Hvad er trykdugpunktet for trykluft?

Et tilbud lander på dit skrivebord med en linje, der læser "tørrerudgang: -40 graders trykdugpunkt." Eller et instrument i anlægget viser +12 grad, og du er ikke sikker på, om det er godt eller dårligt. Uanset hvad betyder nummeret mere end de fleste specifikationer på arket, og det er det ene nummer, kunderne oftest læser forkert.

Her er det korte svar før detaljen: trykdugpunktet for trykluft er den temperatur, hvor vanddamp i luften begynder at kondensere, mens luften stadig er på sit driftstryk. Et lavere tal betyder tørrere luft. Et trykdugpunkt på -40 grader betyder, at luften holder så lidt fugt, at intet vil kondensere ud af det, før temperaturen falder til -40 grader.

Hvorfor behøvede det mere end én sætning? Fordi den samme sætning betyder noget forskelligt alt efter, hvor det er målt, og fordi tallet er meningsløst uden det tryk, det blev målt ved. Disse to kendsgerninger forårsager de fleste argumenter mellem slutbrugere og udstyrsleverandører.

Denne artikel behandler det metriske ende til ende: hvad det er, hvorfor det adskiller sig fra dugpunktet på en vejrrapport, regnestykket, der forbinder de to, ISO 8573-1 klassetabellen, der forvandler tallet til en specifikation, hvilken tørreteknologi når hvilket niveau, hvordan man vælger et mål for dit eget system, og hvordan man kan se, om en aflæsning, du har fået, kan stoles på.

Hvad trykdugpunkt faktisk betyder

Hver gas indeholder vanddamp. Hvor meget den kan holde afhænger af temperaturen. Varm luft rummer mere, kold luft rummer mindre. Dugpunktet er simpelthen den temperatur, hvor luften holder alt, hvad den kan - mætning - og enhver yderligere afkøling tvinger overskuddet ud som flydende vand.

Trykdugpunkt anvender denne definition på luft holdt over atmosfærisk tryk. IfølgeAtlas Copcos forklaring af trykdugpunkt, er trykdugpunktet den temperatur, hvortil trykluft kan afkøles, uden at fugten i den kondenserer, og et lavtryksdugpunkt indikerer altid et lavt vandindhold. Atmosfærisk dugpunkt beskriver derimod den samme luft, efter at den er blevet udvidet tilbage til ca. én bar - det tal, en vejrudsigt rapporterer.

Den skelnen er ikke akademisk. Fordi dugpunkt afhænger af tryk, kan en atmosfærisk aflæsning taget efter ekspansion ikke sammenlignes med et trykdugpunkt ved ledningstryk, og blanding af de to ligger bag en god del af omstridte tørretumblere.

Hvorfor industrien angiver dugpunkt i stedet for relativ luftfugtighed

Relativ luftfugtighed fortæller dig, hvor tæt luften er på mætning i procent, hvilket lyder nyttigt, indtil du bemærker, at opvarmning af luft sænker dens relative fugtighed uden at fjerne et enkelt vandmolekyle. Relativ luftfugtighed ændres med temperaturen; fugtindhold ikke. Dugpunktet udtrykker selve fugtindholdet som en temperatur, så det forbliver meningsfuldt, når luften bevæger sig gennem et system, der afkøler, udvider og komprimerer det igen. Derfor specificerer ISO 8573-1 trykluftfugtighed som et trykdugpunkt frem for et fugtighedstal.

Note:Et tal for trykdugpunkt er ufuldstændigt uden to ledsagere - det tryk, det påføres ved, og den indløbstemperatur, som tørretumbleren blev vurderet til. En -40 graders rating ved en 38 graders indgang er en anden maskines ydeevne end den samme etiket ved en 50 graders indgang.

Trykdugpunkt vs atmosfærisk dugpunkt: hvorfor de to tal er forskellige

Kompression tilfører ikke vand til luften. Det fjerner plads.

Når en kompressor presser den omgivende luft fra en bar til syv, pakker den cirka syv gange dampen ind i det samme rørvolumen. Vandmassen er uændret, men dens partialtryk - andelen af ​​det samlede tryk, som vanddampen bidrager med - stiger proportionelt. Højere damppartialtryk betyder, at mætning sker ved en højere temperatur, så dugpunktet stiger.

Kør det omvendt, og adfærden forklarer sig selv. Udluft den samme luft tilbage til atmosfæren, og damppartialtrykket kollapser; det dugpunkt, der ville blive målt, falder kraftigt. For det samme parti luft er et trykdugpunkt altid højere - vådere-udseende - end dets atmosfæriske dugpunkt. Atlas Copcos lufttørringsvejledning-giver et bredt citeret eksempel:et trykdugpunkt på +2 grad ved 7 bar svarer til ca. -23 grader ved atmosfærisk tryk.

To praktiske konsekvenser følger.

Først, hvis en leverandør angiver et smukt lavt dugpunkt uden at angive trykket, så spørg, hvor det blev målt. Et tal taget efter ekspansion er et atmosfærisk dugpunkt, og det reelle-trykdugpunkt ved tørretumblerens udløb vil være væsentligt højere. For det andet, hvis din plante accepterer luft ved et -20 graders trykdugpunkt, og nogen måler et atmosfærisk dugpunkt på -40 grader på en prøve, kan disse to aflæsninger beskrive nøjagtig den samme luft. Intet er galt; de to figurer er simpelthen udtrykt ved forskellige tryk.

Hvordan tryk flytter dugpunktet: Konverteringen, udført

Du behøver ikke et psykrometrisk diagram for at kontrollere en konvertering, men du skal tænke i absolut pres. Manometertrykket måles i forhold til atmosfæren, så ved havoverfladen bærer en 7 bar gauge-linje faktisk omkring 8,013 bar absolut, da 7 + 1.013=8.013.

Med det tal er konverteringen en operation i tre-trin. Hold vanddampens partialtryk konstant, skaler det efter forholdet mellem de absolutte tryk, og konverter derefter det resulterende damptryk tilbage til en temperatur ved at bruge det omvendte af et mætningsdamptrykforhold.ICS Schneiders guide til konvertering af tryk og atmosfæriske dugpunktsværdierangiver metoden, som er gengivet i forenklet form i nedenstående tabel.

Som en tommelfingerregel er afstanden mellem et trykdugpunkt og dets atmosfæriske ækvivalent ved 7 bar(g) ca. 17 til 25 grader, og spalten udvides, efterhånden som luften bliver vådere. Tør luft giver en større spredning; fugtig luft en mindre.

To bearbejdede eksempler

Eksempel 1 - fra tørretumblerens udløb til en ventileret prøve.En tørretumbler leverer et trykdugpunkt på +3 grad ved 7 bar(g). Linjetryk i absolutte tal er 8,013 bar. Hvis prøven udvides til atmosfæren ved 1,013 bar, falder damppartialtrykket med en faktor på 1,013 ÷ 8,013, eller omkring en ottendedel. Konvertering af det lavere damptryk tilbage til en temperatur returnerer ca. -21 grader. Så de -21 grader, som teknikeren ser på en ventileret prøve, er det korrekte atmosfæriske dugpunkt for luft med et +3 graders trykdugpunkt.

Eksempel 2 - fra en ventileret prøve tilbage til linjen.Antag, at et bærbart hygrometer aflæser -40 grader på luft, der udledes til atmosfæren, og nogen foreslår at specificere en tørretumbler ud fra den figur. Arbejder det samme forhold i den modsatte retning, er det ækvivalente trykdugpunkt ved 7 bar(g) omtrent -20 grader. Det er en klasse lavere end de -40 grader, tallet så ud til at love. Det er netop den fejl, der fører til, at et anlæg er specificeret til klasse 3-tørhed, når processen skal have klasse 2.

Advarsel:Angiv aldrig en tørretumbler ud fra en atmosfærisk dugpunktsaflæsning. Omregn altid til trykdugpunktet ved systemets faktiske driftstryk, for det er det tal, ydelsen vil blive bedømt ud fra.

ISO 8573-1 fugtklasser og hvad hver enkelt koster dig

ISO 8573-1:2010 definerer komprimeret lufts renhed på tværs af tre forureningsfamilier - partikler, vand og olie. Vandindholdet udtrykkes som et maksimalt trykdugpunkt ved systemets driftstryk, hvilket er det, der gør standarden direkte sammenlignelig med en tørretumblerspecifikation. Klasse 0 er defineret som strengere end Klasse 1 og er aftalt mellem brugeren og leverandøren i stedet for fastsat af tabellen.

Klassetærsklerne nedenfor følger fugtklassetabellen iCAGI's trykluft- og gashåndbog, med typiske applikationer hentet fraAtlas Copcos guide til ISO 8573-1 luftkvalitetsklasser.

Den klasse, du har brug for, er indstillet af den mest følsomme applikation, der er tilsluttet systemet, ikke af gennemsnittet. Den eneste regel løser en stor del af specifikationsargumenterne, fordi den konverterer et vagt ønske om "tør luft" til en tærskel, en leverandør kan holdes til.

Omkostningerne ved at købe en klasse behøver du ikke

At blive tørrere er ikke gratis, og straffen lander mest i regenereringsenergi og tabt trykluft frem for i købsprisen.

Varmefri tørretumblere, arbejdshesten til klasse 2 og klasse 3 applikationer, forbruger en betydelig del af deres egen nominelle ydelse som skylleluft. DeCompressed Air Challenge-vejledning om tørretumbleresætter tallet til 15 til 20 procent af tørretumblerens rating, mens en køletørrer trækker omkring 0,8 kW pr. 100 cfm rating, når først den kompressoreffekt, der er nødvendig for at overvinde dens trykfald, er inkluderet. I årlige termer,Chemical Processings analyse af varmefri tørretumblers energiforbrugbemærker, at en 1.000-cfm varmeløs tørretumbler, der kører kontinuerligt på fast-cyklus kontrol, vil forbruge i størrelsesordenen 300.000 kWh om året.

Retningen for denne handel er også veletableret: offentliggjorte sammenligninger placerer kolde-regenererede varmeløse tørretumblere omkring 35 procent højere i energiforbrug end varme-regenererede blæser-udluftningsdesign, og blæser-varmeenheder reducerer udrensningen til ca. 0 til 3 procent af klassificeringen, fordi de regenererer luft i stedet for tørret produkt.

Modsat det er omkostningerne ved at være en klasse for tør reelle og tilbagevendende: du køber en større kompressor for at dække udrensningstab, og du betaler for kraften til at regenerere tørremiddel, der ikke skulle regenereres. For et anlæg, hvis rørføring aldrig falder til under +15 grad, er en klasse 4-specifikation det teknisk korrekte svar, og en klasse 2-specifikation er penge brugt på beskyttelse, som systemet ikke krævede.

Hvilken tørreteknologi når hvilket trykdugpunkt

Når først et måltrykdugpunkt er indstillet, følger teknologivalget stort set, fordi hver tørremetode har et karakteristisk bånd, den kan nå økonomisk.

Hvis du vil se, hvordan teknologien sidder inde i den bredere behandlingskæde, - hvad efterkøleren og separatoren fjerner før tørretumbleren, og hvad filtrene fjerner efter den -, som er dækket af forklaringen afhvad en tryklufttørrer gør.

Køletørring dækker den største del af industriel efterspørgsel, fordi de fleste planter kun skal beskytte indendørs rør og værktøj. Disse enheder afkøler luften til et par grader over frysepunktet og holder et stabilt udgangstryk dugpunkt, hvilket er grunden tilkølelufttørrereBrug af den seneste generation af kulde{0}}scenedesign forbliver standardens førstevalg for generel planteluft. De offentliggjorte PDP-bånd fra producenter i dette segment - inklusive Sollant Treatments køleområde, vurderet til et stabilt trykdugpunkt på 2 til 10 grader, og dets modulære og vakuum--assisterede tørremiddelfamilier ved -20 til -40 grader - passer nøje sammen med en anden klasses tabel, quote, som er en anden leverandørtabell, quote, som er i overensstemmelse med leverandørtabellen ovenfor. Hvor valget mellem de to hovedfamilier virkelig er tæt på, er afvejningen-mellem udrensningstab, kapitalomkostninger og opnåeligt dugpunkt angivet i sammenligningen afhvordan tørremiddel og køletørrere sammenlignes.

En advarsel betyder mere end nogen anden, når man læser tal for tørremidlets ydeevne: PDP-klassificeringer er angivet ved en nominel indløbstemperatur, sædvanligvis 38 grader eller lavere. Giv en tørretumbler 45 grader luft, og det opnåelige dugpunkt forringes, fordi tørremiddelbedet kæmper mod en tungere fugtbelastning og en varmere regenereringscyklus. Korrektionsfaktorer findes for flow, tryk og temperatur, og ved at anvende dem er forskellen mellem en specifikation, der holder, og en, der skuffer i august.

Valg af et måltrykdugpunkt for dit system

Der er én regel, der gør det tunge løft, og den kommer fra en standard snarere end fra en leverandør. Angiv som minimum et trykdugpunkt10 grader (18 grader F) under den koldeste temperaturluften vil støde på hvor som helst i distributionsnettet, på et hvilket som helst tidspunkt på året. Begrundelsen er direkte: Hvis trykdugpunktet ligger under den koldeste overflade, luften rører ved, kan der ikke dannes kondens, fordi mætning aldrig nås.

For instrumentluft er kravet formaliseret. Som angiveti ANSI/ISA-7.0.01 instrument-luft-kravet, skal trykdugpunktet målt ved tørretumblerens udløb være mindst 10 grader under den mindste omgivende temperatur, systemet vil opleve, og standardloftet for instrumentluft er +4 graders trykdugpunkt.

Ansøgningskravene skærpes herfra:

Direkte produktkontakt er tilfældet, hvor de strammere tal kommer fra fødevaresikkerhedsvejledning snarere end fra en kompressorstandard -Process Sensing Technologies' vejledning om fødevarekvalitet-luftangiver, at trykluft, der møder fødevarer eller drikkevarer direkte, skal opfylde eller overstige ISO 8573-1 klasse 2, et trykdugpunkt på -40 grader eller bedre, og at ingen flydende vand eller vandaerosoler er tilladt.

Hvor målet skal leve, og hvor det ikke skal

Et enkelt plante-bredt trykdugpunkt er normalt den forkerte arkitektur. Hvis én proces på et websted har brug for −40 grader, mens alt andet er indhold ved +3 grader, betyder det at tørre hele netværket til klasse 2, at der betales en kontinuert udrensnings-luft- og energibod på tværs af hele anlægget for at betjene én maskine.

Det mere økonomiske arrangement er at tørre hovedparten af ​​anlægget til klasse 4 med en køletørrer, og derefter installere et lille tørremiddel eller membranpunkt-til-brugstørrer umiddelbart opstrøms for den følsomme proces. Du betaler kun tørremiddelstraffen for den luft, der rent faktisk har brug for det, og hovedparten af ​​systemet kører fortsat på den billigste tørremetode, der findes. De praktiske grænser for denne tilgang - flownedsættelse, hvordan-brugsenheder opfører sig ved delvis belastning - er dækket i gennemgangen afmatcher en tørretumbler til din kompressors flow, tryk og dugpunkt.

Sådan måles og verificeres trykdugpunkt

At angive et dugpunkt og opnå det er to forskellige problemer, og kløften mellem dem er næsten altid et målings- eller installationsproblem snarere end en tørretumblerfejl.

Der er to sensorfamilier i almindelig brug, og de sidder på forskellige punkter på nøjagtighedsskalaen.Vaisalas sammenligning af dugpunktssensorteknologierangiver afvejningen- klart: Kapacitive polymersensorer dominerer anlægsovervågning, fordi de er kompakte, hurtige og rimeligt prissatte, med nøjagtighed typisk omkring ±2 graders dugpunkt, mens kølede-spejlhygrometre måler faseændringen direkte og når ca. ±0,1 til 0,15 grader, hvilket er grunden til, at de bruges til kalibrering og efterspørgsel.

Denne nøjagtighedsforskel betyder mere, end den først ser ud til. Hvis dit proceskrav ligger inden for 2 grader fra din tørretumblers nominelle effekt, kan en ±2 graders sensor ikke bevise, at du er i specifikationen -, den kan kun indikere, at du sandsynligvis er i nærheden af ​​den.

Følgende gennemgang fra CS Instruments dækker, hvordan et målekammer fungerer i praksis, herunder prøvetagningsarrangementer, der holder en sensor ude af våd gas og i et repræsentativt flow:

Installationsregler, der afgør, om aflæsningen er reel

En aflæsning af trykdugpunkt er kun gyldig ved det tryk, hvor den blev taget, hvilket er grunden til, at prøveudtagningsarrangementer betyder så meget. Trykfald i slanger, filtre eller en målecelle forvrænger værdien; en aflæsning taget efter ekspansion til atmosfæren er slet ikke et trykdugpunkt. Praktisk installationsvejledning konvergerer på et konsistent sæt regler:

• Monter sensoren lodret på den tørre side af systemet. Installer den aldrig på hovedet, vandret, i våd gas eller i et dødt ben, hvor der ikke strømmer luft.
• Placer den nedstrøms for tørretumbleren og nedstrøms for den endelige filtrering, når du verificerer tørretumblerens ydeevne, eller direkte opstrøms for et kritisk brugspunkt, når du beskytter en proces.
• Tillad afstand fra udløbet af en tørretumbler. Måling med det samme ved udgangen udsætter sensoren for udsving i regenereringscyklussen og producerer sav-aflæsninger, der ligner en fejl, men som ikke er det.
• Hold prøveslangerne korte, læk-tætte og lavet af rustfrit stål eller PTFE i stedet for fugtabsorberende-plastik, og kontroller prøvestrømmen - for lidt bremser responsen, for meget skaber trykfaldsfejl.
• Hvor ledningsforholdene er for varme, snavsede eller våde til en sensor, skal du bruge en prøvetagningscelle eller udluftningsledning i stedet for at montere i hovedledningen.

Praktisk installationserfaring

I vores erfaring med skruekompressorinstallationer er flere problemer, der ser ud til at være "kompressorfejl", faktisk relateret til installationsforholdene.

For eksempel er vores ingeniører under idriftsættelsen særligt opmærksomme på:

• ventilation og varmeafledning omkring kompressorrummet;
• tilstrækkelig plads til vedligeholdelse og filterudskiftning;
• renlighed og føring af indsugningsluften;
• strømforsyningsstabilitet og korrekt motorrotation;
• trykluftrørstørrelse og trykfald;
• kondensatafløb og installation af tørretumbler;
• omgivende temperatur, især i varme klimaer.

Disse kontroller er især vigtige for projekter i områder med høje omgivende temperaturer, støvede miljøer eller begrænset kompressorrumsventilation-.

Feltnotat fra vores ingeniørteam

En almindelig fejl er at evaluere kompressorens ydeevne uden først at kontrollere installationsmiljøet. En kompressor, der arbejder i et dårligt ventileret rum, kan opleve højere indløbs- og afgangstemperaturer, hvilket kan påvirke driftseffektiviteten og udløse høj-temperaturbeskyttelse.

Af denne grund anbefaler vi at kontrollere de faktiske installationsforhold, før det konkluderes, at selve kompressoren yder dårligt.

Fem grunde til, at en dugpunktslæsning vildleder

Når en aflæsning er ude af specifikationen, er årsagen oftere opstrøms end i sensoren:

1. Tørretumbleren er underdimensioneret eller overbelastet.En tørretumbler valgt på kompressorens typeskilt i stedet for målt flow vil savne sit nominelle trykdugpunkt, når systemet kører tæt på kapacitet. Tømningshastigheder er sat i forhold til tørretumblerens bedømmelse, ikke det faktiske flow, så en halv{1}}fyldt tørretumbler bruger stadig sit fulde rensningsforbrug.
2. For-filtre er tilstoppede.Stigende trykfald hen over et koalescerende filter reducerer flowet gennem tørretumbleren og forstyrrer balancen, som enheden blev vurderet til.
3. Indsugningsluften er for varm.En svag efterkøler eller et dårligt ventileret kompressorrum skubber varm, fugtig-luft ind i tørretumbleren. Dette er den mest almindelige årsag til, at en tørretumbler ikke klarer sig på en sommereftermiddag.
4. Tørremidlet er opbrugt, eller regenereringen mislykkedes.Renseventiler, varmelegemer og blæserenheder svigter alle stille og roligt. En regenereringsfejl viser sig som et støt stigende udløbsdugpunkt uger før nogen bemærker vand i ledningen.
5. Kondensat fjernes ikke.Defekte automatiske afløb, blokerede si eller rør med udrænede lavpunkter tillader flydende vand at transportere nedstrøms, hvor det producerer våde aflæsninger og vådt værktøj, selvom tørretumbleren fungerer korrekt.

Sensordrift sidder ved siden af ​​disse som en komplicerende faktor snarere end en årsag: en kapacitiv sensor, der ikke er blevet kalibreret, kan undervurdere eller overvurdere det sande trykdugpunkt i flere måneder. Kontinuerlig logning plus et dokumenteret kalibreringsinterval er den eneste måde at skelne en reel trend fra instrumentdrift på, og det er også det bevis, en ISO 8573-1-audit forventer at se.

Almindelige misforståelser om trykdugpunkt

"Et lavt dugpunktstal betyder altid mere tør luft." Kun hvis trykket er det samme. Et -50 graders atmosfærisk dugpunkt kan svare til et trykdugpunkt omkring -30 grader ved 7 bar - vådere i systemtermer end et angivet -40 graders trykdugpunkt.

"Tørretumblerens udløbsdugpunkt er det dugpunkt, som processen ser." Ikke nødvendigvis. Luft, der forlader tørretumbleren ved -40 grader, kan opsamle fugt nedstrøms fra et mættet filter, en våd modtager eller et udrænet lavpunkt. Hvis processen er kritisk, skal du måle på brugsstedet såvel som ved tørretumblerens udløb.

"En -40 graders tørretumbler vil levere -40 grader uanset forholdene." Tørremidlets ydeevne er vurderet til en specifik indgangstemperatur, tryk og flow. Skift nogen af ​​dem, og det opnåelige dugpunkt ændres med det. Det er grunden til, at der findes korrektionsfaktorer, og hvorfor en tørretumbler, der fungerer om vinteren, kan misse sit mål om sommeren.

"Tørre er altid bedre." Tørrer er altid dyrere. Hvert trin under ca. +3 grader koster skylleluft, regenereringsenergi eller begge dele - en omkostning, der kommer igen hver time, anlægget kører.

Næste trin

Nummeret på tilbuddet er først meningsfuldt, når det er bundet til et tryk, en indløbstilstand og den koldeste overflade i dit system. Hvis du arbejder gennem den beregning - kompressorflow, arbejdstryk, indløbs- og omgivelsestemperaturer og dugpunktsklassen, har den mest følsomme proces faktisk brug for - behandlingsspecialisterne påSollantkan kortlægge dit system i forhold til ISO 8573-1 klasserne og bekræfte tørretumblerens størrelse, der følger. Medbring driftsbetingelserne frem for modelnummeret, og specifikationen bliver ligetil at afgøre.