Методичні вказівки

Суміш сухого газу (повітря) та водяної пари називають вологим газом (повітрям).

Вологий газ розглядатимемо як газову суміш ідеальних газів, для якої справедливий закон Клапейрона. Тоді тиск вологого газу можна записати як суму парціальних тисків сухого газу Р₂ та водяної пари Р_n.

Р = Р₂ + Р_n, Па

Максимально можливий парціальний тиск водяної пари (ВП) за заданої температури називається тиском насичення Р_н. якщо водяна пара в суміші з газом (повітрям) досягає значення Р_н і більших, то такий газ (повітря) називають насиченим; водяна пара в ньому починає конденсуватись. Газ, у якому Р_n< Р_н, називають ненасиченим; водяна пара перебуває у ньому в перегрітому стані.

Якщо насичений газ (повітря) охолоджувати під P = const, то за певною температурою досягається стан, у якому Р_n = Р_н, і розпочинається процес конденсації. Таку температуру називають температурою точки роси t_р.

Вміст водяної пари в газі характеризується такими параметрами:

абсолютна вологість а (кг/м³) – маса водяної пари, що міститься в 1 м³ вологого газу (повітря), чисельно дорівнює густині водяної пари за заданої температури газу t і парціальному тиску водяної пари у газі Р_n

де m_n – маса водяної пари кг (г), V_n– об’єм вологого газу, що дорівняє об’єму водяної пари

відносна вологість, φ, част. од.(%) відношення абсолютної вологості в ненасиченому заданому стані до абсолютної вологості у стані насичення

вологовміст d, г/кг – відношення маси водяної пари до маси сухого газу в їхній суміші

ентальпія вологого газу (повітря) масою (1+ d) кг складається з ентальпії сухого газу (повітря) і_г та ентальнії водяної пари і_n

i = i_г + і_n d_n

Значення ентальпії та інших параметрів вологого повітря, можна встановити з діаграми стану і-d. Її побудовано для 1 кг повітря до P = const = 745 мм рт ст.

По осі абсцисс відкладають вологовміст d, а по осі ординат – ентальпію, і в КДж/кг.

Крива φ = 100% на діаграмі є пограничною лінією, на якій перебуває газу у стані насичення. Над кривою φ = 100% міститься область вологого газу, а під нею – область насиченого газу в стані конденсації. По осі ординат відкладено також парціальний тиск.

За допомогою і-d діаграми виконують інженерні розрахунки процесів зміни стану повітря природного газу під тиском, близьким до атмосферного.

Завдання № 1

Парціальний тиск водяної пари в атмосферному повітрі під Р бар = 745 мм рт ст. становить Р_n = _____________Па. Температура повітря = ________^оС Визначити відносну й абсолютну вологість повітря.

Вирішення

Парціальний тиск насичення водяної пари за температури ________^оС згідно і-d діаграмою становить Р_н = мм рт ст. ( Па). Таким чином під парціальним тиском ___________Па водяна пара перебуває у _________________ стані.

З рівняння