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压缩空气
通过外力对空气进行压缩，从而使空气体积变小，压强变大。 来自维基百科，自由的百科全书
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压缩空气（compressed air）通常指压强大于一个标准大气压的空气。最常见的压缩空气是在工业生产中由空压机产生的。工业过程中传递能量的重要介质，压缩空气作为动力源广泛的应用于机械制造、化工、纺织、冶金等工业生产领域中，操作气缸以实现自动化，还可用于推动车辆。压缩空气刹车使大型铁路列车运行更安全、更有效率。大型公路车辆上也配备了压缩空气刹车，汽车轮胎和减震器中的压缩空气通常用于提高牵引力和减少振动。被认为是仅次于电力的第二动力源。[1]
水下潜水员使用压缩空气作为呼吸气体。它可以由潜水员携带在高压潜水汽瓶中，或透过空气管线或潜水员的脐带从低压表面供应。[2]类似的装置也用于危险环境中消防员、矿场救援人员和工业工人使用的呼吸器。
呼吸
呼吸空气可以高压储存，并在需要时逐渐释放，例如水肺潜水和自给式呼吸器（SCBA）或消防员和工业工人使用；也可以连续生产以满足要求，例如水面供气潜水。呼吸空气必须不含油和其他污染物；例如，微量体积分数的一氧化碳在正常大气压力下可能不危险，但在呼吸加压空气时，由于气体分压相对升高，可能会产生致命的后果。用于呼吸空气的空气压缩机、过滤器和供应系统通常不用于气动工具或其他用途，因为空气质量要求不同。[3]
建造桥梁或其他建筑物地基的工人可能会在一个称为沉箱的加压容器中工作，沉箱透过向容器的底部注入加压空气来防止水进入。早在 17 世纪就知道，潜水钟中的工人会呼吸困难并有窒息的危险，将新鲜空气释放到钟中可以缓解这种症状。这些工人在返回水面时也会出现疼痛和其他症状，因为压力会减轻。 1691 年，丹尼斯·帕潘建议，如果将来自水面的新鲜空气不断压入钟中，可以延长在潜水钟中的工作时间。到了 19 世纪，沉箱已经常用于土木工程，但工人们返回水面后会出现严重的、有时甚至是致命的症状，这种综合症称为沉箱病或减压病。在布鲁克林大桥和伊兹大桥等计划中，许多工人死于这种疾病，直到 19 世纪 90 年代人们才明白，工人必须缓慢减压，以防止组织中形成危险的气泡。[4]
中等高压空气，例如潜水深度约20米（70英尺）以下时所使用的空气，对神经系统有增强的麻醉作用。氮气麻醉在潜水时是一种危险。潜水深度远超过30米（100英尺），单独使用空气的安全性较低，通常会使用含氦气的特殊呼吸混合气。[5]
在陆基应用中，SCBA、UEBSS（美国）和EBBS（欧盟）为危险环境中的紧急应变人员、产业工人和军事人员提供可呼吸的空气。这些设备使用压缩空气瓶为佩戴者提供清洁空气，确保在缺氧或受污染环境中的安全。为了提高操作安全性和效率，Kee Connections Buddy Breather 耦合器[6]允许使用者在紧急情况下共享空气。此耦合系统使消防员或其他 SCBA 使用者能够连接他们的呼吸器，在需要时提供救生空气支援。这些创新有助于提高高风险条件下的生存能力和团队合作能力。
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用途
压缩空气在工业领域的应用非常广泛，通常被视为继电力、天然气和水之后的第四大能源。然而，以单位能量计算，压缩空气的成本高于其他三种能源。[7]
压缩空气有多种用途，包括：
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压缩空气系统的能源成本
关于营运成本，需要注意的是，压缩空气在总能源成本中占了相当大的比重。粗略估计，每产生1千瓦的功率，就需要消耗8千瓦的电力。[10]此外，考虑到压缩空气系统的生命周期（约10-15年），总成本可以分解如下：
- 70–75％: 能源成本
- 15–20%: 压缩机、配件、管道和安装成本
- 10%: 维护成本
系统设计
压缩机房必须配备通风系统，以排除压缩机产生的废热。[11]
当大气压力下的空气被压缩时，其所含的水蒸气量远高于高压空气所能容纳的量。相对湿度由水的性质决定，不受气压影响。[12]压缩空气冷却后，气化的水会变成液化水。[13][14]
在空气离开压缩机时进行冷却，可以在空气进入管道之前带走大部分水分。后冷却器、储水槽等可以帮助压缩空气冷却至40 °C（104 °F）；此时，三分之二的水分会变成液体。[15]
压缩空气分配系统需要管理过多的水分。系统设计人员必须确保管道保持坡度，以防止水分在管道系统低处积聚。大型系统的多个位置可以安装排水阀，以便排出积水。管道总管的龙头可以设置在管道顶部，这样水分就不会被带入输送设备的分支管道。[16]管道尺寸的选择应避免在高峰需求时，由于直管内流速过快，[17]]或管件处出现湍流，造成管道系统能量损失过多。[18]
参见
参考资料
外部链接
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