Het dauwpunt van lucht heeft belangrijke gevolgen voor gebruikers van perslucht. Perslucht is een van de grootste energieverbruikers, goed voor 75% van de levensduurkosten van een persluchtsysteem.
Energiebesparingsmogelijkheden zijn overal voorhanden en het kost weinig moeite om ze tot stand te brengen. Niets biedt zo goed als een rendement op de investering dan dauwpuntmeting om ervoor te zorgen dat de efficiëntie en kosten respectievelijk op hun hoogste en laagste blijven.
In dit artikel vindt u alle relevante informatie over het dauwpunt en hoe u dit kunt berekenen.
Wat Is Dauwpunt?
Onze gedachten dwalen af naar de plek waar de zomerzon vanaf het achterdek naar beneden schijnt. We hebben dorst als een druppel zweet over onze borst loopt. We grijpen naar de koelbox voor nog een en schenken een ijskoude fles van onze favoriete gerst en hopdrank in ons glas.
Laten we ons ook voorstellen dat we deze ijskoude mok zeepsop op de reling van het dek naast ons zetten. Heel snel zie je waterdruppels vormen aan de buitenkant van het koude glas.
Een ijskoude mok ijskoud bier
De temperatuur waarbij waterdamp in lucht niet in de vorm van damp kan blijven en condenseert tot vloeistof op een oppervlak, wordt het dauwpunt genoemd. Bij elke gegeven temperatuur is er een maximale hoeveelheid waterdamp die lucht kan bevatten, bekend als de waterdampverzadigingsdruk, elke waterdamp die boven dit punt wordt toegevoegd, resulteert in condensatie.
Door de lage temperatuur van het glas koelt de luchtfilm rond de mok op deze foto snel af. De lucht die het glas raakt, geeft snel het vocht dat het meevoert af en zet het af op het oppervlak.
De temperatuur van de lucht die het glas raakt, is snel onder het dauwpunt gedaald, waardoor het vermogen van die lucht om damp vast te houden is verminderd en die waterdamp gedwongen wordt uit die lucht te condenseren.
Dat pas gecondenseerde water druppelt dan langs je mok naar de voorkant van je borst terwijl je de ijzige drank doorslikt. Mmmm, heerlijk!
Om ervoor te zorgen dat het water in de lucht in dampvorm blijft, of het nu de lucht op uw achterdek is die het glas raakt of de perslucht in de persluchtleidingen van uw fabriek, of in de slang naar uw luchtgereedschap, de lucht die door de pijp gaat of slang, of buis moet warmer zijn dan het oppervlak dat het aanraakt, anders condenseert het water.
Condensatie kan een probleem zijn
Denk nu aan uw persluchtvoorziening. Door het compressieproces kan de lucht in de compressortank of ontvanger erg warm worden. De warme lucht uit de compressortank of -ontvanger zal een veel hogere concentratie waterdamp hebben dan de lucht buiten.
Zoals ik al zei, als de lucht afkoelt, kan deze minder waterdamp bevatten. Wat gebeurt er met de hete, met damp beladen perslucht uit de compressortank wanneer deze de luchtlijnen van de fabriek bereikt? De samengeperste lucht koelt snel af, de waterdamp in de lucht condenseert naar buiten en je hebt nu gratis water dat door je luchtvaartmaatschappijen stroomt.
Als het dauwpunt van de compressorlucht die uw installatie binnenkomt lager was dan de temperatuur in uw installatie, dan mag de waterdamp uit de perslucht niet condenseren tot water in uw luchtvaartmaatschappijen.
Dauwpuntbewaking
Condensatie kan een ernstig probleem zijn in persluchtsystemen. Het kan verstoppingen in leidingen en machinestoringen veroorzaken, vervuiling van het systeem en zelfs bevriezing in koude omstandigheden.
Een manier om dit bij te houden en deze problemen te vermijden, is door het dauwpunt in de gaten te houden, wat de meeste moderne faciliteiten doen. Een systeem dat dauwpuntbewaking wordt genoemd, omvat hoogwaardige sensoren en monitoren die de druk in perslucht meten.
Dit systeem kan u helpen het vochtgehalte van uw persluchtsysteem op peil te houden en condensvorming te voorkomen.
Belang Van Luchtkwaliteit Waarom Moet Perslucht Worden Gedroogd?
Naarmate de temperatuur in persluchtsystemen stijgt, stijgt de condensatie in de pijpleidingen na de luchtcompressor bij een temperatuurdaling. Water wordt uit de perslucht verwijderd met behulp van waterafscheiders, sifons en filters, maar de luchtcompressoroutput van lucht ligt nog steeds zeer dicht bij de verzadigingsdampdruk. Met een relatieve luchtvochtigheid van bijna 100%, is het belangrijk om ervoor te zorgen dat u er bovenop blijft.
Problemen veroorzaakt door vochtigheid in luchtvaartmaatschappijen worden al vele, vele jaren genegeerd. Dit is grotendeels te wijten aan de moeilijkheid om het probleem te begrijpen. Terwijl de ontwikkeling van steeds veeleisender productieprocessen en producten aanzienlijk blijft toenemen, neemt ook de vraag naar schone, droge, hoogwaardige perslucht toe.
De kwaliteit van de lucht in uw persluchtsysteem is zo belangrijk voor het resultaat van uw operatie. Als u bijvoorbeeld werkzaamheden uitvoert met een spuiter en er verontreinigingen zoals water, stof of deeltjes in de luchtstroom zijn terechtgekomen, krijgt u ongetwijfeld een verfbeurt van slechte kwaliteit.
Schone droge lucht is van levensbelang voor de voedingsmiddelen- en drankenindustrie. Het is belangrijk om de hygiëne te handhaven en ervoor te zorgen dat het eindproduct de juiste kwaliteit heeft. Wanneer lucht wordt gecomprimeerd en onder druk wordt gezet, condenseert vochtige lucht en vormt het waterdruppels die kunnen leiden tot roest, die in het voedsel terecht kan komen. Overmatig vocht kan er ook voor zorgen dat plastic flessen gemakkelijk barsten en troebeler worden dan doorzichtige flessen.
Dauwpunt Versus Drukdauwpunt
Zoals we al hebben besproken, is het dauwpunt voornamelijk gericht op de temperatuur en relatieve vochtigheid in de lucht. Druk kan echter ook een belangrijke rol spelen bij de puntverzadiging. Het is belangrijk om de verschillen tussen dauwpunt (drukdauwpunt) en drukpunt te bespreken.
Het dauwpunt is direct gerelateerd aan atmosferische lucht. Het wordt vaak atmosferisch dauwpunt genoemd en wordt als niet onder druk staand beschouwd. Het drukdauwpunt daarentegen is de temperatuur waarbij de dauwpunttemperatuur van de lucht hoger is dan de atmosferische druk. Het is de dauwtemperatuur van een gas onder druk. Dit is belangrijk omdat het veranderen van de druk de dauwtemperatuur van het gas zal beïnvloeden.
Luchtcompressie verhoogt het dauwpunt en de waterdampdruk. Daarom is het van cruciaal belang om te overwegen of u lucht naar de atmosfeer laat ontsnappen voordat u een meting uitvoert. Hierdoor zijn twee dauwpunten verschillend, één op het meetpunt en één tijdens het proces.
Dauwpunttemperaturen in persluchtsystemen variëren in extreme gevallen van -44 C (-80C). Als het persluchtsysteem geen droogmogelijkheden heeft, zal het de neiging hebben om perslucht te produceren bij omgevingstemperatuur.
Daarom gebruiken industriële persluchtgebruikers luchtdrogers. Luchtdrogers verwijderen water en waterdamp uit persluchtstromen. Om ervoor te zorgen dat perslucht niet condenseert wanneer deze door uw luchtleiding stroomt, verlagen ze het dauwpunt van de samengeperste stroom.
Een systeem met koeldrogers kan de perslucht door een gekoelde warmtewisselaar leiden waardoor het water uit de luchtstroom condenseert. Deze systemen kunnen hoogwaardige lucht met een laag dauwpunt produceren bij 5 C (of hoger). Droogmiddel droogsystemen absorberen waterdamp uit persluchtsystemen. Ze kunnen hoogwaardige lucht produceren met een minimaal dauwpunt van 4C of droger indien nodig.
Moderne persluchtdrogers worden standaard in verschillende persluchtsystemen en worden meestal om de volgende redenen gebruikt:
- Vorst kan ervoor zorgen dat het water bevriest, wat de stuurleidingen nadelig kan beïnvloeden
- Door vocht aangetaste pneumatische componenten kunnen storingen, onderbrekingen of zelfs volledige uitval van machines en processen veroorzaken.
- De vereiste steriele productieomstandigheden voor de farmaceutische en voedingsmiddelenindustrie zullen ernstig worden beïnvloed door vocht.
- Vocht heeft een negatief effect op de kleur, hechting en afwerking van spuitverf aangebracht met perslucht
- Productieactiviteiten zijn afhankelijk van de soepele functie van hun systemen, wat misschien niet mogelijk is als er vocht in aanwezig is. Storingen of problemen met pneumatiek, magneetventielen, sproeiers, motoren en bewegende delen door weggespoelde smering is zeer waarschijnlijk
Hieronder vindt u een grafiek die de relatie tussen de dauwpunttemperatuur en de relatieve vochtigheid beschrijft.
Berekening Van Het Dauwpunt
De dauwpuntmeting, of anders aangeduid als de dauwpunttemperatuur (Td) meting, heeft betrekking op de absolute hoeveelheid waterdamp in de lucht, terwijl de meting van de relatieve vochtigheid aangeeft hoe dicht de lucht bij het verzadigingspunt is.
Laat me eerst de wet van Dalton uitleggen. Het verklaart zowel het druk- als het temperatuureffect op het dauwpunt. De totale druk van een ideale gascombinatie is gelijk aan de som van alle partiële drukken voor elk gas. Omdat ze zo klein zijn, zijn de belangrijkste componenten van lucht stikstof (N2) en zuurstof (O2), evenals argon (Ar) en koolstofdioxide (CO2).
Voor volledig droge lucht op zeeniveau (1013,25hPa) geldt de volgende formule:
PTotaal = pN2 + pO2 + pAr + pCO2
Daarnaast hebben we waterdamp, een ander veelvoorkomend bestanddeel van lucht, dus voor de totale druk van vochtige lucht wordt de volgende formule toegepast:
PTotaal = pN2 + pO2 + pAr + pCO2 + e of pTotaal = pa +e
Waar: e = partiële waterdampdruk
Pa = Partiële druk van droge lucht
P = Totale druk van de lucht
Zoals we al weten, wordt de maximaal mogelijke partiële waterdampdruk (e) in de lucht de verzadigingsdampdruk genoemd en wordt deze bepaald door de temperatuur. Boven dit punt kan de lucht geen waterdamp meer vasthouden en ontstaat er condensatie!
De dauwpunttemperatuur is de temperatuur waarbij waterdamp in de lucht aanwezig is. Het wordt niet beïnvloed door veranderingen in temperatuur. Het risico op condensatie neemt toe naarmate de luchtvochtigheid toeneemt wanneer de luchttemperatuur de dauwpunttemperatuur nadert.
Deze relaties, inclusief de berekening van eventuele onzekerheden, kunnen online beschikbaar zijn als onderdeel van een online calculator. We zullen nu kijken naar een voorbeeld van de temperatuurrelatie binnen persluchtsystemen.
- Lucht bij de uitlaat van de luchtcompressor is 50 C en volledig verzadigd
- Zo heeft de lucht een dauwpunttemperatuur van Td = 50 C en een relatieve vochtigheid van RH = 100%
- De lucht wordt gedroogd tot een dauwpunt van Td = 10 C en daardoor afgekoeld tot 30 C
- De RV is nu = 28,9% en er is geen risico op condensatie
- Dezelfde lucht wordt bij koud weer via een secundaire leiding afgekoeld tot T = 5 C. De luchttemperatuur zakt onder de Td = 10 C dauwpunttemperatuur, waardoor condensatie ontstaat.
Om condensatie in de secundaire leidingen te voorkomen, is het belangrijk dat de lucht vooraf wordt gedroogd, zodat de dauwtemperatuur lager is dan de minimale luchttemperatuur. Dwz, Td < 5 C.
Als de dauwpunttemperatuur in perslucht wordt gemeten, noemen we dit het drukdauwpunt. Zoals ik al zei, kunnen plotselinge drukveranderingen een aanzienlijk effect hebben op de dauwpunten. Hier is een voorbeeld van hoe lucht kan stijgen wanneer deze wordt samengeperst.
- De luchtdauwpunttemperatuur bij Td = 10 C is druk p = 14,5 PSI, en de partiële waterdampdruk bij 1233 Pa is 1233 Pa
- Deze lucht kan vervolgens zevenvoudig worden gecomprimeerd tot 101,5 PSI. De partiële waterdampdruk zal ook zevenvoudig toenemen tot 863 Pa, als je de wet van Dalton volgt.
- Deze partiële waterdampdruk komt overeen met Td = 43 C, dus als de temperatuur daaronder daalt, begint water te condenseren.
Dit effect is gemakkelijk waar te nemen in een luchtcompressor. Als de perslucht volledig verzadigd is en de omgevingstemperatuur daalt tot onder het dauwpunt, zal het condenswater in de persluchtleidingen komen.
Dauwpuntmeting
Het dauwpunt kan zeer nauwkeurig en direct worden gemeten met een dauwpunthygrometer (dauwpuntspiegel) waarbij een temperatuurgecontroleerde spiegel wordt afgekoeld totdat er condens op het oppervlak ontstaat. Deze condensatie verandert de reflectiviteit van het spiegeloppervlak, wat wordt gedetecteerd door de geïntegreerde meetoptiek.
De dauwpunttemperatuur van de lucht die je meet wordt dan bepaald door de spiegeltemperatuur. Moderne dauwpuntspiegels meten tussen -10 C en 212 F, met een extreem hoge nauwkeurigheid van -18 C.
Deze uiterst nauwkeurige apparaten kunnen behoorlijk duur zijn, maar ze kunnen het best worden gebruikt als referentie-apparaten in kalibratielaboratoria en zijn niet geschikt voor de installatie van persluchtleidingen.
In persluchtleidingen kunnen een compacte dauwpunttransmitter en een hygrometrisch meetprincipe worden ingebouwd. Deze dauwpuntmeters zijn voorzien van een temperatuursensor en een capacitieve vochtigheidssensor.
Door de relatieve vochtigheid en temperatuur van de lucht te meten, berekent het apparaat vervolgens de dauwpunttemperatuur met een nauwkeurigheid van rond de -16 C Td, geschikt voor een meetbereik tussen -24 C en 14 C.
Veelgestelde Vragen (veelgestelde Vragen)
Hoe bepaal je het dauwpunt in perslucht?
Om de dauwpuntwaarden van perslucht nauwkeurig te meten, moet dit worden gedaan met behulp van een gespecialiseerde dauwpuntsensor die kan worden ingebouwd in opstellingen van luchtcompressiesystemen. Om het drukdauwpunt te meten, wordt het regelapparaat stroomafwaarts van de sensor geïnstalleerd, zodat wanneer de isolatieklep wordt geopend, de sensor op zijn procesdruk is. Het regelapparaat moet stroomopwaarts van de sensor worden geïnstalleerd om het dauwpunt van de atmosferische druk te meten.
Bevat gecomprimeerd a vocht?
Ja, vocht is een onvermijdelijk bijproduct van perslucht. Alle lucht bevat een bepaalde hoeveelheid waterdamp en de hoeveelheid water die door de lucht wordt vastgehouden, is afhankelijk van de temperatuur en druk. Hoe meer je verwarmt, hoe meer water de lucht kan bevatten. Naarmate de druk toeneemt, condenseert waterdamp in vloeistoffen en blijft u achter met wat er in uw systeem zit.
Wat is de luchtvochtigheid in perslucht?
Wanneer lucht wordt gecomprimeerd en de druk en temperatuur worden verhoogd, wordt gezegd dat perslucht 100% relatieve vochtigheid heeft.
