Атмосферный воздух является смесыо собственно сухого воздуха и водяных паров, поэтому может быть назван влажным воздухом. В воздухоохладителях, а также сушильных устройствах воздух является основным рабочим телом /2, 3/.
Одной из технических характеристик влажного воздуха является влагосодержание d:
d = mв / mс , гдеmв - масса влага; mс - масса сухого воздуха.
По закону Далътона давление влажного воздуха р =рв +рп , где рв и рп - парциальные давления воздуха и пара (приложение 3). С учетом уравнений состояния сухого воздуха и водяного пара при Rв = 287,1 Дж/(кг. К) и Rп = 461,5 Дж/(кг. К) влагосодержание приближенно можно определить по выражению:
d = 0,622 рп р/( р-рп).
Для оценки качества влажного воздуха по степени увлажненности используются такие характеристики: массовая концентрация водяных паров в воздухе (абсолютная влажность), относительная концентрация водяных паров в воздухе (физическая величина, равная отношению массы водяных паров в воздухе к объему влажного воздуха Vв и соответствующая плотности пара r при его парциальном давлении и температуре влажного воздуха):
rп = mп / Vв.
Если увлажнять воздух, не изменяя давления, до состояния, когда d = dмах, Рп = Рп мах , плотность пара, содержащегося в воздухе, достигает максимальной величины rмах .
Относительная концентрация водяных паров в воздухе jв - физическая величина, равная отношению массовой концентрации водяных паров к максимально возможной их концентрации при том же давлении или отношении плотности водяных паров при заданном давлении к максимально возможной плотности при том же давлении: jв = d / dмах=rп / rмах .
Значение jв может изменяться от 0 для сухого воздуха до 1 (или 100 %) для насыщенного воздуха. Влагосодержание воздуха можно оценить по формуле:
d = 0,0622jв . рп /( р-0,01jв рп).
Если охлаждать воздух, в котором водяной пар находится в перегретом состоянии, не изменяя парциального давление пара, то в некоторый момент он станет насыщенным. Температура, при которой это произойдет, называется температурой точки росы. В этот момент относительная концентрация водяных паров будет равна 100 %. Энтальпия влажного воздуха h равна:
h =hв + hп. d,
где hв - удельная энтальпия сухого воздуха, кДж/кг; hп-- удельная энтальпия пара, кДж/кг. Удельная энтальпия сухого воздуха при температуре Травна hв = c.Т, где c =1,005 – удельная теплоемкость сухого воздуха, кДж/(кг. К) в диапазоне 0…1000С.
Удельная энтальпия водного пара hп =2490+ 1,97.Тн , где Тн – температура насыщения при парциальном давлении пара, К.
Наиболее просто и быстро можно определить параметры влажного воздуха, а также проводить исследования термодинамических процессов с влажным воздухом с помощью hd- диаграммы.
Впервые hd- диаграмма для влажного воздуха была предложена профессором Л.К. Рамзиным (1918 г.) и нашла широкое применение в расчетах систем кондиционирования, сушки, вентиляции и отопления. В hd- диаграмме ( рисунок 12.1) по оси абцисс откладывается влагосодержание d (г/кг сухого воздуха), а по оси ординат - удельная энтальпия h влажного воздуха (кДж/кг). По делениям на оси абцисс проведены вертикальные прямые постоянного влагосодержания (d=const). За начало отсчета удельных энтальпий принята точка 0, в которой t = 0 0С, d = 0 и, следовательно h = 0 кДж/кг.
Рисунок 12.1 - hd - диаграмма влажного воздуха; а - схема построения; б - изображение процессов происходящих во влажном воздухе
При построении hd - диаграммы использована косоугольная система координат, так как в такой системе область ненасыщенного воздуха занимает значительно большую площадь диаграммы. Через точки на оси ординат проводят линии h = const под углом a = 135 0 к линиям d= const. После нанесения сетки линий d= const и h = сonst на диаграмму наносят изотермы (t = const) и кривые j = const. Уравнение (12.25) показывает, что изотермы hd - диаграмме - прямые линии:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.