ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влажный воздух из "Техническая термодинамика и тепловые двигатели " Смесь сухого воздуха с водяным паром называется влажным воздухом. С влажным воздухом имеют дело при сушке материалов, в вентиляционных установках, а также в теплотехнике и хладотехнике, где он используется главным образом в качестве охлаждающей среды. [c.78] К влажному воздуху с достаточной степенью точности может быть отнесено все касающееся смесей идеальных газов, так как водяной пар находится в воздухе по большей части в перегретом состоянии при незначительном давлении и поэтому близок по свойствам к идеальным газам. [c.78] Пар во влажном воздухе может находиться главным образом в двух состояниях а) в перегретом состоянии, т. е. при данной температуре влажного воздуха (эта температура есть одновременно температура пара в воздухе) парциальное давление р пара ниже давления насыщения / , соответствующего этой температуре в этом случае воздух не насыщен влагой и его называют ненасыщенным б) в состоянии сухого насыщения, т. е. при данной температуре влажного воздуха парциальное давление пара равно давлению насыщения, соответствующему этой температуре в этом случае воздух насыщен влагой и его называют насыщенным. [c.78] Если ненасыщенный воздух охлаждать при постоянном давлении (при этом будут оставаться постоянными парциальные давления воздуха и пара), то наступит такая температура, при которой пар в воздухе окажется в насыщенном состоянии. Эта температура влажного воздуха называется точкой росы. При охлаждении воздуха ниже точки росы пар в нем начинает конденсироваться (появляется туман) и воздух становится пересыщенным. [c.78] Точка росы может быть определена гигрометром. Более точно она определяется как температура насыщения при парциальном давлении пара р, , которое находится посредством психрометра. [c.78] Основными характеристиками влажного воздуха являются абсолютная и относительная влажность, плотность, средняя молекулярная масса, газовая постоянная, влагосодержание, энтальпия. [c.78] Абсолютная влажность — это масса пара в 1 м влажного воздуха при температуре воздуха (а значит, и пара). Так как пар распространяется по всему объему воздуха и имеет определенное парциальное давление при данной температуре, то абсолютная влажность равна плотности пара при его парциальном давлении и температуре воздуха. Поэтому абсолютная влажность ненасыщенного воздуха может быть обозначена р . Абсолютная влажность насыщенного воздуха, равная плотности насыщенного пара при температуре воздуха, есть р или р . [c.79] Ввиду того что плотность перегретого пара меньше плотности сухого насыщенного пара при той же температуре, для ненасыщенного воздуха Ф 51. Для насыщенного воздуха ф = 1. [c.79] Плотность влажного воздуха р складывается из плотностей сухого воздуха Ре и пара р или р , т. е. [c.79] При известных значениях температуры воздуха и парциального давления пара р определяется по таблицам перегретого водяного пара, ар — по таблицам насыщенного пара. Если при этом известно давление влажного воздуха, то парциальное давление сухого воздуха рд также известно, и тогда плотность сухого воздуха определяется или по таблицам для воздуха, или по уравнению состояния идеального газа. [c.79] Средняя (кажущаяся) молекулярная масса влаж-. него воздуха р может быть определена, как для смеси идеальных газов, по уравнению (1.64), т. е. [c.80] В сушильных процессах количество сухого воздуха во влажном остается неизменным. Изменяется лишь количество пара вследствие испарения влаги высушиваемого материала. Поэтому удобно относить расчеты к 1 кг сухого воздуха. Вследствие этого устанавливаемые ниже понятия влагосодержания и энтальпии влажного воздуха относятся к 1 кг сухого воздуха. [c.80] Решение задач, связанных с влажным воздухом, с помощью приведенных выше формул требует большой расчетной работы. Эта работа становится еще более сложной, когда влажный воздух рассматривается как реальный газ. Для упрощения расчетов часто пользуются таблицами. Проще всего определять параметры влажного воздуха и исследовать процессы, особенно связанные с сушкой, с помощью диаграмм. Наиболее распространенной является /ii-диаграмма, предложенная Л. К. Рамзиным. [c.81] В этой диаграмме по оси абсцисс откладывается влагосодержание d в г на 1 кг сухого воздуха, а по оси ординат—энтальпия / (рис. 1.31). Для большего удобства координатные оси проведены под углом 135°. Поскольку часть диаграммы ниже горизонтали, проведенной через начало координат, практического интереса не представляет, то деления с наклонной оси абсцисс сносят на указанную горизонталь. [c.81] Ф = onst. Кроме того, часто проводится линияр , дающая возможность определить парциальные давления водяного пара в воздухе при различных состояниях последнего, /d-диаграмма строится для определенного давления влажного воздуха, однако она может быть использована и при небольших отклонениях от этого значения. [c.81] При пользовании таблицами или диаграммами для решения задач, связанных с сушкой материалов, следует иметь в виду, что процесс сушки распадается на две части. Сначала влажный воздух проходит калорифер (теплообменник), где за счет подогрева растет его температура, но влагосодержание остается неизменным. Эта часть процесса сушки изображается в / -диаграмме вертикальной линией (d = onst). После калорифера горячий влажный воздух подводится к высушиваемому материалу, и происходит испарение влаги материала. Этот процесс идет при постоянной энтальпии (если считать энтальпию влаги равной нулю), так как уменьшение энтальпии воздуха точно равно увеличению энтальпии влаги в процессе ее испарения, и изображается в диаграмме отрезком, идущим по линии / = onst. [c.81] Пример I. Парциальное давление пара во влажном воздухе р = 0,1 бар. Температура и давление влажного воздуха /= 70° С и р = 1,0 бар. Определить состояние пара и влажного воздуха, температуру точки росы, парциальное давление сухого воздуха, абсолютную и относительную влажность воздуха. Определить также гглотиость, среднюю молекулярную массу, газовую постоянную, влагосодержание и энтальпию влажного воздуха. [c.81] Температура насыщенного водяного пара при давлении рп= 0,1 бар по табл. 4 приложения II составляет 45,83 С. Пар во влажном воздухе, имея температуру воздуха, является поэтому перегретым (величина перегрева 70 — 45,83 = 24,17 С), а влажный воздух—ненасыщенным. [c.81] Пар в воздухе окажется в насыщенном состоянии, когда температура воздуха станет равной 45,83 С. Позтому температура точки росы tp — 45,83° С. [c.81] Пример 4. В сушильной установке используется влажный воздух с ф = 50% и = = 30° С. В калорифере растет температура воздуха до = 90° С, а в сушильной камере — относительная влажность до 100%. Определить количество воздуха, необходимого для испарения 1 кг влаги, и количество тепла, затрачиваемого в установке на 1 кг испаряемой влаги. [c.83] Вернуться к основной статье