери энергии в конденсатоотводчиках

Назад, чтобы узнать о паре

Воздействие воздуха

Если воздух смешивается с паром и течет вместе с ним, на теплообменных поверхностях, где пар конденсируется, остаются воздушные карманы. Постепенно образуется тонкий слой, образующий изолирующее покрытие, препятствующее передаче тепла, как показано на рис. 11.12.1. Воздух широко используется в качестве изолятора из-за его низкой проводимости (например, двойное остекление, используемое в современных окнах, представляет собой просто два слоя стекла с изолирующим слоем воздуха, зажатым между ними). Точно так же воздух используется для уменьшения потерь тепла из паровых труб. Большинство изоляционных материалов состоит из миллионов микроскопических воздушных ячеек внутри матрицы из стекловолокна, минеральной ваты или полимерного материала. Воздух является изолятором, а твердый материал просто удерживает его на месте. Точно так же воздушная пленка на паровой стороне поверхности теплопередачи сопротивляется потоку тепла, снижая скорость теплопередачи.

Теплопроводность воздуха составляет 0,025 Вт/м °C, в то время как соответствующий показатель для воды обычно составляет 0,6 Вт/м °C, для железа около 75 Вт/м °C и для меди около 390 Вт/м °C. С. Воздушная пленка толщиной всего 1 мм оказывает такое же сопротивление тепловому потоку, как и медная стена толщиной около 15 метров!

Маловероятно, что воздух существует в виде ровной пленки внутри теплообменника. Вероятнее всего, концентрация воздуха выше вблизи поверхности конденсации и ниже дальше. Однако удобно рассматривать его как однородный слой, пытаясь показать его сопротивление тепловому потоку.

Когда к пару добавляется воздух, теплосодержание данного объема смеси ниже, чем такого же объема чистого пара, поэтому температура смеси снижается.

Закон Дальтона о парциальных давлениях утверждает, что; «В смеси пара и воздуха общее давление равно сумме парциальных давлений, которые должен оказывать каждый газ, занимая весь объем сам по себе».

Например, если общее давление паровоздушной смеси при 2 барах (абсолютное) состоит из 3 частей пара на 1 часть воздуха по объему, то:

Парциальное давление воздуха = ¾ x 2 бар абс. = 0,5 бар абс.

Парциальное давление пара = ¾ x 2 бар абс. = 1,5 бар абс.

Общее давление смеси = 0,5 + 1,5 бар абс. = 2 бар абс. (1 бар изб.)

Манометр будет показывать давление 1 бар изб., что соответствует температуре 120°C для наблюдателя. Однако парциальное давление из-за количества пара, присутствующего в смеси, составляет всего 0,5 бар изб. (1,5 бар абс.), что способствует температуре всего 112°C. Следовательно, присутствие воздуха имеет двойной эффект:

• Обеспечивает сопротивление теплопередаче благодаря эффекту наслоения.
• Снижает температуру парового пространства, тем самым уменьшая температурный градиент на поверхности теплообмена.

Общий эффект заключается в снижении скорости теплопередачи ниже той, которая может потребоваться для критического процесса, а в худших случаях может даже препятствовать достижению конечной требуемой температуры процесса.

Во многих процессах минимальная температура необходима для достижения химического или физического изменения в продукте, так же как минимальная температура необходима в стерилизаторе. Присутствие воздуха особенно проблематично, потому что это приведет к ложным показаниям манометра. Отсюда следует, что температура не может быть выведена из давления.

Воздух в системе

Воздух присутствует в паровых трубах и паровом оборудовании при запуске. Даже если бы система была заполнена чистым паром при использовании, конденсирующийся пар создавал бы вакуум и втягивал воздух в трубы при отключении.

Воздух также может попасть в систему в виде раствора в питательной воде. При 80°C вода может растворить около 0,6% своего объема воздуха. Растворимость кислорода примерно в два раза выше, чем у азота, поэтому «воздух», который растворяется в воде, содержит почти одну часть кислорода на две части азота, а не одну часть на четыре части в атмосферном воздухе. Углекислый газ имеет более высокую растворимость, примерно в 30 раз больше, чем кислород.

Питательная вода котла и конденсат, выходящий в атмосферу, могут легко поглощать эти газы. При нагреве воды в котле газы выделяются вместе с паром и поступают в распределительную систему. Если «подпиточная» вода котла не будет полностью деминерализована и дегазирована, она часто будет содержать растворимый карбонат натрия в результате химического обмена процессов водоподготовки. Карбонат натрия может до некоторой степени выделяться в котле, и снова образуется двуокись углерода.

В котлах более высокого давления питательная вода часто проходит через деаэратор перед подачей насосом в котел. Лучшие деаэраторы могут снизить уровень кислорода в воде до 3 частей на миллион (ppm). Затем этот остаточный кислород можно удалить с помощью химической обработки. Однако такое количество кислорода будет сопровождаться примерно 6 ppm азота, который химическая обработка игнорирует. Если котел среднего размера, производящий 10 000 кг пара в час, он потребляет около 10 000 литров воды в час, производя, в свою очередь, 60 см³ азота. Это будет накапливаться со временем, оказывая значительное влияние на теплопередачу, если его не удалить из системы.

Наилучшая физическая и химическая обработка по-прежнему позволяет некоторому количеству необработанного неконденсируемого газа выходить из котла вместе с паром. Воздух, о котором часто не подозревают, более распространен в паровых системах, чем предполагалось, и является причиной как ограничения производительности, так и коррозии оборудования.

Признаки воздуха

1. Постепенное падение производительности любого оборудования с паровым нагревом.
2. Пузырьки воздуха в конденсате.
3. Коррозия.

Удаление воздуха из паровых систем имеет первостепенное значение. На следующих страницах рассматривается проблема путем обсуждения применения вентиляционных отверстий.

Удаление воздуха

Наиболее эффективным средством удаления воздуха является автоматическое устройство. Воздух, смешанный с паром, снижает температуру смеси. Это позволяет термостатическому устройству (основанному либо на уравновешенном давлении, либо на биметаллическом принципе) вентилировать паровую систему. Вентиляционное отверстие, установленное в паровом пространстве судна (рис. 11.12.3) или в конце паропровода (рис. 11.12.4), открывается при наличии воздуха. Для максимального удаления воздуха сброс должен быть максимально свободным. Часто устанавливается труба для отвода отвода в безопасное место, предпочтительно не линия возврата конденсата, которая может ограничить свободный выпуск воздуха, а также может способствовать коррозии.

Если для обхода конденсатоотводчика установлен вентиляционный клапан (рис. 11.12.5), он будет действовать как конденсатоотводчик после сброса воздуха и может время от времени сбрасывать конденсат. В таких случаях необходимо снова подключить воздухоотводчик к линии конденсата после сифона.

Если линия отвода конденсата из конденсатоотводчика поднимается до высокого уровня, затопленная линия оказывает противодавление на конденсатоотводчик и воздухоотводчик. Способность воздухоотводчика выпускать воздух снижается, особенно при запуске. Это в равной степени относится и к случаям, когда воздухоотводчик встроен в конденсатоотводчик. Когда форма рабочего парового пространства и расположение входа пара таковы, что большая часть воздуха уходит через выход конденсата, предпочтительно, чтобы выпускные линии от конденсатоотводчика и воздухоотводчика не поднимались на высокий уровень.

Расположение вентиляционного отверстия

Когда змеевик или сосуд имеет относительно небольшое поперечное сечение, поступающий в него пар будет действовать как поршень, выталкивая воздух в точку, удаленную от входа для пара. Эта «удаленная точка» обычно является лучшим местом для вентиляционного отверстия. В случае паропотребителя формы, показанной на рис. 11.12.6, часть воздуха будет проходить через выход для конденсата, в зависимости от того, что предусмотрено в конденсатоотводчике или в байпасе для обработки воздуха. Остальной воздух может собираться, как указано, образуя холодную точку на нагревательной поверхности. Устройство не может прогреваться равномерно, и некоторые устройства, такие как кровати гладильных машин, могут иметь искажения.

Поскольку паровоздушная смесь более плотная, чем чистый пар при том же давлении, обычно достаточно обеспечить вентиляцию воздуха внутри низко расположенного конденсатоотводчика. Однако принцип работы ловушки таков, что конденсат образует гидрозатвор на входе в ловушку, иногда препятствующий поступлению воздуха в ловушку.