Формула расчета точки росы: формула, таблица для определения, как рассчитать и от чего зависит показатель

Расчет температуры точки росы

Низкотемпературной коррозией называется коррозия хвостовых поверхностей нагрева, газоходов и дымовых труб котлов, под действием конденсирующих на них из дымовых газов паров серной кислоты.

Конденсация паров серной кислоты, объемное содержание которых в дымовых газах при сжигании сернистых топлив составляет лишь несколько тысячных долей процента, происходит при температурах, значительно превышающих температуру конденсации водяных паров (на 50-1000С).

Максимальная температура стенки поверхности нагрева, при которой происходит конденсация паров серной кислоты, определяется как температура точки росы дымовых газов.

Для предупреждения коррозии поверхностей нагрева в процессе эксплуатации температура их стенок должна превышать температуру точки росы дымовых газов при всех нагрузках котла.

Для поверхностей нагрева, охлаждаемых средой с высоким коэффициентом теплоотдачи (экономайзеры и т.

Для поверхностей нагрева водогрейных котлов условия полного исключения низкотемпературной коррозии не могут быть реализованы. Для ее уменьшения необходимо обеспечить температуру воды на входе в котел, равную 105-110 0С.

Для защиты от низкотемпературной коррозии всего газового тракта за котлом (газоходы, золоуловители, дымососы, дымовые трубы) и предупреждения коррозионно-опасных выбросов частичек золы и сажи с сернистой кислотой температура уходящих газов должна выбираться не ниже температуры точки росы дымовых газов.

Для твердых топлив с учетом значительной опасности коррозии золоуловителей температура уходящих газов должна выбираться выше точки росы дымовых газов на 15-20 0С.

Для сернистых мазутов температура уходящих газов должна превышать температуру точки росы при номинальной нагрузке котла примерно на 100С.

Температура точки росы дымовых газов зависит от температуры конденсации влаги при парциальном ее давлении в газах и приведенного содержания серы в рабочем топливе и равна величина в зависимости от приведенных содержаний золы и серы топлива определяется по формуле:

где  – доля золы топлива, уносимая газами.

ПРИМЕР: Рассчитать температуру точки росы при сжигании бурого угля Райчихинского месторождения марки 2БР. Исходные данные смотри в таблице 1 (ниже).

Определим приведенные значения содержаний золы и серы топлива :

Определим объемную доли водяных паров, равному парциальному давлению газов при общем давлении в :

где  – избыток воздуха в газовом тракте.

Следовательно температура конденсации влаги при парциальном ее давлении в газах при 0,13 составляет (определяем по таблице – удельные объемы и энтальпии сухого насыщенного пара и воды на кривой насыщения, см. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ (Нормативный метод)).

Теоретический объем воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг твердого топлива или жидкого, при избытке α=1 и нормальных условиях  

Объемы продуктов сгорания, получающиеся при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха (α=1):

− азота

− трехатомных газов

− водяных паров

Действительный объем дымовых газов при избытке воздуха α˃1:

Определяем температуру точки росы для дымовых газов при избытке воздуха α=1,6 и  (для твердых топлив):

Температура точки росы с учетом рекомендации равна:

Исходя из выше указанного, температура уходящих газов при эксплуатации котла на данном топливе не должна быть ниже 

Таблица №1 – Расчетные характеристики топлива

Литература
1. Тепловой расчет котлов: (Нормативный метод). 3-е изд., перераб. и доп. – СПб.: Издательство НПО ЦКТИ, 1998. -256с.
2. МУ 34-70-118-84 Методические указания по предупреждению низкотемпературной коррозии поверхностей нагрева и газоходов котлов, 1986 -12с.

Расчет температуры точки росы — nehomesdeaf

Точка росы — формула, расчет и визуализация

Что такое точка росы

Точкой росы именуется температура, до которой должен остыть воздух, чтобы имеющийся в нём пар перегретый достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу. Говоря проще, это температура, при которой падает конденсат.

Температура точки росы определяется только 2-мя параметрами: температурой и относительной влажностью воздуха. Чем выше относительная влажность, тем точка росы выше и ближе к фактической температуре воздуха. Чем ниже относительная влажность, тем точка росы ниже фактической температуры.

Таблица с точкой росы

Таблицу с температурой точки росы для самых разных значений температур (от -5°С до 35°С) и относительной влаги (от 40% до 95%) воздуха в помещении можно отыскать в справочном Приложении Р к СП 23-101-2004 «Проектирование теплозащиты строений». К несчастью, в эту таблицу закралось несколько опечаток. Я подготовил для вас файл с таблицей, там опечатки исправлены.

Формула расчета точки росы

Вы можете воспользоваться формулой для приблизительного расчёта точки росы Тр (°С) в зависимости от температуры окружающей среды Т (°С) и его относительной влаги Rh (%):

Формула обладает погрешностью ±0.4 °С в диапазоне температуры окружающей среды Т от 0°С до 60°С, температуры точки росы Тр от 0°С до 50°С, относительной влаги Rh от 1% до 100%.

Приборы с определением точки росы

Психрометр (гигрометр психрометрический) — прибор чтобы провести измерения воздушной влажности и его температуры. Психрометр состоит из 2-ух спиртовых термометров, один из них — простой сухой термометр, а второй имеет устройство увлажнения. Вследствии испарения влаги, увлажнённый термометр охлаждается. Чем ниже влажность, тем меньше его температура. При 100% влаги показания термометров такие же. Для определения относительной влаги применяют психрометрическую таблицу. Эти приборы сейчас применяются только в условиях лаборатории.

Самые удобные на практике исследования строений портативные электронные термогигрометры с индикацией температуры и относительной воздушной влажности на цифровом дисплее. Некоторые модели термогигрометров имеют также индикацию точки росы.

Расчет точки росы в тепловизоре

Многие модели тепловизоров имеют встроеную функцию расчета точки росы в настоящем времени и отображения на термограмме изотермы, воочию показывающей поверхности, где температура ниже точки росы во время тепловизионной съемки. Эта функция есть, например, линейке тепловизров строительного назначения (серия «B» от «Building») FLIR Systems.

Изотерму по точке росы добавить можно на термограмму позднее в программе обработки на компьютере. Для расчета потребуется задать температуру и влажность воздуха. Изотерма закрасит на термограмме все поверхности, температура которых ниже точки росы. Не забудьте, что данная функция демонстрирует опасные для конденсации участки исключительно при услових тепловизионного исследования. Если внешняя температура увеличится, а изнутри влажность упадет, опасные зоны пропадут с термограммы (конструкции будут теплее, а точка росы ниже). Ниже показаны скриншоты программ FLIR и TESTO.

Точка росы в строительстве

О значении конденсации и точки росы при работе конструкций строительства, положении точки росы или плоскости потенциальной конденсации в стенках, оценке дефектности конструкций по условию точки росы с применением тепловизионной съемки я напишу в одной из следующих статей.

Как высчитать точку росы

При проектировании теплоизоляции зданий жилого фонда профессионалами всегда выполняется расчет точки росы с целью определения ее положения в стене снаружи. Это дает возможность понять, где существует очень высокая вероятность выделения существенного количества конденсата, и подобным образом выяснить, насколько материал который выбран ограждения отвечает эксплуатационным требованиям.

Мы не станем вылаживать тут расчет точки росы по формулам, который принято делать в строительстве, так как он очень сложен и громоздок. К слову, этим пользуются многие плохие продавцы строительных материалов, говоря нам о выделении влаги изнутри тех или других теплоизоляторов. Цель этой статьи – помочь традиционному владельцу дома самому определить точку росы в стене и задействовать это в работе.

Что такое точка росы

Нужно понимать, что воздух всегда имеет в себе пар перегретый, кол-во которого зависит от многих условий. Изнутри помещений пар выделяется от человека и от различных ежедневных процессов его деятельности – стирки, уборки, приготовления пищи и так дальше.

С наружной стороны содержание влаги в воздухе зависит от погоды, это ясно. Причем изобилие воздушной смеси парами имеет собственный предел, при достижении которого начинается конденсация влаги и рождается туман.

В большинстве случаев считают, что в данный момент воздух вобрал в себя максимально возможное кол-во пара и его относительная влажность (отмечается буквой ?) составляет 100%. Последующее изобилие как раз и приводит к возникновению тумана – очень маленьких капель воды, присутствующих во взвешенном состоянии. Но все таки всем приходилось смотреть выпадение конденсата на самых разных поверхностях и без всякого тумана.

Так бывает, когда не полностью сочный парами воздух (влажность менее 100%) граничит с поверхностью, чья температура на пару градусов ниже его своей. Фокус в том, что воздушная смесь при разной температуре может поместить различное кол-во пара. Чем температура выше, тем больше влаги она может впитать. Благодаря этому, когда смесь с относительной влажностью 80% соприкасается с более холодным объектом, то она резко охлаждается, предел ее насыщения уменьшается, а относительная влажность может достигать 100%.

В данный момент и начинается выпадение конденсата на поверхности, появляется говоря иначе точка росы. Собственно это явление можно видеть летом на траве. По утру земля и травка еще холодные, а солнце быстро нагревает воздух, влажность его около земли быстро может достигать 100% и падает роса. Интересно, что процесс конденсации сопровождается выделением энергии тепла, что была затрачена раньше на образование пара. Оттого роса быстро сходит.

Выходит, что температура точки росы – величина переменная и зависит от относительной влаги и температуры окружающей среды в нужный момент. В работе эти величины определяются при помощи разных измерителей, — термометров и психрометров. Другими словами, проведя измерение температуры и воздушной влажности, можно предположить, при какой температуре поверхности появится точка росы по таблицам, о чем речь пойдёт дальше.

Для справки. Чтобы установить влажность воздуха снаружи, нынче совсем не обязательно проводить какие-нибудь измерения, нужно только посмотреть на метеопрогноз во всемирной сети. Там указывается и относительная влажность.

Обозначение точки росы

Сейчас нет смысла задумываться над тем, как высчитать точку росы, потому как это давно уже сделано профессионалами, а результаты сведены в таблицу. В ней указываются значения температур поверхностей, ниже которых из воздуха с разной влажностью начинает выделяться конденсат.

Как можно заметить, фиолетовым цветом тут выделена нормативная температура в помещении в зимнее время года – 20 °С, а зеленым отмечен раздел, что охватывает диапазон нормированной влаги – от 50 до 60%. При этом точка росы меняется от 9.3 до 12 °С. Другими словами, при воплощении всех норм конденсация влаги изнутри дома не представляется возможной, потому как в нем нет поверхностей с подобной температурой.

Иное дело – внешняя стена. Внутри ее омывает воздух, нагретый до +20 °С, а с наружной стороны – минус 20 °С, а иногда даже больше. Значит, в толще стены температура поэтапно растет от минус 20 °С до + 20 °С и в каком-нибудь месте она в первую очередь будет равна 12 °С, что при влаги 60% даст точку росы. Однако для этого еще необходимо, чтобы пар перегретый добрался до данного места сквозь материал ограждения. И здесь появляется еще 1 фактор, действующий на обозначение точки росы – проходимость пара материала, которая всегда принимается во внимание во время строительства.

Сейчас можно перечислить все факторы, которые влияют на образование влаги изнутри фасадных стен во время эксплуатации:

• температура окружающей среды;
• относительная влажность воздуха;
• температура в толще стены;
• проходимость пара материала ограждения.

Примечание. Чтобы провести измерения данных показателей в толще используемых стен не существует никаких датчиков или анализаторов, их можно получить только расчетным путем.

Проходимость пара – это характеристика, показывающая, какое кол-во пара перегретого может пропустить через себя тот или другой материал за конкретный временной промежуток. К проницаемым относятся все конструктивные материалы с открытыми порами – бетон, кирпич, дерево и так дальше. В народе бытует выражение, что дома, построенные из них, «дышат». Примерами пористого теплоизолятора служат минвата и керамзитобетон.

Из всего сказанного выше делаем вывод, что в традиционных и теплоизолированных стенах обязательно есть условия для появления точки росы. Вот здесь и рождается много небылиц и страшилок, которые связаны с большим количеством воды, прямо-таки вытекающим из стен при конденсации, и произрастающей на них массой плесени. В реальности все не очень страшно, ведь эта точка не занимает стационарную позицию в ограждении. Со временем условия с двух сторон конструкции регулярно меняются, отчего и точка росы в стене передвигается. В строительстве это называют зоной потенциальной конденсации.

Так как заграждение проницаемо, то оно может самостоятельно избавиться от выделяющейся влаги, при этом значимую роль играет система вентиляции с двух сторон. Недаром внешнее утепление стен ватой на минеральной основе выполняется вентилируемым, ведь точка росы в данном случае находится в теплоизоляторе. Если все сделано правильно, то выделяющаяся изнутри ваты влага через поры покидает ее и уносится потоком вентиляционного воздуха.

Вот почему очень важно устроить правильную систему вентиляции в помещениях для жилья, она убирает не только вещества которые вредны, но и дополнительную влажность. Стенка мокнет лишь в одном случае: когда конденсация происходит регулярно и на протяжении продолжительного времени, а влаге деться некуда. В нормальных условиях материал просто не успевает напитаться водой.

Современные полимерные теплоизоляторы почти не пропускают пар, благодаря этому при стеновом утеплении их лучше располагать с наружной стороны. Тогда которая нужна для конденсации температура будет изнутри пенополистирола или вспененного полистирола, но пары к этому месту не доберутся, а поэтому и увлажнения не появится. И наоборот, теплоизолировать полимерным материалом внутри не стоит, так как точка росы остается в стене, а влага станет выделяться на стыке 2-ух материалов.

Пример подобной конденсации – окно с одним стеклом в зимнее время, оно не пропускает пары, отчего на поверхности внутри образуется вода.

Утепление внутри выполнимо при подобных условиях:

• стенка достаточно сухая и относительно тёплая;
• теплоизолятор обязан быть паропроницаемым, дабы выделяющаяся влага могла покинуть конструкцию;
• в доме должна отлично действовать система вентиляции.

Заключение

Итак, точка росы изнутри конструкций строительства есть всегда, при этом высчитать кол-во появляющеся влаги по формулам очень тяжело, можно только определить территорию конденсации. А это позволяет принять меры по удалению влаги, а порой и совсем не допустить ее возникновение при помощи пароустойчивых теплоизоляторов.

Обозначение точки росы

Обозначение температуры точки росы по температуре воздуха и относительной влаги

Точка росы — температура, до которой должен остыть воздух, чтобы имеющийся в нем пар перегретый достиг границы насыщения. Говоря иначе, чтобы относительная влажность газа при этом составляла 100%. Последующий приток пара перегретого или воздушное охлаждение вызывает появление влаги. При позитивных температурах — росы, при негативных — инея, льда или снега.

Функциональный пример — в тёплое помещение заносится какая-либо вещь с мороза. Воздух над поверхностью подобной вещи охлаждается ниже точки росы (для текущей влаги и температуры) и на поверхности образуется конденсат. В последующем вещь нагревается до температуры помещения, и конденсат выветривается. Собственно, с данным и связана рекомендация не включать сразу приборы для домашнего применения, занесенные с мороза.

где a = 17.27, b = 237.7, ln — настоящий логарифм, RH — относительная влажность воздуха в долях единицы, Tp — точка росы
Согласно Википедии, в диапазоне от 0 до шестидесяти градусов Цельсия формула обладает погрешностью 0. 4 градуса Цельсия.

Точка росы. Секреты!

Точка росы

  Точка росы рассчитывается на основе: температуры по сухому термометру.
                               Относительная влажность
-------------------------------------------------- ---------------------------
     B = (ln(RH / 100) + ((17,27 * T) / (237,3 + T))) / 17,27
     Д = (237,3 * В) / (1 - В)
       куда:
               T = температура воздуха (по сухому термометру) в градусах Цельсия (C).
              RH = относительная влажность в процентах (%)
               B = промежуточное значение (без единиц)
               D = точка росы в градусах Цельсия (C)
    Вот та же формула, но разбитая на более мелкие части:
          L = ln(RH/100)
          М = 17,27 * Т
          N = 237,3 + Т
          В = (Л + (М/Н)) / 17,27
          Д = (237,3 * В) / (1 - В)
            куда:
                    T = температура воздуха (по сухому термометру) в градусах Цельсия (C).   = натуральный логарифм (е в степени...)
   Атмосферное давление рассчитывается по высоте
-------------------------------------------------- ------------------------
   Р = 101,3 * ((( 29= в силу
 Чтобы преобразовать футы (f) в метры (м):
--------------------------------------------------------------
   м = f * 0,3048
   куда:
     м = высота в метрах (м)
     f = высота в футах (f)
 ================================================== ==========================
   Источник: «Преобразование выражений влажности с помощью компьютеров и калькуляторов».
            Листовка о продлении сотрудничества 21372.
            Калифорнийский университет - Дэвис
            Автор: Р. Снайдер и Р. Сноу
 ================================================== ==========================
 

Как преобразовать точку росы в относительную влажность?

Единицы измерения насыщения и конденсации

Точка росы, или температура точки росы , это температура, при которой при охлаждении газа образуется роса или конденсат. Если конденсат представляет собой лед, это известно как точка замерзания.

Относительная влажность  является отношением количества водяного пара e в воздухе к количеству водяного пара e _s , которые были бы в воздухе, если бы были насыщены при той же температуре и давлении. Ее можно выразить как

относительная влажность (в %) = e / e _с × 100    (Уравнение 1)

К сожалению, не существует простой прямой формулы для преобразования точки росы в относительную влажность. Преобразование между этими двумя параметрами должно выполняться на промежуточном этапе оценки как фактического давления пара над водой, так и давления насыщенного пара при преобладающей температуре.

• Преобразование температуры точки росы и температуры окружающей среды в давление водяного пара с помощью уравнения 2 или 3 ниже (или уравнения 4 или 5 для большей точности)
• Используйте эти значения давления пара в уравнении 1, чтобы найти относительную влажность

• Используйте уравнение 2 или 3 ниже (или уравнение 4 или 5 для большей точности), чтобы найти давление насыщенного пара по температуре окружающей среды
• Используйте уравнение 1 для расчета давления водяного пара по давлению насыщенного пара и известной относительной влажности
• Используйте приведенное ниже уравнение 2 или 3 (или уравнение 4 или 5) для расчета температуры точки росы или инея по давлению пара (требуется повторение при использовании уравнений 4 или 5).

Давление пара можно рассчитать по формуле Магнуса.  Указывает, что при температуре  t  (в °C) давление насыщенного пара  e _w (t) , в паскалях (Па) над жидкой водой, равно

ln e _w (t)  = ln 611,2 + (17,62  t ,2 )/(2493 ,2 )        (Уравнение 2)

Для информации: 100 Па = 1 миллибар (мбар)

Для диапазона от -45 °C до +60 °C значения, полученные по этому уравнению, имеют погрешность < ±0,6 % значения при уровень достоверности 95%.

По льду,  e _i (t)  is

ln  e _i (t)  = ln 611,2 + (22,46  t )/(272,62+ t )          (Уравнение 3)

< ±1,0 % значения при доверительном уровне 95 %.

Это более точная, но сложная альтернативная формула для давления пара (в паскалях) от точки росы (в кельвинах) для воды:

ln  e _w (T)  = -6096,9385 T ^-1  + 21. 2409642 — 2.711193×10 ^-2   T  + 1.673952×10 ^-5   T ²  + 2.433502 ln  T           (Equation 4)

and for ice:

ln  e _i (T)  = -6024.5282  T ^-1  + 29.32707 + 1.0613868×10

(Формулы Sonntag, 1990, обновлены из формул, данных Wexler, 1976 и 1977.)

Неопределенности, связанные с этими уравнениями: С

при доверительном уровне 95%.

Точность этих расчетов незначительно зависит от давления и температуры рассматриваемого газа. Для воздуха, близкого к комнатной температуре и атмосферному давлению, коэффициент усиления водяного пара влияет на результат примерно на 0,5 % от значения.