![]() |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
|
Рисунок 2.16 – Стан водяної пари в вологому повітрі
Якщо при тій же температурі вологого повітря парціальний тиск пари буде дорівнювати тиску насичення
, то в суміші буде знаходитися суха насичена пара і стан її на діаграмі визначається точкою 1. Суміш сухого повітря і сухої насиченої пари називається насиченим вологим повітрям. Охолоджуючи ненасичене вологе повітря при
, його можна перетворити в насичене. В той момент температура вологого повітря
стане рівною температурі насичення пари при його парціальному тиску
.
Ізобарний процес охолодження пари в вологому повітрі на діаграмі показано відрізком , а стан насичення – точкою
. При подальшому охолодженні насичено-го вологого повітря водяна пара, котра міститься в ньому, буде конденсуватися і виді-лятися у вигляді роси. Температура, при якій вологе повітря становиться насиченим, називається температурою точки роси і позначається
. При збільшенні парціаль-ного тиску пари в вологому повітрі температура точки роси також підвищується.
2 В практичних умовах використання вологого повітря в ньому можуть міститься різні кількості водяної пари. Тому для характеристики стану вологого повітря введені поняття абсолютної і відносної вологості.
Кількість водяної пари в кг , яка міститься в 1
вологого повітря, називається абсолютною вологістю. Абсолютна вологість повітря дорівнює щільності пари
при її парціальному тиску
і при температурі вологого повітря
. Тоді з рівняння стану отримують
, (1.93)
де
,
,
- відповідно щільність, парціальний тиск і газова постійна пари;
- температура вологого повітря.
Найбільша щільність водяної пари досягається в насиченому вологому по-вітрі при тій же температурі
. (1.94)
Через те що , то
.
Відношення (1.95)
називається відносною вологістю повітря. Це є відношенням дійсної абсолютної вологості повітря до максимально можливої в насиченому повітрі при тій же темпера-турі.
При постійній температурі тиски змінюються пропорційно щільностям (закон Бойля – Маріота), тому можна записати
. (1.96)
Відносна вологість вимірюється за допомогою приладу, який називається псих-рометром.
При зміні стану вологого повітря кількість сухого повітря в суміші звичайно не змінюється, а кількість водяної пари або зменшується, або збільшується внаслідок ви-паровування вологи. У зв’язку з цим теплові розрахунки з вологим повітрям прий-нято відносити до 1 кг сухого повітря.
3 До параметрів вологого повітря відносяться:
а) вологовміст – відношення маси водяної пари
, яка міститься в суміші, до маси сухого повітря
або відношення щільності водяної пари
до щільності сухого повітря
, взятих при їх же парціальних тисках і при температурі вологого повітря
. (1.97)
По рівнянню стану
,
;
після підстановки значень і
в рівняння (1.97) отримують
(1.98)
б) Ентальпія вологого повітря визначається як ентальпія суміші, що складається з 1 кг сухого повітря і кг водяної пари
(1.99)
Ентальпія 1 кг водяної пари, яка, як правило, знаходиться в перегрітому стані при тисках, близьких до атмосферного, може бути визначена по емпіричній формулі
(1.100)
в) Щільність вологого повітря знаходять з рівняння стану
, (1.101)
де - параметри вологого повітря.
4 Дослідження термодинамічних процесів і визначення параметрів вологого повітря найбільш просто можна здійснити за допомогою діаграми, яка запропонована в 1918 р. проф. Л.К. Рамзіним. Діаграма побудована для барометричного тиску
, але може бути використана і при невеликих відхиленнях тисків від прийнятого. Для збільшення площі робочої частини діаграми, тобто розширення області ненасиченого вологого повітря,
діаграма побудована в косокутних коорди-натах із кутом
між осями. По осі ординат відкладаються значення ентальпій повітря
, а по осі абсцис – вологовміст
, обидві величини відносяться до 1 кг сухого повітря.
Лінії розташовуються вертикально, а шкала абсцис в деякому масштабі перенесена на допоміжну горизонтальну пряму, котра проходить через початок коор-динат. Лінії
є прямими, нахиленими під кутом
до горизонталі (рису-
нок 1.17). На рисунку 1.17 приведено схематичне зображення основних ліній діаграми. Лінія
(
), яка характеризує стан вологого насиченого повітря, ділить діаграму на дві частини: зверху розташована область ненасиченого вологого повітря, котра є робочою частиною діаграми, а нижче – область пересиченого вологого повітря, яка не має практичного значення.
В області ненасиченого вологого повітря зображуються ізотерми і лінії відносної вологості . Ізотерми є прямими, які піднімаються вгору під деяким кутом до горизонталі; кут нахилу ізотерм збільшується з підвищенням температури. Лінії
є плавними кривими з випуклостями, що повернені вгору, які розходяться.
В нижній частині діаграми наноситься лінія парціальних тисків водяної пари, котра міститься в вологому повітря.
![]() | ![]() |
Рисунок 1.17 – Координатна система Рисунок 1.18 – Схематичне зображення
вологого повітря
діаграми вологого повітря
діаграма дозволяє по відомих
і
знайти значення
і
, а по значенню
знайти значення
. Визначення цих величин показано на
діаграмі для стану повітря, що зображується точкою
.
5 На діаграмі можна зображувати процеси нагрівання, охолодження, змішування потоків, сушки матеріалів повітрям, а також їх розраховувати за допомогою неї.
Процеси нагрівання повітря (в калориферах або повітропідігрівачах).
Нехай 1 кг повітря з початковими параметрами
і
(або
) підігрівається до температури
. Спочатку на діаграмі
точка А (рисунок 2.19) як точка перетину ізотерми з
лінією (або
). Під час нагрівання повітря
вологовміст незмінний, тобто . Точка В, яка характери-
зує кінцевий стан вологого повітря, може бути побудована як
точка перетину і
.
Для точки А за допомогою діаграми визначають енталь-
пію , а для точки В -
і
. Відрізок АВ – це графічне зобра-
ження процесу нагрівання повітря. Для визначення кількості
Рисунок 1.19 – Зображення на
діаграмі процесу нагрівання повітря
теплоти, необхідної для нагріву 1 кг повітря від до
використовують формулу
,
(1.102)
а для довільної маси повітря
,
(1.103)
Процеси охолодження повітря (в охолоджувачах, кондиціонерах).
Процеси охолодження протилежні процесам нагріву, але принцип їх побудови однаковий. Нехай 1 кг повітря з параметрами і
(або
) охолоджується до
. Спочатку на діаграмі будується точка С (рисунок 1.20) як точка перетину ліній
і
(або
). При охолодженні також вологовміст незмінний, тобто
. Точка Д, що характеризує параметри повітря в кінці процесі охолод-ження, будується як точка перетину ліній
і
.
Якщо в кінці процесу охолодження вологе повітря залишається ненасиченим, на діаграмі цей процес зображується відрізком СД. Кількість теплоти, яку віддає 1 кг по-
вітря при охолодженні, визначається за формулою
,
(1.104)
а для кг повітря
,
(1.105)
Якщо повітря охолоджується до стану насичення, цей процес зображується від-різком СЕ (точка Е лежить на лінії ). Ізотерма, яка проходить через точку Е -
це температура точки роси
, тоді
,
(1.106)
,
(1.107)
Процеси охолодження СД і СЕ протікають без зміни волого-
вмісту, тобто при .
При подальшому охолодженні насиченого вологого по-
вітря водяна пара, яка в ньому міститься, буде конденсуватися і
Рисунок 1.20 – Зображення на
діаграмі процесу охолодження повітря
виділятися у вигляді роси. Процес конденсації пари – крива лінія ЕК. Положення точки К на діаграмі визначається як точка перетину і
. Кількість вологи, яка сконденсувалася з 1 кг вологого повітря при охолодженні
,
(1.108)
з кг вологого повітря
,
(1.109)
а кількість теплоти, що відводиться від повітря під час охолодження з конденсацією пари
,
(1.110)
,
(1.111)
Процеси змішування потоків вологого повітря (в кондиціонерах).
В камеру змішування надходять два потоки вологого повітря: перший в кількос-ті (кг або кг/с) з параметрами
,
, другий в кількості
з параметрами
,
. Необхідно визначити параметри повітря після змішування двох потоків -
,
,
і
. Ця задача може бути розв’язана двома способами:
· графічним;
· комбінованим (графічно – математичним).
Перший спосіб
По вихідних даних будують точки 1 і 2 як точки перетину ліній і
(рисунок 1.21). Відрізок 1-2 - графічне зображення процесу змішування потоків. Положення точки 3 (яка характеризує параметри повітря після змішування потоків) знаходять наступним чином. Відрізок 1-2 ділять на
рівних частин (відріз-ків). Від точки 1 відкладають кількість відрізків, пропорційну
, а від точки 2 – кіль-кість відрізків, пропорційну
. Для точки 3 по діаграмі визначають
,
,
і
.
Другий спосіб
Після побудови на діаграмі відрізку 1-2 для точок 1 і 2 визначають
,
та
,
. Потім записують рівняння балансу теплоти
,
(1.112)
і рівняння балансу вологи
,
(1.113)
де - коефіцієнт рециркуляції (або змішування).
Після визначення по формулах
і
на відрізку 1 - 2 по цих значеннях буду-ють точку 3. Для неї за допомогою діаграми визначають
і
.
Рисунок 1.21 – Зображення на діаграмі
процесу змішування двох потоків повітря
Дата публикования: 2015-09-17; Прочитано: 4803 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!