压缩空气

被外力压缩的空气

压缩空气，即被外力压缩的空气。空气具有可压缩性，经空气压缩机做机械功使本身体积缩小、压力提高后的空气叫压缩空气。压缩空气是一种重要的动力源。与其它能源比，它具有下列明显的特点：清晰透明，输送方便，没有特殊的有害性能，没有起火危险，不怕超负荷，能在许多不利环境下工作，空气在地面上到处都有，取之不尽。

原理

空气占有一定的空间，但它没有固定的形状和体积。在对密闭的容器中的空气施加压力时，空气的体积就被压缩，使内部压强增大。当外力撤消时，空气在内部压强的作用下，又会恢复到原来的体积。如果在容器中有一个可以活动的物体，当空气恢复原来的体积时，该物体将被容器内空气的压力向外推弹出来。这一原理被广泛应用在生产、生活中。例如：皮球里打入压缩空气，气越足，球越硬；轮胎里打入压缩空气，轮胎就能承受一定的重量。在大型汽车上，用压缩空气开关车门和刹车；水压机利用压缩空气对水加压，在工厂里，压缩空气用来开动气锤打铁；在煤矿里，它能开动风镐钻眼。还用于管道输送液体和粒状物体。

大气中的空气常压是0.1Mpa，经过空气压缩机加压后达到理想的压力。

英文名称：compressed air 简称：CDA

压缩空气储能系统通过压缩空气存储多余的电能，在需要时，将高压空气释放通过膨胀机做功发电，在电力的生产、运输和消费等领域具有广泛的用途，是大规模储能技术的研发热点。

作用

压缩空气是仅次于电力的第二大动力能源，又是具有多种用途的工艺气源，其应用范围遍及石油、化工、冶金、电力、机械、轻工、纺织、汽车制造、电子、食品、医药、生化、国防、科研等行业和部门。

不理想的是压缩空气中含有相当数量的杂质，主要有：固体微粒--在一个典型的大城市环境中每立方米大气中约含有1亿4千万个微粒，其中大约80%在尺寸上小于2μm，空压机吸气过滤器无力消除。此外，空压机系统内部也会不断产生磨屑、锈渣和油的碳化物，它们将加速用气设备的磨损，导致密封失效；水份--大气中相对湿度一般高达65%以上，经压缩冷凝后，即成为湿饱和空气，并夹带大量的液态水滴，它们是设备、管道和阀门锈蚀的根本原因，冬天结冰还会阻塞气动系统中的小孔通道。值得注意的是：即使是分离干净的纯饱和空气，随着温度的降低，仍会有冷凝水析出，大约每降低10℃，其饱和含水量将下降50%，即有一半的水蒸气转化为液态水滴。

所以在压缩空气系统中采用多级分离过滤装置或将压缩空气预处理成具有一定相对湿度的于燥气是很必要的；油份--高速、高温运转的空压机采用润滑油可起到润滑、密封及冷却作用，但污染了压缩空气。采用自润滑材料发展的少油机、半无油机和全无油机虽然降低了压缩空气中的含油量，但也随之产生了易损件寿命降低，机器内部和管路系统锈蚀以及空压机在磨合期、磨损期及减荷期含油量上升等副作用。这对于追求高可靠性的自动化生产线无疑是一种威胁。此外还应强调指出：从空压机带到系统中的油在任何情况下都没有好处。

因为经过多次高温氧化和冷凝乳化，油的性能已大幅度降低，且呈酸性，对后续设备不仅起不到润滑作用，反而会破坏正常润滑；微生物--在制药、生物工程，食品制造及包装过程中，细菌和噬菌体的污染是不容忽视的。

压缩空气在以下12个方面起作用：

1、而在粉末状香料的生产中，压缩空气有着特别重要的意义，它又必须是干燥、清洁且几近无菌的。这是对压缩空气处理的一个特别的挑战。

2、气动压缩机，切纸机，挖掘机等等一系列动力机械

3、空调制冷和加热离不开它

4、各种轮胎获得了弹性

5、注射器应用

6、压缩空气作为能量载体

7、空气悬架工作原理就是用空气压缩机形成压缩空气，并将压缩空气送到弹簧和减振器的空气室中，以此来改变车辆的高度。

8、压缩空气自动排水器

9、多功能组合式压缩空气净化器

10、利用压缩空气使铝液发泡是当前最先进最廉价的大规模连续生产泡沫铝材的制造技术。

11、压缩空气净化冷干机、吸干机、精密过滤器、精密滤芯，气液分离器等一系列仪器设备

12、下水道简易通堵设备

应用

压缩空气一般是作为一种动力源，应用很广。

驱动气缸，产生直线运动；驱动气动马达，产生旋转运动；驱动射流元件，进行运算和控制。

利用其携带某些物质，完成工作。例如喷砂清理；喷药；喷水清洗；喷漆。

利用其可压缩特性，起缓冲，弹簧作用。气体弹簧；缓冲垫等。

以及以上的派生应用。比如气缸可以派生气囊，空气垫等。

历史领域

历史上火药爆发产生的气体是压缩空气，但是有一种鱼雷是由压缩空气为动力驱动的。除此还有气枪。还有美国早期的无人侦察机，其运算控制系统是由射流元件组成的，原因可能是当时计算机还不行或抗电磁干扰。

海上作用：打捞沉船用的浮囊、浮箱，浅潜用气瓶。

生活领域

打气筒、商场门口的充气广告。

娱乐：气枪，大型充气玩具。

矿工叔叔肩膀顶着电钻一样的机器在采煤。机器“啪啪”地响着，煤块就大块大块地飞落下来。这种钻子的杆不是在旋转，而是在“啪啪啪”地在敲打。这就是用压缩空气开动的风镐。

在建筑大桥的时候，要用铆钉把数不清的钢架连接起来，一座大钢桥差不多要铆上几百万只铆钉。工人叔叔用的是一种又快又猛的铆钉枪。这种枪也是用压缩空气来开动的。

建筑师把一个橡皮内胎切成两半，把半圆内胎的两头封住，并把它们插在地上，然后再往里打气，当这个半圆形的橡皮管子挺起来以后，就变成了一根圆形的弓柱。如果把很多这样的支柱牌照一起，然后往上面覆盖一层塑料薄膜，一幢很轻巧的房子就盖成了。这样的房子搭起来非常快，只要把充气的支柱用东西压住，接上通风器，吹吹气，几十分钟就可以盖好了。下降时用来保护人不让人受伤的气垫也用到了压缩空气来迅速充气。

储存能源

为了让风力发电厂在无风状态下仍旧正常工作，电力公司需要进行达到实用规模的能量储存，但使用大型电池显然不切实际。一种解决办法是利用风能压缩空气并储存在容器或者地下洞穴，而后利用这些储存的空气带动发电机。这也是爱荷华州达拉斯中心的爱荷华储存能量园区所要实现的目标，储存能量园区对钻的井进行现场测试，测试工作将于2009年结束。据悉，这种技术也是世界上规模最大的风电厂的一个设计组成部分，这个风电厂将建在德克萨斯州的布里斯科，发电能力达到3000兆瓦特。

项目

2022年10月，山东泰安2×300兆瓦级压缩空气储能创新示范工程举行开工仪式。该项目一期工程建设1台350兆瓦机组，采用全球首创低熔点熔融盐高温绝热压缩技术，建成将在压缩空气储能领域实现单机功率全球第一、转换效率全球第一、储能规模全球第一。

研发

2023年8月17日，从中国科学院工程热物理研究所获悉，我国在压缩空气储能系统研发方面取得重大突破，由该所和中储国能公司联合研发的国际首套300兆瓦先进压缩空气储能系统膨胀机完成集成测试，顺利下线。

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