1.3 Термодинамические процессы влажного воздуха.

Влажным воздухом называется парогазовая смесь, состоящая из сухого воздуха и водяных паров. Влажный воздух по содержанию в нем водяного пара может быть насыщенным, ненасыщенным и перенасыщенным.

Давление влажного воздуха согласно закону Дальтона, равно

,

где парциальные давления соответственно сухого воздуха и водяного пара, Па

Основными характеристиками влажного воздуха являются плотность и молекулярная масса, удельный объем, удельная массовая теплоемкость, абсолютная и относительная влажность, влагосодержание, энтальпия (см. лекции 7).

В i-d-диаграмме проф. Л.К. Рамзина графически связаны основные параметры, определяющие тепловлажностное состояние воздуха: температура t, относительная влажность воздуха φ, влагосодержание d, энтальпия I, парциальное давление пара содержащегося в паровоздушной смеси. По двум каким-либо известным параметрам можно найти остальные на пересечении соответствующих линий и i-d диаграммы. Основу диаграммы составляют уравнения термодинамической связи параметров (приведена в лекции 7).

Зна­чения энтальпй I отмечены на прямых линиях постоянных эн­тальпий, проведенных параллельно наклонной оси абсцисс. Значения d, как правило, сносятся вниз ди­аграммы на горизонтальную шкалу. Линии постоян­ных влагосодержаний d проходят вертикально. Кривые постоянных значений относительной влажности φ обычно проводятся с интервалом в 5-10 %. Кривая φ = 100%, соответствующая состоя­нию полного насыщения воздуха водяным паром, называется пограничной линией. Она делит все по­ле диаграммы на две части: выше нее расположена область ненасыщенного водяным паром влажного воздуха, а ниже — область пересыщенного влагой воздуха (тумана, микрокапель воды во взвешенном состоянии), которая в вентиляционных расчетах практически не используется. На область ненасыщенного водяным паром влаж­ного воздуха нанесены изотермы (линии постоянных значений температуры) t. Шкала температур находит­ся на оси ординат. Изотермы являются прямыми ли­ниями, они не параллельны друг другу, что особенно проявляется при высоких температурах. Соответствие между значениями влагосодержания d и парциального давления водяного пара p_п в диаграмме устанавливается с помощью линий пар­циальных давлений водяного пара, проведенных че­рез все линии постоянных влагосодержаний d в нижней части диаграммы. От точек пересечения ли­нии d=const с линией парциальных давлений прове­дены горизонтальные прямые постоянных парци­альных давлений водяного пара. В правой части ди­аграммы на линии, параллельной оси ординат, име­ется шкала p_п, кПа. Таким образом, по любым двум параметрам тепловлажностного состояния воздуха можно найти все остальные. На диаграмме можно изобразить все воз­можные процессы состояния воздуха. Для этого доста­точно соединить точки, соответствующие параметрам начала и конца процесса соответствующей линией, по которой, собственно, и протекает процесс.

По границам диаграммы нанесены деления с указанием направлений лучей процессов е, кДж/кг. Для определения положения какого-либо луча про­цесса следует деление с соответствующим числен­ным значением е соединить с нулем отсчета на оси ординат и через точку начала процесса провести ли­нию, параллельную полученному направлению. Примеры характерных построений на i-d диаграмме приведены в лекции 7.