Strany
potápěčské
vydává Zdeněk Šraier
Strany potápěčské
vydává Zdeněk Šraier
zavřít

Napište hledaný výraz a stiskněte Enter

 

Vlhkost vzduchu

od sání kompresoru k automatice

autor: Tomáš Sládek  (publikováno: 04.09.2000)
Mezi lidem potápěčským koluje ohledně vlhkosti vzduchu v lahvích a automatikách spousty zaručených pravd, které jsou však více pověrami, než fyzikální realitou.

Pokusil jsem se spočítat, co se opravdu stane na cestě 1 m3 vzduchu o běžné vlhkosti od sání kompresoru k náustku plicní automatiky. Přesnost výpočtů je ovlivněna mnoha předpoklady (ideální plyn, zanedbávání různých méně podstatných jevů, nepřesnost použitých tabulek), spíše než na velkou přesnost jsem se zaměřil na názornost.

Kde teplota celkový tlak relativní vlhkost hmotnost páry kondenzát parciální tlak páry
t [°C] pC [bar] Fi [%] mH2O [g] mK [g] pH2O [Pa]
Sání kompresoru 20   1   70   12.1       -     1633    
1. pol. kompresoru1) 200   300   32   12.1       -     489900    
2. pol. kompresoru2) 50   205   100   0.45     odvod 11.65     12330    
Ochlazení-sklad.3) 20   186   100   0.093   0.36     2333    
Ochlazení-voda4) 4   176   100   0.034   0.059   808    
1. stupeň PA5) -1   11   9   0.034   -     50.5 
Mírný ohřev6) 2   11.1 7,3 0.034   -     51    
2. stupeň PA7) 0   1   0.7 0.034   -     4.6 

Poznámky:

  1. Počítáno jako polytropická změna ideálního plynu s polytropickým koeficientem n=1.09, což zahrnuje všechny stupně kompresoru i mezichlazení. Stav odhadem odpovídá tomu, jak to vypadá nad pístem posledního stupně kompresoru v okamžiku otevírání ventilu.
  2. Vzduch vystupuje, ochlazuje se a jde do odlučovače kondenzátu. Počítáno jako izochorická změna ideálního plynu.
  3. Ještě věříte, že v láhvi může nebýt na dně kondenzát a 100% vlhkost? Na každé naplnění 15 l láhve připadá asi 1 ml vody. Pomohl by silikagel ve filtru na kompresoru, ale to by musel být velmi často měněn, alespoň jednou denně při intenzivním provozu. Počítáno jako izochorická změna ideálního plynu.
  4. I při ponoru pod ledem jen těžko klesne teplota vzduchu pod 4 °C, nepočítám ovšem s vymrznutím láhví na břehu. Tady už není až tak zajímavý kondenzát na stěnách, jako spíše mlha, která se patrně v láhvi po ochlazení vytvoří a která se nejspíš bude chtít usazovat (přimrzat) až v prvním stupni automatiky. Počítáno jako izochorická změna ideálního plynu.
  5. Tryska 1. stupně škrtí procházející plyn. Kdyby byl ideální, veškerá tepelná energie by se transformovala do energie kinetické a k ochlazení by nedošlo. Jelikož však vzduch ideální není, dochází zde k vlivem Joule-Thomsonova jevu ke změně teploty, pro vzduch a pro naše podmínky k mírnému ochlazení (ale pozor, třeba hélium se při těchto podmínkách zahřívá).
  6. Vzduch vytéká z trysky pod sedlem 1. stupně rychlostí skoro se rovnající rychlosti zvuku. Tím, že se zastaví, změní se kinetická energie v energii tepelnou. Trochu také hraje roli tepelná výměna s okolím.
  7. Tryska 2. stupně škrtí procházející plyn. Ten je téměř absolutně suchý.

Použitá literatura:

  1. Technické znalosti o stlačeném vzduchu, firemní materiály Schneider Druckluft (resp. Schneider Bohemia, Plzeň)
  2. Termodynamika, bohužel dále neidentifikovatelný fragment skript ČVUT FSI (okolo 1985)
  3. Molekulová fyzika a termika, Prometheus 1993
  4. Matematické, fyzikální a chemické tabulky, SPN 1981
  5. Technický naučný slovník, SNTL 1981 (1. díl) - 1986 (7. díl)

Zvláštní poděkování:

Jardovi Procházkovi, který mi to začal vysvětlovat. Když zjistil, že je to marné, tak mi poskytl firemní skripta kompresorářské firmy Schneider Bohemia, ve které pracuje.
autor: Tomáš Sládek