Воздух рабочей зоны

Современная вентиляция является важной и сложной отраслью техники. Она служит для решения задач, связанных с созданием таких метеорологических (температура, влажность, степень подвижности воздуха) и санитарно-гигиенических условий воздушной среды в производственных и иных помещениях, которые обеспечивали бы нормальное самочувствие людей, безвредность труда, способствовали повышению производительности труда и качества выпускаемой продукции.

Из всех задач, решаемых вентиляцией, наиболее важной является задача обеспечения нормальных санитарно-гигиенических условий воздушной среды в производственных помещениях, технологические процессы в которых связаны с различными выделениями (пыль, газы, и т.д.), вредно действующие на организм человека.

Другой важной задачей вентиляции является создание в помещениях с большим скоплением людей постоянных метеорологических условий воздушной среды, независимо от времени года и погоды. Такие метеорологические условия должны обеспечивать наилучшее самочувствие или, иными словами, комфортные условия для человека.

Вентиляционные установки, служащие для поддержания определенных, заранее заданных метеорологических условий воздуха в помещении, называются установками кондиционирования воздуха. Весьма важную роль вентиляция играет также в технологии многих производств, где от метеорологических условий зависит качество выпускаемой продукции. Для одних предприятий требуется высокая чистота воздуха, для других – определенная температура и влажность.

Земная атмосфера состоит из смеси сухого воздуха и некоторого количества водяных паров. Такую смесь мы называем влажным воздухом. В состав сухого воздуха входят по объему 78% азота, 21% кислорода, около 1% аргона и в очень незначительных количествах углекислота, гелий, неон и другие газы.

Содержание водяных паров воздухе может изменяться в широких пределах в зависимости от климатических условий местности и периода года.

Водяные пары находятся в воздухе обычно в перегретом состоянии, т.е. имеют температуру выше температуры парообразования.

Поэтому к ним, так же как и к сухому воздуху, с вполне допустимой в технических расчетах погрешностью можно применить законы идеальных газов, известные из курса физики и теоретической теплотехники.

Процесс парообразования.

Переход жидкости в пар (т.е. парообразован6ие) может осуществляться двумя различными по интенсивности и характеру процессами: испарением и кипением.

Испарением называется парообразование, происходящее только с поверхности жидкости и при любой температуре. Интенсивность испарения зависит от природы жидкости и температуры. Сущность этого явления заключается в том, что при хаотическом тепловом движении молекул жидкости отдельные молекулы, обладающие наибольшей скоростью, преодолевая поверхностное натяжение, вылетают в пространство над поверхностью раздела. По той же причине одновременно некоторое количество молекул пара из этого пространства возвращается обратно в жидкость.

Видимое испарение жидкости прекратится, когда наступит состояние динамического равновесия, т.е. когда количество молекул, вылетающих из жидкости, станет равным количеству молекул, возвращающихся в жидкость. Образовавшийся в состоянии динамического равновесия над поверхностью жидкости пар называется насыщенным.

Температура насыщенного пара является функцией одного только давления

При сообщении жидкости некоторого количества тепла при вполне определенной температуре (температуре кипения), зависящей от природы жидкости и давления среды, наступает парообразование по всей ее массе. (Пузырьки пара начинают при этом образовываться у стенок сосуда и внутри жидкости.)

Под температурой кипения жидкости при данном внешнем давлении понимают температуру, при которой давление насыщенного пара жидкости равно внешнему давлению.

Представим себе, что в цилиндре находится 1 кг воды при температуре 0⁰С, на поверхность которой при помощи поршня производится постоянное давление р.

Объем воды, находящейся под поршнем, равный удельному объему при 0⁰С обозначим через . При нагревании цилиндра и сообщении тепла воде температура ее будет постепенно повышаться и при некотором определенном значении ее вода закипит, т.е. начинается процесс парообразования.

Процесс парообразования, в котором количество пара будет возрастать при одновременном уменьшении количества жидкости, происходит при постоянном давлении и постоянной температуре и продолжается до тех пор, пока не испарится последняя капля жидкости. Этому моменту будет соответствовать состояние сухого насыщенного пара.

Таким образом, сухой насыщенный пар получается в результате законченного парообразования. Это состояние является весьма неустойчивым. При незначительном повышении давлении или понижении температуры часть пара перейдет обратно в жидкость, и тогда получится смесь пара с жидкостью.

Наоборот, при незначительном повышении температуры или понижении давления сухой насыщенный пар переходит в состояние перегретого пара.

Пар, содержащий влагу (жидкость), называется влажным паром. Так как в присутствии жидкости происходит образование только насыщенного пара, то влажный пар называют влажным насыщенным паром.

Таким образом, влажный насыщенный пар можно рассмотреть как смесь сухого насыщенного пара с мельчайшими капельками воды, взвешенными в паре.

Его состав дается в массовых долях. Доля массы сухого насыщенного пара () в 1 кг влажного пара называется степенью сухости или паросодержанием.

В 1 кг влажного пара масса жидкости тогда составит (1- ) кг. Величину 1- называют степенью влажности.

Как степень сухости, так и степень влажности, часто дается в процентах, например, если =0,85 и 1- =0,15 это означает, что в смеси находится 85 % пара и 15 % жидкости. В паровых котлах получается влажный пар, так как пар соприкасается с водой, из которой он образуется, и кроме того, при бурно протекающем процессе парообразования вместе с отрывающимися от поверхности воды пузырьками пара увлекаются частицы жидкости.

Слово «насыщенный» указывает, что пар имеется в таком количестве в данной емкости, когда увеличение его вызывает конденсацию, т.е. превращение пара в жидкость. Следовательно, насыщенным паром называется пар, находящийся в состоянии равновесия с жидкостью, из которой он получается, или имеющий максимальную плотность и упругость.

ПЛАН-КОНСТПЕКТ