Il punto di rugiada dell’aria ha ramificazioni significative per gli utenti di aria compressa. L’aria compressa rappresenta il 75% del costo totale di vita di un sistema ad aria compressa.
Le opportunità di risparmio energetico sono disponibili ovunque e per stabilirle basta uno sforzo minimo. Niente offre un buon ritorno sull’investimento della misurazione del punto di rugiada per garantire che le efficienze ei costi siano mantenuti rispettivamente al massimo e al minimo.
Questo articolo ti fornirà tutte le informazioni rilevanti sul punto di rugiada e su come calcolarlo.
Cos’è Il Punto Di Rugiada?
Le nostre menti vagheranno nel luogo dove il sole estivo splende dal ponte sul retro. Abbiamo sete mentre una goccia di sudore scorre lungo il nostro petto. Ne prendiamo un altro nel frigorifero e versiamo una bottiglia ghiacciata della nostra bevanda preferita a base di orzo e luppolo nel nostro bicchiere.
Immaginiamo anche di mettere questo boccale ghiacciato di schiuma sulla ringhiera del ponte proprio accanto a noi. Molto rapidamente vedere bene le gocce d’acqua che si formano all’esterno del vetro freddo.
Un boccale ghiacciato di birra ghiacciata
Il punto di rugiada è la temperatura alla quale il vapore acqueo nell’aria non può più rimanere in forma di vapore e condensa da vapore a liquido su una superficie. A una data temperatura, c’è una quantità massima di vapore acqueo che l’aria può contenere, nota come pressione di saturazione del vapore acqueo, qualsiasi vapore acqueo aggiunto oltre questo punto provoca condensa.
La pellicola d’aria attorno alla tazza nell’immagine si raffredda rapidamente a causa della bassa temperatura della superficie del vetro. L’umidità che viene trasportata dall’aria che tocca il vetro viene rapidamente rilasciata e depositata sul vetro.
La temperatura dell’aria che tocca il vetro è rapidamente scesa al di sotto del suo punto di rugiada, il che riduce la capacità dell’aria di trattenere il vapore e fa condensare il vapore acqueo da quell’aria.
Mentre bevi la bevanda, l’acqua di condensa gocciola lentamente dalla tazza sul petto. Mmmm, delizioso!
Affinché l’acqua nell’aria rimanga sotto forma di vapore, sia che si tratti dell’aria sul ponte posteriore che tocca il vetro o dell’aria compressa nelle linee aeree compresse dell’impianto, o nel tubo flessibile dell’utensile pneumatico, l’aria che passa attraverso il tubo o tubo flessibile o tubo deve essere più caldo della superficie che sta toccando, altrimenti l’acqua si condensa.
La condensa può essere un problema
Ora pensa alla tua fornitura di aria compressa. Il serbatoio del compressore o il ricevitore possono riscaldarsi durante la compressione. L’aria calda proveniente dal serbatoio del compressore o dal ricevitore avrà una concentrazione di vapore acqueo molto più elevata rispetto all’aria esterna.
Come ho già detto, l’aria può trattenere meno vapore acqueo mentre si raffredda. Cosa succede all’aria compressa calda e carica di vapore proveniente dal serbatoio del compressore quando raggiunge le linee aeree dell’impianto? L’aria compressa si raffredda rapidamente, il vapore acqueo nell’aria si condensa e ora l’acqua scorre liberamente attraverso le linee aeree.
Tuttavia, se l’aria che entra nell’impianto dal compressore ha un punto di rugiada inferiore alla temperatura esistente in tutto l’impianto, il vapore acqueo non dovrebbe condensare dall’aria compressa nell’acqua libera nelle linee aeree.
Monitoraggio Del Punto Di Rugiada
La condensa è un problema serio all’interno dei sistemi di aria compressa in quanto può portare a diversi problemi, inclusi blocchi nei tubi, guasti ai macchinari, contaminazione nel sistema e potenziale congelamento in condizioni climatiche fredde.
Puoi tenere d’occhio il punto di rugiada, che hanno le moderne strutture. Questo ti aiuterà a evitare problemi. Il monitoraggio del punto di rugiada è un sistema messo in atto che include una serie di sensori e monitor del punto di rugiada di alta qualità nel sistema di aria compressa.
Avere un tale sistema in atto può consentire di mantenere il livello di umidità desiderato in un sistema di aria compressa per evitare che i livelli di condensa si accumuli.
Qualità Dell’aria: Perché L’aria Compressa è Così Importante?
Quando la temperatura aumenta nei sistemi ad aria compressa, la condensa aumenta nelle tubazioni dopo il compressore d’aria quando si verifica una diminuzione della temperatura. L’acqua viene rimossa dall’aria compressa utilizzando separatori d’acqua, trappole e filtri, ma l’uscita dell’aria dal compressore d’aria è ancora molto vicina alla pressione del vapore di saturazione. Dato che l’umidità relativa è vicina al 100%, è importante assicurarti di rimanere al di sopra di essa.
Per molti anni i problemi di umidità nelle compagnie aeree sono stati trascurati. Principalmente a causa della difficoltà di comprendere il problema in questione. La domanda di aria compressa pulita e di alta qualità è in aumento a causa del rapido sviluppo di processi e prodotti di produzione più complessi.
La qualità dell’aria all’interno del vostro sistema di aria compressa è molto importante per il risultato della vostra operazione. Ad esempio, se stavi eseguendo lavori con un verniciatore a spruzzo e tutti i contaminanti come acqua, polvere o particolato sono stati ammessi nel flusso d’aria, ti ritroverai senza dubbio con un lavoro di verniciatura di scarsa qualità.
Nell’industria alimentare e delle bevande nelle linee di confezionamento, l’aria secca e pulita è essenziale per mantenere l’igiene necessaria e garantire che il prodotto finale abbia la qualità di cui ha bisogno. Quando l’aria viene compressa e pressurizzata, l’aria umida condensa e forma gocce d’acqua che possono portare alla ruggine, che potrebbe finire negli alimenti. Un altro esempio è l’essiccazione della plastica per realizzare bottiglie per bibite gassate o altri liquidi, l’umidità eccessiva qui si tradurrà in bottiglie fragili che potrebbero rompersi più facilmente e una finitura più torbida rispetto al trasparente.
Punto Di Rugiada Vs Punto Di Rugiada In Pressione
La temperatura e l’umidità relativa dell’aria sono ciò che determina il punto di rugiada. Ma la pressione è anche un fattore chiave nel punto di saturazione. È importante discutere le differenze tra punto di rugiada (punto di rugiada in pressione) e punto di pressione.
Il punto di rugiada stesso è correlato all’aria atmosferica, spesso indicato come punto di rugiada atmosferico, ed è considerato non pressurizzato. Al contrario, il punto di rugiada in pressione è una misura presa quando la temperatura del punto di rugiada dell’aria è a pressioni superiori alla pressione atmosferica. È la temperatura di rugiada di un gas in pressione. Questo è importante poiché la modifica della pressione influirà sulla temperatura di rugiada del gas.
La compressione dell’aria aumenta il punto di rugiada e la pressione del vapore acqueo, pertanto è fondamentale considerare se si sta spurgando aria nell’atmosfera prima di eseguire qualsiasi misurazione. Ciò si traduce in due diversi punti di rugiada, uno nel punto di misurazione e un altro durante il processo.
La temperatura del punto di rugiada dei sistemi ad aria compressa può variare da -44 C a -80 C in casi estremi. Se il sistema ad aria compressa non ha capacità di essiccazione, tenderà a produrre aria compressa a temperatura ambiente.
Ecco perché gli utenti industriali di aria compressa utilizzano essiccatori d’aria. Gli essiccatori d’aria rimuovono l’acqua e il vapore acqueo dai flussi di aria compressa. Abbassano il punto di rugiada del flusso di aria compressa per cercare di assicurarsi che l’acqua non si condensi dall’aria compressa mentre attraversa la rete dell’aria.
Gli essiccatori a refrigerazione possono far passare l’aria compressa attraverso uno scambiatore di calore, che fa condensare l’acqua dal flusso d’aria. Questi sistemi possono produrre aria di alta qualità con punto di rugiada basso a 5°C (o superiore). I sistemi di essiccazione ad adsorbimento assorbono il vapore acqueo dai sistemi di aria compressa e sono in grado di produrre aria di alta qualità con un punto di rugiada di -4 C o più secco, se necessario.
I moderni essiccatori d’aria a compressore sono diventati una caratteristica standard in una varietà di sistemi di aria compressa. Sono comunemente usati per i seguenti scopi:
- Il gelo può causare il congelamento dell’acqua, che può influire negativamente sulle linee di controllo
- I componenti pneumatici danneggiati dall’umidità possono causare malfunzionamenti, interruzioni o addirittura guasti completi di macchinari e processi.
- L’umidità avrà un forte impatto negativo sulle condizioni di produzione sterile richieste nelle industrie alimentari e farmaceutiche
- La vernice spray ad aria compressa può far sì che l’umidità influisca sul colore, l’adesione e la finitura.
- Le operazioni di produzione dipendono dal buon funzionamento dei loro sistemi. Ciò potrebbe non essere possibile se è presente umidità nel sistema. È possibile che motori, elettrovalvole e ugelli si guastino o si danneggino a causa della lubrificazione sbiadita.
Di seguito è riportato un grafico che descrive la relazione tra temperatura del punto di rugiada e umidità relativa.
Calcolo Del Punto Di Rugiada
La misurazione del punto di rugiada, o altrimenti denominata misurazione della temperatura del punto di rugiada (Td), si riferisce alla quantità assoluta di vapore acqueo contenuto nell’aria mentre la misurazione dell’umidità relativa indica quanto è vicina l’aria al suo punto di saturazione.
Lascia che ti spieghi prima la legge di Dalton. Spiega sia l’effetto della pressione che della temperatura sul punto di rugiada. La pressione totale di una combinazione di gas ideali è uguale alla somma di tutte le pressioni parziali di ciascun gas. Poiché sono così piccoli, i componenti principali dell’aria includono azoto (N2) e ossigeno (O2), nonché argon (Ar) e anidride carbonica (CO2).
La seguente formula si applica all’aria completamente secca al livello del mare (1013,25 hPa):
PTotale = (pN2 +) pO2 + [pAr] + pCO2
Abbiamo anche vapore acqueo, che è un altro componente comune nell’aria. La seguente formula viene utilizzata per calcolare la pressione totale per l’aria umida:
PTotale = pN2 + pO2 + pAr + pCO2 + e o pTotale = pa +e
Dove:e = pressione parziale del vapore acqueo
Pa = pressione parziale dell’aria secca
P = Pressione totale dell’aria
Come già sappiamo, la pressione parziale massima possibile del vapore acqueo (e) nell’aria è chiamata pressione del vapore di saturazione ed è determinata dalla temperatura. L’aria non può più trattenere il vapore acqueo al di sopra di questo punto e ne deriverà condensa!
La temperatura del punto di rugiada è la temperatura alla quale il vapore acqueo è presente nell’aria. Non risente degli sbalzi di temperatura. All’aumentare dell’umidità, il rischio di condensa aumenta quando la temperatura raggiunge la temperatura del punto di rugiada.
Queste relazioni, compreso il calcolo di eventuali incertezze, possono essere disponibili online come parte di un calcolatore online. Ora esamineremo un esempio della relazione tra la temperatura all’interno dei sistemi ad aria compressa.
- L’aria all’uscita del compressore d’aria è di 50°C e completamente satura
- Pertanto, l’aria ha una temperatura del punto di rugiada di Td = 50 C e un’umidità relativa di RH = 100%
- L’aria viene essiccata a Td = 10 C e quindi raffreddata a 30 C
- Non c’è pericolo di condensa in quanto l’UR è attualmente al 28,9%
- In una tubazione secondaria, la stessa aria viene raffreddata a T = 5 C dal freddo. Quindi, la temperatura dell’aria T scende al di sotto della temperatura del punto di rugiada di Td = 10 C che provoca condensa nel tubo
Pertanto, per evitare la formazione di condensa nel tubo secondario, l’aria deve essere preventivamente asciugata, in modo che la sua temperatura del punto di rugiada sia inferiore alla temperatura minima possibile dell’aria. Cioè, Td < 5 C.
Il punto di rugiada in pressione è la temperatura alla quale viene misurata la temperatura del punto di rugiada nell’aria compressa. Come ho già accennato, sbalzi di pressione possono avere un effetto significativo sui punti di rugiada. Se l’aria è compressa, la temperatura del punto di rugiada aumenta, ecco un esempio pratico:
- La temperatura del punto di rugiada dell’aria è Td = 10 C, la pressione p = 14,5 psi e la pressione parziale del vapore acqueo è 1233 Pa
- Quest’aria può quindi essere compressa sette volte a 101,5 PSI. Anche la pressione parziale del vapore acqueo aumenterà di sette volte fino a 863 Pa, se si segue la legge di Dalton.
- La pressione parziale del vapore acqueo corrisponde a Td = 43 C. Se la temperatura scende al di sotto di questo punto, l’acqua condensa.
Questo effetto può essere facilmente osservato in un compressore d’aria. L’acqua di condensa nelle linee aeree compresse sarà presente se l’aria è completamente satura e la temperatura ambiente scende al di sotto del punto di rugiada.
Misurazione Del Punto Di Rugiada
Il punto di rugiada può essere misurato in modo molto accurato e diretto con un igrometro del punto di rugiada (specchio del punto di rugiada) che comporta il raffreddamento di uno specchio a temperatura controllata fino a quando la condensa si forma sulla superficie. Questa condensa modifica la riflettività della superficie degli specchi, che viene rilevata dall’ottica di misurazione integrata.
La corrispondente temperatura dello specchio quindi indicata è la temperatura del punto di rugiada dell’aria che si sta misurando! La maggior parte dei moderni specchi del punto di rugiada può misurare in un intervallo da -10 C fino a 212 F con una precisione molto elevata di -18 C Td.
Questi dispositivi ad alta precisione sono tuttavia dispositivi piuttosto costosi e vengono utilizzati principalmente come dispositivi di riferimento nei laboratori di calibrazione e non sono adatti per l’installazione di linee di aria compressa.
Invece, un trasmettitore compatto del punto di rugiada con un principio di misurazione igrometrico può essere trovato installato nelle linee aeree compresse. Questi misuratori del punto di rugiada sono dotati di un sensore di temperatura e di un sensore di umidità capacitivo.
Dalla misurazione dell’umidità relativa e della temperatura dell’aria, il dispositivo calcola quindi la temperatura del punto di rugiada con una precisione di circa -16 C Td, adatta per un campo di misura compreso tra -24 C e 14 C.
Domande Frequenti (Domande Poste Alle Fondamenta)
Come si trova il punto di rugiada dell’aria compressa?
Per misurare con precisione i valori del punto di rugiada dell’aria compressa, è necessario utilizzare un sensore del punto di rugiada specializzato che può essere incorporato nelle configurazioni del sistema di compressione dell’aria. Il dispositivo di regolazione deve essere installato a valle del sensore per misurare il punto di rugiada in pressione. In questo modo è possibile aprire la valvola di isolamento e il sensore raggiunge la sua pressione di processo. Per misurare il punto di rugiada a pressione atmosferica, il dispositivo di regolazione deve essere installato a monte del sensore del punto di rugiada.
L’aria compressa contiene umidità?
Sì, l’aria compressa può produrre umidità. L’aria contiene del vapore acqueo. Il volume dell’aria che trattiene l’acqua dipenderà dalla temperatura e dalla pressione. Più alta è la temperatura, più acqua è in grado di trattenere l’aria e all’aumentare della pressione, il vapore acqueo si condensa di nuovo in un liquido e rimani con ciò che è nel tuo sistema.
Qual è l’umidità nell’aria compressa?
L’aria compressa ha il 100% di umidità relativa quando viene compressa ad alta pressione e riscaldata.
