Вологе повітря

Насичений вологе повітря

Насичений вологе повітря являє собою двухк-понентную гомогенну парогазову суміш, що складається з сухого повітря і водяної пари. Так як тиск насиченої водяної пари залежить тільки від температури рн / (Гн), то для визначення тепловлажностного стану насиченого вологого повітря досить знати два незалежних термодинамічних параметра, наприклад, температуру і тиск суміші. [1]

Ентальпія насиченої вологого повітря нелінійно залежить від температури, що не дає можливості використовувати спрощення, яких припускаються, як правило, при аналізі робіт. [2]

Ентальпія насиченої вологого повітря нелінійно залежить від температури, що не дає можливості використовувати спрощення, яких припускаються, як правило, при аналізі роботи звичайних теплообмінників. [3]

Точка 3 характеризує суміш насиченого вологого повітря стану 3 і конденсату. [4]

Жорсткість при крученні полиамидного волокна в насиченому вологому повітрі зі 100% — ної вологістю становить близько 40% від жорсткості сухого волокна, жорсткість шерсті в насиченому вологою повітрі менше 10% від її жорсткості в сухому повітрі. [6]

Незважаючи на те що діаграма побудована для насиченого вологого повітря. по ній можна визначити і параметри ненасиченого вологого повітря. [7]

Суміш сухого повітря і водяної пари називається насиченим вологим повітрям. Суміш сухого повітря і перегрітої водяної пари називається ненасиченим вологим повітрям. Температура, до якої необхідно охолоджувати ненасичений вологе повітря, щоб міститься в ньому перегрітий пар став насиченим, називається температурою точки роси. При подальшому охолодженні вологого повітря (нижче температури точки роси) відбувається конденсація водяної пари. Тому температуру точки роси часто використовують як міру змісту в повітрі води в пароподібному стані. [8]

Суміш сухого повітря і водяної пари називають насиченим вологим повітрям. [9]

При відносній вологості 100% повітря повністю насичений водяними парами, і його називають насиченим вологим повітрям. Водяна пара в цьому випадку знаходяться в насиченому стані. При ф100% повітря містить водяні пари в перегрітому стані, і його називають ненасиченим вологим повітрям. [10]

Водяна пара може бути сухим насиченим, і тоді суміш сухого повітря з парою представляє насичений вологе повітря. Якщо в повітрі міститься перегрітий пар, то вологе повітря виходить ненасиченим. [11]

Суміш сухого повітря з перегрітою водяною парою називається ненасиченим вологим повітрям, а з насиченою водяною парою — насиченим вологим повітрям. [12]

Вологе повітря, в якому рп ps, називають ненасиченим, а вологе повітря, у якого ри ps — насиченим вологим повітрям. Для якої тиск пара відповідає стану насичення (точка 2), і при подальшому зниженні температури з повітря буде випадати волога і зменшуватися парціальний тиск пара. [13]

Суміш сухого повітря і перегрітої водяної пари називають ненасиченим вологим повітрям; суміш сухого повітря і водяної пари називають насиченим вологим повітрям. У насиченому вологому повітрі парціальний тиск пара менше тиску насичення, що відповідає температурі вологого повітря, а в насиченому вологому повітрі парціальний лавленіе пара дорівнює тиску насичення. [14]

Якщо позначити масу пересичені водяної пари mnep, a влагосодержание dnsp, то для визначення інших параметрів можуть бути використані формули для насиченого вологого повітря. [15]

Сторінки: 9ensp; 9ensp; 1 9ensp; 9ensp; 2 9ensp; 9ensp; 3

Поділитися посиланням:

Вологе повітря

Вологе повітря являє собою механічну суміш сухого повітря і водяної пари.

Вологе повітря називають ненасиченим. якщо водяна пара знаходиться в ньому в перегрітому стані, і насиченим. якщо водяна пара в повітрі сухий насичений. буває пересичений вологе повітря, коли в ньому крім водяної пари присутній крапельна волога.

Стан вологого повітря характеризується абсолютною вологістю, відносною вологістю і змістом вологи.

абсолютною вологістю повітря називається масове кількість водяної пари в 1 м 3 вологого повітря (rп. кг / м 3). Чисельне значення абсолютної вологості повітря одно щільності водяної пари, що міститься в повітрі, тобто rп = 1 /vп. де vп = f (pп. t ).

Відносна вологість повітря (j) є відношення абсолютної вологості повітря (rп ) До максимально можливої ​​вологості при тій же температурі, що дорівнює абсолютної вологості насиченого повітря (r" = 1 /v ", де v " = f (t = tн ):

де pн — парціальний тиск насиченої водяної пари при температурі вологого повітря.

Температуру, при якій досягається стан насичення водяної пари при заданому парціальному тиску, називають температурою точки роси tр = tн = f (pп ). Зниження температури нижче цієї температури призведе до утворення крапельної вологи у вологому повітрі.

влагосодержание пара визначається відношенням маси пара до маси сухого повітря:

де В — загальне (атмосферний) тиск вологого повітря:

Ентальпія вологого повітря розраховується на 1 кг сухого повітря і при розмірності кДж / (кг с.в.) знаходиться:

де dп. dж — вологовміст пара і рідини (води) в г / кг с.в; t = зрс.в (t — 0) — ентальпія сухого повітря при зрс.в = 1 кДж / (кг × град); hп = (2501 + 1,93 t ) — ентальпія пара, де rпро = 2501 кДж / кг — питома теплота пароутворення при 0 о С і зр п = 1,93 кДж / (кг × град) — ізобарна теплоємність пара; hж = 4,187 t — ентальпія води, де зрж = 4,187 кДж / (кг × град) — ізобарна теплоємність води.

Для визначення величин, що характеризують стан вологого атмосферного повітря, використовуються таблиці термодинамічних властивостей води і водяної пари і діаграма h — d вологого повітря.

діаграма h — d дозволяє графічно визначити основні параметри атмосферного вологого повітря і зобразити його основні процеси.

Вологе повітря

Мал. 2.18. hd діаграма вологого повітря

На рис. 2.18 приведена діаграма h — d вологого повітря, на якій вісь абсцис відкладені величини вмісту вологи d. г / кг с.в, по осі ординат — ентальпії h. кДж / кг с.в. всі лінії h — d діаграми побудовані по розрахунковому висловом ентальпії h (2.81) атмосферного повітря.

На рис. 2.19 на сітці діаграми h — d показані основні процеси вологого атмосферного повітря.

Вологе повітря

Мал. 2.19 Побудова основних процесів на hd діаграмі

Для збільшення області ненасиченого вологого повітря діаграма h — d будується в косокутній системі координат з осями під кутом 135 о.

Лінія j = 100% відповідає насиченому вологому повітрю, вище якої розташована область ненасиченого вологого повітря, а нижче — область пересичені вологого повітря (область туману). лінії h = Const прямі лінії, розташовані під кутом 135 о к осі ординат. Ізотерми також прямі лінії, причому з підвищенням температури збільшується кут нахилу ізотерми (але дуже незначно).

На діаграмі нанесені ізотерми мокрого термометра психрометра (пунктирні прямі). При j = 100% tм = tс.в. Продовження пунктирних ліній нижче j = 100% буде відповідати ізотермам в області туману.

У нижній частині діаграми побудована залежність парціального тиску водяної пари від вмісту вологи пара pп = f (dп ). Ця залежність дана в прямокутній системі координат.

процес нагріву 12 при d = Const. Кількість водяної пари в повітрі залишається незмінним, ентальпія і температура зростають, а відносна вологість зменшується j2 < j1. При нагріванні повітря витрачається теплота q = h2h1. кДж / кг с.в, а потенційна можливість повітря по забору в себе водяної пари (випаровуванню вологи) зростає.

процес сушіння 23 при відсутності теплообміну повітря із зовнішнім середовищем і однакових температурах повітря і містить вологу матеріалу на початку процесу сушіння (точка 2 ) Протікає при постійній ентальпії h2 = Const. Це обумовлено тим, що теплота повітря, що йде на випаровування вологи з матеріалу, за законом збереження енергії повертається в повітря з испаренной вологою. При цьому температура повітря зменшується, вологовміст пара зростає, а ентальпія повітря залишається постійною.

Кількість испаренной вологи одним кг сухого повітря визначається як:

витрата сухого повітря на випаровування 1 кг вологи визначається виразом:

процес охолодження 14. Це процес зворотний нагріву. У разі якщо він завершується нижче j = 100% (як на рис. 2.19), з повітря випадає крапельна волога в кількості

влагосодержание пара dН4 в точці 4 визначається по точці А на j = 100%, тому що на изотерме t4 максимальне влагосодержание пара (dН4 ) Буде при j = 100%. З цієї ж точки А визначається і парціальний тиск пара pП4. воно відповідає тиску насичення при температурі t4 .

5.189.137.82 © studopedia.ru Чи не є автором матеріалів, які розміщені. Але надає можливість безкоштовного використання. Є порушення авторського права? Напишіть нам.

Газова постійна Rвлажного повітря ………………………………………… 7

Ентальпія Iвлажного повітря, віднесена до 1 кг сухого повітря …………… 8

I-d- діаграма для вологого повітря і її побудови ……………………. 8 Вологе повітря Основні визначення і характеристики

ВОЛОГИЙ ПОВІТРЯ — механічна суміш сухого повітря з водяною парою.

Об’ємний склад сухого повітря: азот ≈79%, кисень ≈21%, вуглекислий газ і інертні гази (аргон, неон, криптон, ксенон) — в малих кількостях.

Водяна пара знаходиться в повітрі здебільшого в перегрітому стані при малих парціальних тисках і тому за властивостями близький до ідеального газу. Тобто вологе повітря можна розглядати як суміш ідеальних газів.

Але є особливість: сухе повітря при Р = Ратм ІТ про — х > — 50 о С завжди газ, в той час як вода в залежності від конкретного значення температури може бути не тільки у вигляді пари, а й у вигляді рідини і твердої фази, що випадають із суміші.

Кількість водяної пари в суміші з сухим повітрям не може перевищувати певної величини.

Загальний тиск вологого атмосферного повітря за законом Дальтона:

В — барометричний тиск, Рв — парціальний тиск сухого повітря, Рп — парціальний тиск водяної пари у вологому повітрі.

Вологе повітрядля заданої температури — це тиск насичення. Як відомо при Рнас і Тнас пар може бути вологої насиченої і СУХИМ.

Якщо водяна пара у складі вологого повітря є сухим насиченим (точка C «), то таке повітря називається вологої насиченої, тобто що містить максимальну кількість водяної пари для даної температури. Якщо волога пара знаходиться в перегрітому стані (точка П), то таке повітря називається вологим ненасичені, тобто здатним до подальшого насичення. Вологий ненасичений повітря використовується в якості сушильного агента.

До доказу того, що Вологе повітря= Вологе повітряпри даній температурі, рассмотрімP-Vдіаграмму водяної пари, що входить до складу вологого повітря.

Вологе повітря

У вологому насиченому повітрі для даної температури міститься max кількість водяної пари. Якщо це повітря (насичений вологе повітря) охолоджувати, то (відповідно до діаграми стану води зростає) буде відбуватися конденсація водяної пари.

До доказу того, що в сухому насиченому пару при даній t про міститьсяmax кількість (кг) водяної пари.

З рис. 1 видно, що

пп >  » або Вологе повітряпп <  » ,

У вологого насиченої пари пари менше, тому що є краплі киплячої води, частка яких = (1-х)

Для практики найбільший інтерес представляє випадок, коли пар в повітрі міститься в перегрітому стані. Такий вологе повітря називається ненасиченим, тому що в ньому міститься не максимально можливе для даної температури кількість водяної пари і цей ненасичений вологе повітря здатний до подальшого зволоженню. Цей ненасичений повітря використовують в якості сушильного агента в сушильних установках.

Стан пара (сухий або перегрітий) визначається температурою і парціальним тиском цього пара. Температура пара збігається з температурою вологого повітря і визначається термометром. Для визначення парціального тиску пари іноді використовують прилади — гігрометри, за допомогою яких визначають точку роси.

Точка роси (tр ) — це температура, до якої потрібно охолодити при В = constненасищенний повітря, щоб він став насиченим. За значенням точки роси за таблицями водяної пари (насиченого) визначається парціальний тиск пара в повітрі, як тиск насичення, соответствующееtр .

Пояснення того, що при зменшенні температури і В = constпарціальное тиск не змінюється:

— за визначенням PiV = miRiT, (1)

де VіT- обсяг і температура суміші

— але для суміші (повітря) ВV = МRпов Т =>V = Вологе повітря,

де Вологе повітря, В — барометричний тиск.

— після підстановки в (1)

Вологе повітря,

— тому Вологе повітря, Вологе повітря= Const, то іPi = constпріB = const, тобто від температури не залежить.

тут Вологе повітря, а Вологе повітряпри зміні температури.

8. Вологе повітря

8.1. Основні характерстікі вологого повітря

Вологе повітря — це суміш сухого повітря і водяної пари. В повітрі за певних умов крім водяної пари може знаходитися його рідка (вода) або кристалічна (лід, сніг) фаза. У природних умовах повітря завжди містить водяну пару.

Вологе повітря можна розглядати як суміш сухого повітря і водяної пари (рідку і тверду фази води в повітрі поки вважаємо відсутніми).

Використовуючи закони для сумішей газів, отримаємо, що тиск вологого повітря дорівнює сумі парціальних тисків сухого повітря і водяної пари:

Для наочності представлення основних характеристик вологого повітря зобразимо в Р, v- діаграмі (рис.8.1) стану водяної пари у вологому повітрі. В якості визначальних параметрів водяної пари у вологому повітрі використовуються температура повітря t і парціальний тиск водяної пари РП.

Водяна пара у вологому повітрі може перебувати в трьох станах (рис.8.1): точка 1 — перегріта пара, точка 2 — сухий насичений пар, точка 3 — вологий насичений пар (сухий насичений пар плюс крапельки рідини в стані насичення). Вищим межею парціального тиску водяної пари при даній температурі повітря t є тиск насичення пара

абсолютна вологість #&61; — це масове кількість водяної пари в одному кубічному метрі вологого повітря. Для її визначення використовується величина, зворотна питомому об’єму водяної пари при РП і t, #&61;= 1 / v (кг / м 3). Дійсно, згідно із законом Дальтона водяна пара займає весь об’єм суміші, а його щільність відповідає масі водяної пари в одному кубічному метрі вологого повітря.

Необхідно відзначити, що абсолютна вологість повітря характеризує вміст у повітрі тільки однієї — паровий фази води.

Відносна вологість φ — це відношення абсолютної вологості до максимально можливої ​​вологості повітря при даній температурі:

де #&61;»І v» — максимальна абсолютна вологість повітря і питомий об’єм сухої насиченої водяної пари при даній t.

Відносна вологість повітря характеризує потенційну можливість повітря випаровувати вологу і забирати в себе пар з навколишнього середовища при даній температурі.

Максимальний вміст пари в повітрі відповідає точці 2 в Р, v- діаграмі, де пар сухий насичений. При переході в область вологої пари при даній t (точка 3) в повітрі кількість сухого насиченої пари залишається постійним (відповідає точці 2) (для парової фази води в цьому випадку питомий об’єм залишається незмінним, v"= Const, і мінімально можливим при даній температурі повітря), тільки до нього додаються крапельки води в стані насичення.

Розрізняють 3 стану вологого повітря:

1.Ненасищенний вологе повітря — φ9lt; 100%, РПН. # 961

Вологе повітря і його властивості

В аеродромних пристроях кондиціонування використовується атмосферне повітря. Чисте повітря приземного шару атмосфери є сумішшю декількох газів і водяної пари. Гази, що входять до складу чистого атмосферного повітря (азот 78,09, кисень 20,95, аргон та інші інертні гази 0,93, вуглекислий газ 0,03% за обсягом), утворюють суху частину повітря. Суміш сухої частини повітря і водяної пари прийнято називати вологим повітрям. Молекулярна маса чистого сухого повітря 28,26, температура рідкого повітря мінус 192 ° С. Молекулярна маса водяної пари 18,016. Молекули газів сухої частини повітря не вступають у взаємодію з молекулами водяної пари.

Водяна пара, практично завжди міститься в атмосферному повітрі, надає йому характерну особливість, що відрізняє вологе повітря від звичайних газових сумішей. Ця відмінність полягає в тому, що при атмосферному або близькому до атмосферного тиску в інтервалі температур, обмеженому знизу не надто низькими температурами (не нижче — 50 ° С), суха частина повітря може перебувати тільки в газоподібному стані, тоді як вода може бути в паровий , рідкої або твердої фази в залежності від температури суміші. Звідси випливає, що вологе повітря являє собою таку суміш, один з компонентів якої — водяна пара — при зниженні температури може переходити в іншу фазу (рідку або тверду) і внаслідок цього випадати з суміші. Тому кількість водяної пари у вологому повітрі не може бути довільним. Залежно від температури і повного тиску суміші кількість водяної пари у вологому повітрі не може перевищувати певної величини, що відповідає стану насичення.

Крім перерахованих основних газів, складали суху частину чистого атмосферного повітря, в ньому можуть бути різні домішки газоподібних і пароподібні продуктів природних хімічних і біологічних процесів, пил космічного і земного походження, мікроорганізми і пилок рослин. Всі ці домішки утворюють природне забруднення атмосфери. pс.в. — парціальний тиск cyxoй частини вологого повітря, Па; pп — парціальний тиск водяної пари, Па.

При зміні стану вологого повітря зазвичай змінної є маса водяної пари, в повітрі при незмінній масі сухої частини повітря, тому прийнято параметри тепловлажностного стану повітря (вміст вологи, ентальпію) відносити до 1 кг сухої частини вологого повітря.

Вологість повітря характеризується масою міститься в ній вологи. Масу вологи, що припадає на 1 кг сухої частини вологого повітря, називають змістом вологи. Зазвичай масу вологи у вологому повітрі вимірюють в грамах, а вміст вологи в г / кг.

Якщо відомо влагосодержание d0. то маса вологого повітря цього стану буде дорівнює (1 + d0 / 1000) кг. У загальному випадку влагосодержание складається з паросодержания і вмісту вологи в рідкій або твердій фазі. У техніці кондиціонування повітря, як правило, доводиться мати справу з вологим повітрям, в якому волога знаходиться в вигляді перегрітого або насиченої водяної пари, а крапельна волога або кристали льоду, що утворилися в повітрі в процесі його обробки, відводяться.

Тому в подальшому під влагосодержанием повітря будемо розуміти його паровміст і позначати буквою d.

У процесах кондиціонування повітря маса cyxoй частини вологого повітря залишається незмінною, а вміст вологи може зменшуватися (осушення пара) або збільшуватися (зволоження повітря).

Отже, парціальний тиск водяної пари у вологому повітрі при незмінному повному тиску однозначно визначається змістом вологи і не залежить від температури.

Так як вологовміст повітря при даній температурі може змінюватися в межах від 0 до dH. то для характеристики ступеня зволоженості повітря використовується показник відносної вологості.

відносною вологістю #&66; називають відношення концентрації водяної пари р, кг / м 3. міститься у вологому повітрі, до концентрації водяної пари рн. кг / м 3. при тій же температурі

Величина відносної вологості виражається у відсотках або частках одиниці і показує ступінь наближення міститься у вологому повітрі водяної пари до стану насичення при даній температурі повітря. оскільки 0≤рп ≤рн. то 0≤ #&66; ≤1. Для сухого повітря #&66;= 0. Для вологого повітря, в якому водяна пара міститься в насиченому стані, #&66;= 1,0.

Якщо вміст вологи повітря зберігається постійним, а температура його підвищується, то відносна вологість зменшується, так як з ростом температури збільшується парціальний тиск насиченої, водяної пари рн. Навпаки, якщо температура вологого повітря знижується, то при постійному влагосодержании відносна вологість повітря зростає і при деякій температурі досягається 100%, тобто водяна пара, що міститься в повітрі, стане насиченим. Подальше охолодження повітря викличе конденсацію водяної пари, випадання вологи з повітря і зниження парціального тиску водяної пари.

З урахуванням викладеного можна дати визначення поняття температури точки роси: температурою точки роси називається та найнижча температура, до якої можна охолоджувати вологе повітря при постійному його влагосодержании.

Однак аналітичне визначення властивостей вологого повітря за наведеними вище формулам вельми складно. Трудомісткість набагато збільшується при розрахунках процесів зміни стану повітря. Тому в даний час такі розрахунки ведуть графоаналітичним методом з використанням I — d — діаграми (вологого повітря).

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *