Wat is perslucht?

Wat gebeurt er precies als lucht wordt gecomprimeerd? Hoe werkt een compressor? Wat zit er in perslucht? In dit artikel geven wij antwoord op dergelijke vragen. Daarnaast vindt u ook termen en uitdrukkingen die in combinatie met perslucht worden gebruikt, en geeft u inzicht in de wijze waarop de verschillende onderdelen van een compressorsysteem kunnen worden gecombineerd om uw machines en gereedschappen van perslucht te voorzien.

Over lucht

wat is perslucht?

Het leven op aarde is afhankelijk van een gasbel, de atmosfeer, die onze globe omringt. Deze beschermende bel strekt zich tot ca. 1000 km in de ruimte uit. Wat wij gewoonlijk lucht noemen, is een gasmengsel dat hoofdzakelijk bestaat uit stikstof, zuurstof en een variërende hoeveelheid waterdamp. De lucht bevat tevens kleine hoeveelheden inerte gassen en helaas ook een hoeveelheid vervuilingen in de vorm van onder andere door de mens geproduceerde koolwaterstoffen. De luchtsamenstelling blijft tot op circa drie kilometer hoogte grotendeels gelijk.

Over atmosferische druk

wat is perslucht?

Op het aardoppervlak heeft de lucht een gewicht van ca. 1,2 kg/m³. Dit houdt in dat het aardoppervlak, en alle voorwerpen die zich daarop bevinden, zijn onderworpen aan een druk die we luchtdruk of atmosferische druk noemen.

Deze druk is gelijk aan het gewicht van een luchtkolom met een basisoppervlak van 1 cm² en een hoogte van 1000 km; d.w.z. vanaf het aardoppervlak tot aan de uiterste grens van de atmosfeer.

De luchtdruk neemt af met de hoogte, halveert iedere ca. 5 km hoogte. We zeggen dat de lucht “ijler” wordt.

Over perslucht

In tegenstelling tot vloeistoffen kan lucht worden gecomprimeerd oftewel samengeperst. Met andere woorden een bepaald luchtvolume kan worden verkleind met als gevolg dat de druk in het nieuwe volume toeneemt. Het comprimeren vindt plaats in een machine met krachtbron: een compressor.

wat is perslucht?


In zijn eenvoudigste vorm kan een compressor zijn uitgevoerd als een pomp met een mens als krachtbron.

Lucht wordt via de pomp binnengezogen en samengeperst tot een kwart van zijn oorspronkelijke volume. De luchtdruk in de ballon kan daardoor toenemen tot vier keer de atmosferische druk. We hebben lucht in de ballon gepompt.

De absolute atmosferische druk bedraagt circa 100 kPa

De luchtdruk in een voetbal kan op verschillende manieren worden uitgedrukt:

  • als vier keer de absolute atmosferische druk, 400 kPa(a),
  • als overdruk, 300 kPa(e), of
  • als 300 kPa (begrepen als overdruk)

(Zie de onderstaande feiten.)

Eenheden

Atmosferische druk

In het internationale eenhedenstelsel is Pa (Pascal) de geaccepteerde basiseenheid van druk. Omdat 1 pascal in perslucht een zeer kleine hoeveelheid druk vertegenwoordigt, gebruiken we gewoonlijk de eenheid:

kPa (1 kilopascal = 1000 Pa)

of

MPa (1 megapascal=1000 kPa)

De algemene luchtdruk op het aardoppervlak kan op verschillende manieren worden uitgedrukt, met min of meer dezelfde betekenis:

1 atm (atmosphere) = 1 kp/cm² (kilopond/cm²)

Perslucht

De druk van perslucht wordt gewoonlijk uitgedrukt als overdruk. Dat wilt zeggen de druk boven de normale atmosferische druk. Dit wordt normaal weggelaten, maar soms ook verduidelijkt door (e) toe te voegen: kPa(e).

De werkdruk van een compressor wordt over het algemeen uitgedrukt als overdruk.

Capaciteit van de compressor

De compressorcapaciteit, oftewel de hoeveelheid perslucht die kan worden geleverd per tijdseenheid, uitgedrukt in:

l/min (liters/min), l/sec (liters/seconde) of m³/min (kubieke meter/minuut).

De capaciteit heeft betrekking op lucht die geexpandeerd is tot atmosferische druk.

Een (N) voor de eenheid, bijv. (N) l/s staat voor “normaal” en houdt in dat de volumespecifi catie van toepassing is bij een specifi eke omgevingsdruk en een specifi eke temperatuur. In de praktijk is (N) l/s meestal gelijk aan l/s.

Wat zit er in perslucht?

De door de compressor geproduceerde perslucht bevat uiteraard dezelfde elementen als de aangezogen omgevingslucht. De waterdamp in de lucht wordt ook gecomprimeerd, perslucht is dus vochtig.

Perslucht uit een oliegesmeerde compressor bevat tevens kleine hoeveelheden olie uit het smeersysteem van de compressor.

Afhankelijk van het doel waarvoor de perslucht wordt gebruikt, gelden er verschillende eisen voor wat toelaatbaar is voor wat betreft de verontreiniging. De persluchtkwaliteit moet in veel gevallen worden verbeterd door drogen (de vochtigheid wordt verlaagd) en filteren (olie en andere deeltjes worden verwijderd). Om dit te realiseren zijn er  producten op de markt voor persluchtbehandeling.

Persluchtkwaliteit kan worden gedefinieerd in verschillende klassen volgens een internationaal systeem.

Wat gebeurt er als lucht wordt gecomprimeerd?

Warmte

Het aan de compressor toegevoerde vermogen wordt tijdens het compressieproces volledig omgezet in warmte, ongeacht het type compressor. De totale warmteproductie is daarom altijd gelijk aan het ingangsvermogen.

Een relatief kleine compressor met een motorvermogen van 3 kW genereert dus net zo veel warmte als een sauna-unit! Om het totale rendement van een compressorsysteem te verbeteren, kan deze warmte in de vorm van ruimteverwarming worden teruggewonnen.

Om oververhitting te voorkomen, moet de koeling van de compressor goed worden ontworpen. Koelen gebeurt over het algemeen met behulp van lucht, of in sommige gevallen met water.

Waterdamp

Door compressie en een bepaalde mate van koeling raakt de perslucht verzadigd met waterdamp en krijgt deze een relatieve vochtigheid van 100%. Terwijl de perslucht door de koeling van het persluchtsysteem wordt geleid, condenseert deze damp tot water. De temperatuur waarbij dit gebeurt, wordt het dauwpunt genoemd.

We treffen vervolgens condensaat aan in de lucht, de persluchtketels en de leidingen. De hoeveelheid condensaat is afhankelijk van vier factoren, namelijk:

  1. de hoeveelheid waterdamp in de omgevingslucht,
  2. de hoeveelheid lucht die wordt gecomprimeerd,
  3. de temperatuurdaling van de perslucht na de compressie, en
  4. de druk van de perslucht.

Om schade aan uw luchtleidingsysteem, apparatuur en eindproduct te voorkomen hebben wij producten om de perslucht te behandelen voordat deze het leidingsysteem in gaan. Lees hier meer over in ons artikel "Het belang van luchtdroger en filters". 

Perslucht als energiemedium

Het gebruik van perslucht als krachtbron kan vele voordelen opleveren. Ten eerste is perslucht als krachtbron zowel schoon als onschadelijk, ten tweede kan het worden toegepast voor verschillende taken zoals het aandrijven van gereedschap en zuigers voor het verplaatsen of koelen van materiaal.

Om een compressor aan te drijven, is een externe krachtbron nodig, gewoonlijk in de vorm van een elektromotor of verbrandingsmotor. Het vermogen dat theoretisch nodig is om lucht tot een bepaald volume en een bepaalde druk samen te persen, staat fysiek vast en kan niet worden gewijzigd.

Tijdens de compressie treedt er een bepaald verlies op, dat van invloed is op de totale vermogensbehoefte. Om die reden gaan wij nader in op de specifieke vermogensbehoefte van een compressor, oftewel het werkelijk benodigde vermogen om een bepaald luchtvolume tot een bepaalde druk samen te persen, plus het energieverlies in de compressor.

Voor compressie tot 700 kPa heeft een moderne industriële compressor gewoonlijk een vermogen van circa 6,5 kW/m³/min nodig. Een druktoename of -afname van 100 kPa resulteert in een bijbehorende toename of afname van circa 7% aan benodigd vermogen.

 

Kunnen wij u helpen bij het maken van de juiste keuze?

 

Wilt u meer informatie over de juiste persluchtoplossing voor uw situatie? Laat het ons weten, we beantwoorden al uw vragen zo snel mogelijk.