ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Для определения энтальпии твердой фазы воды (лед, снег) принимаются постоянными удельная теплота плавления
льда и его изобарная теплоемкость. Эти величины берутся при параметрах тройной точки
воды. Такие допущения возможны, поскольку в соответствии с Р–t-диаграммой для воды
(рис. 2) имеют место следующие факты:
– в атмосферном воздухе твердая фазы воды (т. ф.) может присутствовать только при
температурах и парциальных давлениях пара, меньших (или равных) температуре и давле-
нию тройной точки воды, так как только на линии сублимации АС возможно одновременное
существование паровой и твердой фаз воды;
– плавление льда в атмосферном воздухе возможно только при температуре 0 °С;
– переход льда в паровую фазу при температурах меньше 0 °С происходит, минуя
жидкую фазу воды, по линии сублимации (АС);
– парциальное давление водяного пара при отрицательных температурах атмосфер-
ного воздуха не намного меньше давления тройной точки воды Р
0
, следовательно, теплота
изобарного охлаждения твердой фазы воды от 0 °С может быть рассчитана по изобаре Р
0
.
Энтальпия льда будет величиной отрицательной, поскольку начало отсчета ее идет от
температуры 0 °С жидкой фазы воды, а температура льда всегда меньше или равна 0 °С.
Расчетное выражение энтальпии твердой фазы воды (льда, снега) в атмосферном воздухе
представляет собой сумму удельной теплоты плавления льда, взятой с отрицательным знаком, и удельной теплоты охла-
ждения льда от t = 0 °С до отрицательной температуры t:
h
т
= – λ + с
рт
(t – 0) = –335 + 2,17t,
где λ = 335 кДж/кг – удельная теплота плавления льда при t = 0 °С; с
рт
= 2,1 кДж / (кг⋅К) – изобарная теплоемкость льда;
взята при давлении тройной точки воды и принята величиной постоянной.
В результате всех вышеприведенных упрощений окончательное расчетное выражение энтальпии влажного атмосферно-
го воздуха в кДж / (кг с.в.) примет вид
)1,2335(
1000
187,4
1000
)93,12501(
1000
тжп
t
d
t
d
t
d
tH +−++++=
.
Экспериментально параметры влажного воздуха измеряют с помощью различных психрометров или гигрометров.
Психрометр – это прибор, состоящий из двух термометров: сухого и мокрого (рис. 3). Мокрый термометр обернут тка-
нью, смачиваемой водой. Сухой термометр показывает температуру t атмосферного влажного воздуха. Мокрый термо-
метр показывает температуру t
м
, которая в большинстве случаев меньше температуры сухого термометра. Понижение
температуры t
м
по отношению к температуре t вызвано испарением воды из ткани. Однако t
м
будет больше температуры
точки росы вследствие наличия теплообмена влажной ткани с окружающей средой, имеющей температуру t > t
м
.
При насыщенном влажном воздухе вода не может испаряться из ткани и t = t
м
. При ненасыщенном влажном воздухе
t > t
м
. Чем суше воздух, тем больше разница температур t – t
м
и тем меньше его влагосодержание. Зависимость влагосо-
держания d
п
для атмосферного воздуха от t и t
м
устанавливается экспериментально. Результаты этих испытаний сводятся
в психрометрические таблицы, которыми пользуются для определения относительной влажности и влагосодержания воз-
духа по показаниям термометров психрометра.
С помощью гигрометров обычно определяют температуру точки росы, и это позволяет затем определить все осталь-
ные параметры влажного воздуха.
Для упрощения определения параметров атмосферного влажного воздуха используют H–d-диаграмму влажного воз-
духа. Она строится для постоянного давления воздуха (обычно Р = 745 мм рт. ст.), но поскольку парциальное давление
водяного пара на несколько порядков меньше давления влажного воздуха, а атмосферное давление изменяется в неболь-
ших пределах, то, с достаточной для инженерных расчетов точностью, ими можно пользоваться и при других атмосфер-
ных давлениях воздуха.
Построение H–d-диаграммы влажного воздуха основано на расчетном выражении (6) для энтальпии атмосферного
влажного воздуха. H–d-диаграмму строят в косоугольной системе координат, как правило, с углом между осями H и d в
135°. Это позволяет увеличить, по сравнению с прямоугольной системой координат, расстояние между изотермами и ли-
ниями других характеристик ненасыщенного влажного воздуха.
Рассмотрим принцип построения линий, изображенных на H–d-диаграмме влажного воздуха (рис. 4). Ось абсцисс –
это ось влагосодержаний d, имеет нулевое начало. Вертикальные линии в H–d-диаграмме представляют линии постоян-
ных влагосодержаний d = const. Линии постоянных энтальпий H = const не параллельны оси d и идут под углом 135° к
оси H. Для ненасыщенного влажного воздуха в H–d-диаграмме (область выше линии ϕ = 100 %) изображение изотерм t =
const ведется в соответствии с уравнением энтальпии для этой области, когда в воздухе может присутствовать только
паровая фаза воды:
)93,12501(
1000
п
t
d
tH ++=
.
t
t
м
Рис. 3. Психрометр
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- …
- следующая ›
- последняя »
