Температура точки росы под давлением

При характеристике воздуха часто применяется параметр «относительная влажность». Он представляет собой отношение количества влаги, которая содержится в воздухе на момент измерения, к количеству, которое воздух может максимально удерживать при данной температуре:

Между максимальным содержанием влаги и температурой воздуха существует однозначная зависимость: при повышении температуры воздух способен удерживать больше влаги, при понижении – меньше. Так, 1 м³ воздуха при температуре 22 °С удерживает около 20 г влаги, при температуре 80 °С – 290 г, а при температуре -40 °С – всего 0,1 г. Если в прогнозе погоды говорится, что относительная влажность воздуха 50% и температура 22 °С, это означает, что воздух только наполовину насыщен влагой и содержит около 10 г/м³. Влажность 100% будет означать, что воздух полностью насытился влагой и при малейшем снижении температуры выделит влагу в виде капель. Выпадение росы прохладным утром на цветах и листьях или стекле автомобиля– самая наглядная иллюстрация этого процесса.

Температура, при которой относительная влажность становится равной 100%, называется температурой точки росы.

Выпадение влаги в компрессорной технике и пневматических системах приводит к ухудшению качества технологических процессов, перемерзанию и ржавлению трубопроводов, заклиниванию регулирующих устройств и другим крайне нежелательным последствиям. Поэтому температура точки росы является одним из важнейших параметров качества сжатого воздуха и регламентируется ГОСТ 8573.1-2016. Важно, что в компрессорной технике температура точки росы всегда приводится при рабочем давлении. Объясним это на примере.

Пусть в компрессорную установку поступает воздух с относительной влажностью 50% и температурой 22 °С (абсолютное давление 1 атм.). Это означает, что в нем растворено 10 г/м³ влаги. При сжатии воздуха в 10 раз до 9 атм. (абсолютное давление 10 атм.), 1 м³ уменьшится до 0,1 м³, а содержание влаги в уменьшенном объеме не изменится, т.к. температура при сжатии возрастет до 70…80 °С. Теперь все те же 10 г содержаться в 0,1 м³, а в 1 м³ содержится уже 100 г. 

При сжатии воздуха в 10 раз содержание влаги в 1 м³ возрастает в 10 раз, температура точки росы увеличивается.

1 м3 воздуха при атмосферном давлении (1 атм. абс.)	1 м3 воздуха при давлении 9 атм. (10 атм. абс.)
Содержание влаги 10 г/м3	Содержание влаги 100 г/м3

Такое резкое увеличение содержания влаги внутри компрессора не вызывает ее выпадения, т.к. при 80 °С 1 м³ воздуха способен удерживать 290 г, а содержит всего 100 г, т.е. относительная влажность равна 34%. Однако воздух со столь высокой температурой для большинства технологических процессов и оборудования не приемлем, поэтому он подвергается концевому охлаждению. Относительная влажность достигнет 100% при температуре 54…55 °С, а если учесть, что концевые охладители компрессорных установок обеспечивают температуру всего на 15…20 °С выше, чем у всасываемого воздуха, то на выходе компрессорной установки, работающей в температурных режимах, близких к рассмотренному, всегда будет вода. Именно этот факт не позволяет сжимать воздух до высокого давления одной ступенью компрессора, а требует многоступенчатой конструкции с промежуточным охлаждением и удалением влаги. В ином случае сжатие воздуха превращается в сжатие воды. 

Для исключения попадания влаги в ответственные технологические процессы, узлы и машины, после компрессорной установки применяются устройства по ее отделению. Если влага в виде капель выпала в охладителе компрессорной установки, ее задержит циклонный сепаратор. Растворенную влагу поглотят рефрижераторный или адсорбционный осушитель, в зависимости от того, какой класс чистоты сжатого воздуха по содержанию влаги требуется получить. Температуру точки росы требуется замерять только при рабочем давлении, т.к. содержание влаги в этом случае максимально, но ее выпадение должно быть гарантированно исключено.