Составители:
Рубрика:
58 59
Энтальпия влажного воздуха. Энтальпию влажного воздуха обычно
относят к 1 кг сухого воздуха (количество которого, например, в процессе
сушки не меняется), т. е. к (1 + d) кг влажного воздуха (количество которого
увеличивается вследствие испарения влаги при сушке).
Согласно свойству аддитивности, удельная энтальпия влажного пара
dhhh
п
в
+
=
, (6.25)
где
в
h
– энтальпия сухого воздуха, кДж/кг;
п
h
– энтальпия водяного пара,
кДж/кг; d – влагосодержание, кг/кг сухого воздуха.
Произведение
dh
п
представляет собой энтальпию водяного пара, со-
держащегося в паровоздушной смеси и отнесенную к 1 кг сухого воздуха.
При определении энтальпии смеси выбирают одно и то же начало от-
счета воздуха и пара. Обычно за начало отсчета энтальпии сухого воздуха
и энтальпии водяного пара принимают состояние при температуре t = 0 °С.
Считая сухой воздух идеальным газом и его изобарную теплоемкость посто-
янной [с
рв
= 1 кДж/(кг × K)], можно записать уравнение для энтальпии сухого
воздуха при любом (малом) давлении и температуре t в следующем виде:
(
)
h с t
pв в
-
=
-
0 0
,
, или
tсh
p в,в
»
. (6.26)
Отсчет энтальпии водяного пара производится от состояния кипящей
(насыщенной) жидкости при t = 0 °С и давлении насыщения, соответствую-
щем температуре t
н
= 0 °С и равном р
0
= 610,8 Па. Энтальпия пара при давле-
нии р
0
и температуре t
0
пp
h
= r
0
+
tc
p п,
, (6.27)
где r
0
– удельная теплота парообразования при температуре насыщения
t
0
= 0 °С и соответствующем ей давлении насыщения р
0
, r
0
=
2501 кДж/кг;
с
рп
– средняя массовая изобарная теплоемкость водяного пара в интервале
температур от 0 °С до t, кДж/(кг × K).
При атмосферном давлении водяной пар по свойствам близок к идеаль-
ному газу, теплоемкость которого зависит только от температуры. Для малого
интервала температур, используемых в системах кондиционирования возду-
ха, отопления и вентиляции, можно принять с
рп
=1,89 кДж/(кг × K). Таким об-
разом, энтальпия пара
th 89,12501
п
+
=
, (6.28)
а энтальпия влажного воздуха с учетом уравнения (6.25)
(
)
(
)
dttdtcrtch
pp
89,12501
п,0в,
+
+
»
+
+
=
. (6.29)
Зависимость энтальпии влажного воздуха от относительной влажности
(степени насыщения) можно установить, если подставить значение влагосо-
держания d из уравнения (6.12) в выражение (6.29). Тогда
н
н
)2.11555(
pp
ptt
h
j-
j
+
+
=
. (6.30)
В изобарных процессах (например, нагревание влажного воздуха в ка-
лорифере) количество теплоты определяется по разности энтальпий до и после
нагревания. При этом, так как состав смеси не меняется, а следовательно, не
изменяется и газовая постоянная, остаются постоянными и парциальные дав-
ления. Не изменяются также абсолютная влажность и влагосодержание. От-
носительная влажность уменьшается, так как с повышением температуры
увеличивается соответствующее ей давление насыщения. Охлаждая насыщен-
ный воздух можно довести его до полного насыщения (
пн
pp
=
и
j
=
100
%),
т. е. до точки росы.
Если во влажном воздухе кроме водяного пара содержится вода (туман)
и лед (снег), то уравнение для энтальпии влажного воздуха можно записать в
виде
л
л
ж
ж
п
п
в
dhdhdhhh
+
+
+
=
, (6.31)
где
tch
ж
ж
=
;
лплл
hrct
=
– энтальпии воды и льда, отнесенные к 1 кг водыды
и льда соответственно;
л
л
ж
ж
и dhdh
– энтальпии воды и льда во влажномм
воздухе, отнесенные к 1 кг сухого воздуха;
л
ж
и dd
– содержание жидкости
(воды) и льда (снега) во влажном воздухе.
Теплоемкость жидкости (воды) в интервале температур от 0 до 100 °С
можно принять постоянной и равной 4,19 кДж/(кг × K). Тогда энтальпия жид-
кости определится из соотношения
th 19,4
ж
=
. Энтальпия льда ниже энталь-
пии воды при t = 0 °С на величину теплоты плавления льда r
пл
= –335 кДж/кг.
При t < 0 к этой величине добавляется теплота переохлаждения льда
tc
л
. Если
принять теплоемкость льда равной 2,1 кДж/(кг × K), то энтальпия льда
th 1,2335
л
+
-
=
.
Таким образом, формулу (6.31) можно записать в виде
(
)
(
)
‘
ллпжжпп0в
d
tcrdtcdtcrtch
pp
+
+
+
+
+
=
(6.32)
или с учетом численных значений
(
)
(
)
л
ж
п
1,233519,489,12501 dtdtdtth
+
-
+
+
+
+
=
.
При наличии воды или льда влагосодержание
н
dd
=
.
с
рв
с
рв
с
рп
с
рв
с
рп
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- …
- следующая ›
- последняя »