圧縮空気の露点と水分含有量

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質問者：sumomo0524
質問日時：2008/06/24 23:31
回答数：2件

現在、コンプレッサーを使用してまして、0.77MPaの圧縮空気
を作っています。
ドライアーが付いており、メーカー保証数値で、露点：12℃(加圧下)
とのことで、大気圧換算下での露点をメーカーに
問い合わせたところ、-15℃との回答でした。
難しい算出法ですのでと、算出式までは教授頂けませんでした
が、どのような算出法で-15℃となったのでしょうか？
また、露点が分かれば、理論水分含有量値(○○%)が導き出せる
とのことですが、どのような算出法で露点：-15℃の水分含有量
が導き出せるのでしょうか？
ご教授の程、宜しくお願い致します。

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回答 (2件)

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No.2ベストアンサー

回答者： 101325
回答日時：2008/06/25 18:23

「”大気圧露点”　”圧力露点”」で検索をかけると換算表がヒットするのでそれを使います。

■ 圧力露点-大気圧露点換算表（数表）を使う方法
http://www.orionkikai.co.jp/kuatsu/mame/mame1.pdf
1. 絶対圧が0.77MPaAなら、ゲージ圧は0.67MPaGで、換算表でこれに近い圧力は0.69MPaG
2. 圧力下露点12℃、圧力0.69MPaの大気圧露点を求めると-15.7℃
3. Excelなどの表計算ソフトで適当に補間すると、ゲージ圧0.67MPaGのとき大気圧露点-15.4℃≒-15℃

■ 圧力露点-大気圧露点換算表（グラフ）を使う方法
http://cd.tokimec.co.kr/Pdf/hoki/gx04.pdf
1. 絶対圧が0.77MPaAなら、ゲージ圧は0.67MPaGで、グラフでこれに近い圧力は0.7MPaG
2. 圧力露点:12℃で水平線を引いて、曲線との交点より垂線を下ろして横軸を読むと大気圧露点：-15℃

■ 飽和水蒸気量表を使う方法
http://cd.tokimec.co.kr/Pdf/hoki/gx04.pdf
1. 圧力露点：12℃から、圧縮空気の水分含有量＝飽和水蒸気量：10.7g/m3
2. 圧縮空気を大気圧に戻したときの水分含有量＝10.7g/m3*(0.1MPa/0.77MPaA)=1.39g/m3
　なぜなら圧力を7.7分の1にすれば、ボイルの法則より気体の体積が7.7倍になるので。
3. 飽和水蒸気量が1.39g/m3のときの露点を表から読むと大気圧露点：-15℃

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この回答へのお礼

ご教授賜り、有難う御座います。
分かり易く、参考になりました。
お礼申し上げます。

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お礼日時：2008/06/25 23:33

No.1

回答者： astra0641
回答日時：2008/06/25 07:22

水蒸気の分圧が、その温度における水の飽和蒸気圧を超えると結露します。

http://www.es.ris.ac.jp/~nakagawa/met_cal/satu_v …
から安直に１２℃の飽和蒸気圧を求めると14hPaですので、0.77MPaの圧縮空気中の14hPaは水が残っているよということです。
さて、1気圧は約0.1MPaですから、お使いの圧空を大気圧にした場合の、水蒸気分圧は14hPa×0.1/0.77=1.8hPa程度です。
あとは、この圧力が飽和蒸気圧となる温度を求めれば言い訳です（温度低下で、定容なら圧力がへりますが、ここでは、単純に定圧でと考えています）。
それを知るためには、飽和蒸気圧の温度依存性をしらなければならなわけで、ここが算出法というか面倒なところだったのだろうと思います。
ちなみに上の頁で-15℃を入れると1.91hPaとなるので、1.8hPaとは少し異なっていますが、程度はあっていますし、氷だと水とは飽和蒸気圧がことなるはずなので、メーカーの示した値は正しいのだろうなぁと思います。

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この回答へのお礼

早速のご教授を頂き、有難う御座います。
メーカーの技術部門からの、どうせ理解出来ないでしょ？
的な回答でしたので、大変、嬉しく参考とさせて頂きました。
有難う御座いました。

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お礼日時：2008/06/25 23:35

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「定圧のもとで水蒸気量の変化が無いときは気温が変化しても露点温度は一定」とあります。
そして
「しかし、気圧が下がると飽和水蒸気圧が下がるため、露点温度も下降する。」とも書いてあります。
また、別のページには
「飽和水蒸気圧は温度のみに依存する」とあって、考えてみると
定圧でも温度が変化すれば飽和水蒸気圧は変わって露点温度は変化し、
そして、飽和水蒸気圧は温度のみに依存するのではなく気圧にも影響を受けるということにもなります。
何かつじつまが合わない気が・・・
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「定圧のもとで水蒸気量の変化が無いときは気温が変化しても露点温度は一定」
正しいです。

「飽和水蒸気圧は温度のみに依存する」
正しいです。

「気圧が下がると飽和水蒸気圧が下がるため、露点温度も下降する」
間違っています。正しくは
「気圧が下がると『水蒸気圧』が下がるため、露点温度も下降する」
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　相対湿度＝水蒸気量÷飽和水蒸気量×100%
の式を使っても
　相対湿度＝水蒸気圧÷飽和水蒸気圧×100%
の式を使っても正しい値がえられることから分かるように、水蒸気圧は水蒸気量に、飽和水蒸気圧は飽和水蒸気量に相当するものです。

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0.4MPaの工場エアーを使用して、口径6mmのノズルから吐出させています。
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Q3相電動機の消費電力の求め方

３相電動機の消費電力の求め方について質問です。

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√3*200*10*0.72=2.4KW
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宜しくお願いします。

Aベストアンサー

出力は軸動力を表しているので、消費電力はそれを効率で割る必要があるかと思います。
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この無効電力は励磁電流が支配的でしょうから、負荷によらず変わらないとすると、軽負荷時に線電流が10Aになったときの皮相電力は√3*200*10 で3.5kVAで、このときの有効電力は√(3.5^2-2.6^2)=2.3 kW という具合になりそうに思います。

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Q凝縮水と飽和水蒸気圧力

(１)飽和水蒸気圧は(全圧？)かけらてる圧力によって変わりますか。

(２)たとえば大気圧が二倍になっても水蒸気圧は変わりませんか。また飽和水蒸気圧ではない水蒸気圧という概念がありますか。

(３)コンプレッサーの話みたいですが(私は機械ではなく水蒸気圧に関心があります)。

「圧力による飽和水蒸気量」というグラフが(ドレン｜三井精機工業株式会社の)サイトで見られます。
「飽和水蒸気量は温度が高くなると増加し圧力の上昇に伴い減少する。」
と前説して「凝縮水」の話題になります。

上記サイトのその表現はかなり不正確でしょうか。であれば校正してください。この会社独自のものではないと思われるので本件は業界的なんでしょうか。私には何が正解か分かりませんので疑問になりました。

(４)凝縮水とは何ですか。因みに私はコンプレッサーという代物が何かほぼ分かりません。

答えたいところだけで構いませんので、ご教授よろしくお願いします。

Aベストアンサー

No.７　追
う～ん。
>　飽和水蒸気量は温度が高くなると増加し、圧力の上昇に伴い減少する。
という表現は紛らわしいですね。
『飽和水蒸気量は圧力一定の場合は温度の上昇に伴って増加し、温度一定の場合は圧力の上昇に伴って減少する』という表現が分かりやすいでしょう。
質問のドレンの説明ページでは「一定量の空気の圧力を上げる」ケースではなく、「水蒸気を含む空気を沢山集めてきて圧縮する」ケースを説明しており、「集まりすぎて空中に溶けていられなくなった余分」が凝縮してドレン排出されるということを説明しているのですよねー。
先の回答であげた説明で言うと、体育館の中で子供達が走り回っているところに、さらに「外にいた子供達」を追加するケースです。

>　圧力をかけた場合、(温度上昇して)、温度が下がらないから、過飽和は絶対に成立しないのでしょうか。
そうです。
一定量の空気の体積を小さくしても（圧縮）、その際に生じる熱を外部に出さなければ凝縮は起きません。
『湿度120%』なんて事はおきないと思って下さい。

>　原典のサイトはその熱が放出された後の！凝縮水という状態変化ですよね。
>　圧力で凝縮水ではありませんよね。その放熱を除く記述はやはり良くないですね。
>　でないと色んな知識がつながりません。
機械を扱う上では計算式に当てはめるだけの知識でもとりあえず支障はないわけですけど、少なくとも学生向けの説明資料としては向かないですね。あの説明で理解できる人には、あのページの説明自体が不要ではないでしょうか(^^;

>　原典のグラフの縦軸は「１気圧における１ｍ^3あたりの飽和水蒸気圧」のような感じ
No。「飽和水蒸気圧」は圧力（単位はkgf/cm^2やPaなど）ですよ？
グラフ縦軸は１気圧１ｍ^3（かつ湿度100%）の空気が含んでいる水蒸気の量（重さ：g）を示しています。
つまり１m立法の空間にどれだけの水分があるか、ですね。
グラフタイトルに『圧力による飽和水蒸気量の変化』と書いてありますよね。各温度・圧力において、空気1立法メートル中に含まれる水分量がどれだけかを見る「早見表」として使うものです。
圧縮機を扱う人は、あのように整理した「早見表」から空中の水分量を見て取って、それを計算式に当てはめるだけで圧縮した場合にどれだけの水が排出去れるかを知ることが出来る、というわけです。

例えばこの「早見表グラフ」を使えば、
40℃で圧力6kgf/cm^2Gの空気は、最大52gの水分を水蒸気として含むことが出来る。
同じく0℃で圧力6kgf/cm^2Gの空気は最大4.9gの水分を水蒸気として含むことができる。
ということが読み取れます。

だから湿度100％で温度40℃、圧力6kgf/cm^2Gの空気を密閉容器に入れて、圧力6kgf/cm^2Gを保ったまま0℃まで冷やすと、その差（52g-4.9g＝47.1g）の水蒸気が水になって出てくるということが分かる。

※ちなみにグラフ横軸単位のGは「ゲージ圧（大気圧との差）」を示す記号。１atmは0kgf/cm^2Gです。それと、左に「1気圧下での飽和水蒸気量」という表が付いてますよね。この表はちゃんと温度が変数になっています。

>　飽和水蒸気量や飽和水蒸気圧は、温度だけで決まる、は間違いという事ですか。
>　温度変数をやめて他の変数では無理という意味ですよね。
飽和水蒸気量や飽和水蒸気圧は、温度だけで決まると言っていいです。
厳密には他のファクターもあるのですが、それによる「誤差」は極めて僅かですから、実用上何の支障もなく無視できます。

参考URL：http://www.s-yamaga.jp/nanimono/taikitoumi/kukichunosuijoki.htm

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Q絶対温度と露点温度から相対湿度を計算する方法

絶対温度と露点温度から相対湿度を算出することは可能ですか？
ＥＸＣＥＬ等で計算式を知っているかたいらっしゃった教えていただきたいです。

Aベストアンサー

>絶対温度と露点温度から相対湿度を計算する

相対湿度 (H)は、露点 (Td) の水の飽和水蒸気圧 (Ew) とその気温 (t) での水の飽和水蒸気圧 (e) の比で決まります。式は、
　　H = e / Ew' x 100 (％)　　
です。

故に、どうしても水の飽和水蒸気圧を求めねばなりません。
実用上 Tetens の式を使用します。
　　E ＝6.11 × 10 ^{at/( b + t ) } （hPa）
a ＝ 7.5、 b ＝ 237.3 （水の場合）、 a ＝ 9.5、 b ＝ 265.5 （氷の場合）

エクセルでの計算例。
絶対温度から求めたいとのことですが、...続きを読む

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