压缩空气计算中的水
继续讨论“压缩空气中的水”(另外两篇文章在这里和这里),让我们来看看如何计算典型压缩空气系统中产生的水量。
我保证,你会感到惊讶!
什么影响压缩空气系统中的水量
有一些因素会影响压缩空气系统中的水量。
主要因素是进气相对湿度和温度,最终压力和最终温度。
进气相对湿度和温度为我们提供了进入压缩空气系统的水蒸气总量。
换句话说,我们可以计算进气的绝对湿度,单位为克/立方米。
输出压力和温度为我们提供压缩空气可以容纳的最大水蒸气量,再次以克/立方米为单位。
如果进入的水蒸气高于压缩空气可以容纳的水蒸气,一旦被压缩,它们中的一些会凝结成液态水。
如果压缩空气的容量足以容纳所有进入的水蒸气,那么没有水蒸气会凝结成液态水:压缩空气保持干燥。
静态的例子
我们先来看一个静态的例子。我的意思是我们将压缩固定量的空气,就好像我们在实验室里一样。
假设我们有一个7巴的压缩空气系统。由于我们通常会谈论压缩空气中的相对压力,即7 bar相对压力或8 bar绝对压力。
这意味着我们需要压缩环境空气8次(例如从8m³到1m³)。
压力将从1 bar绝对压力增加到8 bar绝对压力。
空气压缩:
体积减少8倍。从8m³到1m³
压力增加8倍。从1 bar到8 bar(绝对值)
但我们不只是压缩空气。我们压缩含有一些水蒸气的空气。
进入的空气的总水(绝对)水蒸气量取决于该空气的温度和相对湿度。
当我们压缩空气时,8立方米中存在的水蒸气现在被压缩到1立方米。
(我们假设温度恒定。实际上它不是,但如果我们给压缩空气冷却时间,它将再次与压缩前的温度相同)。
现在让我们看看水蒸气会发生什么。
假设我们的空气温度为20°C,相对湿度为50%。
20°C的空气可以保持17克/立方米(克/立方米)。由于我们的空气相对湿度为50%,因此保持一半:8.5 g /m³。
现在让我们做一些计算......
创造了压缩空气
我们将空气压缩到7巴相对压力。这是8巴的绝对压力。在这个过程中,我们减少了8倍的音量。
我们的1立方米进气量为1/8立方米压缩空气或0.125立方米压缩空气。
压缩空气的含水量
每立方米的进气含有8.5克水蒸气。我们压缩空气:我们将8立方米压缩成1立方米的压缩空气。
这意味着我们的压缩空气含水量为8.5 * 8 = 68 g/m³(每立方米空气中的水克数)。
压缩空气中的最大水蒸气含量
空气的容量取决于它的温度。
这意味着一立方米的20°C环境空气可以保持与20°C立方米压缩空气相同的水蒸气量。
压力对空气的水蒸气保持能力只有一点点影响。我们可以在这里忘记它。
我们已经看到1立方米的20°C可以容纳最多17克的水蒸气。
我们的20°C压缩空气最多可容纳17克水蒸气。
水蒸气与压缩空气中的液态水
如我们所见,压缩空气的含水量大于空气的最大水蒸气容量!
我们可以说相对湿度是400%(不可能!)
最大值= 17克/立方米
实际值= 68 g /m³
差异会凝结成液态水,在我们的压缩空气系统中“下雨”。
结果是我们有17克水蒸汽(最大,100%相对湿度或饱和空气),我们的压缩空气中有68 - 17 = 51克液态水。