Исследование процессов во влажном воздухе. Ляшков В.И - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

где ρ" и v" – максимальная абсолютная влажность воздуха и удельный объем сухого насыщенного водяного пара при за-
данной температуре t; Р
п
и Р
н
– парциальное давление пара в смеси и давление насыщения при данной температуре.
Относительная влажность воздуха ϕ характеризует потенциальную возможность воздуха испарять влагу и забирать в се-
бя пар из окружающей среды при данной температуре. Максимальное содержание пара в воздухе соответствует точке 2 на Р–
v-диаграмме, где пар сухой насыщенный. При переходе в область влажного пара при данной t (точка 3) в воздухе количество
сухого насыщенного пара остается постоянным и соответствует точке 2. Для паровой фазы воды в этом случае удельный
объем остается неизменным v" = const и минимально возможным при данной температуре воздуха, только к нему добав-
ляются капельки воды в состоянии насыщения.
Различают три состояния влажного воздуха:
– ненасыщенный влажный воздух (точка 1, ϕ < 100 %, Р
п
< Р
н
, ρ < ρ"). Водяной пар в таком воздухе находится в
перегретом состоянии;
– насыщенный влажный воздух (точка 2, ϕ = 100 %, Р
п
= Р
н
, ρ = ρ"). Водяной пар в насыщенном влажном воздухе
находится в виде сухого насыщенного;
– перенасыщенный влажный воздух (точка 3, ϕ = 100 %, Р
п
= Р
н
, ρ = ρ"). Кроме сухого насыщенного пара в возду-
хе находятся капельки воды в состоянии насыщения (в специфических случаях могут присутствовать еще и кристаллы
льда, снега).
3. В технике используется такая характеристика влажного воздуха, как температура точки росы t
р
. Это такая тем-
пература, начиная с которой при охлаждении влажного воздуха при постоянном давлении из него начинается выпадение
капелек влаги (рис. 1, точка А процесса 1–А). При снижении температуры ниже точки росы при постоянном давлении
всей смеси и постоянном содержании в ней H
2
О (процесс А–В) парциальное давление водяного пара уменьшается (Р
вп
<
Р
п
), количество сухого насыщенного пара уменьшается, а количество капелек воды увеличивается. В этом случае в P–v-
диаграмме процесс А–В пойдет в области влажного пара с уменьшением степени сухости по мере снижения температуры.
4. Молекулярная масса атмосферного влажного воздуха определяется по известному уравнению для смеси газов:
µ = r
в
µ
в
+ r
п
µ
п
, (1)
где r
в
, r
п
– объемные доли сухого воздуха и водяного пара, r
в
= Р
в
/ Р = (Р – Р
п
) / Р; r
п
= Р
п
/ Р; Р, Р
в
и Р
п
– атмосферное и
парциальные давления сухого воздуха и водяного пара; µ
в
, µ
п
– молекулярные массы сухого воздуха и водяного пара, µ
в
= 28,96 кг/кмоль, µ
п
= 18,016 кг/кмоль.
В результате подстановки численных значений молекулярных масс сухого воздуха и водяного пара в выражение (1)
получаем расчетное выражение молекулярной массы влажного воздуха в виде
Р
Р
п
944,1096,28 −=µ .
Из формулы видно, что молекулярная масса влажного воздуха меньше молекулярной массы сухого воздуха, по-
скольку отношение давлений всегда положительно.
5. Газовая постоянная влажного воздуха определяется выражением
P
P
R
п
944,1096,28
83148314
−
=
µ
=
, (2)
и она тоже больше, чем газовая постоянная сухого воздуха.
6. Плотность влажного воздуха с учетом (2) определяется выражением
T
P
P
P
RT
P
⋅
−
==ρ
8314
)944,1096,28(
п
, (3)
откуда видно, что влажный воздух легче сухого.
7. Влагосодержание d –
это масса водяного пара (обычно в граммах), приходящаяся на 1 кг сухого воздуха. В об-
щем случае понятие "влагосодержание" относится не только к паровой фазе воды, но и к жидкой, и к твердой ее фазам.
Расчетное выражение для влагосодержания паровой фазы воды в воздухе в г / (кг с.в.) получается из соотношения
1000
в
п
п
m
m
d =
путем замены отношений масс на массовые доли и выражения последних через объемные доли, которые представляют
отношения соответствующих парциальных давлений к давлению всей смеси:
н
н
п
п
в
п
вв
пп
в
п
п
6226221000
96,28
016,18
10001000
РР
Р
РР
Р
Р
Р
r
r
g
g
d
ϕ−
ϕ
=
−
==
µ
µ
==
, (4)
где g
п
, g
в
– массовые доли пара и сухого воздуха; r
п
, r
в
– объемные доли пара и сухого воздуха.
8. Энтальпия влажного воздуха Н рассчитывается на 1 кг сухого воздуха в кДж / (кг с.в.) и определяется как сумма
энтальпий компонентов, находящихся в 1 кг сухого воздуха:

Страницы