5. Влажный воздух

В окружающем нас воздухе всегда содержится то или иное количество водяного пара.

Механическая смесь сухого воздуха с водяным паром называется влажным воздухом или воздушно-паровой смесью

Характер изменения параметров влажного воздуха имеет важное значение в расчетах многих технических процессов.

С влажным воздухом приходится иметь дело при расчетах вентиляции, процессов горения топлива, систем для кондиционирования воздуха и, особенно, при расчете процессов, протекающих в сушильных установках.

Особенно широкое распространение процесс сушки, как вид тепловой обработки, получил в промышленности строительных материалов. Например, при формовании изделий сушка таких материалов, как глина и песок, нужна для получения компонентов с определенной начальной, влажностью. Сушка керамических изделий перед обжигом в два раза и более повышает их прочность, облегчает укладку на вагонетки и транспортирование в печи. Сушка глины, гипсового камня, угля перед их размолом снижает расход электроэнергии на помол и предотвращает замазывание транспортирующих устройств. Сушка топлива перед сжиганием повышает теплоту его сгорания и температуру горения. При обжиге вяжущих материалов сушка является начальной стадией общего процесса, а в производстве гипсовых, минераловатных и других изделий сушка — это конечный процесс.

Скорость процесса сушки или интенсивность удаления влаги не может быть произвольно большой, но и не должна быть слишком малой. В первом случае быстрое испарение влаги из изделий приводит к их разрушению при сушке и массовому браку; во втором случае необоснованное затягивание процесса сушки вызывает снижение производительности предприятия и резкое увеличение стоимости продукции. Поэтому технологические процессы сушки должны основываться на строго научных положениях, вытекающих из теории сушки. Наибольшее распространение в практике получили сушилки, у которых в качестве тепловлагоносителя (или сушильного агента) используется нагретый воздух или смесь его с дымовыми газами, которые в условиях непосредственного соприкосновения с высушиваемым материалом поглощают удаляемую из него влагу.

Рассматривая влажный воздух как частный случай газовой смеси и полагая, что при сравнительно невысоких давлениях, представляющих интерес для практики, водяной пар приближается по свойствам к идеальному газу, по закону Дальтона давление влажного воздуха (Р) можно записать как сумму парциальных давлений сухого воздуха (Р_в) и водяного пара (Р_п).

P=P_в+P_п

Максимальное парциальное давление водяного пара при заданной температуре называется давлением насыщения и обозначается Р_s. Величина Р_s водяного пара во влажном воздухе определяется только температурой сме­си и не зависит от давления смеси р.

Влажный воздух, в котором парциальное давление пара Р_п меньше Р_s, называется ненасыщенным. При этом водяной пар, содержащийся в нем, находится в перегретом состоянии. Если ненасыщенный влажный воздух охлаждать при постоянном давлении, то можно достигнуть состояния, при котором Р_п станет равным Р_s. Влажный воздух в таком состоянии называется насыщенным, то есть смесь, состоящая из сухого воздуха и насыщенного па­ра, - насыщенный влажный воздух.

Температура влажного воздуха, при которой р_п становится равной p_s, называется температурой точки росы.