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水蒸氣對壓縮機容積流量影響及計算方法

水蒸氣對壓縮機容積流量影響及計算方法

  【壓縮機網】一、前言

江河中的水會汽化,濕衣服在大氣中會晾干,所以,通常大氣中的空氣總含有水蒸氣。含水蒸氣的空氣稱為濕空氣,不含水蒸氣的空氣稱為干空氣。若定壓力未飽和濕空氣中水蒸氣的含量不變,而濕空氣的溫度逐漸降低,其狀態將沿T-S圖(圖1)上的定壓線BC冷卻,最終和干飽和蒸汽線(X=1)相交于C點,此時濕空氣就處于飽和狀態,再冷卻,則水蒸氣在C點溫度下開始凝結,生成水滴或結露。若定溫未飽和濕空氣中水蒸氣的含量不變,而濕空氣的壓力逐漸升高,水蒸氣的分壓力Pν也愈大。在圖2中,由狀態B沿定溫線向左移,直到與干飽和蒸汽線相交于A點,即成為飽和濕空氣,水蒸氣分壓力再升高,就會生成水滴或結露。

水蒸氣對壓縮機容積流量影響及計算方法

  二、基本概念

1、濕空氣中包含干空氣和水蒸氣,由于濕空氣中水蒸氣的分壓力很低,可視水蒸氣為理想氣體。所以,一般情況下濕空氣可以看作理想混合氣體,根據道爾頓定律知,濕空氣(大氣)壓力Pb=干空氣分壓力Pa+水蒸氣分壓力Pv

2、絕對濕度,每1立方米的濕空氣中所含的水蒸氣的質量(千克)稱為濕空氣的絕對濕度。

水蒸氣對壓縮機容積流量影響及計算方法

  3、相對濕度,濕空氣的絕對濕度與同溫度下飽和濕空氣的絕對濕度之比:

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  4、含濕量,一定容積濕空氣中的水蒸氣的質量與干空氣質量之比單位為kg/kg(干空氣):
水蒸氣對壓縮機容積流量影響及計算方法

  三、冷凝水析出對容積流量影響

壓縮機中的容積流量是指在所要求的排氣壓力下,壓縮機單位時間內排出的氣體容積,折算到進口狀態,也即第Ⅰ級進氣接管處的壓力與溫度,并應計入級間分離掉的水分折算成蒸氣的容積,特別是加了后冷卻器、氣水分離器,壓縮機析出的水分對機組的容積流量影響更大,可用下列公式計算析水量及轉化成蒸氣的容積。

每公斤干空氣析水量(排氣狀態為飽和氣體):

水蒸氣對壓縮機容積流量影響及計算方法

   四、利用Excel表的計算

1、新建Excel表格,在sheet2表上輸入不同溫度下的飽和水蒸氣分壓力數據,如下圖。

水蒸氣對壓縮機容積流量影響及計算方法

  精確到0.5度,輸入所需要的最高溫度即可。

2、在sheet1表上輸入如下表內容。

水蒸氣對壓縮機容積流量影響及計算方法

  3、利用vlookup函數,把溫度精確到0.5度,通過數據表查找到相應溫度下的飽和水蒸氣分壓力。如進氣溫度下的飽和水蒸氣分壓力表格公式為=VLOOKUP (FLOOR(B2,0.5),數據!A:B,2,0),排氣溫度下的飽和水蒸氣分壓力表格公式為=VLOOKUP(FLOOR(E2,0.5),數據!A:B,2,0)。

4、機組每分鐘的析水量= 1式*2式,這里假設排氣狀態下為飽和濕空氣,如排氣在假設為飽和狀態下的含濕量還大于進氣狀態的含濕量,說明此時排氣為不飽和濕空氣,機組沒有冷凝水析出,利用if函數來判斷,如為負值說明沒有水析出,把此值賦為0,如是正值就返回為此值,表格公式為:

=IF(0.622*(D2/100*H2/(C2/100-D2/100*H2)-I2/(F2+C2/100-I2)) *(F2+C2/100-I2)/(F2+C2/100)*C2 *1000/287/(273.2+B2)*G2<0,0,0.622*(D2/100*H2/(C2/100-D2/100*H2)-I2 /(F2+C2/100-I2))*(F2+C2/100-I2)/(F2 +C2/100)*C2*1000/287/(273.2+B2)*G2)

5、可以用3式來計算冷凝水轉化為進氣狀態時水蒸氣的容積,表格公式為:

=J2*461.9*(273.2+B2)/(C2*1000)

可以利用Excel表格方便地計算出析水量及轉化成水蒸氣的容積,減少手工計算量,只要輸入藍色的狀態參數即可。

水蒸氣對壓縮機容積流量影響及計算方法
 


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