المفاهيم الأساسية لرطوبة الغاز ونقطة الندى بالضغط
في مجال معالجة الغازات الصناعية وتنقية الهواء المضغوط، تشمل المؤشرات الأساسية لقياس درجة جفاف الغاز بشكل رئيسيمحتوى الماء في الغازونقطة الندى تحت الضغطيُستخدم محتوى الماء في الغاز عادةً للتعبير عن المحتوى المطلق أو النسبي لبخار الماء فيه، بينما يُعرَّف نقطة الندى الضغطية بأنها درجة الحرارة التي يبدأ عندها بخار الماء في الغاز بالتكثف إلى حالة سائلة عند ضغط نظام معين. إن فهم العلاقة بين هذين المفهومين أمر بالغ الأهمية لتصميم وتشغيل أنظمة معالجة الغاز.
الدلالة الفيزيائية لنسبة الرطوبة 300 جزء في المليون
عند الإشارة إلى محتوى الرطوبة في الغاز بما لا يتجاوز 300 جزء في المليون، يُقصد عادةً بالكسر الحجمي (ppmv). وهذا يعني أنه في كل مليون وحدة حجم من الغاز، لا يتجاوز حجم بخار الماء 300 وحدة. يعبّر هذا التمثيل بشكل مباشر عن النسبة المولية لبخار الماء ضمن الخليط الغازي. وفي الظروف القياسية، يُعد محتوى الرطوبة البالغ 300 جزء في المليون قيمة منخفضة نسبيًا، وغالبًا ما يتوافق مع مستوى الرطوبة في الهواء المضغوط بعد المعالجة الأولية بالتجفيف أو باستخدام مجففات التبريد.
مبدأ تحويل نقطة الندى تحت الضغط إلى محتوى الرطوبة
لتحويل نسبة الرطوبة بالجزء في المليون إلى درجة حرارة نقطة الندى الفعلية، يلزم إجراء عملية حسابية عبرتحويل المعلماتلتحديد الضغط الجزئي لبخار الماء. وفقًا لقانون دالتون للضغوط الجزئية، يساوي الضغط الجزئي لبخار الماء الضغط المطلق الكلي للغاز مضروبًا في الكسر المولي لبخار الماء (قيمة جزء من المليون مقسومة على المليون).
- حساب ضغط بخار الماء: اضرب الضغط المطلق للنظام في 300/1,000,000 لتحصل على ضغط بخار الماء عند محتوى الرطوبة الحالي.
- البحث في الجداول أو حساب نقطة الندىبعد الحصول على ضغط بخار الماء، يمكن من خلال الاطلاع على جدول ضغط بخار الماء المشبع أو باستخدام معادلات تجريبية، حساب درجة الحرارة المشبعة المقابلة، والتي تمثل درجة حرارة الندى عند هذا الضغط.
قانون تغير نقطة الندى تحت ضغوط نظامية مختلفة
من الضروري إيلاء اهتمام خاص،نقطة الندى تحت الضغطيرتبط ذلك ارتباطًا مباشرًا بضغط التشغيل للنظام. فعند ثبات محتوى الماء في الغاز (بالجزء في المليون)، كلما ارتفع الضغط المطلق للنظام، زاد الضغط الجزئي لبخار الماء، وبالتالي ارتفعت درجة حرارة نقطة الندى المرتبطة بذلك.
- حالة الضغط الجوي العادي: عند الضغط الجوي القياسي (حوالي 0.1 ميغاباسكال ضغطًا مطلقًا)، يبلغ ضغط بخار الماء المقابل لتركيز رطوبة قدره 300 جزء في المليون نحو 30 باسكال، ويقع نقطة الندى عند الضغط الجوي العادي تقريبًا عند حوالي -32 درجة مئوية.
- حالة الضغط: إذا ارتفع الضغط المطلق للنظام إلى 0. 7MPa (حوالي 7 بار)، سيزداد ضغط بخار الماء بشكل متناسب، وفي هذه الحالة سيرتفع نقطة الندى الضغطي بشكل ملحوظ ليصل إلى نطاق يتراوح بين حوالي -10℃ و-15℃.
لذلك، عند تقييم فعالية تجفيف الغاز، يجب تحديد ما إذا كانت بيانات نقطة الندى هي نقطة ندى عند الضغط الجوي أم عند الضغط المُطبَّق، وذلك لتفادي الأحكام الخاطئة الناجمة عن اختلاف ظروف الضغط.
الاحتياطات المتعلقة بالقياسات الفعلية وتحويل المعايير
في مشاريع معالجة الغازات الفعلية، يتعيّن عند إجراء عمليات تحويل البارامترات والقياسات مراعاة النقاط التالية:
- تحديد مرجع الضغط بوضوحعند الاطلاع على معلمات الجهاز أو إجراء عمليات التحويل، يجب التأكد من أن البيانات مُعتمدة على الضغط الجوي المُقاس أو على الضغط المطلق، ويتعين استخدام الضغط المطلق عند إجراء التحويلات.
- تأثير درجة الحرارة على القياستتأثر دقة قياس جهاز قياس نقطة الندى بدرجة حرارة الغاز وسرعته ووجود الشوائب. ينبغي أن تكون خطوط أخذ العينات قصيرة قدر الإمكان، مع تجنّب استخدام مواد أنابيب ممتصة للماء، وذلك لتفادي تأثير رطوبة البيئة على نتائج القياس.
- تحويل الظروف التشغيلية إلى الظروف القياسيةppm كنسبة حجمية يتأثر بشكل أقل بدرجة الحرارة والضغط، إلا أنه عند إجراء حسابات معدل التدفق الكتلي أو الرطوبة المطلقة، يجب إدخال معاملات تعويض دقيقة تأخذ في الاعتبار درجة الحرارة والضغط.
لا تعليق حتى الآن ، مرحبا بكم في الاستيلاء على الأريكة ~