Влажный воздух

Влажный воздух – это смесь сухого воздуха и водяного пара. Давление влажного воздуха

,

где р_с.в., р_n – парциальные давления сухого воздуха и водяного пара. Так как р_n<<р_с.в., то параметры сухого воздуха и пара, содержащегося во влажном воздухе, можно рассчитывать по уравнениям состояния идеального газа

, .	(1.17)   (1.18)

Пар, содержащийся во влажном воздухе, может быть сухим насыщенным, тогда р_n = р_s, или перегретым (р_n < р_s). При давлении пара, равном давлению насыщения (р_n = р_s), влажный воздух называется насыщенным и имеет относительную влажность

или .

При р_n < р_s влажный воздух ненасыщенный (j<1 или j<100%). Для сухого воздуха р_n = 0, j = 0. Если понижать температуру ненасыщенного воздуха, можно достичь температуры, называемой температурой точки росы (t_p), при которой давление пара (р_n) станет равным давлению насыщения (р_s), и ненасыщенный влажный воздух станет насыщенным с относительной влажностью j = 100 % (j = 1).

Влагосодержание влажного воздуха – это отношение массы пара к массе сухого воздуха

.

(1.19)

Совместное решение уравнений (1.17 – 1.19) дает формулу для расчета влагосодержания

,

а с учетом

,

(1.20)

где р – давление влажного воздуха; р_s – давление насыщения, определяемое из таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара [3] по температуре влажного воздуха t. Значение относительной влажности j в формулу (1.20) следует подставлять в долях (но не в %).

Для насыщенного влажного воздуха j = 1, а влагосодержание

.

(1.21)

Энтальпия влажного воздуха рассчитывается по формуле

.

(1.22)

Для определения параметров влажного воздуха, для графической иллюстрации процессов влажного воздуха применяют h-d-диаграмму. Диаграмма построена для атмосферного давления р=745 мм рт.ст., поэтому, если давление влажного воздуха отличается от этого значения, пользоваться диаграммой h-d для нахождения параметров влажного воздуха (j, h, d…) нельзя, их надо рассчитывать по формулам. На рис. 1.23 в сокращенном виде дана
h-d-диаграмма влажного воздуха.

Особенность диаграммы: линии h=const с осью h образуют угол 135⁰, а не 90⁰.

Рис. 1.23 Рис. 1.24

В процессе изобарного нагрева влажного воздуха:

· влагосодержание не изменяется (d₁ = d₂);

· относительная влажность уменьшается (j₂ < j₁);

· энтальпия увеличивается (h₂ > h₁).

Удельная теплота, необходимая для нагрева влажного воздуха в изобарном процессе

.

Тепловой поток

,

где Gс.в., - расход сухого воздуха. Так как расход влажного воздуха

или

,

то

	(1.23)
.	(1.24)

На рис. 1.25 в h-d-диаграмме представлен процесс охлаждения влажного воздуха от параметров t₁, j₁ до температуры t₂ (t₂ < t_p).

Процесс охлаждения (1- а) от t₁ до t_p происходит при d₁ = const, при этом влажный воздух достигает состояния насыщения (j = 100 %). В процессе охлаждения (а -2) от t_p до t₂ относительная влажность остается неизменной (j=100%), влагосодержание уменьшается от d₁ до d₂, т.е. из влажного воздуха выпадает влага.

Удельная теплота, отводимая в процессе охлаждения влажного воздуха от t₁ до t₂ < t_p, рассчитывается по формуле

(1.25)

Процессы охлаждения влажного воздуха до t₂ < t_p применяются в технике для осушения влажного воздуха.

Тема «Влажный воздух» представлена в [1], с. 398-410.

Поиск по сайту: