6 Влажный воздух

Смесь сухого воздуха и водяных паров называется влажным воздухом.

Хотя сухой воздух является смесью газов, он рассматривается как единое целое, так как в интервале температур от -50до +100°С, представляющих практический интерес, его состав и свойства не изменяются. Другой компонент влажного воздуха - водяной пар, парциальное давление его р_п невелико и не превышает давление насыщенного водяного пара р_н , соответствующее температуре этой смеси. Поэтому с достаточной для технический расчетов точностью влажному воздуху можно применять все формулы и законы, полученные для идеальных газов.

Давление, создаваемое атмосферным воздухом в соответствии с законом Дальтона, равно сумме парциальных давлений сухого воздуха р_в и- водяных паров

6.1

Влагонасыщенность воздуха оценивается абсолютной и относитель­ной влажностью; а также влагосодержанием

Абсолютная влажность - масса водяного пара в кг, содержащегося в I м³ влажного воздуха, или плотность пара J)_n при его. Парциальном давлении и температуре воздуха.

Отношение абсолютной влажности воздуха при данной температуре к его максимально возможной абсолютной влажности при той же температуре называют относительной влажностью

6.2

где Р_н-давление насыщенного пара при температуре смеси.

Влагосодержание d-отношение массы влаги (пара) во влажном воздухе к массе сухого воздуха в.нем, т.е. это количество водяного пара в кг, приходящегося на I кг сухого воздуха.

6.3

И з уравнения (6.3,) следует, что

6.4

Температуру, до которой нужно охладить воздух, чтобы он стал насыщенным ( =100%), называют температурой точки росы tp .

Энтальпия влажного воздуха определяется как сумма энтальпий .сухого воздуха и водяного пара.

6.5

где энтальпия сухого воздуха, кДж/кг;

-температура – влажного воздуха, °С;

- энтальпия водяного пара, находящегося во влажном воздухе кДж/кг.

Технические расчеты процессов с влажным воздухом с достаточной точностью проводят по Н,d-диаграмме влажного воздуха, построенной для определенного давления.

В целях расширения области ненасыщенного воздуха диаграмму Н, d строят в косоугольной системе координат (рисунок 6.1.).

Рисунок 6.1 H-d диаграмма важного воздуха Рисунок 6.2 Процесс смешивания

Постоянное значение энтальпии Н отложено под углом 45°. В этих осях нанесены кривые постоянной относительной влажности ( ) постоянной температуры влажного воздуха ( ) и мокрого термометра ( ).

На кривой относительной влажности =100% находится насыщенный воздух. Ниже этой кривой на свободном поле диаграммы проведен луч парциального давления водяных паров .

По 2-м заданным параметрам ( и т.д.) на диаграмме Н, d находят состояние влажного воздуха. Для этого состо­яния из диаграммы можно определить все другие параметры ( и т.д.).

На рис. 6.2. показано определение парциального давления пара для состояния 1 влажного воздуха.

Точка роcы определяется охлаждением воздуха при d=сonst для точки 2 . Охлаждение воздуха ниже точки росы изображается линией, идущей по =100%. Этот процесс 2 -4 сопровождается уменьшением влагосодержания d , так как из воздуха выпадает влага в виде росы.

Процесс нагрева от точки 2 до точки 1 изображается линией 2 – 1.Количество влаги при этом в воздухе не меняется.

Процесс сушки материалов (адиабатное увлажнение воздуха) изображается линией 1-5.В результате смешивания получается воздух с параметрами в точке 6, лежащей на диаграмме Н,d на прямой 1- 6.Положение точки 6 определяется из соотношения

,

где -массы воздуха в точках 1 и 5 смешивания.

Обычно процессы изменения состояния протекают с одновременным замещением его тепло- и влагосодержания. Эти процессы изменения состояния влажного воздуха на диаграмме Н,d изображаются прямыми линиями(лучами), соединяющие точки, соответствующие начальному и конечному состоянию воздуха и характеризуется величиной -угловым коэффициентом линии процесса. Для облегчения расчетов и удобства построений процессов применяют угловой масштаб, представляющей собой пучок лучей , исходящей из нулевой точки диаграммы, где Шкала тепловлажностных отношений (угловой масштаб) на Н,d-диаграмме изображается отрезками лучей, исходящих из нулевой точки на полях рамки диаграммы.(Рис.6.3.)

Рисунок 6.3 H-d диаграмма важного воздуха

Для определения значения тепловлажностного отношения известного процесса 1 – 2 (рисунок 6.3.) достаточно провести линию из точки 0 и на полях диаграммы по шкале углового масштаба найти .

С другой стороны, зная тепло- и влагопритоки к воздуху , а также его начальные параметры , можно на диаграмме Н,d изобразить процесс изменения состояния воздуха в результате ассимиляции теплоты и влаги. Сначала определяют положение точки 3 и , затем из точки 3параллельно лучу проводят прямую 3-4, которая является изображанием процесса.

Диаграмма Н,d приведена в приложении.