Нормирование параметров воздуха рабочей зоны

Человеческое тело отдает тепло в окружающую среду конвекцией и лучеиспусканием, а также с влагой, испаряемой с поверхности кожи.

Кроме того, около 10% тепла выделяется органами дыхания. Количество теряемого человеком тепла зависит прежде всего от того, находится он в состоянии покоя или производит какую-либо работу. В спокойном состоянии организм человека выделяет 100 ккал/ч тепла, в том числе явного 75 ккал/ч и скрытого 25 ккал/ч.

Работающий человек в зависимости от степени тяжести труда теряет 250 ккал/ч и выше, из них 50-60 % скрытого тепла, главным образом за счет выделения пота.

Применяя к влажному воздуху закон Дальтона, согласно которому давление смеси равно сумме парциальных давлений газов, входящих в смесь, получим: Р_б = Р_с.в.+Р_в.п.,

Где Р_б – давление влажного воздуха в мм.рт.ст., иначе называемое барометрическим давлением, т.к. оно измеряется барометром.

Р_с.в. – давление сухого воздуха в мм.рт.ст.;

Р_в.п. – давление водяных паров в мм.рт.ст.

На уровне моря атмосферное давление равно в среднем 760 мм.рт.ст. С увеличением высоты местности оно падает.

Давление воздуха можно выразить также в мм.рт.ст. или, что то же самое, в кг/м². В этом случае Р_б = 760 х 13,6 = 10333 мм.вод.ст.=10333 кг/м² (13,6 – относительный удельный вес ртути). Этими единицами измерения давления пользуется в вентиляционной технике.

В системе СИ Р_б = 101367 н/м² ≈10⁵ н/м².

Влажный воздух, представляющий собой смесь су­хого воздуха и водяного пара, широко используется во многих тепловых процессах, таких, как вентиляция, отопление и кон­диционирование воздуха помещений, сушка материалов и т. д.

При невысоких давлениях, что характерно для технологиче­ских процессов сельскохозяйственного производства, без особой погрешности можно рассматривать сухой воздух и содержа­щийся в нем водяной пар как идеальные газы. В таком случае к ним применимы закономерности, сформулированные для сме­си идеальных газов.

В соответствии с законом Дальтона давление влажного воз­духа р, равное, как правило, атмосферному давлению, — сум­ма парциальных давлений сухого воздуха р_с._в и водяного па­ра р_п:

р = р_с.в+р_п

Обычно водяной пар находится во влажном воздухе в пе­регретом состоянии. В этом случае парциальное давление во­дяного пара ниже давления насыщения р_н влажного воздуха при данной температуре. Смесь сухого воздуха и перегретого водяного пара называется ненасыщенным влажным воздухом. Если понижать температуру ненасыщенного влажного воздуха при постоянном давлении, то можно достигнуть состояния, ког­да р_п = р_н, т. е. давление и температура водяного пара соответ ствуют состоянию насыщения. Смесь сухого воздуха и насы­щенного водяного пара называется насыщенным влажным воз­духом. Температура, до которой должен охладиться ненасыщен­ный влажный воздух, чтобы содержащийся в нем перегретый пар стал насыщенным, называется температурой точки росы.

При дальнейшем охлаждении влажного воздуха, т. е. ниже температуры точки росы, из воздуха будет выпадать влага и уменьшаться парциальное давление пара.

Отношение массы водяного пара m_п, содержащегося во влажном воздухе, к массе сухого воздуха m_в называется влагосодержанием воздуха d:

d=m_n /m _св

Влагосодержание измеряется вкг (или г) на 1 кг сухого воздуха.

Масса пара в 1 м³ влажного воздуха, равная плотности па­ра при парциальном давлении пара р_п, называется абсолют­ной влажностью воздуха.

Отношение действительной абсолютной влажности пара ρ_п к максимально возможной абсолютной влажности ρ _н при той же температуре (т. е. к ρ _н для насыщенного влажного воздуха) называют относительной влажностью:

φ= ρ_п/ ρ _н

Значение относительной влажности φ может изменяться от 0 для сухого воздуха до 1 (или 100%) для насыщенного воз­духа.

Для характеристики состояния влажного воздуха, помимо значения относительной влажности, необходимо знать темпера­туру влажного воздуха, однозначно определяющую величину р_н. Влажность воздуха измеряют психрометром.

Теплоемкость при постоянном давлении с_р кДж/(кг-К), влажного воздуха обычно относят к (1+d) кг влажного возду­ха. Она равна

с_р = с_{р с.в}+ с_р.п d

где d — влагосодержание, кг/кг с. в. (сухого воздуха). В первом приближении можно принять с_{р с.в} = 1кДж/(кг К), с_р.п =1,9 кДж/(кг К).

Энтальпию влажного воздуха Н, кДж, определяют как сум­му энтальпий 1 кг сухого воздуха и d, кг, водяного пара:

Н= h_с.в+h_п= c_р.с.в t+ h_п

Для водяного перегретого пара h_n = r+c_p.п t = 2500+ 1,9Так как с_р.с.в=1,0 кДж/(кгК), то

Н= t +(2500+1,9 t) d

Hd -диаграмма влажного воздуха, предложенная в 1918 г. Л. К. Рамзиным, ши­роко используется для реше­ния практических задач в тех областях, где рабочим телом служит влажный воздух.

ПЛАН-КОНСТПЕКТ