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鑫钻小知识 | 全方位了解压缩空气中的露点(1)

来源: | 发布日期:2022-03-01


  1  什么是露点?

露点温度用于衡量气体中的水气含量。水具备这样一种特性:能够在多种条件下以液体、固体或气体的形式存在。为了解水蒸气的性质,首先要知道气体的一般性质。
对于任何气体混合物而言,总压等于所有组分气体的分压之和。这就是道尔顿定律,其表示如下:P总和 = P1 + P2 + P3 …
混合物中任何气体的量都可以用压力来表示。空气的主要成分是氮气、氧气和水气,因此大气总压由这三种气体的分压组成。虽然氮气和氧气的浓度较为稳定,但水气的浓度变化很大,必须通过测量来确定。
水气的最大分压随温度变化而变化。例如,温度为 20 °C 时,水气的最大分压为23.5 mbar。23.5 mbar 被称为 20 °C时的“饱和水气压力”。在 20 °C 的“饱和”环境下,添加更多水气会发生冷凝。这种冷凝现象可用来测量水气含量。

压缩空气 露点1 (2)


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水气浓度未知的气体经过一个温度受控的表面。将表面冷却,直至形成冷凝。冷凝形成时的温度称为“露点温度”。因为温度与饱和水气压力之间存在独特的相关性(请注意,水气的最大分压,又称“饱和水气压力”,随温度变化而变化),所以测量气体的露点温度就可以直接测量水气的分压。知道露点温度,就可以计算出或查到对应的饱和水气压力。下表显示了一些温度值 及其对应的饱和水气压力值:

压缩空气 露点1 (3)


  2  露点与霜点有何区别?

露点 (Td) 是含水气的气体在恒压下达到饱和时的温度。这是相对于冰点以上的温度而言的,此时表面冷凝物是液态水。霜点 (Td/f) 指低于冰点时的饱和温度,对应的表面为冰。实际上,在冷冻条件下,霜往往比露珠更早形成。
这种差异是由于水气在水面或冰面上方时,其分压发生轻微变化造成的。这种变化被用来计算代表高于和低于冰点温度的饱和点的值。低于冰点温度时的饱和点越低,Td 与 Td/f 之间的差异就越大(请参见图表)。
理解这种差异的一个简单方法是,当露点低于 0 °C 时,霜点将被用来表达此时的状态。维萨拉仪表默认使用相应的 Td/f,并且可以计算和输出您的应用所需的任一变量。

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  3  露点与“压力露点”有何区别?

在高于大气压的压力条件下测量气体的露点温度时,我们会用到“压力露点”这一术语。它是指气体在压力环境下的露点温度。这一点非常重要,因为改变气体压力会改变该气体的露点温度。




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