Изображение в h,d- диаграмме изотерм меньше 0 оС и особенности характеристик влажного воздуха при отрицательных температурах

Для температур меньше 0 ^оС в атмосферном влажном воздухе могут присутствовать только паровая и твердая фазы воды (см. рис.7.3). В случае ненасыщенного влажного воздуха имеет место только паровая фаза воды, для которой уравнение энтальпии соответствует выражению

.

Поскольку температура меньше 0^оС, то угол наклона этих изотерм в H,d- диаграмме для ненасыщенного влажного воздуха, определяемый угловым коэффициентом (H/d)_t=(2501+1,937t)/1000, будет меньше, чем у изотермы 0 ^оС благодаря отрицательной составляющей 1,937t<0 (рис.7.9).

Для определения относительной влажности воздуха при температурах меньше нуля градусов используются парциальные давления сублимации водяного пара и соответствующие этим давлениям объемы сухого "насыщенного" пара при х=1 (рис.7.10). Поскольку при отрицательных температурах давления насыщения для водяных паров в атмосферном воздухе быть не может, парциальное давление водяного пара в этом случае меньше давления тройной точки воды. В Р,v- диаграмме возможные состояния воды во влажном воздухе при отрицательных температурах могут характеризоваться точками 1, 2, 3 (см. рис.7.10):

точке 1 соответствует ненасыщенный влажный воздух с относительной влажностью =Р_п/Р_с=v"/v=/"<1, где Р_с – давление сублимации, соответствующее изотерме t<0 ^оС, а v" – удельный объем сухого "насыщенного" пара при Р_с, в этом случае Р_п<Р_с, а водяной пар перегретый;

точке 2 соответствует насыщенный влажный воздух с относительной влажностью =100 % и Р_п=Р_с, =", v=v", а водяной пар во влажном воздухе будет в виде сухого "насыщенного";

точке 3 соответствует перенасыщенный влажный воздух с относительной влажностью =100 %, Р_п=Р_с, водяной пар во влажном воздухе кроме сухого "насыщенного" пара содержит твердую фазу воды (лед, снег).

Поскольку давление сублимации меньше давления насыщения воды при температуре 0^оС, то и влагосодержание пара для ненасыщенного влажного воздуха в области отрицательных температур d_с=622Р_с/(Р-Р_с) будет меньше, чем влагосодержание пара при температуре 0 ^оС и такой же относительной влажности воздуха. Поэтому линии =const для температур меньше нуля градусов в H,d- диаграмме расположены очень близко к оси H и по мере уменьшения температуры они приближаются к ней почти вплотную.

В области перенасыщенного влажного воздуха изотермы с t<0 ^оС имеют угол наклона меньше, чем изотерма 0 ^оС при наличии в воздухе паровой и твердой фаз, благодаря отрицательной составляющей 2,1t в выражении энтальпии влажного воздуха:

.

Угловой коэффициент этой изотермы отрицательный и соответствует выражению (H/d)_t=(-335+2,17t)/1000. Причем чем меньше температура, тем меньше будет угол наклона изотермы. Влагосодержанию твердой фазы в перенасыщенном влажном воздухе (точка А, рис.7.9) будет соответствовать разность влагосодержаний: d_тА=d_А-d_cА, где d_сА находится на линии =100 % при данной температуре и соответствующем ей парциальном давлении сублимации водяного пара.