- •Содержание
- •Введение
- •Часть I. Примеры решения задач по термодинамике
- •1. Система единиц измерения
- •Уравнение состояния идеального газа
- •Теплоемкость
- •4. Термодинамические процессы изменения состояния идеального газа
- •Теплота, работа, внутренняя энергия, энтальпия, I закон термодинамики
- •6. Энтропия, II закон термодинамики, цикл карно
- •Истечение газов и паров из резервуара
- •8. Смеси идеальных газов
- •9. Водяной пар, процессы, таблицы свойств воды, влажного и перегретого пара, диаграмма
- •10. Сжатие газа в компрессоре
- •11. Расширение газа в турбине
- •12. Дросселирование газов и паров
- •13. Паросиловой цикл ренкина
- •14. Эксергия, эксергетический анализ, эксергетический кпд
- •15. Влажный воздух
- •16. Холодильные машины
- •17. Циклы тепловых двигателей
- •Часть II. Задачи для самостоятельного решения
- •Литература
- •Березин Сергей Романович практикум по термодинамике учебное пособие
- •4 50000, Уфа-центр, ул.К.Маркса, 12
15. Влажный воздух
Атмосферный воздух, не содержащий водяного пара, называется сухим.
Смесь сухого воздуха с насыщенным паром – насыщенный влажный воздух.
Смесь сухого воздуха с перегретым водяным паром – ненасыщенный влажный воздух. Вообще, воздух может быть пересыщенным, т.е. содержать капли (например, облака). Это смесь сухого воздуха с влажным водяным паром, но этот случай не рассматриваем.
К водяному пару в воздухе можно применить закон Дальтона
, где
и – парциальные давления воздуха и пара.
Абсолютная влажность воздуха – это масса пара в влажного воздуха.
.
Массовое влагосодержание
.
Формула для влагосодержания через парциальное давление пара
, где
Р – давление влажного воздуха.
Относительная влажность воздуха – это отношение действительного содержания пара к максимально возможному при данной температуре
,
– плотность на верхней пограничной кривой .
При = т.е. воздух насыщенный.
Дальнейшее охлаждение будет вызывать пересыщение и начнется конденсация пара. Температура, при которой у влажного воздуха называется температурой точки росы и обозначается . Эта температура тем выше, чем больше парциальное давление пара во влажном воздухе.
Относительная влажность и влагосодержание определяются с помощью психрометра. Он имеет 2 термометра: сухой и мокрый. Шарик ртути мокрого термометра покрыт тканью и смочен водой. Мокрый термометр показывает температуру воды ниже температуры сухого термометра .
Зная разность температур , можно определить характеристики влажного воздуха , точку росы и т.д.
Количественные характеристики влажного воздуха можно определить по или диаграмма, рис. 13.
На этой диаграмме вертикальные линии – линии влагосодержания ; линии, наклоненные к вертикальным линиям под углом , являются линиями постоянных энтальпий. Кроме того, на диаграмме имеются линии постоянных температур влажного воздуха, кривые относительной влажности воздуха, кривая парциальных давлений . Диаграмма обычно строится для среднего барометрического давления.
По диаграмме, зная температуру и относительную влажность , можно определить энтальпию , влагосодержание и парциальное давление . По температурам сухого и мокрого термометров можно определить температуру точки росы, т.е. температуру, при которой воздух насыщен водяным паром .
Процесс нагрева влажного воздуха на диаграмме изображается вертикальной прямой линией при . Процесс охлаждения также протекает при и изображается вертикальной прямой.
Процесс конденсации условно можно считать проходящим по линии .
Задача 15.1. «Сухой» термометр показывает , а «мокрый» . Найти параметры влажного воздуха, используя диаграмму .
Решение. Искомая т.А находится на пересечении изотермы сухого термометра и изотермы мокрого термометра. Через т.А проходит кривая относительной влажности . Опуская перпендикуляр на ось , имеем . При пересечении этого перпендикуляра с кривой находим точку росы .
Рис. 14.
Задача 15.2. Состояние влажного воздуха задано . Найти парциальное давление водяных паров в воздухе.
Решение. На диаграмме находим точку пересечения изотермы и линии . Эта точка соответствует парциальному давлению паров ртутного столба.
Давление
.
Задача 15.3. Влажный воздух имеет температуру . При этом точка росы составляет . Найти параметры влажного воздуха.
Решение. На диаграмме находим пересечение изотермы с линией . Точка росы находится при пересечении и соответствует . Для полученного значения поднимаемся до пересечения с изотермой . Точка пересечения соответствует относительной влажности , энтальпии .
Рис. 13