7.6. Основные параметры влажного воздуха. Н-х диаграмма влажного воздуха.

К основным характеристикам влажного воздуха относят: температуру, относительную влажность, влагосодержание, энтальпию.

Относительная влажность воздуха φ – отношение массы влаги к максимально возможному ее содержанию в условиях насыщения этого воздуха при одинаковой температуре.

Относительная влажность – отношение массы водяного пара в 1 м³ влажного воздуха при данных условиях (t, общее барометрическое давление) к максимально возможной массе водяного пара в 1 м³ воздуха при тех же условиях.

φ измеряется от 0 (для абсолютно сухого воздуха) до 1 или до 100% (для насыщенного).

Относительная влажность является показателем работоспособности воздуха при сушке. Чем больше величина φ отличается от 1, тем больше влаги может перейти из высушиваемого материала в воздух. При φ=1 воздух полностью насыщен и влага не испаряется в воздух.

Точка росы – температура, охлаждаясь до которой при постоянном влагосодержании воздух достигает полного насыщения водяными парами.

При изотермическом взаимодействии воздуха с влажными материалами воздух будет охлаждаться, отдавая свое тепло материалу и одновременно пополняя свою энтальпию за счет энтальпии водяных паров, переходящих из влажного материала в воздух. В этих условиях температура понижается, а энтальпия остается постоянной. Этот изоэнтальпийный процесс будет протекать до полного насыщения воздуха водяными парами, т. е. до температуры, при которой φ=1. Изотерма, проходящая через точку В, соответствует пределу охлаждения воздуха в изоэнтальпийных условиях и называется температурой мокрого термометра.

Разность между температурой воздуха t, и температурой мокрого термометра носит название потенциала сушки ε:

ε=t₁-t_м (7.14)

ε характеризует способность воздуха поглощать влагу из материала.

Влагосодержание х – масса влаги (в кг), приходящаяся на один кг сухого воздуха (кг/кг сух. возд.). Эта характеристика не изменяется при нагревании и охлаждении воздуха.

Влагосодержание – это количество водяного пара (в кг), содержащегося во влажном воздухе, приходящееся на 1 кг абсолютно сухого воздуха

[кг/кг сух. возд.] (7.15)

Влажный воздух можно считать механической смесью его абсолютно сухой части и содержащихся в ней водяных паров; эта смесь подчиняется закону Дальтона:

, (7.16)

где - полное давление влажного воздуха

P_c, P_n – парциальные давления абсолютно сухого воздуха и смешанных с ним водяных паров.

Энтальпия влажного воздуха H, отнесенная к 1 кг сухого воздуха при температуре t (за началоотсчета принята температура 0⁰С) определяется по уравнению:

H=C_bt+xH’; (7.17)

где С_b – средняя теплоемкость сухого воздуха в интервале от 0 до t.

Н – энтальпия водяного пара.

Н-х диаграмма влажного воздуха.

Основные свойства влажного воздуха можно с достаточной для технических расчетов точностью определять при помощи Н-х диаграммы, впервые разработанной Рамзиным. Диаграмма Н-х построена для постоянного давления Р=745 мм рт.ст., которое по многолетним статическим данным, можно считать среднегодовым для центральных районов России.

Диаграмма имеет угол 135⁰ между осями координат, причем на оси ординат отложена в определенном масштабе энтальпия Н, а на наклонной оси абсцисс – влагосодержание Х, которое для удобства пользования диаграммой спроектирована на вспомогательную ось, перпендикулярную оси ординат.

На диаграмме нанесены:

1. Линии постоянного влагосодержания (Х=const) – вертикальные прямые, параллельные оси ординат;

2. линии постоянной энтальпии (Н=const) – прямые, параллельные оси абсцисс, т.е. идущие под углом 135⁰ к горизонту.

3. линии постоянных температур (изотермы) t=const

4. линии постоянной относительной влажности (φ=const)

5. линии парциальных давлений водяного пара р_н во влажном воздухе, значения которых отложены в масштабе на правой оси ординат.