Основные параметры влажного воздуха

Сухой воздух состоит на 78% из азота, на 21% из кислорода и около 1% составляют диоксид углерода, инертные и другие газы. Если в воздухе имеются водяные пары, то такой воздух называется влажным воздухом. Учитывая, что при вентиляции помещений состав сухой части воздуха практически не изменяется, а может изменяться только количество влаги, в вентиляции принято рассматривать влажный воздух как бинарную смесь, состоящую только из двух компонентов: сухой воздух и водяные пары. К этой смеси применимы все газовые законы.

Основные параметры влажного воздуха, которыми пользуются при проектировании систем вентиляции, являются:

1. температура t, ^оС;

2. относительная влажность φ, %;

3. плотность ρ, кг/м³;

4. теплоемкость с, кДж/(кг^оС);

5. теплосодержание (энтальпия) i (h), ккал/кг, включает в себя скрытое и явное теплосодержание: i=i_явн + i_скрыт; скрытое теплосодержание характеризует содержание водяных паров, а явное теплосодержание — содержание сухого пара;

6. влагосодержание d, кг/кг с.в.;

7. температура точки росы t_p, ^оС;

8. температура мокрого термометра t_мт, ^оС;

9. парциальное давление водяного пара Р_п, Па;

10) подвижность воздуха υ, м/с; оптимальное значение для человека 0,3-0,5 м/с;

11) концентрация загрязнений в воздухе; основные вредности: пыль, аэрозоль, пары и газы. Химический состав вредностей зависит от производства, общие вредности: углекислый газ СО₂, пары растворителей.

Оптимальная очистка воздуха характеризуется предельно допустимой концентрацией (ПДК) вредных веществ. ПДК — концентрация вредности, при которой человеческий организм не заболевает в течении длительного времени (трудового стажа).

12) ионизация воздуха образуется в результате действия различных электромагнитных полей, солнечной радиации, разряды электрического тока (молнии). Ионизация воздуха незначительно влияет на человеческий организм;

13) запахи.

Параметры наружного воздуха зависят от географического места расположения объекта, времени года и времени суток; определяются по СНИП «Строительная климатология». Параметры внутреннего воздуха должны оставаться постоянными, являются расчетными и регламентируются СНИП «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».

При этом параметры наружного воздуха определяют для 3 периодов времени года:

1. холодный период ХП (при t_н <10 ^oC);

2. теплый период ТП (при t_н >10 ^oC);

3. переходный период ПП (t_н = 10 ^oC).

Неизвестные параметры влажного воздуха определяют по I-d диаграмме. Она позволяет быстро определить все параметры воздуха по двум известным. Использование диаграммы позволяет избежать вычислений по формулам и наглядно отобразить вентиляционный процесс.

Диаграмма представляет из себя рабочее поле в косоугольной системе координат I-d, на котором нанесено несколько координатных сеток и по периметру диаграммы – вспомогательные шкалы. Шкала влагосодержаний обычно располагается по нижней кромке диаграммы, при этом линии постоянных влагосодержаний представляют вертикальные прямые. Линии постоянных энтальпий представляют параллельные прямые, обычно идущие под углом 135° к вертикальным линиям влагосодержаний. Линии постоянных температур представлены прямыми линиями, идущими под небольшим наклоном к горизонтали и слегка расходящиеся веером.

Рабочее поле диаграммы ограничено кривыми линиями равных относительных влажностей 0% и 100%, между которыми нанесены линии других значений равных относительных влажностей с шагом 10%.

Шкала температур располагается по левой кромке рабочего поля диаграммы. Значения энтальпий воздуха нанесены обычно под кривой φ = 100. Значения парциальных давлений иногда наносят по верхней кромке рабочего поля, иногда по нижней кромке под шкалой влагосодержаний, иногда по правой кромке. В последнем случае на диаграмме добавочно строят вспомогательную кривую парциальных давлений.

Точка на диаграмме отражает некое состояние воздуха, а линия – процесс изменения состояния. Определение параметров воздуха, имеющего некое состояние, отображаемое точкой А, показано на рис.3.

φ_А

Шкала

температур

φ=100%

t=const φ= const

A

t_A

I=const

t_M

I_A, кДж/кг

р_п, кПа

t=const вспомогательная р_нп

линия Шкала

d=const давлений

р_п

d_A d, г/кг

Шкала влагосодержаний

Рис. 3. Схема определения параметров влажного воздуха на I-d диаграмме