সংকীর্ণ অর্থে, সংকুচিত বায়ু সিস্টেম বলতে বায়ু উৎস সরঞ্জাম, বায়ু উৎস পরিশোধন সরঞ্জাম এবং সংশ্লিষ্ট পাইপলাইনকে বোঝায়। ব্যাপক অর্থে, নিউম্যাটিক সহায়ক উপাদান, নিউম্যাটিক অ্যাকচুয়েটর, নিউম্যাটিক নিয়ন্ত্রণ উপাদান, ভ্যাকুয়াম উপাদান ইত্যাদি সবই সংকুচিত বায়ু সিস্টেমের শ্রেণীভুক্ত। সাধারণত, একটি এয়ার কম্প্রেসার স্টেশনের সরঞ্জামই হলো সংকীর্ণ অর্থে একটি সংকুচিত বায়ু সিস্টেম। নিচের চিত্রে একটি সাধারণ সংকুচিত বায়ু সিস্টেমের ফ্লো চার্ট দেখানো হয়েছে:
বায়ু উৎস সরঞ্জাম (এয়ার কম্প্রেসার) বায়ুমণ্ডল থেকে বাতাস টেনে নেয়, স্বাভাবিক বাতাসকে উচ্চচাপের সংকুচিত বাতাসে পরিণত করে এবং পরিশোধন সরঞ্জামের মাধ্যমে সেই সংকুচিত বাতাস থেকে আর্দ্রতা, তেল ও অন্যান্য অপদ্রব্য দূর করে।
প্রকৃতির বায়ু বিভিন্ন গ্যাসের (O₂, N₂, CO₂…ইত্যাদি) মিশ্রণে গঠিত, এবং জলীয় বাষ্প সেগুলোর মধ্যে একটি। যে বায়ুতে নির্দিষ্ট পরিমাণ জলীয় বাষ্প থাকে তাকে আর্দ্র বায়ু বলা হয়, এবং যে বায়ুতে জলীয় বাষ্প থাকে না তাকে শুষ্ক বায়ু বলা হয়। আমাদের চারপাশের বায়ু আর্দ্র, তাই এয়ার কম্প্রেসরের কার্যকারী মাধ্যমও স্বাভাবিকভাবেই আর্দ্র বায়ু।
যদিও আর্দ্র বায়ুতে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ তুলনামূলকভাবে কম, তবুও এর পরিমাণ বায়ুর ভৌত বৈশিষ্ট্যের উপর ব্যাপক প্রভাব ফেলে। সংকুচিত বায়ু পরিশোধন ব্যবস্থায়, সংকুচিত বায়ুকে শুষ্ক করা এর অন্যতম প্রধান কাজ।
নির্দিষ্ট তাপমাত্রা ও চাপের পরিস্থিতিতে, আর্দ্র বায়ুতে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ (অর্থাৎ, জলীয় বাষ্পের ঘনত্ব) সীমিত থাকে। একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায়, যখন জলীয় বাষ্পের পরিমাণ তার সর্বোচ্চ সম্ভাব্য মাত্রায় পৌঁছায়, তখন সেই আর্দ্র বায়ুকে সম্পৃক্ত বায়ু বলা হয়। যে আর্দ্র বায়ুতে জলীয় বাষ্পের সর্বোচ্চ সম্ভাব্য মাত্রা থাকে না, তাকে অসম্পৃক্ত বায়ু বলা হয়।
যখন অসম্পৃক্ত বায়ু সম্পৃক্ত বায়ুতে পরিণত হয়, তখন আর্দ্র বাতাসে থাকা তরল জলের ফোঁটা ঘনীভূত হয়, যাকে “ঘনীভবন” বলা হয়। ঘনীভবন একটি সাধারণ ঘটনা। উদাহরণস্বরূপ, গ্রীষ্মকালে বাতাসের আর্দ্রতা বেশি থাকায় জলের পাইপের উপরিভাগে সহজেই জলের ফোঁটা তৈরি হয়। শীতের সকালে, বাসিন্দাদের কাঁচের জানালায় জলের ফোঁটা দেখা যায়। এই সবই স্থির চাপে থাকা আর্দ্র বায়ুর শীতল হওয়ার ফলে ঘটে থাকে।
উপরে যেমন উল্লেখ করা হয়েছে, যে তাপমাত্রায় জলীয় বাষ্পের আংশিক চাপ স্থির রেখে (অর্থাৎ, জলের পরম পরিমাণ স্থির রেখে) অসম্পৃক্ত বায়ু সম্পৃক্ত হয়, তাকে শিশির বিন্দু বলা হয়। যখন তাপমাত্রা শিশির বিন্দু তাপমাত্রায় নেমে আসে, তখন “ঘনীভবন” ঘটে।
আর্দ্র বায়ুর শিশির বিন্দু শুধু তাপমাত্রার সাথেই সম্পর্কিত নয়, বরং আর্দ্র বায়ুতে থাকা আর্দ্রতার পরিমাণের সাথেও সম্পর্কিত। জলীয় বাষ্পের পরিমাণ বেশি হলে শিশির বিন্দু বেশি হয় এবং জলীয় বাষ্পের পরিমাণ কম হলে শিশির বিন্দু কম হয়।
কম্প্রেসার ইঞ্জিনিয়ারিং-এ শিশিরবিন্দু তাপমাত্রার একটি গুরুত্বপূর্ণ ব্যবহার রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, যখন এয়ার কম্প্রেসারের আউটলেট তাপমাত্রা খুব কম হয়, তখন তেল-গ্যাস ব্যারেলের নিম্ন তাপমাত্রার কারণে তেল-গ্যাস মিশ্রণ ঘনীভূত হয়, যা লুব্রিকেটিং তেলে জলীয় বাষ্প তৈরি করে এবং লুব্রিকেশন কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে। অতএব, এয়ার কম্প্রেসারের আউটলেট তাপমাত্রা অবশ্যই সংশ্লিষ্ট আংশিক চাপের অধীনে শিশিরবিন্দু তাপমাত্রার চেয়ে কম না হওয়ার মতো করে ডিজাইন করতে হবে।
বায়ুমণ্ডলীয় শিশির বিন্দু হলো বায়ুমণ্ডলীয় চাপে শিশির বিন্দুর তাপমাত্রা। একইভাবে, চাপযুক্ত শিশির বিন্দু বলতে চাপযুক্ত বায়ুর শিশির বিন্দুর তাপমাত্রাকে বোঝায়।
চাপ শিশির বিন্দু এবং স্বাভাবিক চাপ শিশির বিন্দুর মধ্যকার সম্পর্কটি সংকোচন অনুপাতের সাথে সম্পর্কিত। একই চাপ শিশির বিন্দুর ক্ষেত্রে, সংকোচন অনুপাত যত বেশি হয়, সংশ্লিষ্ট স্বাভাবিক চাপ শিশির বিন্দু তত কম হয়।
এয়ার কম্প্রেসার থেকে নির্গত সংকুচিত বায়ু অপরিষ্কার থাকে। এর প্রধান দূষকগুলো হলো: পানি (তরল পানির ফোঁটা, পানির কুয়াশা এবং গ্যাসীয় জলীয় বাষ্প), অবশিষ্ট লুব্রিকেটিং তেলের কুয়াশা (কুয়াশার মতো তেলের ফোঁটা এবং তেলের বাষ্প), কঠিন অপদ্রব্য (মরিচার কাদা, ধাতব গুঁড়া, রাবারের সূক্ষ্ম কণা, আলকাতরার কণা ও ফিল্টার উপাদান, সিলিং উপাদানের সূক্ষ্ম গুঁড়া ইত্যাদি), ক্ষতিকর রাসায়নিক অপদ্রব্য এবং অন্যান্য অশুদ্ধি।
ক্ষয়প্রাপ্ত লুব্রিকেটিং তেল রাবার, প্লাস্টিক এবং সিলিং উপকরণগুলোকে নষ্ট করে দেয়, যার ফলে ভালভ বিকল হয় এবং দূষণকারী পদার্থ নির্গত হয়। আর্দ্রতা এবং ধূলিকণা ধাতব অংশ ও পাইপে মরিচা ও ক্ষয় সৃষ্টি করে, যার ফলে চলমান অংশগুলো আটকে যায় বা জীর্ণ হয়ে পড়ে এবং বায়ুচালিত যন্ত্রাংশগুলো বিকল হয় বা বাতাস লিক করে। আর্দ্রতা এবং ধূলিকণা থ্রটলিং হোল বা ফিল্টার স্ক্রিনও বন্ধ করে দেয়। বরফ জমার কারণে পাইপলাইন জমে গেলে বা ফেটে গেলে এমনটা ঘটে।
নিম্নমানের বায়ুর কারণে নিউম্যাটিক সিস্টেমের নির্ভরযোগ্যতা এবং কার্যকাল ব্যাপকভাবে হ্রাস পায় এবং এর ফলে সৃষ্ট ক্ষতি প্রায়শই বায়ু পরিশোধন যন্ত্রের ক্রয়মূল্য ও রক্ষণাবেক্ষণ খরচকে বহুগুণে ছাড়িয়ে যায়, তাই বায়ু পরিশোধন সিস্টেমটি সঠিকভাবে নির্বাচন করা অত্যন্ত জরুরি।
সংকুচিত বায়ুতে আর্দ্রতার প্রধান উৎসগুলো কী কী?
সংকুচিত বায়ুতে আর্দ্রতার প্রধান উৎস হলো সেই জলীয় বাষ্প যা এয়ার কম্প্রেসার বাতাসের সাথে টেনে নেয়। আর্দ্র বাতাস এয়ার কম্প্রেসারে প্রবেশ করার পর, সংকোচন প্রক্রিয়ার সময় প্রচুর পরিমাণে জলীয় বাষ্প নিংড়ে তরল জলে পরিণত হয়, যা এয়ার কম্প্রেসারের নির্গমন পথে সংকুচিত বায়ুর আপেক্ষিক আর্দ্রতা ব্যাপকভাবে কমিয়ে দেয়।
উদাহরণস্বরূপ, যখন সিস্টেমের চাপ ০.৭ এমপিএ এবং গৃহীত বায়ুর আপেক্ষিক আর্দ্রতা ৮০%, তখন এয়ার কম্প্রেসার থেকে নির্গত সংকুচিত বায়ু চাপের অধীনে সম্পৃক্ত থাকলেও, সংকোচনের আগে যদি এটিকে বায়ুমণ্ডলীয় চাপের অবস্থায় রূপান্তরিত করা হয়, তবে এর আপেক্ষিক আর্দ্রতা মাত্র ৬~১০% হয়। অর্থাৎ, সংকুচিত বায়ুর আর্দ্রতার পরিমাণ ব্যাপকভাবে হ্রাস পেয়েছে। তবে, গ্যাস পাইপলাইন এবং গ্যাস সরঞ্জামগুলিতে তাপমাত্রা ধীরে ধীরে কমার সাথে সাথে, সংকুচিত বায়ুতে প্রচুর পরিমাণে তরল জল ঘনীভূত হতে থাকে।
সংকুচিত বাতাসে তেল দূষণ কীভাবে ঘটে?
এয়ার কম্প্রেসরের লুব্রিকেটিং অয়েল, পারিপার্শ্বিক বাতাসে থাকা তেলের বাষ্প ও ভাসমান তেলের কণা এবং সিস্টেমের নিউম্যাটিক যন্ত্রাংশের লুব্রিকেটিং অয়েল হলো সংকুচিত বাতাসে তেল দূষণের প্রধান উৎস।
সেন্ট্রিফিউগাল এবং ডায়াফ্রাম এয়ার কম্প্রেসার ব্যতীত, বর্তমানে ব্যবহৃত প্রায় সমস্ত এয়ার কম্প্রেসার (বিভিন্ন তেল-মুক্ত লুব্রিকেটেড এয়ার কম্প্রেসার সহ) গ্যাস পাইপলাইনে কমবেশি দূষিত তেল (তেলের ফোঁটা, তেলের কুয়াশা, তেলের বাষ্প এবং কার্বন ফিশন) নির্গত করে।
এয়ার কম্প্রেসরের কম্প্রেশন চেম্বারের উচ্চ তাপমাত্রার কারণে প্রায় ৫%~৬% তেল বাষ্পীভূত, বিয়োজিত ও জারিত হয়ে এয়ার কম্প্রেসর পাইপের ভেতরের দেয়ালে কার্বন এবং বার্নিশের আস্তরণ আকারে জমা হয় এবং এর হালকা অংশ বাষ্প ও অণুপদার্থ আকারে ভাসমান অবস্থায় সংকুচিত বায়ুর মাধ্যমে সিস্টেমে প্রবেশ করে।
সংক্ষেপে, যেসব সিস্টেমে পরিচালনার সময় লুব্রিকেটিং উপকরণের প্রয়োজন হয় না, সেগুলোর ক্ষেত্রে ব্যবহৃত সংকুচিত বায়ুতে মিশ্রিত সমস্ত তেল এবং লুব্রিকেটিং উপকরণকে তেল-দূষিত পদার্থ হিসেবে গণ্য করা যেতে পারে। যেসব সিস্টেমে কাজ করার সময় লুব্রিকেটিং উপকরণ যোগ করার প্রয়োজন হয়, সেগুলোর ক্ষেত্রে সংকুচিত বায়ুতে থাকা সমস্ত মরিচা-রোধী রঙ এবং কম্প্রেসার তেলকে তেল দূষণকারী অশুদ্ধি হিসেবে বিবেচনা করা হয়।
কীভাবে কঠিন অশুদ্ধি সংকুচিত বায়ুতে প্রবেশ করে?
সংকুচিত বায়ুতে কঠিন অশুদ্ধির প্রধান উৎসগুলো হলো:
① পারিপার্শ্বিক বায়ুমণ্ডল বিভিন্ন আকারের কণার নানা প্রকার অপদ্রব্যে মিশ্রিত থাকে। এয়ার কম্প্রেসরের সাকশন পোর্টে এয়ার ফিল্টার লাগানো থাকলেও, সাধারণত ৫ মাইক্রোমিটারের চেয়ে ছোট “অ্যারোসল” অপদ্রব্য শ্বাস নেওয়া বাতাসের সাথে এয়ার কম্প্রেসরে প্রবেশ করতে পারে এবং সংকোচন প্রক্রিয়ার সময় তেল ও জলের সাথে মিশে নিষ্কাশন পাইপে চলে যায়।
২ যখন এয়ার কম্প্রেসার কাজ করে, তখন এর বিভিন্ন অংশের মধ্যে ঘর্ষণ ও সংঘর্ষ, সিলের পুরোনো হয়ে যাওয়া ও খসে পড়া এবং উচ্চ তাপমাত্রায় লুব্রিকেটিং তেলের কার্বনাইজেশন ও ফিশনের কারণে ধাতব কণা, রাবারের গুঁড়ো এবং কার্বনযুক্ত কণার মতো কঠিন কণা গ্যাস পাইপলাইনে প্রবেশ করে।
পোস্ট করার সময়: ১৮-এপ্রিল-২০২৩
