10. Влажный воздух. Состояния влажного воздуха.

Влажный воздух – парогазовая смесь, состоящая из сухого воздуха и водяных паров. В.В., содержащий макс.кол-во водяного пара при данной температуре – насыщенный. Воздух, в кот.не содержится макс.возможное при данной температуре кол-во водяного пара – ненасыщенный. Ненасыщенный влажный воздух состоит из смеси сухого воздуха и перегретого водяного пара, а насыщенный влажный воздух – из сухого воздуха и насыщенного водяного пара. Водяной пар содержится в воздухе обычно в небольших количествах и чаще всего в перегретом состоянии, поэтому к нему с достаточной для технических расчетов точностью могут быть применены законы идеальных газов. По закону Дальтона давление влажного воздуха Рв=Рс.в.+Рв.п., где Рс.в., Рв.п. – давление сухого воздуха и водяного пара соответственно. Парциальное давление можно определить из таблиц насыщ.пара по темп.т.росы, т.е. по темп-ре, до кот.нужно охладить воздух при пост.влагосодержании, чтобы он стал насыщенным. Основные характ-ки В.в.: относительная влажность,абсолютная влажность, влагосодержание воздуха.

11. Параметры и характеристики влажного воздуха

Влажный воздух – механическая смесь сухого воздуха и водяного пара.

Вл. Воздух подразделяется на ненасыщенный и насыщенный.

- Вл. Ненасыщенный воздух –механическая смесь сухого воздуха и перегретого пара.

- Вл. Насыщенный – механическая смесь сухого воздуха и влажного насыщенного пара.

Осн. Характеристики и параметры влажного воздуха:

1)Абсолютная влажность ρ - это массовое количество водяных паров в одном кубическом метре влажного воздуха.  ρ=(кг/м³)

Необходимо отметить, что абсолютная влажность воздуха характеризует содержание в воздухе только одной - паровой фазы воды.

2) Относительная влажность φ - это отношение абсолютной влажности к максимально возможной

*100%

3) Влагосодержание – масса водяного пара во влажном воздухе (в граммах), приходящаяся на 1 кг сухого воздуха (d, г/кг с.в.) Иначе говоря, влагосодержание - это отношение массы воды к массе сухого воздуха, в котором эта вода испарилась.

4) Парциальным давлением водяного пара влажного воздуха называется то давление, которое обретет водяной пар в замкнутом объёме, если из этого объема убрать весь сухой воздух. [P_п, Па]

*100%

5)  энтальпия влажного воздуха - это сумма энтальпий сухого воздуха и водяного пара, причем первая пропорциональна температуре (коэффициент пропорциональности - теплоемкость сухого воздуха), а вторая пропорциональна влагосодержанию. (i, кДж/кг*С)

(энтальпия — это количество энергии, которая доступна для преобразования в теплоту при определенной температуре и давлении.)

6) Температура, t;

Различают 3 состояния влажного воздуха:

1.Ненасыщенный влажный воздух - смесь сухого воздуха и перегретого водяного пара (φ<100 %).

2. Насыщенный влажный воздух - смесь сухого воздуха и сухого насыщенного водяного пара (φ=100 %)

3. Перенасыщенный влажный воздух - смесь сухого воздуха и влажного водяного пара. Явление в природе – туман (φ=100 %)

Температура точки росы (Ƭ_р, ⁰С) - это такая температура, начиная с которой при охлаждении влажного воздуха при постоянном давлении из него начинается выпадение капелек воды.

12. H-d диаграмма влажного воздуха

i – d диаграмма предложена профессором Рамзиным в 1918 году для упрощения расчетов, связанных с изменением состояния влажного газа (воздуха).Обычно она строиться для постоянного барометрического давления, равного 99,3 кПа (745 мм.рт.ст). Это среднегодовое давление в Центрально - промышленном районе СССР в том числе теперь России. Строится она в расчете на 1 кг сухого воздуха. По оси абсцисс откладывается массовое влагосодержание в сухом воздухе (%), а по оси ординат – удельная энтальпия.

Основное назначение диаграммы – это изображение процессов изменения состояния воздуха: увлажнения, нагревания, охлаждения и т. д. Изменение состояния воздуха может произойти тогда, когда ему подводится (отводится) тепло Q или влага W, или за счет одновременного воздействия обоих факторов. Процесс изменения состояния воздуха при этом характеризуется значением ε (кДж/кг), называемым тепловлажностным отношением, или угловым коэффициентом. ε = Q/W.

По горизонтальной оси отложены значения влагосодержания и нанесена сетка вертикальных линий d = const. Подуглом 135° к вертикальной оси диаграммы проведены линии постоянной энтальпии i. На диаграмму нанесены кривые равных значений относительной влажности φ от 0 до 100% и линии постоянных температур в виде прямых под небольшим углом к горизонтальной оси диаграммы. i,d-диаграмма дополнена линией парциальных давлений водяного пара p_п. Каждая точка диаграммы характеризуется взаимно согласованными параметрами t, d, i, p_п, φ. Точки диаграммы определяют следующие состояния: ненасыщенного воздуха над кривой φ = 100%; насыщенного воздуха на кривой φ = 100%; насыщенного воздуха, содержащего капельки жидкой влаги или льда под кривой φ = 100%.

Диаграммой пользуются следующим образом. Пусть известно, что воздух имеет температуру 20°С и относительную влажность 60%. На пересечении изотермы 20°С с линией φ = 60% получим точку А. Тогда по i, d - диаграмме легко прочитать остальные параметры воздуха: i_A = 42,2 кДж/кг; d_A = 8,8 г/кг; p_пА = 1,4 кПа.

С помощью диаграммы можно определить температуру точки росы воздуха t_р. Если воздух охлаждать при d = const, то температура, при которой воздух становится насыщенным, будет t_р. Дальнейшее охлаждение сопровождается выпадением влаги. Для точки А температура точки росы t_р = 12°С. Точка В называется точкой росы для воздуха, имеющего состояние, характеризуемое точкой А.