9 Относительная влажность воздуха.Температура точки росы

Отношение действительного содержания водяного пара во влажном воздухе к максимально возможному содержанию его в том же объеме влажного воздуха при данной температуре называется относительной влажностью и обозначается через φ. Таким образом

. (8.2)

При величина ρ_макс представляет собой плотность сухого насыщенного пара при данной температуре, т.е. а, при – плотность перегретого пара при данной температуре t и давлении смеси р.

Таким образом, с достаточной для практики точностью можно считать, что водяной пар во влажном воздухе подчиняется законам идеальных газов, и в частности закону Бойля–Мариотта, согласно которым плотность газа изменяется прямо пропорционально его давлению. Следовательно, при

, (8.3)

а при

, (8.4)

где р – суммарное давление влажного воздуха.

Если ненасыщенный воздух, состояние пара в котором определяется точкой 1 (рис. 8.4), нагревать при постоянном давлении, то давление насыщения р_н будет увеличиваться, а, поскольку парциальное давление пара р _п остается неизменным, относительная влажность φ =р_п /р_н будет уменьшаться до тех пор, пока температура воздуха не достигнет t_нр, а давление насыщения р_н не станет равным р (точка 2). При дальнейшем нагревании и числитель и знаменатель формулы для φ, которая п

Рисунок 8.4

ринимает вид φ =р_п/р, будут оставаться постоянными, а потому будет оставаться постоянной и относительная влажность.

Наоборот, если этот воздух охлаждать при постоянном давлении, то р_н будет уменьшаться, соответственно относительная влажность φ будет увеличиваться. При значении р_н=р_п получаем φ =1, т. е. воздух станет насыщенным. Дальнейшее охлаждение будет вызывать пересыщение и начнется конденсация пара, при которой влага будет выделяться из смеси в виде росы. В связи с этим температура, при которой у влажного воздуха с заданным парциальным давлением пара φ =1, называется температурой точки росы и обозначается через t_р. Очевидно, что температура точки росы тем выше, чем больше парциальное давление пара во влажном воздухе.

10 Id – диаграмма влажного воздуха

Расчеты процессов, в которых происходит изменение состояния влажного воздуха, весьма просто производятся графически, с помощью Id –диаграммы, предложенной в 1918 г. проф. Л. К. Рамзиным. В этой диаграмме по оси абсцисс откладывается влагосодержание воздуха d,, а по оси ординат – его энтальпия I.

Диаграмма строится для давления воздуха

р=745 мм рт. ст.,

П

Рисунок 8.6

омимо системы прямых линий I = const на диаграмму, общий вид которой приведен на рис. 8.6, наносится система изотерм t = const, которые в области перегретого пара также изображаются прямыми линиями.

На каждой изотерме находят точки с одним и тем же значением φ.

Линии φ = const поднимаются до изотермы, соответствующей температуре насыщения при заданном барометрическом давлении (при

р = 745 мм рт. ст. t_нр = 99,4°С), после чего круто, практически вертикально, поднимаются вверх. Действительно, при t>t_нр из формулы (8.4) получаем

.

Тогда для этого случая

,

или, решая полученное уравнение относительно φ , находим окончательно

. (8.9)

Таким образом, при t > t_нр величина φ зависит только от влагосодержания и для заданного значения d остается постоянной, сколько бы ни повышалась температура.

Кроме этого, на Id – диаграмму наносится система линий постоянной температуры мокрого термометра.