Билет №67

Изображение в H,d- диаграмме изотермы 0 ^оС в области тумана зависит от того, в каких фазовых состояниях находится вода в воздухе. Выше показано, что если в воздухе находится паровая и жидкая фазы воды, то изотерма 0 ^оС совпадает с линией энтальпий H=const (линия ВС, рис.7.8). В случае нахождения в воздухе паровой и твердой (снег) фаз воды изотерма 0 ^оС более пологая, чем линия H=const, поскольку угол ее наклона к оси d, в соответствии с ее угловым коэффициентом (H/d)_t=0=-335/1000, будет отрицательным (линия ВД). В качестве переменной величины в выражении энтальпии для изотермы 0 ^оС в области пар+снег будет влагосодержание только твердой фазы воды d_то:

. (7.18)

Когда при температуре 0 ^оС в воздухе находятся сразу все три фазы воды: пар, жидкость и лед (снег), то в зависимости от количества жидкой и твердой фаз воды состояние влажного воздуха будет определено точкой, находящейся между изотермой 0 ^оС – пар+жидкость (прямая ВС) и изотермой 0 ^оС – пар+лед (прямая ВД). Между прямыми СВД будет область трехфазного состояния воды во влажном воздухе при t=0 ^оС.

Для определения в этой области влагосодержаний жидкой и твердой фаз воды необходимы дополнительные построения в H,d- диаграмме. В качестве таковых могут быть использованы изотермы 0 ^оС с постоянными влагосодержаниями жидкой или твердой фазы воды. Линии изотерм 0 ^оС с постоянными влагосодержаниями твердой фазы воды d_то=const, в соответствии с выражением (7.18), будут представлять прямые, параллельные линии ВС, поскольку для них угловой коэффициент равен нулю – (H/d)_t=0= 0. В качестве примера на рис 7.8 рассмотрим точку А, находящуюся в области трехфазного состояния воды в воздухе при температуре 0 ^оС. Численное значение влагосодержания твердой фазы изотермы 0 ^оС с d_тоА=const (прямая А1) можно определить в точке ее пересечения с прямой ВД, где жидкая фаза воды будет отсутствовать (точка 1). Для точки А, таким образом, влагосодержание твердой фазы воды будет соответствовать величине d_тА=d₁ - d_но, а влагосодержание жидкой фаз воды – d_жА=d_А-d_но-d_тА=d_А-d₁.

Аналогично изотермам 0 ^оС с постоянными влагосодержаниями твердой фазы воды в области СВД можно построить изотермы 0 ^оС с постоянными влагосодержаниями жидкой фазы воды d_жо=const. Для этого в уравнении (7.18) необходимо выявить величину d_жо. Это можно сделать, представив величину влагосодержания твердой фазы воды в виде разности: d_то=d-d_но-d_жо. В результате такого преобразования выражение (7.18) примет вид

. (7.19)

В случае d_жо=const уравнение (7.19) будет соответствовать прямой, параллельной в H,d- диаграмме линии ВД, т.к. у них одинаковые угловые коэффициенты – (H/d)_t=0=(-335)/1000. Смещение вверх относительно линии ВД изотерм 0 ^оС с постоянным влагосодержанием жидкой фазы воды обусловлено в уравнении (7.19) слагаемым 335d_жо/1000.

В нашем примере, проведя через точку А прямую 2А, параллельную ВД, получим изотерму 0 ^оС с d_жоА=const. Определить по H,d- диаграмме численное значение влагосодержания жидкой фазы на этой линии можно по точке ее пересечения с прямой ВС (точка 2), где будет отсутствовать твердая фаза воды в воздухе – d_жА=d₂-d_но. Влагосодержание твердой фазы воды в этом случае будет представлено в виде разности: d_тА=d_А-d_но-d_жА=d_А-d₂.

Таким образом, при t=0 ^оС в области трехфазного состояния воды в воздухе определение содержания жидкой и твердой фаз воды в H,d- диаграмме возможно как по изотермам постоянных влагосодержаний жидких фаз воды (А2), так и по изотермам постоянных влагосодержаний твердых фаз воды (А1). Для определения этих величин по H,d- диаграмме необходимо знать местонахождение интересующей точки (А) в этой области. Практически осуществить эту задачу возможно, только определив опытным путем полное влагосодержание воздуха d и одно из влагосодержаний его в жидкой или твердой фазе воды.