对于不凝气、压力、温度和冷凝水冷却率(液态水的量/总水量)之间的关系。可以根据混合物的露点计算公式进行计算,因为操作压力不是很高,对于汽相可以采用理想气体状态方程计算,液相采用PR或者更复杂的,精度也更高的一些状态方程极性计算,比如Lee Kesler-PLOCK对比态原理等方程即可。一般的化工热力学教材中都有介绍。
为了节省时间,直接采用aspen plus 进行模拟计算。(计算精度会有一定的偏差,误差在1%以内),所以计算结果仅供参考,仅仅是为了找到规律。
在恒定压力2bar的条件下,计算了空气含量分别在1%,0.5%和0.1%时候,不同的冷凝水温度对应的汽化摩尔分数间的关系(液化摩尔分数=1-汽化摩尔分数)。计算结果见下表:

将上表绘制成图就可以直观得到如下结论:
1)在压力和不凝气含量一定的情况下,液化摩尔分数随着冷却温度的降低而增大;
2)在汽化摩尔分数一定的情况下,不凝气含量越大,冷却温度和纯水的饱和沸点温度差值(后文简写为△T)越大。
3)在冷凝率85%以上时候,△T呈指数急剧变化。
4)不凝气排放一定要及时,从计算结果可以看出,如果不凝气的含量到达1%时,液体冷凝率为85%的时候,△T≈6℃,如果不及时排走不凝气,有效平均换热温差降低差不多3℃。当不凝气降到0.1%时候,温度差的影响就基本上可以忽略了。所以在实际工业化控制的时候,可以通过冷凝水的温度来控制不凝气排放阀门的开度。保证不凝气及时彻底排出,保证换热效率。

