刘 晖， 樊玉光， 肖 红    西安石油大学

纲要: 以热力学表面为基础，商讨了压缩空气的压力露点和常压露点换算方法， 并给出了可靠准确的 具体盘算推算方程，可用于-100-90℃规模内的压缩空气露点温度盘算推算，十分便于工程使用。

1 序文 

      空气中老是包含小数的水蒸气。露点温度便是 反应空气干燥经由的一个主义， 其值等于空气中水 蒸气分压力对应的弥漫温度。当空气的温度等于其 露点温度时， 空气中的水蒸气处于弥漫景况， 这时的 空气便是弥漫湿空气， 空气温度再裁汰， 空气中的水 分就成液体状凝析出来。由于露点温度能直不雅的反 映出空气中水分凝析出时的温度， 是以露点温度是 工程上最常用的默示空气干燥经由的一个参数。 

      由界说知， 空气露点温度的大小， 取决于空气中 的水蒸气分压力的上下， 而水蒸气分压力的上下既 与空气中所包含的水分若干(含湿量)联系， 也与空 气的压力联系， 是以空气的露点温度与空气的压力 大小也联系。含湿量一定的空气处于不同压力时， 露点温度也不相配。按空气压力的不同， 在压缩空 气的干燥时候中， 就有常压露点和压力露点两个概 念。一个大气压下空气的露点温度便是所谓的常压 露点温度(简称常压露点) ， 压力高于一个大气压时 的空气露点温度便是压力露点温度(简称压力露点)。

      工程上常遭遇对含湿量一定的湿空气的常压露 点和压力露点进行换算的问题。如气动姿色用压缩 空气的露点温度无意是在用气点处常压下测定的， 即得回的是常压露点温度， 需要换算到姿色供气压 力下的露点温度。GB4830- 84《工业自动化姿色气 源压力和质地》中的规则便是由常压下测出再换算 到供气压力下， 即由常压露点换算得出压力露点， 并 提供了一张压力露点和常压露点的换算图。互联网 上的联系论坛里也常有东说念主寻求压力露点和常压露点 的换算方法和公式。查图换算有其浅陋之处也存在 纰缪相对较大的不及之处， 本文阐明热力学基本理 论， 推导出压缩空气的压力露点和常压露点换算方 法和换算公式， 可靠准确， 毛糙便用， 稳当联系工程 想象和科研盘算推算使用。 

2  露点温度和空气压力的关系 

作家在文件[ 1] 中指出， 当压力小于1.0 MPa 时， 压缩空气完全不错看作是由干空气和水蒸气组 成的理念念气体搀和物。由工程热力学[ 2] 表面知， 空 气含湿量d、空气中水蒸气分压力pv和空气(总) 压 力p 之间的关系为

d = 0.622* p v/（ p - p v）                式（1）

式中d 单元为kg /kg(干空气)， p 和p v单元须保抓一 致即可。式( 1)经变换， 得

p v = d *p/（0.622+ d）                    式（2）

上式反应了含湿量d 一定时， 空气中水蒸气分 压力pv 和空气压力p 间的关系。压力p 高， 则空气 中水蒸气分压力p v 高， 由相均衡关系可知， 对应的 水蒸气弥漫温度就高， 即湿空气的露点温度高， 反之 也是。由式( 2)可得第四色播播， 对一定含湿量的压缩空气， 在 圭臬大气压力B 下压缩空气中的水蒸气分压力pv， b 和任性压力p 下压缩空气中的水蒸气分压力p v之 间的关系为：

p v = p v b *p/ B                            式（3）

圭臬大气压B = 0.101325MPa。p v， b便是与常 压露点td， b对应的弥漫水蒸气分压力， p v 则是在压 力p 下与压力露点td 对应的弥漫水蒸气分压力。

3. 弥漫温度和弥漫压力盘算推算方程 

      已知空气中水蒸气分压力， 阐明水的弥漫压力 和弥漫温度之间的关系就可细目水的弥漫温度， 也 即空气的露点温度。时时用弥漫蒸气压方程描写饱 和压力和弥漫温度之间的关系， 弥漫蒸气压方程很 多， 口头相反， 简繁不同， 但这些方程皆是以弥漫温 度为自变量。除Antoine方程外， 用这些方程由饱 和压力盘算推算弥漫温度时， 皆需要迭代盘算推算， 平直使用 很不浅陋。Antoine方程在0℃以上温度规模盘算推算准 确， 在0℃以下准确度会裁汰。本文作家提议了以 下弥漫温度反算方程[ 3]

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式中  T ——温度， K 

         pv ——弥漫压力， Pa 

可用于0.001405~ 611.2 Pa 的压力规模(对应 的温度规模为- 100 ~ 0℃ ) 内盘算推算水的弥漫温度 (露点温度) ， 无需迭代， 盘算推算准确， 使用比拟浅陋。式( 4)是用ASHRAE 手册中使用的R. H. Hy land和 A. Wex ler弥漫水蒸气压方程[ 3]

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的盘算推算值追想得回的。式( 5)中温度和压力的单元 与式( 4)计议， 适用于- 100~ 0℃的温度规模。 

      关于冷冻式压缩空气干燥器所触及到的压力露 点盘算推算， 本文不推选使用适用于0℃以上规模的R. H. H yland和A. W ex ler方程。在0℃以上规模， Anto ine方程具有很好的盘算推算精度， 使用又十分浅陋。

方程口头为

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      很多手册和教科书皆有水的Anto ine 方程常 数， 适用规模和盘算推算准确度相反。本文作家经盘算推算 对比， 推选禁受中科院科学数据库[ 5] 中评比出的常 数， 见表1 。用该套常数盘算推算0℃以上的水蒸气饱 和压力， 与水和蒸气性质国外协会发布的水和水蒸 气热力性质的工业圭臬( IAPWS- IF97) [ 6 ] 的盘算推算结 果最为接近， 如5℃时， 由式( 6)盘算推算出的弥漫压力 为871.9 Pa， IAPWS - IF97盘算推算后果为872.6 Pa， 相对偏差为- 0.082% 。且这套常数的盘算推算规模包 含了0~ 10 ℃这段冷冻式干燥机的干燥解决露点温 度规模， 其它文件提供的常数适用规模多在10 ℃以 上， 外推用于10℃以下， 盘算推算偏差显耀增多。30℃以上温度规模的常数也一比肩， 可供其它盘算推算时参 考使用。

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式( 4)、( 5)和式( 6)的使用规模涵盖了- 100~ 90℃ ， 可完全满足压缩空气露点盘算推算的需求。算例已知压缩空气的压力p = 0.9MPa(完全 压力) ， 常压沸点td， b = - 40℃ ， 由式( 5)盘算推算出对应 的弥漫水蒸气压力p v b = 12.85 Pa， 由式( 3)换算出 在p= 0.9 MPa 时压缩空气中的水蒸气分压p v = 12.85 * ( 0.9 /0.101325) = 114.14 Pa ， 再由式( 4) 盘算推算得压力露点温度Td = 254.20 K ， 即td = - 18.95℃ 。而查GB4830- 84换算图得回的压力露 点温度约为- 17℃ 。两者存在约1.95℃ 的偏差。

      GB4830- 84换算图中的露点温度坐标轴刻度 以5℃分度， 图中压力以kgf /cm2 作单元， 压力扶植 换算线以1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9， 10 kg f /c㎡ (表压力) 作出， 在该圭臬中， 取0.1MPa= 1 kgf /c㎡ 查图。这 些身分皆形成查图换算时不成幸免出现纰缪。而本 文所开采的换算方法表面正确可靠， 采用的盘算推算方 程均为公认的可靠准确方程， 因此用本文的方法和 公式分析换算更为可靠和准确。 

4 论断 

本文以工程热力学表面为基础， 分析商讨了压 力对压缩空气露点温度的影响和压力露点与常压露 点的换算方法， 并给出了可靠准确的具体盘算推算方程， 适用规模开阔， 盘算推算准确可靠， 在压力不独特1.0 MPa时， 可浅陋地用于工程和科研盘算推算使用。

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