35. Основные параметры влажного воздуха.

Для сушки материалов в качестве теплоносителей и влагоносителей чаще всего используется нагретый в калорифере воздух или смешанные с воздухом топочные газы. Учитывая ,что смесь топочных газов с атмосферным воздухом по своим теплофизическим свойствам мало отличается от нагретого влажного воздуха, будем рассматривать важнейшие характеристики влажного воздуха.

Влажный воздух является смесью сухого воздуха и водяного пара. Влажный воздух характеризуется следующими основными параметрами:

Абсолютная влажность определяется количеством водяного пара в кг,

содержащихся в1м³ влажного воздуха. По своему смыслу близка к плотности влажного воздуха, размерность [кг/м³].

Относительная влажность, или степени насыщения воздуха () называется отношение массы водяного пара в 1м³ влажного воздуха () к максимально возможной массе водяного пара в 1м³ воздуха (плотности насыщенного пара) при тех же условиях (t, P).

При увеличении температуры (плотность насыщенного пара) возрастает быстрее, чем(плотность пара), т.о. при нагревании относительная влажность уменьшается.

Влагосодержание- это количество водяного пара (в кг), содержащегося во влажном воздухе и приходящееся на 1 кг абсолютно сухого воздуха.

гдеи-масса водяного пара и масса абсолютно сухого воздуха в данном объеме влажного воздуха, кг.

Согласно уравнению Менделеева-Клайперона,

Подставляя эти значения в формулу для (x) влагосодержания, получим

- молекулярная масса паров воды (18)

- молекулярная масса сухого воздуха (29)

Отношение18/29=0,622

По закону Дальтона, общее давление газовой смеси (Р) будет равно сумме парциальных давлений компонентов, т.е. для нашего случая , учитывая, что, тогда,

получим

где - давление насыщения

- барометрическое давление

Теплосодержание или энтальпия влажного воздуха выражается суммой энтальпий 1кг сухого воздуха () и водяных паров () содержащихся в нем.

т.к. теплоемкость воздуха , а теплоемкость водяного пара. Водяной пар находится в процессе сушки в перегретом состоянии в смеси с воздухом, тогда

- энтальпия перегретого пара при 0⁰С (=2493 кДж/кг)

Температура сухого термометра- обозначается буквой (или),это та температура, которая вокруг нас.

Температура мокрого термометра- температура адиабатического насыщения (т.е. без теплообмена с окружающей средой) или это температура испарения воды со свободной поверхности (обозначается ).

Потенциал сушки- обозначается (ж) это разность между температурой воздуха () и температурой мокрого термометра (), характеризует способность воздуха поглощать влагу из материала.

Ж=-.

Температура точки росы () -это температура насыщения воздуха при постоянном влагосодержании.

Парциальное давление влаги- это давление, которое бы создавали пары влаги, если бы эти пары занимали объем ,занимаемый паро-воздушной смесью.

Основные приборы, с помощью которых измеряют параметры воздуха: (барометры, термометры, психрометры, гигрометры, самопишущие приборы- барографы, термографы).

Диаграмма Рамзина.

В1818 году Леонид Константинович Рамзин свел параметры влажного воздуха в термодинамическую диаграмму, которой и пользуются сейчас.

По оси ординат- откладывается энтальпия под углам 135⁰. На оси абсцисс откладывается влагосодержание (). Для удобства работы, диаграмма была развернута как будто построена в обычных декартовых координатах.

Перпендикулярно оси абсцисс находятся линии постоянного влагосодержания (). Кривая линия, соответствующая=100%, делит диаграмму на2 части: выше линии насыщения располагаются линии относительной влажности. В нижней части диаграммы проведена ось парциальных давлений, шкала парциальных давлений находится справа внизу, кроме этого на диаграмме на оси ординат нанесены изотермы сухого термометра (под некоторым углом).

При (-t кипения воды при нормальном давлении) давление насыщенного пара становится равным барометрическому давлению и относительная влажность перестает изменяться по криволинейному закону, она изменяется параллельно линиям влагосодержания.

Выше линии =100%- область ненасыщенного воздуха, ниже -пересыщенного воздуха.

Линия, соответствующая =100% называется линией насыщения.

Зная 2 любых параметра, с помощью диаграммы можно определить все остальные.