Исследование процессов во влажном воздухе. Ляшков В.И - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Цель работы – углубить практические сведения о термодинамических свойствах влажного атмосферного воздуха,
экспериментально исследовать основные процессы в нем, для чего:
1) опытным путем определить температуры мокрого и сухого термометров в сушильной камере экспериментальной
установки и по полученным результатам найти термодинамические параметры влажного воздуха в процессах его нагрева
и сушки материала в характерных точках типовых процессов;
2) построить эти процессы на H–d-диаграмме влажного воздуха;
3) опытным путем определить расход влажного воздуха через установку;
4) определить количество сухого воздуха, необходимого для испарения 1 кг влаги для двух различных режимов
сушки;
5) определить количество теплоты, затраченной в калорифере, требуемое для испарения 1 кг влаги;
6) определить потери теплоты в окружающую среду в калорифере и сушильной камере в расчете на 1 кг испаренной
влаги;
7) провести анализ процессов, проходящих в установке, с точки зрения их термодинамической эффективности.
2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Влажный воздух – это смесь сухого воздуха и водяного пара. При определенных условиях кроме водяного пара в
воздухе может находиться жидкая или твердая фазы (вода или лед, снег). В естественных условиях воздух всегда содер-
жит водяной пар, образующийся в результате испарения с открытых водных поверхностей. В соответствии с законом
Дальтона [1] давление влажного воздуха равно сумме парциальных давлений сухого воздуха Р
в
и водяного пара Р
п
:
Р = Р
в
+ Р
п
.
Для наглядности представления и понимания основных характеристик влажного воздуха изобразим на Р–v-
диаграмме (рис. 1) состояния водяного пара, находящегося во влажном воздухе. Термодинамические свойства пара здесь
определяются температурой влажного воздуха t и парциальным давлением водяного пара Р
п
[2].
Водяной пар во влажном воздухе может находиться в трех состояниях: точка 1 – перегретый пар, точка 2 – сухой на-
сыщенный пар, точка 3 – влажный насыщенный пар. Высшим пределом парциального давления водяных паров при дан-
ной температуре влажного воздуха t является давление насыщения пара Р
п max
= Р
н
.
P
н
≡ t
В
•
А
3 2
1
v"
v
v
P
п
P
п max
P
t
росы
t = const
Х = 0
Х = 1
K
•
•
•
•
•
•
Рис. 1. Основные состояния и характеристики водяного пара
во влажном воздухе
Рассмотрим теперь основные термодинамические характеристики влажного воздуха, учитывая, что при температу-
рах атмосферного воздуха 0…50 °С парциальное давление водяного пара очень низкое (0,006…0,07 бар, [3]), и это позво-
ляет применить к перегретому и сухому насыщенному водяному пару уравнение идеального газа:
пOHп
2
TRvP =
,
нOHн
2
" TRvP
=
.
Основными характеристиками влажного воздуха являются:
1. Абсолютная влажность – это массовое количество водяных паров в одном кубическом метре влажного воздуха.
Численно это плотность пара во влажном воздухе ρ
п
. Для ее определения используется величина, обратная удельному
объему v
п
водяного пара при Р
п
и t, ρ
п
= 1/v
п
(кг/м
3
). Действительно, по закону Дальтона водяной пар занимает весь объем
смеси, а его плотность соответствует массе водяного пара в одном кубическом метре влажного воздуха. Отметим, что
абсолютная влажность характеризует содержание во влажном воздухе только одной – паровой фазы воды.
2. Относительная влажность ϕ – это отношение абсолютной влажности к максимально возможной влажности при
данной температуре:
н
п
п
"
" Р
P
v
v
==
ρ
ρ
=ϕ
,

Страницы