Điểm sương áp suất của không khí tương ứng với hàm lượng nước trong khí ≤ 300 ppm

Khái niệm cơ bản về hàm lượng nước trong khí và điểm sương áp suất

Trong lĩnh vực xử lý khí công nghiệp và làm sạch không khí nén, các chỉ tiêu then chốt để đánh giá mức độ khô của khí chủ yếu bao gồmHàm lượng nước trong khíVàĐiểm sương dưới áp suấtHàm lượng nước trong khí thường được dùng để biểu thị hàm lượng tuyệt đối hoặc tương đối của hơi nước trong khí, trong khi điểm sương áp suất là nhiệt độ tại đó, ở một áp suất hệ thống xác định, hơi nước trong khí bắt đầu ngưng tụ thành nước lỏng. Việc hiểu rõ mối quan hệ giữa hai đại lượng này có ý nghĩa then chốt đối với thiết kế và vận hành các hệ thống xử lý khí.

Ý nghĩa vật lý của hàm lượng nước 300 ppm

Khi nói đến hàm lượng nước trong khí ≤ 300 ppm, thông thường điều này được hiểu là nồng độ theo thể tích (ppmv). Điều đó có nghĩa là trong mỗi một triệu đơn vị thể tích của khí, thể tích hơi nước không vượt quá 300 đơn vị. Cách biểu diễn này phản ánh trực quan tỷ lệ mol của hơi nước trong hỗn hợp khí. Ở điều kiện tiêu chuẩn, hàm lượng nước 300 ppmv là một giá trị tương đối thấp, thường tương ứng với mức độ của khí nén sau khi được xử lý bằng các thiết bị làm khô sơ cấp hoặc máy sấy kiểu làm lạnh.

Nguyên lý chuyển đổi giữa điểm sương áp suất và hàm lượng hơi nước

Để chuyển đổi hàm lượng nước tính theo ppm thành nhiệt độ điểm sương cụ thể, cần thông quaQuy đổi thông sốĐể xác định áp suất riêng phần của hơi nước, theo định luật về áp suất riêng phần của Dalton, áp suất riêng phần của hơi nước bằng tích của áp suất tuyệt đối tổng cộng của hỗn hợp khí với phân số thể tích của hơi nước (giá trị ppm chia cho một triệu).

• Tính áp suất riêng phần của hơi nướcNhân áp suất tuyệt đối của hệ thống với 300/1.000.000, ta sẽ thu được áp suất riêng phần của hơi nước ở độ ẩm hiện tại.
• Tra bảng hoặc tính điểm sươngSau khi xác định được áp suất riêng phần của hơi nước, bằng cách tra cứu bảng áp suất bão hòa của hơi nước hoặc sử dụng các công thức kinh nghiệm, có thể tính toán được nhiệt độ bão hòa tương ứng; đó chính là nhiệt độ điểm sương tại áp suất đã cho.

Quy luật biến đổi của điểm sương dưới các mức áp suất khác nhau

Cần đặc biệt lưu ý rằng,Điểm sương dưới áp suấtNó có liên quan trực tiếp đến áp suất làm việc của hệ thống. Khi hàm lượng nước trong khí (ppm) không đổi, áp suất tuyệt đối của hệ thống càng cao thì áp suất riêng phần của hơi nước càng lớn, tương ứng với đó là nhiệt độ điểm sương theo áp suất cũng càng cao.

• Trạng thái áp suất thường: Ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn (khoảng 0,1 MPa tuyệt đối), hàm lượng nước 300 ppm tương ứng với áp suất riêng phần của hơi nước vào khoảng 30 Pa, và điểm sương ở áp suất thường xấp xỉ −32℃.
• Trạng thái tăng áp: Nếu áp suất tuyệt đối của hệ thống tăng lên đến 0. 7MPa (Khoảng 7 bar), áp suất riêng phần của hơi nước sẽ tăng tương ứng; khi đó, điểm sương áp suất sẽ tăng đáng kể, nằm trong khoảng từ -10℃ đến -15℃.

Do đó, khi đánh giá hiệu quả làm khô khí, cần xác định rõ số liệu điểm sương là điểm sương áp suất thường hay điểm sương áp suất, nhằm tránh việc đưa ra nhận định sai do sự khác biệt về điều kiện áp suất.

Những lưu ý khi đo đạc thực tế và quy đổi thông số

Trong các công trình xử lý khí thực tế, khi tiến hành quy đổi và đo đạc các thông số, cần chú ý đến những điểm chính sau:

• Xác định chuẩn áp suấtKhi tra cứu các thông số của thiết bị hoặc thực hiện các phép chuyển đổi, cần phải xác minh rõ liệu dữ liệu được đưa ra là áp suất biểu kiến hay áp suất tuyệt đối; trong quá trình chuyển đổi, nhất thiết phải sử dụng áp suất tuyệt đối.
• Ảnh hưởng của nhiệt độ đến phép đoĐộ chính xác đo của ẩm kế điểm sương bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ khí, tốc độ dòng chảy và các tạp chất. Đường ống lấy mẫu nên được thiết kế càng ngắn càng tốt và tránh sử dụng các loại ống có khả năng hút ẩm cao, nhằm ngăn ngừa hơi nước từ môi trường làm sai lệch kết quả đo.
• Chuyển đổi giữa điều kiện làm việc và điều kiện tiêu chuẩn: ppm, với tư cách là tỷ lệ thể tích, ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và áp suất; tuy nhiên, khi tính toán lưu lượng khối hoặc độ ẩm tuyệt đối, cần phải đưa vào một cách nghiêm ngặt các hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ và áp suất.