<노점 환산도 보는법>(예)압력 노점 10℃ 압력0.7MPa의 대기압 노점을 구하는 경우①압력노점 10℃ 점 A를 화살표→에 따라서 압력 특성선 0.7MPa와의 교점B를 구합니다.②교점B를 화살표→에 따라서 대기압노점과의 교점C를 구합니다.③교점C가 대기압 노점의 환산치 -17℃가 됩니다.
<응축수량의 산출방법>
(예)주위온도 30℃, 상대온도 60%에 설치되어져 있는 에어콤프레셔에서 0.7MPa까지 가압하여 그 압축공기를 25℃ 까지 냉각했을때, 응축하는 수분량을 산출하는 경우.
①주위온도 30℃점 A를 화살표에 따라서 상대온도 60% 의 곡선과의교점 B를 구합니다.
②교점B를 화살표에 따라서 압력특성선 0.7MPa와의 교점D를 구합니다.
③교점D를 화살표에 따라서 교점E를 구합니다.
④교점E가 주위온도 30℃, 상대온도 60%를 0.7MPa까지 가압했을때의 압력노점이 됩니다. E의 값은 62℃ 입니다.
⑤교점E를 위쪽 화살표에 따라서 교점D에서 왼쪽방향 화살표에 따라서 세로축과 교점C를 구합니다.
⑥교점C가 0.7MPa, 압력노점 62℃의 압축공기 1㎥에 포함된 수분량을 나타냅니다. 수분량은 18.2g/㎥입니다.
⑦냉각온도 25℃(압력노점25℃)F를 화살표에 따라서 압력특성선 0.7MPa와의 교점 G를 구합니다.
⑧교점G에서 화살표에 따라서 세로축과의 교점H를 구합니다.
⑨교점H가 0.7MPa, 압력노점 25℃의 압축공기 1㎥에 포함된 수분량을 나타냅니다. 수분량은 3.0g/㎥입니다.
⑩따라서 응축하는 수분량은 아래와 같이 됩니다.
(1㎥당)교점C의 수분량-교점M의 수분량=응축하는 수분량 18.2-3.0=15.2g/㎥
콤프레샤에서 가장 중요 시 되는 부분이 제습입니다. 위의 가장 일반적인 시스템을 기준으로 제습관련 계산을 합니다. 자료는 " 알고싶은 메카트로닉스" 에서 발취 수정하고 그림은 여기저기 입니다..
계산1) 콤프레샤 주위의 공기온도 32도/상대습도80% 콤프레샤의 공기 흡입량 10[m^3/min] 이면 콤프레샤가 흡입하는 수증기의 총량은?
계산) 32도에서의 포화수증기의 량이 표에서 나타난 33.8[g/min]이나 상대습도가 80% 이므로 33.8[g/m^3] * 80/100 = 27[g/m^3]이고 콤프레샤의 흡입량이 10[m^3/min] 이므로 27[g/min] * 10[m^3/min] = 270 g/min 이 됩니다.
즉 콤프레샤 작동시 분당 270g의 수증기가 유입됩니다. 이렇게 흡입된 수증기는 체적의 변화와 온도의 강하 등으로 물(드레인)로 변화하여 작동체(실린더, 공구)등에 악영향을 끼치므로 제거를 해주어야 하고 이 기능을 제습장치들이 합니다.
탱크에 저장되는 공기의 온도가 40도 이하로 떨어지기 전에 사용하면 관내에 드레인 량이 많아지고 필터와 드라이어의 기능 등이 떨어져 쿨러를 전단에 설치합니다..
계산2) 압축 및 쿨러에서의 드레인 발생량
에프터 쿨러의 공기압은 평균 0.7 [MPa] {7kg/cm^2}의 기본 냉각온도는 40도 입니다 ..
40도에서의 포화수증기의 량이 표에서 나타난 51.5[g/min]이고 압력이 7kg/cm^2 로 압축되어진 상태이므로5.15 * (0.1013 /0.7 + 0.1013) = 약: 6.5 [g/m^3] 이 됩니다..
즉 처음에 콤프레샤로 흡입되는 수증기의량 27[g/m^3] 에서 6.5 [g/m^3]이 남고 나머지는 물로 변합니다. 나머지 물의 량은 27[g/m^3] - 6.5 [g/m^3] = 20.5g/m^3 → 그리고 여기에 분당 공기량을 곱하면 20.5g/m^3 * 10[m^3/min]= 205g/min 전체 흡입 수증기의 량중 1차 체적의 부피에 변화에 따른 수증기의 량과 쿨러에 의한 온도강하에 의한 드레인의 량은 205g/min이 되고 전체 흡입 수증기의 량 205 g/min / 270 g/min * 100 = 76% 가 됩니다. 즉 쿨러까지의 드레인 발생률이 76%가 됩니다.
문제1) 배관내에서의 드레인 발생량
쿨러에서의 온도40도가 배관을 타고 콤프레샤 흡입 당시의 주위온도 32도까지 관속의 온도가 하강할때(노점의 하강) 배관 내에서의 드레인 발생량은 32도에서의 포화수증기의 량이 표에서 나타난 33.8[g/min]이고 이를 대기압으로 환산하면 33.8 * (0.1013 /0.7 + 0.1013) = 약 4.3g/m^3이 됩니다. 쿨러직후 배관초입에서의 공기 속에 6.5 [g/m^3]의 공기는 주위온도가 32 도로 내려가면서 4.3g/m^3만 남고 나머지 6.5 [g/m^3] - 4.3 [g/m^3 ]= 2.2[g/m^3] 가 되고 2.2[g/m^3] * 10[m^3/min]= 22 g/min의 드레인으로 변합니다.
여기까지의 전체 드레인 발생률은 (205 g/min + 22 g/min) /270 * 100 = 약 84% 가 됩니다..
계산3) 드라이어에서의 드레인 제거률(자료출처 : 세양에어)
32도의 공기압 온도 7kg/cm^2를 4도까지 냉각시키면 대기압 이슬점 -22도에서의 포화수증기 량은 0.909[g/m^3]이며 문제1)에서 관속의 수증기 잔량 4.3 [g/m^3 ]에서 이슬점 -22도에서의 포화수증기 량은 0.909[g/m^3]을 빼면 4.3 [g/m^3 ]- 0.909[g/m^3] =3.391 [g/m^3] 이 되고, 3.391 [g/m^3]*10[m^3/min]= 약 34 g/min 의 수증기가 드레인으로 발생합니다...여기까지의 전체 드레인 발생률은 (227 g/min + 34 g/min) /270 * 100 = 96.7% 가 됩니다. 냉동식 드라이어를 나온 공기는 대기압 이슬점 온도가 -22도까지 냉각되어 있으므로 주위온도나 단열팽창 등에 의해-22도 이하로 냉각되지 않는한 드레인의 발생은 일어나지 않는다.
(노점: 일정한 압력하의 공기의 온도가 내려가면 공기중의 포함되어 있는 수증기는 포화상태가 되고, 응축하여 물방울이 생기기 시작한다. 이때의 온도를 노점이라고 한다.노점에는 대기압 노점과 압력하 노점이 있는데 전자는 대기압 하에서의 수분응축 온도이고,후자는 어떤 압력하에서의 수분응축 온도이다.
예로 7kg/cm^2의 압력하에서의 압력하 노점이 4도일때 대기압 노점은 -22도이다.
이는 다시 말해 7kg/cm^2에서 4도까지 냉각된 공기는 압력을 낯추어 일반 대기(주위)압까지 도달하면 -22도까지 수분이 응축되지 않는다.)