让水消失于无形

空气干燥背后的科学

我们的博客文章《好的、坏的和湿的》讲过,(压缩)空气中的水分和冷凝水含量增加是一个实际存在的问题。它会影响基础设施的安全性、性能、效率和寿命,以及最终产品的质量等等。

所以,这篇文章探讨了能让水“消失”的常见方法之一。您会发现,这不是魔术,而是真正的科学。

2020年4月2日

相对湿度:这是一切的起点

谈到如何从等式以及您的系统空气中除去水,一切都取决于空气的初始湿度您想要达到的干燥程度以及想要的干燥速度。

首先,我们来谈谈空气中本就存在的水分。这通常以“相对湿度”表示

相对湿度 (RH%) 是指(在给定温度和压力下)空气在发生冷凝之前可以容纳的含水率上限。这就好比是玻璃杯在开始溢水之前能装多少水。不过,相对湿度不仅能表明空气含有多少水,还能表明空气中仍能吸收多少水,也就是空气可用来干燥的能力!举例来说,如果您的工厂中环境空气的相对湿度为 20%,这意味着仍有 80% 的空气可在您不希望存在水分的地方用来吸收水分。所以从我们的角度看,玻璃杯从来不是装了半杯水,而是还有一半能装水的空杯!或者就本例而言,还有 4/5 的空间。假设我们能够产生连续的空气流,那么就能利用这 4/5 的空间将水从等式或者您的系统中吸走。

露点:这是您想要达到的目标

您希望达到的干燥程度通常以露点表示,也就是特定空气中的水开始发生冷凝时的温度 - 比如早晨草坪上的露珠、浴室玻璃窗上雾气或冰箱壁上的结冰都是冷凝现象。

空气越湿,结露的温度越高。反之,空气越干燥,就需要将温度降得更低才能结露。您一定要记住这一点,因为,如果您想要达到某个目标露点,则您注入的用于干燥的空气其露点必须等于或(最好)低于该目标露点。

我们再举最后一个例子:冰箱解冻。通常,除霜(霜就是结冰的露水)的过程是先让结霜融化,然后用海绵把水吸走,最后再用抹布擦干。然而,虽然您认为冷箱已经非常干燥了,当您重新接通电源后,冰箱内又会开始不知不觉地形成新的冰层。为什么呢?因为我们“注入”到冷箱中的空气的露点高于冰箱的工作温度。一旦温度降至该露点以下,空气中的水分就会冷凝结冰 - 哪怕只有很少的水分。这种情况在家里只会造成些许麻烦,而在生产管道环境中就可能导致危险!这就是在阿特拉斯·科普柯租赁公司的标准做法中,要使用露点可达到 -40°C 甚至更低温度的工业干燥机的原因所在。

温度:它可以加快干燥过程

说到哪些因素会影响达到所需干燥程度的速度,我们的武器库中最重要的武器就是温度。

如果您曾经好奇为什么电吹风要吹出热风,这就是原因!通过提高空气温度,电吹风可借助增加空气吸水能力来降低相对湿度。同时,它为系统注入能量,使得更多的水被蒸发。 

不过,这里存在一个难以克服的难题:加热可以加快干燥过程,但它不能帮助您达到更高的干燥水平。不管空气温度有多高,它所能达到的露点永远不会低于您要干燥的空气的露点。

纯度:这是一个隐秘因素

我们前面讨论了您所使用的干燥空气的干湿和冷热程度。然而,这个等式中还有一个更重要的因素,它就是空气的清洁程度!

研究表明,空气中存在的颗粒物或气溶胶可起到催化剂的作用并导致水分饱和,使得空气会在远高于正常露点的温度下发生冷凝。换句话说,不洁净或不纯净空气对水的容纳能力要低得多。就像更清洁的柴油发动机能减少排烟量一样,空气越清洁,其吸收水分的能力就越强。这正是阿特拉斯·科普柯生产“Class 0”无油鼓风机和压缩机的原因所在 - 这些鼓风机和压缩机能够清除干燥空气中几乎所有的灰尘、悬浮油滴和油蒸汽,从而实现非常高效的干燥过程。 

所以说,您在下次使用空气干燥过程来除去系统和设备中的水分或水时,一定要记住,您能达到的干燥程度将取决于您所用空气的露点,整个操作所需的时间则取决于所用空气的温度和纯度。相信不需要我们提醒您也知道,时间就是金钱。

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Tom Wouters

阿特拉斯·科普柯专业租赁分部产品营销经理

让水消失于无形

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