5.2. Влажный воздух
В воздухе находится влага в виде водяного пара. В воздухе количество влаги определяют по относительному влагосодержанию с помощью прибора психрометра
%.
(5.6)
Здесь dm – имеющееся в воздухе влагосодержание, г/кг; dmax – максимальное влагосодержание, г/кг.
Максимальное влагосодержание зависит от температуры и является справочной величиной (табл. 5.3). В связи с этим относительное влагосодержание также зависит от температуры. С ее увеличением dmax увеличивается, а φ уменьшается.
Рис. 5.1. Диаграмма влажного воздуха
Таблица 5.3
Максимальное влагосодержание воздуха
t, оС |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
dmax, г/кг |
8 |
16 |
30 |
48 |
80 |
160 |
270 |
380 |
Плотность влажного воздуха определяется по зависимости
.
(5.7)
Значения давления Рн (кПа) и удельного объема υ” (м3/кг) выбираются из таблиц водяного пара (табл. 5.1, 5.2) по температуре воздуха tв. Газовая постоянная воздуха определяется по зависимости
,
кДж/кг·К. (5.8)
Молекулярная масса влажного воздуха определится по зависимости
,
(5.9)
где Рб – барометрическое давление (кПа).
Объемное абсолютное влагосодержание (кг/м3) можно найти по
.
(5.10)
Количество теплоты для нагрева влажного воздуха
,
кДж, (5.11)
где I1, I2 – энтальпии влажного воздуха (кДж/кг), определяемые по рис. 5.1.
Задача № 5.5
Расчетом определить массу влаги, содержащейся в виде водяного пара в единице объема воздуха при температуре:
а)
и относительной влажности φ
= 30 %;
б)
t
= 40 оC
и относительной влажности
%;
в)
и относительной влажности φ
= 70 %.
То же самое определить по диаграмме влажного воздуха (рис.5.1).
Рекомендации: по табл. 5.3 для заданной температуры определить dmax и по зависимости (5.6) найти dm.
Задача № 5.6
Относительная влажность исходного воздуха составляет φ1=(50+3n), % при температуре t1 = 45 оC. Определить массу влаги, выделившейся из 4 кг воздуха при охлаждении его до температуры:
а) t2 = 10 оC; б) t2 = 20 оC; в) t2 = 15 оC
и относительную
влажность воздуха φ3
при
последующем нагреве его до температуры
.
Рекомендации: по диаграмме влажного воздуха (рис. 5.1) определить абсолютное влагосодержание dm при температуре t1 и относительной влажности φ1. По табл. 5.3 найти максимальное влагосодержание dmax2 при t2 и рассчитать массу влаги, выделившейся из воздуха Δd=dm - dmax2. Рассчитать количество влаги, выделенной из 4-х кг воздуха. По зависимости (5.6) найти относительную влажность воздуха φ3, где dm = dmax2, а dmax3 определяется из табл.5.3 для температуры t3. При необходимости, данные из табл. 5.3 находятся как среднее между табличными данными.
Задача № 5.7
Относительная влажность исходного воздуха составляет φ1=(45+3·n) % при температуре t1 = 50 оC. По диаграмме влажного воздуха (рис.5.1) определить массу влаги, выделившейся из 5 кг воздуха при охлаждении его до температуры:
а) t2 = 20 оC; б) t2 = 15 оC: в) t2 = 10 оC.
По диаграмме
влажного воздуха определить относительную
влажность воздуха при его нагреве до
температуры
.
Рассчитать количество теплоты, необходимой для нагрева этого воздуха.
Рекомендации: по диаграмме влажного воздуха (рис. 5.1) найти точку, соответствующую заданным значениям φ1 и t1, определить абсолютное влагосодержание d1. Затем найти точку, соответствующую значениям температуры t2 и относительной влажности насыщенного состояния воздуха φ2, для этой точки также найти влагосодержание d1. Масса выделившейся влаги находится как разность этих влагосодержаний. Количество теплоты рассчитать по (5.11).
Задача № 5.8
Относительная влажность воздуха составляет φ=(20+5·n) % при температуре t = (80 - 4·n) оC.
Определить объемное абсолютное влагосодержание заданного воздуха при барометрическом давлении
а) Рб = 730 мм рт. ст.; б) Рб = 780 мм рт. ст.; в) Рб = 800 мм рт. ст.
Определить, на сколько (в %) отличаются плотности влажного и сухого (табл. 8.2) воздуха.
Рекомендации: объемное абсолютное влагосодержание воздуха найти по (5.10), плотность влажного воздуха – по (5.7), барометрическое давление перевести по (1.4).