ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
3
Лабораторная работа
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ
ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА
Цель работы: изучить основные характеристики влажного
воздуха, способы их экспериментального определения и расчета ана-
литическими методами и с использованием i-d диаграммы.
Принадлежности: психрометр, психрометрическая таблица,
таблица свойств насыщенного водяного пара (по температурам), i-d
диаграмма.
Общие теоретические сведения
Параметрами, характеризующими состояние влажного воздуха,
являются:
а) Влагосодержание d – масса водяных паров (кг), приходя-
щихся на 1 кг сухого воздуха:
в
п
m
m
d =
. (1)
Единица измерения влагосодержания
воздуха
пара
кг
кг
. Величину вла-
госодержания можно определить из уравнения состояния идеального
газа (уравнение Менделеева – Клапейрона).
Запишем это уравнение отдельно для сухого воздуха и для во-
дяного пара:
RT
m
Vp
в
в
в
µ
=
, (2)
RT
m
Vp
п
п
п
µ
=
. (3)
Здесь индексом в помечены параметры, относящиеся к сухому
воздуху, а индексом п – величины, характеризующие водяной пар.
Объем и температура влажного воздуха общие для обеих компонент
смеси, поэтому они не индексированы. Разделив выражение (3) на (2),
получим формулу для влагосодержания:
4
вв
пп
в
п
p
p
m
m
d
µ
µ
==
. (4)
Воспользуемся законом Дальтона для смеси идеальных газов:
B = p
в
+ p
п
, (5)
где B – давление смеси, равное атмосферному (барометрическому)
давлению В ≈ 10
5
Па; p
в
– парциальное давление сухого воздуха в
смеси; p
п
– парциальное давление паров воды. Тогда, с учетом того,
что молярные массы сухого воздуха и паров воды, соответственно,
равны µ
в
= 0,029 кг/моль; µ
п
= 0,018 кг/моль, получим расчетную фор-
мулу для влагосодержания:
.6220
п
п
pB
p
,d
−
=
(6)
б) Абсолютная влажность – масса водяных паров (кг), содер-
жащихся в 1 м
3
влажного воздуха. По своей размерности (
3
м
кг
) абсо-
лютная влажность представляет собой плотность водяных паров в
воздухе. Поэтому обозначается той же буквой, что и плотность веще-
ства
ρ
. Абсолютная влажность не может превосходить по величине
некоторого максимально возможного значения, которое имеет влаж-
ность воздуха в состоянии насыщения
ρ
н
.
в) Относительная влажность
ϕ
– отношение абсолютной
влажности воздуха к абсолютной влажности воздуха в состоянии на-
сыщения при данной температуре
н
ρ
ρ
ϕ
=
. Относительная влажность
является величиной безразмерной
ϕ
< 1. Часто относительную влаж-
ность выражают в процентах. Относительная влажность может также
определяться по отношению парциальных давлений паров во влаж-
ном воздухе p
п
и в состоянии насыщения p
нас.
.нас
п
p
p
=
ϕ
. (7)
Давление насыщенного пара зависит от температуры и опреде-
ляется по таблице насыщенного пара (табл. 2, с. 9).
г) Энтальпия влажного воздуха, отнесенная к 1 кг сухого воз-
духа, равна сумме энтальпий водяных паров и сухого воздуха:
Лабораторная работа mп p п µ п
d= = . (4)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ mв pв µ в
ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА Воспользуемся законом Дальтона для смеси идеальных газов:
Цель работы: изучить основные характеристики влажного B = pв + pп , (5)
воздуха, способы их экспериментального определения и расчета ана-
литическими методами и с использованием i-d диаграммы. где B – давление смеси, равное атмосферному (барометрическому)
Принадлежности: психрометр, психрометрическая таблица, давлению В ≈ 105 Па; pв – парциальное давление сухого воздуха в
таблица свойств насыщенного водяного пара (по температурам), i-d смеси; pп – парциальное давление паров воды. Тогда, с учетом того,
диаграмма. что молярные массы сухого воздуха и паров воды, соответственно,
равны µв = 0,029 кг/моль; µп = 0,018 кг/моль, получим расчетную фор-
мулу для влагосодержания:
Общие теоретические сведения pп
d = 0,622 . (6)
Параметрами, характеризующими состояние влажного воздуха, B − pп
являются: б) Абсолютная влажность – масса водяных паров (кг), содер-
а) Влагосодержание d – масса водяных паров (кг), приходя- жащихся в 1 м3 влажного воздуха. По своей размерности ( кг ) абсо-
щихся на 1 кг сухого воздуха: м3
mп лютная влажность представляет собой плотность водяных паров в
d= . (1)
воздухе. Поэтому обозначается той же буквой, что и плотность веще-
mв
ства ρ. Абсолютная влажность не может превосходить по величине
Единица измерения влагосодержания кг пара . Величину вла- некоторого максимально возможного значения, которое имеет влаж-
кг воздуха ность воздуха в состоянии насыщения ρ н.
госодержания можно определить из уравнения состояния идеального в) Относительная влажность ϕ – отношение абсолютной
газа (уравнение Менделеева – Клапейрона). влажности воздуха к абсолютной влажности воздуха в состоянии на-
Запишем это уравнение отдельно для сухого воздуха и для во- сыщения при данной температуре ϕ = ρ . Относительная влажность
дяного пара: ρн
mв является величиной безразмерной ϕ < 1. Часто относительную влаж-
p вV = RT , (2)
µв ность выражают в процентах. Относительная влажность может также
mп определяться по отношению парциальных давлений паров во влаж-
p пV = RT . (3) ном воздухе pп и в состоянии насыщения pнас.
µп p
Здесь индексом в помечены параметры, относящиеся к сухому ϕ= п . (7)
p нас.
воздуху, а индексом п – величины, характеризующие водяной пар.
Объем и температура влажного воздуха общие для обеих компонент Давление насыщенного пара зависит от температуры и опреде-
смеси, поэтому они не индексированы. Разделив выражение (3) на (2), ляется по таблице насыщенного пара (табл. 2, с. 9).
получим формулу для влагосодержания: г) Энтальпия влажного воздуха, отнесенная к 1 кг сухого воз-
духа, равна сумме энтальпий водяных паров и сухого воздуха:
3 4
