
- •И.В. Шестаков
- •Исследование термодинамических
- •Процессов во влажном
- •Воздухе
- •Р е ц е н з е н т: доктор технических наук, зав. Кафедрой биотехнологии
- •Введение
- •Цель работы
- •Основные параметры влажного воздуха
- •Экспериментальное определение относительной влажности
- •Диаграмма влажного воздуха
- •Правила пользования I - d - диаграммой
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок проведения опыта
- •Обработка результатов эксперимента
- •Отчет по лабораторной работе
- •Техника безопасности и противопожарная безопасность
- •Вопросы
- •Библиографический список
Министерство образования РФ
Вятский государственный университет
Кафедра теплотехники и гидравлики
И.В. Шестаков
Исследование термодинамических
Процессов во влажном
Воздухе
Лабораторная работа № 2
Дисциплина «Техническая термодинамика.
Теоретические основы теплотехники»
Специальность 10.01, 10.02, 10.04, 17.04
Киров 2010
УДК 658.26.075
Ш 51
Р е ц е н з е н т: доктор технических наук, зав. Кафедрой биотехнологии
Н.А. Жуков
Шестаков И.В. Исследование термодинамических процессов во влажном воздухе: Лабораторная работа № 2. – Киров: Изд-во ВятГУ, 2003. – 21 с.
Редактор Е.Г. Козвонина
Подписано в печать Усл.печ.л. 1,3
Бумага офсетная. Печать матричная.
Заказ № 26 Тираж 75 Бесплатно.
Текст напечатан с оригинал-макета, представленного автором.
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
610601, г. Киров, ул. Московская, 36.
Оформление обложки, изготовление – ПРИП ВятГУ.
Вятский государственный университет, 2003
И.В. Шестаков
Введение
Во многих технических устройствах рабочим телом является влажный воздух. Знание термодинамических процессов во влажном воздухе необходимо при расчете и эксплуатации сушильных и компрессорных установок, установок кондиционирования воздуха и т.д.
Цель работы
Определение состояния влажного воздуха в выбранных точках экспериментальной установки и его изменения с помощью
- диаграммы.
Определение расхода тепла на 1 кг испаренной влаги.
Определение количества испаренной влаги на 1 кг сухого воздуха.
Определение тепловых потерь установки.
Основные параметры влажного воздуха
В атмосферном воздухе всегда содержится то или иное количество влаги в виде водяного пара. Такую смесь сухого воздуха с водяным паром называют влажным воздухом.
Если при данном давлении и температуре воздух больше не поглощает влагу, то его называют насыщенным; если поглощение воздухом влаги продолжается - ненасыщенным.
В насыщенном воздухе пар находится в сухом, а в ненасыщенном - в перегретом состоянии. В обоих случаях параметры пара могут быть найдены по таблицам водяного пара. Так как влажный воздух представляет собой механическую смесь сухого воздуха и водяного пара, то, согласно закону Дальтона, давление влажного воздуха или барометрическое давление pбар равно
,
Па, (1)
где
парциальное
давление сухого воздуха, Па;
– парциальное
давление водяных паров, Па;
– давление
влажного воздуха, Па.
Парциальное давление водяных паров незначительно, поэтому для обоих компонентов влажного воздуха с достаточной точностью можно применять уравнения состояния для идеальных газов:
для
сухого воздуха
; (2)
для
водяного пара
, (3)
где p - парциальное давление компонентов воздуха, Па;
Y - объем влажного воздуха, м3 (газ занимает весь объем);
M - масса компонентов, кг;
R - газовая постоянная компонентов, Дж/(кгК);
T - абсолютная температура, К.
Масса
водяного пара (кг), содержащегося в 1 м3
влажного воздуха, называется абсолютной
влажностью воздуха.
Абсолютная влажность воздуха, выраженная
в килограммах на 1 м3,
есть плотность перегретого водяного
пара и обозначается
Согласно данному определению,
,
кг/м3.
Абсолютная
влажность воздуха,
полностью насыщенного водяными парами,
обозначается
(при
давлении насыщения, т.е.
).
Относительная влажность воздуха - это отношение абсолютной влажности воздуха к максимально возможной в тех же условиях давления и температуры, т.е.
. (4)
Для идеальных газов отношение плотностей компонентов смеси можно заменить отношением парциальных давлений:
. (5)
Относительная влажность воздуха, выраженная в долях единицы или в процентах, характеризует степень насыщения его водяными парами.
Влагосодержание влажного воздуха - это количество водяных паров (в граммах), приходящихся на 1 кг сухой части влажного воздуха.
,
г/кг сухого воздуха (6)
Из уравнения (6) следует, что
,
Па. (7)
Уравнение (7) показывает, что парциальное давление водяного пара при данном давлении является функцией влагосодержания и наоборот.
Энтальпия влажного воздуха iвв - это количество тепла, находящегося во влажном воздухе, сухая часть которого составляет 1 кг ( при p - const ).
,
кДж/кг
; (8)
,
кДж/кг
; (9)
,
кДж/кг, (10)
где
– теплоемкость сухого воздуха при
постоянном давлении, равная 1,005 кДж/кг;
t – температура воздуха, оС;
2500 – скрытая теплота парообразования 1 кг воды при температуре 0оС, кДж/(кгК);
1,77 – теплоемкость водяного пара, кДж/(кгК).
Плотность влажного воздуха определяется по уравнению
,
кг/м3. (11)
Удельный объем можно определить по формуле
,
м3/кг
сухого воздуха. (12)