- •Теоретические основы теплотехники
- •Теоретические основы теплотехники
- •Порядок выполнения работы:
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание и оформление отчета
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание и оформление отчета по работе
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Основные теоретические положения
- •Процессы изменения состояния влажного воздуха
- •Содержание и оформление отчета по работе
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Основные теоретические положения
- •Фазовая I-s диаграмма водяного пара
- •Процессы изменения состояния водяного пара
- •Содержание и оформление отчета по работе
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Литература
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание и оформление отчета по работе
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание и оформление отчета по работе
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Порядок выполнения работы:
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание и оформление отчета по работе
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Литература
- •Литература
- •Карнаух Вікторія Вікторівна, старший викладач
- •Теоретичні основи теплотехніки
- •83023, М. Донецьк, вул. Харитонова, 10. Тел.: (062) 97-60-45
Содержание и оформление отчета по работе
Отчет по работе должен содержать:
-
Цель работы, основные понятия и расчетные формулы;
-
Принципиальную схему экспериментальной установки;
-
Протокол испытаний;
-
Обработку результатов испытаний;
-
Сводную таблицу значений удельных теплоемкостей.
Контрольные вопросы для самопроверки
-
Что такое теплоемкость? Виды удельных теплоемкостей. Единицы измерения.
-
Чем отличается истинная теплоемкость от средней теплоемкости?
-
Напишите уравнение по определению количества теплоты через среднюю теплоемкость.
-
Чем отличаются теплоемкости идеальных и реальных газов?
-
Как измениться значение теплоемкости идеального газа при повышении теспературы?
-
Почему теплоемкость газа при постоянном давлении всегда больше теплоемкости при постоянном объеме?
-
Объясните смысл всех величин, входящих в уравнение Майера.
-
Напишите уравнения массовой, объемной и мольной теплоемкостей для газовых смесей.
-
Допишите формулы ; .
Практические задания для самостоятельного изучения данной темы
Исходные данные для выполнения заданий по теме «Теплоемкость рабочих тел» принимаются по двум последним цифрам зачетной книжки из приложения А.
Литература
[1, с.47-54]; [2, с.63-74]; [5, с. 32-37]; [7, с.19-25].
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
Исследование процессов влажного воздуха
Цель работы: изучить особенности диаграммы влажного воздуха, особенности процессов, происходящих с влажным воздухом, получить навыки в определении параметров состояния и их применения в процессах с помощью диаграммы.
Задание:
1. Научиться находить по диаграмме изолинии: t-const, d-const, -const, i‑const, Pn-const, tм- const.
2. Определить значения всех неизвестных параметров состояния влажного воздуха в точке, заданной двумя известными параметрами
3. Построить и определить показатели процессов влажного воздуха: смешивание, нагрев, охлаждение, обработка воздуха водой (увлажнение), сушка влажных материалов в воздухе, кондиционирование.
Основные теоретические положения
Смесь сухих газов (О2, N2, CO2, He, Ar и др.) и водяного пара (H2O), называется влажным воздухом.
В атмосферном воздухе пар находится под небольшим парциальным давлением и в перегретом состоянии, поэтому влажный воздух можно рассматривать как смесь идеальных газов за исключением того, что при определенных условиях будет происходить конденсация водяного пара.
Сухим называют воздух, в котором не содержится водяной пар. Существует предел содержания в воздухе водяного пара, при превышении которого водяной пар начинает конденсироваться и переходить в туман или росу. Воздух, содержащий максимально возможное количество водяного пара, называют насыщенным воздухом. Воздух, занимающий по содержанию водяного пара промежуточное положение между сухим и насыщенным, называют ненасыщенным.
Физические свойства влажного воздуха характеризуются следующими параметрами: парциальным давлением водяного пара Рв.п., влагосодержанием d, абсолютной Wабс, максимальной Wmax и относительной влажностью , степенью насыщения, энтальпией i, теплоемкостью с, плотностью (удельным объемом ), температурами по сухому tс и по мокрому tм термометрам и температурой точки росы tр.
Абсолютная влажность воздуха Wабс – масса водяного пара в 1 м3 влажного воздуха. Очевидно, абсолютная влажность воздуха является плотностью находящегося в нем пара при парциальном давлении его, отвечающем температуре влажного воздуха.
, г/м3 (1)
где рп – парциальное давление водяного пара, кПа;
Тв.в.- абсолютная температура влажного воздуха, К;
Rп – удельная газовая постоянная водяного пара, кДж/(кгК).
Максимальная влажность воздуха – максимально возможное количество водяного пара в 1 м3 влажного воздуха. Очевидно, что максимальная влажность воздуха является плотностью сухого насыщенного пара.
, г/м3 (2)
где рнас – парциальное давление насыщенного водяного пара, кПа;
Тв.в.- абсолютная температура влажного воздуха, К;
Rп – удельная газовая постоянная водяного пара, кДж/(кгК).
Относительная влажность воздуха :
% (3)
Влагосодержание (d) – масса водяного пара, приходящаяся на 1 кг сухого воздуха.
г/кгс.в. (4)
При принятом допущении об идеальности водяного пара и сухого воздуха можно записать:
;
Считая, что получим
(5)
Плотность влажного воздуха в.в. определяется как сумма плотности пара п и плотности сухого воздуха в при их парциальных давлениях.
, кг/м3 (6)
Энтальпия влажного воздуха (Iв.в.) относится к 1 кг сухого воздуха или к (1+d) кг влажного воздуха и определяется как сумма энтальпий 1 кг сухого воздуха и d кг водяного пара, т.е.
, кДж/кгс.в (7)
где срс.в., срп. – массовая изобарная теплоемкость сухого воздуха и пара, соответственно, кДж/кгК; r0 – удельная теплота парообразования, кДж/кг.
Температура "мокрого" термометра (tм) – температура воды, поверхность которой обдувается потоком ненасыщенного влажного воздуха.
Температура "точки росы" (tp) – температура, при которой из влажного воздуха начинает конденсироваться влага (=100%).
i-d диаграмма влажного воздуха
Для определения параметров и исследования процессов влажного воздуха используется i-d диаграмма влажного воздуха (рис. 1), предложенная Л.К.Рамзиным в 1918 г. Диаграмма построена в косоугольной системе координат для 1 кг сухой части воздуха при давлении рбар=745 мм. рт.ст. и наглядно показывает взаимосвязь основных параметров влажного воздуха.
На диаграмме по оси ординат откладываются значения энтальпии i(кДж/кгс.в.) (изолинии направлены под углом 45 к горизонту), а по оси абсцисс – влагосодержание d (г/кгс.в.).
В области ненасыщенного воздуха под небольшим углом к горизонтальной оси нанесены линии с постоянным значением температуры воздуха (t - const), представляющие собой прямые линии. Здесь же изображены в виде веера кривых, расходящихся вверх, линии постоянной относительной влажности (- const). Самая нижняя линия соответствует состоянию насыщенного воздуха (=100%). В нижней части диаграммы построена линия парциального давления Рп=f(d), от которой отходят горизонтальные линии постоянных значений парциального давления водяного пара (Pn-const).