1.4. Основные виды вредных выделений в помещении и их воздействие на организм человека

1. Теплота.

2. Водяные пары (влага).

3. Вредные газы (оксид углерода IV; угарный газ CO;).

4. Пыль.

Более подробно данный материал изложен в [2], часть 2, стр. 5-9

1.5. Свойства влажного воздуха

Свойства влажного воздуха определяются его тепловлажностным состоянием и составом газовой среды. Условно принято считать воздух состоящим из 21% по объему кислорода O₂ и 79% по объему азота N₂. Состав других примесей определяют порядка 0,1%. По массе это процентное соотношение находится в пределах 23% – кислорода, 77% – азота.

Основными свойствами влажного воздуха являются:

1. Влажный воздух подчиняется закону Дальтона, согласно которому все компоненты газовой смеси занимают весь объем и находятся под своим парциальным давлением. Алгебраическая сумма этих парциальных давлений равна полному барометрическому давлению смеси , Па:

4)

Для удобства расчета влажный воздух представляют как бинарную смесь, состоящую из сухого воздуха и водяного пара:

Р_Б = Р_с.в+ Р_п. 5)

2. Влажный воздух подчиняется характеристическому уравнению с определенной точностью. Для 1 кг компонента имеем:

р_iυ_i=R_iT, 6)

где R_i – газовая постоянная, кДж/кг · К

Умножим выражение (6) на массу m i-того компонента.

, (7)

р_iV=m_iR_iT. (8)

Запишем выражение (8) для 1 киломоля:

, (9)

где R – универсальная газовая постоянная.

, (10)

R_i=287 Дж/(кг∙К) – для воздуха.

, (11)

R=8,314 кДж/(кмоль∙К).

Запишем выражение (11) с учетом уравнения (7) и решим его относительно плотности:

. (12)

При атмосферном давлении Р_с.в.=101325 Па и μ_с.в.=28,86 кг/кмоль плотность сухого воздуха, кг/м³, определяется по зависимости:

. (13)

Зависимость плотности водяного пара, кг/м³, от температуры представлена для прикидочных расчетов следующим уравнением:

. (14)

Выражение (14) используется для оценочных расчетов, так как водяной пар не подчиняется характеристическому уравнению, а расчет параметров водяных паров производится по уравнению Ван-дер-Ваальса или уравнению Боголюбского.

3. Плотность влажного воздуха всегда меньше плотности сухого.

ρ_в = ρ_с.в. + ρ_п

Распишем каждую плотность через уравнение (12), в результате получим следующую запись

,

где – плотность сухого воздуха при барометрическом давлении, кг/м³.

С учетом закона Дальтона парциальное давление сухого воздуха равно

Р_с.в. = Р_б – Р_п,

. (15)

Второе слагаемое в выражении (15) составляет 0,75% от первого, поэтому в инженерных расчетах часто плотность влажного воздуха приравнивают к плотности сухого воздуха.

4. При любых тепловлажностных изменениях сухая часть влажного воздуха остается постоянной, следовательно, характеристики влажного воздуха относят к 1 кг сухого.

Влагосодержание воздуха – количество водяного пара, находящегося в 1 кг сухого воздуха. Единица измерения = [кг/кг сух.возд.]:

, (16)

где Р_с.в. = Р_б – Р_п.

Выражение (16) неудобно использовать в практических целях из-за малых величин d', поэтому на практике применяют зависимость (17):

(17)

Единица измерения d - [г/кг сух.возд.]

5. Влагосодержание воздуха может быть различным, но оно ограниченно пределом насыщенности воздуха водяными парами.

Относительная влажность воздуха – величина, характеризующая степень насыщенности воздуха водяными парами:

, (18)

где Р_п – парциальное давление при определенных условиях, Па;

Р_б – парциальное давление при полном насыщении при тех же параметрах, Па.