压缩空气管道水分计算举例

例　一台空压机在大气温度t₁＝20℃，相对湿度φ₁＝80％的空压机房条件下工作，空气被压缩至0.7MPa(表压)，通过后冷却器进入一个大储气罐。储气罐的压缩空气通过管道送至各车间使用。由于管道与外界的热交换，使进入车间的压缩空气t₂＝24℃。各车间的平均耗气量Q＝3m³/min(自由空气)，求整个气源系统每小时冷凝水的析出量

已知：p₁＝0.1013MPa；p₂＝(0.7＋0.1013)MPa＝0.8013MPa；t₁＝20℃(T₁＝273K+20K＝293K)时，查表干空气与湿空气可得到：p_b1＝0.0023MPa，ρ_b1＝17.3g/m3；t₂＝24℃(T₂＝273K+24K＝297K)时，p_b2＝0.003MPa；ρ_b2＝21.8g/m³

解：

(1) 计算吸入相对湿度φ1＝80％的1m³自由空气时实际水蒸气密度ρ_s1和干空气分压力p_g1

ρ_s1＝φ₁ρ_b1＝80％×17.3＝13.84g/m³

p_g1＝p₁-φ₁p_b1＝0.1013－0.8×0.0023＝0.09946MPa

(2) 进入车间压缩空气(p₂＝0.8013MPa)的干空气分压力

p_g2＝p₂-p_b2＝0.8013-0.003＝0.7983MPa

(3) 根据表气体的状态变化理想气体的状态方程：pV＝RT，对于一定质量的气体，压力和体积的积与热力学温度的商是个常数。理想气体的状态方程可写成(ρ—密度，kg/m³；m—质量，kg；V—体积，m³)，得出，则

计算1m³自由空气经压缩至0.8MPa(绝对压力)进入车间时体积V₂

(4) 车间整个气源系统每小时冷凝水的析出量为

m＝60Q(ρ_s1V₁-ρ_b2V₂)＝60×3×(13.84×1-21.8×0.1263)＝1995.6g/h≈2kg/h