І мікроклімат приміщень

1.1. Властивості вологого повітря

                Повітря біля земної поверхні являє собою суміш газів та водяної пари: азот – 78,9% об., кисень – 20,95% об., аргон і інші інертні гази – 0,93%об., вуглекислий газ – 0,03% об. 

        Також в повітрі знаходяться: пил, газоподібні та пароподібні продукти хімічних і біологічних процесів, мікроорганізми.

    Якщо в повітрі є водяна пара, то таке повітря називається вологим. До суміші сухого і вологого повітря можуть бути застосовні всі газові закони. З достатньою для технічних розрахунків точністю можна вважати, що до вологого повітря можна застосувати усі закони суміші ідеальних газів. Як і будь-яка речовина, вологе повітря має термодинамічні параметри, які визначають його стан. Для визначення стану вологого повітря достатньо трьох з них. Проте, через складності описання процесів звичайно виділяють шість основних параметрів вологого повітря:

1) тиск вологого повітря 

2) парціальний тиск водяної пари 

3) відносна вологість 

4) вологовміст 

5) ентальпія 

6) температура 

             Температура повітря, виміряна термометром із сухою кулькою, називається температурою по сухому термометру, а температура повітря,

виміряна термометром із змоченою кулькою, називається температурою по мокрому термометру.

        Парціальний тиск ідеального газу в суміші газів пропорційний температурі суміші і обернено пропорційний об'єму:

,

де  p– парціальний тиск ідеального газу в суміші газів, Па;  m – маса газу, кг;  R – універсальна газова стала, 8314 Дж/(моль·К); – молекулярна маса газу, кг/моль; Т – термодинамічна температура, К; V –  об'єм усієї суміші, м³.

        Температура точки роси – це температура, при якій водяна пара внаслідок охолодження стає насиченою (це найнижча температура, до якої можна

охолоджувати вологе повітря при постійному його вологовмісті).

                               Рис. 1.1. Температура мокрого термометра

Відносна вологість повітря – це відношення парціального тиску водяної пари в ненасиченому вологому повітрі до парціального тиску водяної пари в насиченому вологому повітрі при одній і тій же температурі.

              Вологовміст – маса вологи, що припадає на 1 кг сухої частини вологого повітря, d, кг.

              Густина вологого повітря – це маса повітря в одиниці об'єму:

, кг/м³.

               Ентальпія – повна енергія, що пов'язана із даним станом тіла:

, кДж/кг,

де  – питома ізобарна теплоємність сухої частини повітря, 1,005 кДж/(кг·К);

t – температура повітря по сухому термометру, ^оС;  – питома теплота пароутворення при t = 0 ^оС, 2500 кДж/кг;  – питома  ізобарна теплоємність водяної пари,  1, 89 кДж/(кг·К).

            

                            Рис. 1.2. Процеси нагріву і охолодження повітря

Якщо відомі два незалежні параметри повітря, то аналітично можна вирахувати всі інші фізичні параметри стану вологого повітря. Проте аналітичне їх

визначення є досить складним, тому доцільно використовувати І – d діаграму вологого повітря. Вона являє собою графічне представлення залежності ентальпії

від вологовмісту. На вертикальній осі зображено значення ентальпії І, а на похилій – значення вологовмісту d. Початок координат відповідає стану сухого повітря з

температурою t = 0 ^оС і d = 0, І = 0. Кут між осями складає 135 ^о.

Рис. 1.3. Побудова ліній на І-d діаграмі

 

         Лінія -1 поділяє діаграму на дві зони. Верхня зона визначає стан повітря, в якому знаходиться водяна пара в перегрітому стані. Нижня зона зображує такий стан повітря, в якому міститься волога у вигляді насиченої водяної пари і туману, що складається із мілких капель води або кристалів льоду (зона туману).