Фізичні принципи приладів вимірювання точки роси

Фізичні принципи приладів вимірювання точки роси

1. Точка роси під тиском [° Cтрд]
2. Атмосферна точка роси [° CtdA]
3. Психрометричний діаграма (діаграма Молье) для систем під тиском
4. Обчислення точки роси [° Cтр]
5. Пропорційний обсяг [ppmоб. ]
6. Абсолютна вологість [г / м 3]
7. Залежність параметрів вологості від тиску
8. Реакція параметрів вологості на зміну тиску і / або температури
9. Залежність змінних вологості від температури і тиску

1. Точка роси під тиском [° Cтрд]

Точка роси під тиском [° Cтрд] - це температура, до якої стиснене повітря може бути охолоджений без утворення конденсату. Точка роси залежить від тиску процесу. Коли тиск падає, точка роси також знижується.

Говорячи про системи під тиском, ми маємо на увазі точку роси під тиском, але не атмосферну точку роси. Опис відмінностей між цими двома фізичними параметрами наводиться нижче.

2. Атмосферне точка роси [° CtdA]

Атмосферна точка роси [° CтрА] - температура, до якої атмосферне повітря (повітря під тиском прибл. 1 бар абс.) Може бути охолоджений без утворення конденсату.

2.1 Різниця між точкою роси під тиском і атмосферної точкою роси

Точка роси під тиском або атмосферна точка роси? Атмосферне повітря здатний утримувати більше парів води ніж стиснене повітря. У міру охолодження стиснене повітря досягає точки роси при більш високому значенні температури ( "точка роси" в ° Cтр або ° Fтр), в той час як атмосферне повітря може бути підданий подальшого охолодження до моменту утворення конденсату (атмосферна точка роси, в ° Cтр або ° Fтр).

Для моніторингу систем стисненого повітря важливим є значення точки роси під тиском, оскільки вона є індикатором віддаленості від "небезпечного порогу" (= точки роси). Проте, деяким користувачам потрібні дані із зазначенням безпосередньо атмосферної точки роси - testo 6740 надає можливість вибору вихідного параметра, тобто користувач може вибрати точку роси під тиском або ж атмосферну точку роси (для останньої через меню управління вводиться значення тиску процесу).

Розглянемо куб з 1 м 3 повітря при температурі 20 ° C і 20% відносної вологості. Ці умови відповідають змісту в ньому 3 грамів водяної пари, при тому повітря може містити максимум 15 г / м 3 при 20 ° C (насичення вологістю в залежності від температури).

У разі А (атмосферна точка роси):

Тиск залишається постійним (1 бар), куб охолоджується до температури точки роси. 3 г водяної пари також може міститися в 1 м 3 T, як і при первинній температурі, з охолодженням ж знижується здатність повітря утримувати вологу. При. -3.2 ° C, тільки 3 г водяної пари може бути в повітрі.

Куб повітря досягає точки роси і починає виділяти конденсат. Ця точка роси носить назву атмосферної (-3.2 ° Cтр), оскільки процес відбувається при атмосферному тиску.

У разі В: (точка роси під тиском):

Тиск піднімається до 3 бар, викликаючи зменшення обсягу куба до 1/3 від його початкового розміру. Навіть після стиснення повітряний куб зберігає масу водяної пари в 3 г (волога не була додана чи вилучено), при цьому значення абсолютної вологості тепер: 3 г / (1 / 3м 3) = 9 г / м 3.

Це явно вказує на те, що підвищення тиску піднімає температуру точки роси. Таким чином, при постійній температурі процесу віддаленість від критичного значення (температурна дистанція до точки роси) стає менше!

2.2 Перетворення точки роси під тиском в атмосферну точку роси

2.3Точка роси і відносна вологість

Точка роси стисненого повітря - це температура, при якій вода конденсується з стисненого повітря. Вона залежить від відносної вологості і температури процесу (див. Діаграму нижче). Чим нижче відносна вологість, тим менше точка роси (при постійному тиску і температурі процесу).

Як показує діаграма, змінна вологості "точка роси" забезпечує в значній мірі велику роздільну здатність, ніж відносна вологість в діапазоні низької вологості (<2%ОВ, и в частности <1%ОВ). Поскольку диапазон остаточной влажности -60. -20 °Cтр включает в себя приблизительно половину шкалы сжатого воздуха (-60. +30 °Cтр ), то 0. 5 %ОВ соответствует только двадцатой части шкалы относительной влажности (0. 100 %ОВ).

2.4 Відносна вологість і атмосферна точка роси

Як видно з діаграми нижче, при постійній температурі процесу (25 ° C) відносна вологість зростає при збільшенні тиску і постійному значенні атмосферної точки роси.

Збільшення тиску не впливає на атмосферну точку роси! Змінюється тільки точка роси під тиском.

Приклад: повітря з атмосферним точкою роси 0 ° Cтр стискається з 1 до 2 бар. Це подвоює відносну вологість з 20% ОВ (а) до 40% ОВ (b).

Співвідношення атмосферної точки роси і відносної вологості при температурі процесу 25 ° C

2.5 Абсолютна вологість і атмосферна точка роси

На діаграмі нижче видно, що при постійній температурі процесу (25 ° C), абсолютна вологість зростає при збільшенні тиску при постійній атмосферної точці роси, до тих пір, поки не конденсується вода при 23050 мг / м 3 (25 ° C), що відповідає 100% відносної вологості.

Збільшення тиску не впливає на атмосферну точку роси. Змінюється тільки точка роси під тиском.

Приклад: повітря з атмосферним точкою роси 0 ° Cтр стискається з 1 до 3 бар. Це влаштовує значення абсолютної вологості з 4440 мг / м 3 (1) до 13320 мг / м 3 (2).

Співвідношення атмосферної точки роси і абсолютної вологості при температурі процесу 25 ° C

3. Психрометричний діаграма (діаграма Молье) для систем під тиском

Традиційні психрометричні діаграми вірні тільки при одному рівні тиску, зазвичай при атмосферному тиску (застосування в області технологій кондиціонування повітря, див. "Стаціонарні технології для вимірювання вологості, диференціального тиску і температури").

Психрометричний діаграма нижче показує співвідношення різних змінних вологості (точка роси [° Cтр], відносна вологість [% ОВ] і ступінь вологості [г / кг] також, як і температура [° C]) в тому числі при неатмосферном тиску.

4. Обчислення точки роси [° Cтр]

Різниця в підрахунку точки роси / точки утворення інею

Якщо температура точки роси вище 0 ° Cтр. задається температура точки роси; в разі ж, якщо вона нижче 0 ° Cтр. задається температура точки утворення інею.

Для температур точки роси, значення, отримані за допомогою testo 6740 і дзеркала точки роси, збігаються при дотриманні похибки вимірювань.

У рідкісних випадках відмінності між testo 6740 і дзеркалом точки роси можуть мати місце в температурах точки утворення інею між -35 ° C та 0 ° C. Це відбувається, коли (при температурах <0 °C) вместо льда на поверхности зеркала точки росы образуется сильно охлажденная вода. Зеркало точки росы измеряет температуру точки образования инея (соответственно коэффициентам 2. приведенным выше), в то время как testo 6740 использует коэффициенты 1. При сравнении измерений необходимо выполнять преобразование в соответствии с приведенной выше формулой.

5. Пропорційний обсяг [ppmоб. ]

Одиниця "частинок на мільйон за обсягом" (ppm) описує відношення парціального тиску водяної пари до загального тиску сухого газу (без парціального тиску водяної пари):

Відповідно до закону Дальтона (закон про парціальних тисках), сума всіх парціальних тисків Pi дорівнює загальному тиску суміші газів Pобщ.

Вологе повітря складається з сухого повітря і водяної пари. В результаті:

Оскільки testo 6740 вимірює (залежну від тиску) точку роси, для отримання вихідного ppm-значення (незалежного від тиску) в меню proG вводиться абсолютне тиск в якості компенсації; мікропроцесор обчислює значення ppmоб на основі цих даних.

У разі, якщо задано тиск в 6 бар при 10 ° Ctd, прилад показує значення 12.446 ppmоб1. для відображення коректного значення 2053 ppmоб2 необхідно ввести значення абсолютного тиску (6 бар) через меню ProG.

6. Абсолютна вологість [г / м 3]

Абсолютна вологість [г / м 3] вказує на фактичну кількість грамів води в одному кубічному метрі сухого повітря або сухого газу.

Оскільки при вимірах в діапазоні залишкової вологості ми маємо справу з дуже невеликими значеннями абсолютної вологості, testo 6740 показує абсолютну вологість в мг / м 3.

7. Залежність параметрів вологості від тиску

Сенсор вологості testo вимірює відносну вологість% ОВ безпосередньо (без необхідності в "знанні" / введенні значення тиску). Оскільки цей параметр залежить від тиску, всіх залежних від тиску параметри (° Cтр. Г / м 3,% ОВ) також підраховуються без введення даних про тиск. Для параметрів вологості, що не залежать від тиску (ppm, ° Ctd = температура атмосферної точки роси), тим не менш, необхідно виконувати коригування тиску шляхом введення абсолютного тиску (через меню управління / градуювальних адаптер) (див. Зображення).

8. Реакція параметрів вологості на зміну тиску і / або температури

9. Залежність змінних вологості від температури і тиску