13.2. Диаграмма состояния влажного атмосферного воздуха

Характеристики влажного воздуха можно с точностью, достаточной для инженерных расчетов, определять по i, d-диаграмме, предложенной в 1918 г. Л. К. Рамзиным, рис. 40.

Диаграмма построена для давления П = 745 мм рт. ст., которое можно считать среднегодовым для центральных районов России. Угол между координатными осями равен 135º. Для удобства расчетов на диаграмме нанесена вспомогательная ось d, проведенная под углом 90º. На диаграмме построены:

- линии постоянного влагосодержания (d = const), представляющие собой вертикальные прямые, параллельные оси ординат;

- линии постоянной энтальпии (I = const) – прямые, наклонные к оси ординат (под углом 45º);

- линии постоянных температур, или изотермы (t = const) – прямые, идущие с некоторым наклоном;

- линии постоянной относительной влажности ( ) – расходящийся пучок кривых.

Рис. 40. i, d-диаграмма влажного атмосферного воздуха

При t = 99,1 ºС – температуре кипения воды – кривые имеют перелом и идут почти вертикально. Это объясняется тем, что при t  99,1 ºС парциальное давление насыщенных паров водяного пара, находящегося в воздухе, будет рано общему давлению, т. е. Р_н = П, и, согласно уравнению ,

Это означает, что при t  99,1 ºС влагосодержание воздуха при данной относительной влажности остается постоянным.

Контрольные вопросы

1. Что входит в состав влажного воздуха?

2. Что называется абсолютной и относительной влажностью воздуха?

3. Что означает влагосодержание воздуха и как оно вычисляется?

4. Что называется температурой точки росы и температурой мокрого термометра?

5. Для чего служит прибор психрометр и что он позволяет вычислять?

6. Что означает энтальпия влажного воздуха и как она определяется аналитически?

Задача

Вычислить влагосодержание d, энтальпию I влажного воздуха, а также удельный объем воздушно-паровой смеси при температуре  ºС, относительной влажности и общем давлении П = 0,0981 МПа (1 кгс/см²).

Решение

При t = 30 С давление насыщенного водяного пара Р_н = 0,0433 кг/см² (табл. свойства насыщенного водяного пара в зависимости от температуры).

Влагосодержание воздуха находится по формуле

.

Энтальпия влажного воздуха определяется по формуле .

.

Удельный объем воздушно-паровой смеси

где R_в = 287 – удельная газовая постоянная для воздуха.

Откуда .

14. Компрессоры

Компрессор – машина, предназначенная для сжатия (до давления не ниже 0,2 МПа) и перемещения газов. Компрессоры широко применяются в технике, являясь одним из основных агрегатов в газотурбинных, а также в некоторых поршневых двигателях.

14.1. Классификация компрессорных машин

По принципу создания повышенного давления различают компрессорные машины:

- объемные (поршневые, ротационные, пластинчатые, водокольцевые и др.);

- лопастные (центробежные, осевые).

Несмотря на различие принципов сжатия газа и их конструктивные отличия, термодинамические принципы их действия аналогичны. Основной характеристикой таких устройств является степень сжатия (), т. е. отношение давления в линии нагнетания p_к к давлению на линии всасывания р₀:

В зависимости от степени сжатия компрессорные машины делят на четыре основные группы:

1. компрессоры,

2. газодувки,

3. вентиляторы,

4. вакуум-насосы для отсасывания газов при давлении ниже атмосферного.

Компрессорные машины, как правило, более узко специализированы, чем насосы. Сжатие различных газов требует применения различных конструкционных материалов и смазочных масел, поэтому различают компрессорные машины:

1. воздушные (пневматические);

2. углекислотные;

3. аммиачные;

4. водородные;

5. хлорные;

6. гелиевые и др.