節(jié)能常識(shí)EnergyTech
計(jì)算壓縮空氣含水量和相關(guān)知識(shí)
一、關(guān)于壓縮空氣中含水量的計(jì)算與比較：
1.在大氣溫度為30℃，相對(duì)濕度70%的條件下，空壓機(jī)的容積流量為：14.3m3/min，求工作 24小時(shí)后吸入的水量Q1是多少?
由大氣壓力露點(diǎn)/水份含量表查出30℃下含水量g1為30.38g/ m3
Q1=g1ψVt
=30.38×70%×14.3×60×24
=437910g
=437.91kg。
2.通過(guò)冷凍式干燥機(jī)后的壓力露點(diǎn)為15℃，在壓力0.7MPa下，通過(guò)冷干機(jī)后24小時(shí)含水量Q2是多少？
在此溫度下大氣露點(diǎn)為-13℃，由大氣露點(diǎn)/水份含量表查出g2為1.8764g/ m3。
Q2= g2Vt
=1.876×14.3×60×24
=38630g
=38.63kg 。
3.通過(guò)吸附式干燥機(jī)后壓力露點(diǎn)為-35℃，在壓力0.7 MPa下，
通過(guò)吸干機(jī)后24小時(shí)含水量Q3是多少？
在此壓力露點(diǎn)下大氣露點(diǎn)為-53℃，由大氣露點(diǎn)/水份含量表查出g3為0.04g/m3。
Q3=g3Vt
=0.04×14.3×60×24
=824g
=0.824kg 。
以上計(jì)算的是壓縮空氣中的飽和含水量，除了以上38.63Kg的水通過(guò)冷凍式干燥機(jī)進(jìn)入后壓縮空氣管道外,其余的水中除了一部分被過(guò)濾器、冷干機(jī)、貯氣罐的排水閥排除外，還有相當(dāng)一部分也進(jìn)入了后壓縮空氣管道，經(jīng)過(guò)溫差的不斷變化，冷凍式干燥機(jī)后除了潮濕的壓縮空氣以外，還有大量的液態(tài)水出現(xiàn)，對(duì)設(shè)備及生產(chǎn)帶來(lái)了極大的危害。因此只有通過(guò)吸附式干燥機(jī)才能從根本上將壓縮空氣中的水份吸附排除,從而從根本上解決壓縮空氣中的水份對(duì)設(shè)備及生產(chǎn)的危害。
二、關(guān)于露點(diǎn)的知識(shí)
1.什么叫露點(diǎn)？它與什么有關(guān)？
未飽和空氣在保持水蒸汽分壓力不變（即保持絕對(duì)含水量變）情況下降低溫度，使之達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度叫露點(diǎn)，溫度降至露點(diǎn)時(shí)，濕空氣中便有凝結(jié)水滴析出。
濕空氣的露點(diǎn)不僅與溫度有關(guān)，而且與濕空氣中水分含量的多少有關(guān)，含水量大的露點(diǎn)高，含水量少的露點(diǎn)低。
2.什么是壓力露點(diǎn)？
濕空氣被壓縮后，水蒸汽密度增加，壓縮空氣冷卻時(shí)，相對(duì)濕度便增加，當(dāng)溫度繼續(xù)下降到相對(duì)濕度100%時(shí)，便有水滴從壓縮空氣中析出，這時(shí)的溫度就是壓縮空氣的壓力露點(diǎn)。
3.壓力露點(diǎn)與常壓露點(diǎn)有什么關(guān)系？
壓力露點(diǎn)與常壓露點(diǎn)之間對(duì)應(yīng)關(guān)系與壓縮比有關(guān)，一般用圖表來(lái)表示。在壓力露點(diǎn)相同的情況下，壓縮比越大，所對(duì)應(yīng)的常壓露點(diǎn)越低。例如：0.7MPa的壓縮空氣壓力露點(diǎn)為2℃時(shí)，相當(dāng)于常壓露點(diǎn)為-23℃。當(dāng)壓力提高到1.0MPa時(shí)，同樣的壓力露點(diǎn)為2℃時(shí)，對(duì)應(yīng)的常壓露點(diǎn)為-28℃。
4.壓縮空氣露點(diǎn)用什么儀器來(lái)測(cè)量？
壓力露點(diǎn)單位雖然是℃，但它的內(nèi)涵是壓縮空氣的含水量。因此測(cè)量露點(diǎn)實(shí)際上就是測(cè)量空氣的含水量。測(cè)量壓縮空氣露點(diǎn)的儀器很多，有用氮?dú)狻⒁颐训茸骼湓吹摹扮R面露點(diǎn)儀”，有用五氧化二磷、氯化鋰等用電解質(zhì)的“電解濕度計(jì)”等等。目前工業(yè)上普遍使用專(zhuān)用的氣體露點(diǎn)計(jì)來(lái)測(cè)量壓縮空氣的露點(diǎn)，如英國(guó)的SHAW露點(diǎn)儀，該儀器的測(cè)量范圍可達(dá)-80℃。另外還有德國(guó)ESTO露點(diǎn)儀。
5.用露點(diǎn)儀測(cè)量壓縮空氣露點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意什么？
用露點(diǎn)儀測(cè)量空氣露點(diǎn)，特別是在被測(cè)量空氣含水量極低時(shí)，操作要十分仔細(xì)和耐心。氣體采樣設(shè)備及連接管路心須是干燥的（至少要比被測(cè)氣體一點(diǎn)干燥），管路連接應(yīng)是完全密封的，氣體流速應(yīng)按規(guī)定選取，而且要求有足夠長(zhǎng)的預(yù)處理時(shí)間，稍一不慎，就會(huì)帶來(lái)很大誤差。實(shí)際證明用五氧化二磷作電解質(zhì)“微水測(cè)量?jī)x”來(lái)測(cè)量經(jīng)冷干機(jī)處理的壓縮空氣的壓力露點(diǎn)時(shí)，誤差很大。據(jù)廠家解釋?zhuān)@是由于在測(cè)試過(guò)程中壓縮空氣會(huì)產(chǎn)生二次電解，使讀數(shù)值比實(shí)際高。并且冷干機(jī)處理后的壓縮空氣含水量約在1000ppm左右，已超出了該儀器的測(cè)量范圍。所以在測(cè)量冷干機(jī)處理的壓縮空氣露點(diǎn)時(shí)，不應(yīng)當(dāng)使用這類(lèi)儀器。
6.壓縮空氣的壓力露點(diǎn)應(yīng)在干燥機(jī)的哪個(gè)部位測(cè)量？
用露點(diǎn)儀測(cè)量壓縮空氣的壓力露點(diǎn)，取樣點(diǎn)應(yīng)放在干燥機(jī)的排氣管道 內(nèi)，且樣氣中不能含有液態(tài)水滴。其他采樣點(diǎn)測(cè)出的露點(diǎn)都有誤差。
7.可以用蒸發(fā)溫度來(lái)代替壓力露點(diǎn)嗎？
在冷干機(jī)里，蒸發(fā)溫度（蒸發(fā)壓力）的讀數(shù)是不能用來(lái)代替壓縮空氣的壓力露點(diǎn)的。這是由于在換熱面積有限的蒸發(fā)器里，壓縮空氣與冷媒蒸發(fā)溫度在熱交換過(guò)程中存在不可忽略的溫差（有時(shí)可達(dá)4~6℃），壓縮空氣所能冷卻到溫度總比冷媒蒸發(fā)溫度高。另外處于蒸發(fā)器與預(yù)冷器之間的氣水分離器的分離效率也不可能是100%，總有一部分分離不盡的細(xì)小水滴會(huì)隨氣流進(jìn)入預(yù)冷器，并在那里二次蒸發(fā)還原成水蒸汽，使壓縮空氣含水量增加，露點(diǎn)上升。因此，在這種情況下，所測(cè)的冷媒蒸發(fā)溫度總比空氣的實(shí)際壓力露點(diǎn)來(lái)得低。
8.在什么情況下可以用測(cè)量溫度的辦法來(lái)代替壓力露點(diǎn)？
工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)用SHAW露點(diǎn)計(jì)間歇取樣測(cè)量空氣壓力露點(diǎn)步聚相當(dāng)麻煩，往往因測(cè)試條件不完備而影響測(cè)試結(jié)果。因此在要求不十分嚴(yán)格的場(chǎng)合，往往用溫度計(jì)來(lái)近似測(cè)量壓縮空氣的壓力露點(diǎn)。
用溫度計(jì)測(cè)量壓縮空氣壓力露點(diǎn)的理論依據(jù)是：如果被蒸發(fā)器強(qiáng)制冷卻后通過(guò)氣水分離器進(jìn)入預(yù)冷器的壓縮空氣，其中所帶的凝結(jié)水在氣水分離器的分離效率不可能達(dá)到100%，但在預(yù)冷器與蒸發(fā)器凝結(jié)水排出良好的情況下，進(jìn)入氣水分離器并需通過(guò)氣水分離排除的凝結(jié)水只占全部凝結(jié)水的很少一部分。因此，用這種方法測(cè)量壓力露點(diǎn)誤差并不很大。
用這種方法測(cè)量壓縮空氣壓力露點(diǎn)時(shí)，溫度測(cè)點(diǎn)應(yīng)選擇在冷干機(jī)蒸發(fā)器末端或氣水分離器內(nèi)。因?yàn)檫@點(diǎn)壓縮空氣溫度最低。在國(guó)外原裝進(jìn)口的冷干機(jī)也有這種方法來(lái)測(cè)量成品氣露點(diǎn)溫度的。
附：大氣露點(diǎn)-水份含量關(guān)系表