А тмосферный воздух и его параметры. Id-диаграмма.

Воздух-это смесь газов: азот (N₂) – 78%, кислород – (О₂)-21%, инертные газы и примеси 1%.

Воздух хар-тся теми же основными парам., что и пар: температура (t, C^o или К), давление (р, МПа или Па), плотность (ρ, кг/м³), удельный объем (υ, м³/кг), кроме осн. и след. парам.: абсолютная влажность (ρ_п, кг/м³), относительная влажность (φ, %), влагосодержание (d, кг/м³), парциальное давление водяного пара (р_п, МПа)

Парциальное давление того или иного компонента в смеси газов - давление, кот. имел бы данный компонент при del из объема, занимаемого смесью, всех остальных газов.

З-н Дальтона: р_а = р_N2+ р_O2+ р_ин.г + р_п= Рв + Рп.

Абсолютной влажностью воздуха ρ_п наз. масса водяного пара в единице объема влажного воздуха. Т.е, абсолютная влажность - это плотность водяного пара в воздухе – это вел-на обратная удельному объему пара. ρ_п=ρ_п/(R_п*T). Если воздух сод. насыщенный вод. пар, его наз. насыщ. паром возд. р_н, а его абсол. W наз. влагоемкостью, ρ_н.

Относительная влажность воздуха – это отнош. абсолютной влажности воздуха к его влагоемкости при данной температуре φ=ρ_п/ρ_н*100=р_п/р_н*100. Относит. W возд. есть ни что иное, как степень насыщенности пара в воздухе.

Влагосодержание воздуха - масса водяного пара приход. на единицу массы сухого воздуха d=m_п/m_в= ρ_п/ρ_в*1000= 622*P_п/(Р_а-Р_п), Р_а=100000 Па

Энтальпия показ. сод. энергии в возд., рассчит. как сумма энтальпии сухового возд. и энтальпии, содер-ся в нем водяного пара. I=i_в+i_п=С_в*t+0,001d*(C_n*t+r), [Дж/кг]

i_в – энтальпия сухого возд.; i_п – энтальпия пара, сод. в возд.; I – энтальпия влажн. возд.; С_в, C_n – уд. теплоемкость сухого возд. и вод. пара, Дж/кг*^оС; r – уд. теплота парообраз., Дж/кг.

Теплосодержание воздуха принято исчислять по отношению к единице массы сухого воздуха I=1,01*t+0,001d(1,88*t+2500)

Диаграмма состояния воздуха связывает между собой основные параметры воздуха и называется Id-диаграмма. Основные координатные оси диаграммы I=0; d=0. Также на диаграмме нанесены линии t=const связь между координатными параметрами (Id) и t-рой хар-ся ур-нием теплосодержания. Линии φ=1 и φ=const. На диаграмме также есть линии ρ=const и υ=const, а также угловая шкала значений q. Прямые q=const хар-ют плотность воздуха. Линии υ=const показывает значения приведенного удельного объема воздуха, характеризующего объем влажного воздуха приходящего на один кг его сухой части.

П р-сы изменения сост. воздуха. Психометрическое определение параметров сост. влажного воздуха.

Пр-сы изменения состояния агентов обработки: 1) нагревание или охлаждение

нагревание возд. происх. при соприкосновением воздуха с горячей или холодной сухой пов-ью, хар-ся постоянством влагосодержания. Изменение сост. возд. с первонач. парам., при его нагревании изображ. на диаграмме вертикальной прямой, параллельной линии d=const, при этом t-ра и теплосодерж. возд. возраст., а относ. W уменьш. Пр-с охлаждения возд. наоборот, связан с понижением его t-ры и энтальпии, а относ. W повышением. Дальнейшее охлаждение его в этом состоянии будет сопровождаться конденсацией пара и уменьш. d. T-ру, при кот. возд., охлаждаясь от прикосновения с сухой пов-тью, достигает состояния насыщения, наз. t-рой точки росы. 1-2-пр-с нагревания возд. 1-3 –охлаждение, 4-5 –сильное охлажд. 4 – влажность относ. 100%

2) испарение влаги в воздухе. Испарение – либо соприкосновение с водой, либо с влажной пов-тью. В ходе пр-са t-ра уменьш, парциальное давл. вод. пара (р_п), влагосодержание(d) и относ. W (φ) увел., I= const – испарение влаги,(при усл., что t-ра Н₂О, с кот. контактир. возд.=0 ^оС), t_по – предел охлаждения (t-ра, при кот. возд. достигнет предела насыщ.),8-точка насыщения. В действительности пр-с сушки идет с увелич. энтальпии 1-9 - пренебрегают

3) смешивание воздуха различных состояний. Предпол., что смеш. М1 кг воздуха в состоянии I1, d1 и М2 кг воздуха в состоянии I2, d2. Состояние смеси зависит от состояния ее компонентов и отношения n = М1/М2, (1) кот. наз. коэф. пропорции смеси, кот. показ., что на кажд. кг возд. сост. 2 приход. n кг-ов возд. сост. 1. Для вычисления параметров смеси сост. ур-ния баланса тепла и влаги I2 + nI1 = (1+n)Icм (2) ;D2 + nd1 = (1+n)dcм (3) из кот. опред. параметры смеси: Icм = I2 + nI1\1+n (4); Dcм = d2 + nd1\1 + n (5). Из ф-л 2 и 3 получ.: I2 – Icм = n(Icм – I1) (6); d2 - dcм = n(dcм –d1) (7), разделив ур-ние 6 на 7 I2 – Icм\ d2 – dcм = Icм - I1\dcм – d1, т. е. ур-ние прямой линии с заданными корд. 2 ее точек I1, d1 и ,I2 d2. Следует, что точка см определ. сост. смеси, независимо от вел-ны прямой, кот. соед. на Id- диаграмме точки, показыв. сост. компонентов смеси (рис 2) n = (d2 – dcм)|\(dcм – d1) точка см делит прямую 1-2 на части, отношение кот. =коэф. пропорции смеси. При этом она леж. ближе к точке хар-ющей сост. преобладающего в смеси компонента.

4) смешивание воздуха с паром. Предпол, что происх. смешив. пара в кол-ве М_п и возд. в кол-ве М. Пускай сост. вод. пара хар-ся i_п, а сост. возд. – I, d. n = М/Мn, где Мn- масса сухого насыщенного пара: Icм = I + i_п\n; Dcм = d + 1000\ n

Я влен. охлажд. возд. при испарении воды до t-ры предела охлажд. было использ. при создании прибора – психрометра. Психрометр – 2 термометра (сухой и мокрый, один из к-х показывает t-ру воздуха, а другой - предел охлаждения воздуха).

∆t – псих. разность (на сколько сух. или влажн. возд.), ∆t=t_ст - t_мт.

При ∆t=0, t_ст=t_мт → φ=1. t_ст ˃ t_мт ВСЕГДА. Зная т.1 можно определ. любой парам. возд.

В случае, если энтальпия воды отлич. от 0, а ее t-ра ˃ 0 ^оС, энтальпия возд. при испар. воды будет увелич.