Термодинамични параметри на влажния въздух. Основните параметри на влажния въздух основните параметри на състоянието на влажния въздух

За сушене на материали като охладители и носители на влага, въздухът или смесеният с въздушни газове се използва най-често. Като се има предвид, че смес от димни газове с атмосферен въздух в нейните термофизични свойства е малко различен от нагрята мокър въздух.Ще разгледаме най-важните характеристики на влажния въздух.

Влажният въздух е смес от сух въздух и водна пара. Влажният въздух се характеризира със следните основни параметри:

Абсолютна влажност определени от количеството водна пара в kg,

Относителна влажност или степента на наситеност на въздуха () се нарича съотношение на масата на водните пари в 1 m 3 влажен въздух () до максималната възможна маса от водна пара в 1 m 3 въздух (наситена двойка плътност) при същите условия ( T, p).

С нарастващата температура (наситена двойска плътност), тя се увеличава по-бързо от (плътност на парата), така нататък. Когато се нагрява, относителната влажност намалява.

Съдържание на влага - Това е количеството водни пари (в kg), съдържащо се във влажен въздух и издълбан на 1 кг абсолютно сух въздух.

където масата на водната пара и масата на абсолютно сухия въздух в този обем влажен въздух, кг.

Според уравнението на Mendeleev-Klaperon,

Заместване на тези стойности във формулата за (x) съдържание на влага, ние получаваме

Молекулно тегло на водните пари (18) \\ t

Молекулно тегло на сухото въздух (29) \\ t

Master18 / 29 \u003d 0,622

Съгласно закона Dalton, общото налягане на газовите смес (P) ще бъде равно на количеството на частичното налягане на компонентите, т.е. За нашия случай , като се има предвид това тогава ,

къде е налягането на насищане

Барометрично налягане

Тела Или енталпият на влажен въздух се изразява от сумата на енталпия от 1 кг сухи въздух () и водна пара (), съдържаща се в нея.

като Въздушен капацитет и топлинна мощност на водните пари . Водните пари са в процес на сушене в прегрято състояние в сместа с въздух, след това

Enthalpy на прегряване на пара при 0 0 s (\u003d 2493 kJ / kg)

Температурен сух термометър - обозначава буквата (или), това е температурата, която около нас.

Температурата на влажния термометър - Адиабатна температура на насищане (т.е. без топлообмен с околната среда) или тази температура на изпаряване на водата от свободна повърхност (обозначена).

Потенциала за сушене - обозначава (ж) тази разлика между температурата на въздуха () и температура на влажна термометър (), характеризира способността на въздуха да абсорбира влагата от материала.

Температура на точката на оросяване () Това е температурата на наситеност на въздуха с постоянно съдържание на влага.

Частично налягане на влага - Това е натиск, който би създал китови двойки, ако тези двойки зает обема, зает от сместа от двойката.

Основните устройства, които измерват параметрите на въздуха, се измерват: (барометри, термометри, психомери, хигрометри, самостоятелни устройства - барографи, термографи).

Околно атмосферен въздух. Това е смес от газове. Почти винаги е мокро. Водните двойки, за разлика от други компоненти на сместа, могат да бъдат във въздуха, както в прегрята, така и в наситено състояние. Съдържанието на водните пари в промените във въздуха, както в процеса на обработка на влажност в вентилационните системи и климатиците, и когато въздухът се асимилира от въздуха на закрито. Сухата част от влажния въздух обикновено съдържа (по обем): около 75% азот, 21% кислород, 0.03% въглероден диоксид и леко количество инертни газове-аргон, неонов, хелий, ксенон, криптон), водород, озон и други. Тези компоненти на газовата смес от въздух представляват сухата си част, друга част въздушна маса Това са водни пари.

Въздухът се счита за смес от идеални газовеТова позволява използването на законите на термодинамиката за получаване на изчислените формули.

Според закона Dalton, всеки газ е смес от въздух, той отнема своя обем, има свой собствен частичен натиск.

PLE. ,

и има същата температура с други газове на тази смес.

Внимание! Важно определение:

Количеството на частичния натиск на всеки от компонентите на сместа е равно на общото барометрично налягане на въздуха.

B \u003d σ p i, pa.

Помислете за концепцията за това, което е частично налягане ?

Частично налягане - Този натиск, който ще има газ, който е част от тази смес, ако е бил в същото количество, в същия обем и при същата температура, както в сместа.

В изчисленията на вентилацията, мокрият въздух, който считаме за двоична смес, т.е. Смес от два газове, която се състои от водна пара и суха част на въздуха. Ние се отнасяме до суха част от въздуха с хомогенен газ.

По този начин, барометрично налягане равен на количеството на частичното налягане на Dura Air P S.V. и водна пара Напр. i.e.

B \u003d p s.v. + P P.

При нормални условия, когато налягането на водните пари Напр. Приблизително 15 mm. RT. Изкуство., Дял на втория член P S.V. Във формулата на барометричното налягане, което отчита разликата в плътността на влажния и суха въздух, като други неща са равни, е само 0,75% от плътността на сухия въздух ρ s.v. . Следователно в нашите инженерни изчисления се смята, че

ρ отделя \u003d ρ s.v.

ρ отделя \u003d ρ s.v.

Когато влажността на въздуха се променя в вентилационните процеси, масата на сухата му остава непроменена. Въз основа на това е обичайно да принадлежи на масата на водните пари, съдържащи се във въздуха, \\ t 1 кг. Сух въздух.

Нека се обърнем директно към физическите стойности, които определят параметрите на влажния въздух. Това е комбинацията от тези параметри, които определят състоянието на влажния въздух:

това е характеризирана стойност степента на отопление на тялото. Това е начин на средна кинетична енергия. превоз молекули. В момента се използват температурната скала по Целзий и термодинамичната скала на температурите на келвин, която се основава на втория закон за термодинамиката. Между температурите, изразени в степените на Келвин и градуси по Целзий, има съотношение, а именно:

T, k \u003d 273,15 + t ° C

Важно е да се отбележи, че държавният параметър е абсолютната температура, изразена в Келвин, но степента на абсолютната скала е числено равна на степен по Целзий, т.е.

dt \u003d dt.

Влажността на въздуха се характеризира с маса от съдържащите се водна пара. Маса от водна пара в грамове, идващи с 1 кг суха част от влажен въздух, наречен съдържание на влага на въздуха d, g / kg.

Стойност д. равна на:

където: Б. - барометрично налягане, равно на количеството на частичното налягане на Dura Air.
P S.V. и водна пара Напр. ;
Напр. - частично налягане на водните пари в ненаситения влажен въздух.

Стойност φ равен на съотношението на частично налягане на водните пари в ненаситения влажен въздух Пс. до частично налягане на водните пари в наситен мокър въздух P n.p. при същата температура и барометрично налягане, т.е.

С относителна влажност от 100% въздух, напълно наситен с водни пари, и се нарича наситен влажен въздух И водните пари, съдържащи се в този въздух, са в наситено състояние.

Ако φ < 100%, след това въздухът съдържа водни пари в прегрято състояние и го нарече ненаситени влажни въздух .

Налягането на водните пари в наситено състояние зависи само от температурата. Неговата стойност се определя чрез експериментален начин и води в специални таблици. Има редица формули, приблизително пристрастяване PN. в PA. или в mm. RT. Изкуство. От температура Б. t ° C..

Например, за областта на положителните температури от 0 ° C. И над налягането на наситена водна пара в равенство, е приблизително изразена чрез пристрастяване:

P n.p. \u003d 479 + (11.52 + 1.62 t) 2, PA

Използване на концепцията за относителна влажност φ , водният въздух може да бъде определен като

За вентилационни процеси температурите са постоянни и равни

S.V. \u003d 1.005 kJ / (kg × ° C).

В конвенционалните вентилационни процеси в температурния диапазон тази величина може да се счита за постоянна и еднаква

С n \u003d 1.8 kJ / (kg х ° С).

J S.v. \u003d S.v. × Т.

където: t. - температура на въздуха, в ° С.

Сух въздух енталпик J S.v. за t \u003d 0 ° C Вземете равен на 0.

за вода t \u003d 0 ° C равен 2500 kJ / kg.

във въздуха при произволна температура t., суми

J n \u003d 2500 + 1.8 t.

той е необходим на енталпия на сухата част и енталпията на водните пари.

Enthalpy Й. мокър въздух, приписван на 1 кг суха част от влажен въздух, в kj / kg.на случайна температура t. и арбитрарно съдържание на влага д.равна на:

където: 1,005 – C S.V. Сух въздушен капацитет, _kj / (kg × ° C);
2500 – r. Специфично зарядно устройство, kj / (kg × ° C);
1,8 – CP. Водна парна топлина kj / (kg × ° C).

Ако въздушните прехвърляния изрично топло, то се загрява, т.е. Температурата му се повишава. Когато се нагрява влажен въздух, енталпия се променя в резултат на промени в температурата на сухата част на въздуха и водните пари. Когато водните пари допускат във въздуха със същата температура от външни източници (изотермично омокряне чрез пара), тя се предава латентна топлина изпаряване. Enhalar Air Enthalpy също се увеличава, защото енталпията на водните пари се добавя към енталпия на сухата част на въздуха. Температурата на въздуха в същото време е почти никаква промяна, което е причината за въвеждането на този термин - скрита топлина.

В общия случай, енталпият на влажен въздух се състои от ясна и скрита топлина, така че енталпият понякога се нарича пълна топлина.

За допълнителни изчисления на вентилационните и климатичните системи ще се нуждаем от следните основни параметри на влажния въздух:

• температура t B. , Щампа ;
• съдържание на влага г. Б. , g / kg. ;
• относителна влажност . Б. , % ;
• тела J B. , kj / kg. ;
• концентрация на вредни примеси В , mg / m 3 ;
• скорост на движение V B. , г-ца.

Изсушаване - Това е процесът на отстраняване на влагата от материали.

Добре дошли може да бъде изтрит механичен метод (завъртане, филтриране, центрофугиране) или термичен, т.е. чрез изпаряване на влагата и освобождаване на образуваните пари.

По физическата си същност сушенето е комбинация от топлинни и масови трансферни процеси, свързани помежду си. Отстраняването на влагата по време на сушене се намалява до движението на топлина и влага вътре в материала и тяхното прехвърляне от повърхността на материала в околната среда.

Чрез метода за доставяне на топлина до изсушения материал се разграничават следните видове сушене:

– конвективен сушене - постоянен контакт на суширания материал със сушилен агент, който обикновено се използва като отопляем въздух или димни газове (като правило, в смес с въздух);

– свържете се с сушене- броя на топлината от охлаждащата течност до материала през стената, разделяща ги;

– изсушаване на радиацията - прекъсване на топлинни инфрачервени лъчи;

– диелектрично сушене - нагряване в полето с високочестотно текущо;

– сублимационен сушене - сушене в замразено състояние с дълбок вакуум.

Комуникационна форма в материал

Механизмът на процеса на сушене се определя до голяма степен от формата на влага с продукта: по-силната тази връзка е по-трудният процес на сушене. Процесът на премахване на влагата от продукта е придружен от нарушение на връзката с продукта, който се изразходва от определена енергия.

Всички форми на връзката с влагата с продукта са разделени на три големи групи: Химическа комуникация, физико-химическа комуникация, физико-механична комуникация. В процеса на сушене на храна, физико-химична и физико-механично свързана влага се отстранява, като правило.

Химически свързана вода Дръжте най-твърдо и когато материалът се нагрява до 120 ... 150 ° C не се изтрива. Химически свързаната влага е най-здраво свързано с продукта и може да бъде отстранен само когато материалът се нагрява до високи температури или в резултат на това химическа реакция. Тази влага не може да бъде отстранена от продукта при сушене.

Физическа и механична свързана влага - Това е течност в капиляри и овлажняване на течност.

Влагата в капилярите е разделена на влага маккапилар и микрокапилярна. McCapillars се пълнят с влага с директен контакт с материала. В микрокапелярната влага влиза както директен контакт, така и в резултат на поглъщане от околната среда.

Физико-химически Съчетава два вида влага: адсорбция и осмотично Свързана влага. Влагата на адсорбция се държи здраво върху повърхността и в порите на тялото. Осмотично свързана влагаСъщо така нарече подуването на влагата, е вътре в клетките на материала и се държи с осмотични сили. Адсорбция влага Тя изисква значително по-високи енергийни разходи за отстраняването му от подуване на влага.

Основни параметри на влажния въздух

С конвектен сушилня, охлаждащата течност (сушене) предава продукта с топлина и приема влага, изпарява се от продукта. По този начин сушилнята играе ролята на топлинна и влага превозвач. Състоянието на влажното въздух се характеризира със следните параметри: барометрично налягане и частично налягане на пара, абсолютна и относителна влажност, съдържание на влага, плътност, специфичен обем, температура и енталпия. Знаейки три параметъра на влажния въздух, можете да намерите всички останали.

Абсолютно значение на въздуха Има маса от водна пара, разположена в 1 m 3 влажен въздух (kg / m 3).

Относителна влажност . Степента на наситеност на въздуха  , се нарича съотношение на абсолютната влага до максималната възможна маса на водните пари (
), които могат да бъдат съдържащи се в 1 m 3 влажен въздух при същите условия (температура и барометрично налягане),

, т.е.
100. (1)

Масата на водните пари, KG, съдържаща се във влажен въздух и идват на 1 кг абсолютно сух въздух, се нарича съдържание на въздуха влага:

, (2)

Enthalpy I. Мокрият въздух се отнася до 1 kg абсолютно сух въздух и се определя при тази температура на въздуха t. ° С като сума от енталпия от абсолютно сух въздух
и водна пара
(J / kg сух въздух):

, (3)

където в s.V. - средно специфичен топлинен капацитет на абсолютно сух въздух, J / (kgk); i. н. - Енхалпия на водните пари, KJ / kg.

I.  д. -Diagram влажен въздух. Основните свойства на влажния въздух могат да бъдат определени с помощта на I. х.-Диаграма, първо разработена от L.K. Рамсин през 1918 г. диаграма I.-Н. (Фиг. 1) вграден за постоянно налягане R.\u003d 745mm rt. Изкуство. (около 99 kN / m 2).

На вертикалната ос, ординатите се отлагат в определен мащаб от енталпия I.и на абсюса ос - съдържание на влага д.. Ос на абсцисата се намира под ъгъл от 135 ° до оста на ординатата (за увеличаване на работната част на сферата на диаграмата и удобството на обръщането на кривите  \u003d const).

Диаграмата причинява линии:

постоянно съдържание на влага (д. \u003d Const) - вертикални права, паралелни оси на ордината;

постоянен енталпик ( I. \u003d const) - прави, успоредна ос на абсцисата, т.е. преминаване под ъгъл от 135 ° към хоризонта;

постоянни температури или изотерми (t. \u003d const);

постоянна относителна влажност (  \u003d const);

частично налягане на водните пари r. пс В влажния въздух стойностите на които се отлагат по скалата по дясната ос на ординатната диаграма.

Фиг. един. I.–д-диаграма

Министерство на образованието и науката на Руската федерация

Федерална агенция за образование

Саратов Държавен Технически университет

Определяне на параметрите на мокри въздух

Методически инструкции

за студенти Specialties 280201

едно и отсъстващи форми на обучение

Саратов 2009.

Цел на работата: Задълбочаване на знанията в раздела на техническата термодинамика "мокър въздух", изучаване на метода за изчисляване на параметрите на влажния въздух и получаването на умения за работа с измервателни уреди.

В резултат на работата трябва да бъде усвоено:

1) основните понятия за влажен въздух;

2) Методи за определяне на параметрите на влажната въздух

зависимости за сетълмент;

3) Методи за определяне на параметрите на влажната въздух

I-D-диаграма.

1) Определете стойността на параметрите на влажния въздух

зависимости за сетълмент;

2) определят параметрите на влажния въздух с

I-D диаграми;

3) да направи доклад за лабораторната работа.

Основни понятия

Въздух, който не съдържа водна пара се нарича сух въздух. В природата не се появява сух въздух, тъй като атмосферният въздух винаги съдържа малко водна пара.

Смес от сух въздух с водна пара се нарича влажен въздух. Влажният въздух се използва широко при сушене и вентилационни инсталации, климатични устройства и др.

Характерна особеност на процесите, настъпили във влажен въздух, е, че количеството на водните пари, съдържащи се в промените във въздуха. Двойките могат частично да се кондензират и напротив, водата се изпарява във въздуха.

Смес, състояща се от сух въздух и прегрята водна пара се нарича ненаситен влажен въздух. Частичното налягане на чифт RP в сместа е по-малко от налягането на наситеността на рН, съответстващо на температурата на влажния въздух (RP<рн). Температура пара выше температуры его насыщения при данном парциальном давлении.

Сместа, състояща се от сух въздух и суха наситена водна пара се нарича наситен влажен въздух. Частичното налягане на водните пари в сместа е равно на налягането на насищане, съответстващо на температурата на влажния въздух. Температурата на двойката е равна на температурата на кондензация при определено налягане на пара.

Смес, състояща се от сух въздух и мокро наситена водна пара (т.е. във въздуха има частици от кондензирана пара, които са в суспензия и падане под формата на роса), се нарича пренаситетен влажен въздух. Частичното налягане на водните пари е равно на налягането на наситеността, съответстващо на температурата на влажния въздух, който е равен в този случай температурата на кондензацията в нея в нея. В този случай температурата на влажния въздух се нарича температура на оросяване t.r.. Ако частичното налягане на водните пари е по някаква причина повече от налягането на насищане, частта от парата е кондензирана като роса.

Основните показатели, характеризиращи състоянието на влажния въздух, са съдържанието на влага д., относителна влажност й., Entalpy. I. и плътност r..

Изчисляването на параметрите на влажния въздух се извършва с помощта на уравнението на Mendeleev-Klapairon за перфектния газ, който с достатъчно приближение се подчинява на влажния въздух. Смятаме, че влажният въздух като газова смес, състояща се от сух въздух и водна пара.

Според закона на Далтън, натискът на влажния въздух r. по равно:

където rV. - частично налягане на сухия въздух, ЗЗ;

rP. - частично налягане на водните пари, ПА.

Максималната стойност на частичното налягане на водните пари е равно на налягането на наситените водни пари рН, подходяща влажна температура на въздуха.

Количеството на водните пари в сместа в kg, инцидент на 1 kg сух въздух, се нарича съдържание на влага д., kg / kg:

https://pandia.ru/text/78/602/images/image003_38.gif "ширина \u003d" 96 "височина \u003d" 53 "\u003e, тъй като тогава; (3)

След това, (4)

където В. - обем на газовата смес, m3;

R.в, R.пс - постоянен въздух и водна пара равен

R.в\u003d 287 J / (kg × k) R.пс\u003d 461 J / (kg × k);

T. - температура на отпадъците, К.

Като се има предвид това и заместване на изразите (3) и (4) във формула (2), най-накрая получаваме:

Div_adblock64 "\u003e

Относителна влажност й. наречена коефициент на плътност на двойки (т.е. абсолютна влажност r.пс) до максималната възможна абсолютна влажност (плътност r.псмакс) при дадена температура и налягане на влажен въздух:

Като r.пс и r.псмакс се определят при същата температура на влажния въздух, след това

https://pandia.ru/text/78/602/images/image013_6.gif "Ширина \u003d" 107 "Височина \u003d" 31 "\u003e. (8)

Плътността на сухия въздух и водната пара се определя от уравнението Mendeleev-Klapaireon, записано за данните от двата компонента на газовата смес от софтуер (3) и (4).

R. Разположен по формулата:

https://pandia.ru/text/78/602/images/image015_6.gif "Ширина \u003d" 175 "Височина \u003d" 64 src \u003d "\u003e.

Мокър въздух енталпик I. представлява сумата от енталпия 1 кг сухи въздух и д. kg водна пара:

I.= i.в+ д.× i.пс . (11)

Enthalpy от сух въздух и двойка:

https://pandia.ru/text/78/602/images/image017_4.gif "Ширина \u003d" 181 "Височина \u003d" 39 "\u003e, (13)

където t.м.- индикации на влажния термометър, ° С;

(tC.- t.м.) - психометрична разлика, ° C;

х. - корекция на температурата на влажния термометър се определя%

според графика, разположен на стойката, в зависимост от t.м. и скорост

За да се определи налягането на влажния въздух, се използва барометър.

Процедура и методи за обработка

Резултати от експеримента

Измерване на температурата на сухи и влажни термометри. Определете истинската величина на температурата на влажния термометър с формула (13). Намерете разлика Д.t. = tC. - t.м Изток И в психометрична таблица за определяне на относителната влажност на въздуха.

Знаейки размера на относителната влажност, от израза (7), за да се намери частично налягане на водните пари.

pO (12), (13).

Специфичният обем на влажния въздух е във формулата:

Маса на влажния въздух М., кг, в лабораторното помещение се определя по формулата:

където В. - размера на помещението, m3;

r. - Налягане на влажен въздух, PA.

Резултатите от изчисленията и показанията на инструментите са в таблицата съгласно следната форма.

Протокол за запис на тестове за измервателни уреди

и резултати от изчисления

След това определете основните параметри на влажния въздух tC. и t.м. С диаграмата I-D. Точката на пресичане на изотермите I-D диаграма, съответстващи на температурите на мокри и сухи термометри, характеризира състоянието на влажния въздух.

Съвпадение на данните, получени съгласно диаграмата I-D, със стойностите, дефинирани с помощта на математически зависимости.

Максималната възможна относителна грешка при определяне на частичното налягане на водните пари и сухия въздух се определя от формулите:

https://pandia.ru/text/78/602/images/image022_2.gif "Ширина \u003d" 137 "Височина \u003d" 51 "\u003e; ,

където чрез d се посочва с границата на абсолютната грешка при измерването

Границата на абсолютната грешка на хигрометъра в тази лабораторна работа е ± 6%. Абсолютната разрешена грешка на термометровите термометри е ± 0.2%. Хартията има барометър с класа с точност 1.0.

Доклад за работата

Докладът за лабораторната работа трябва да съдържа

след:

1) кратко описание работа;

2) протокол за записване на измервателни уреди и

резултати от компютрите;

3) Фигура с I-D диаграма, където състоянието на мокрото

въздух в този експеримент.

Тестови въпроси

1. Какво се нарича мокър въздух?

2. Какво се нарича наситен и ненаситен влажен въздух?

3. Актът на Далтън се прилага към влажния въздух.

4. Какво се нарича температура на точката на оросяване?

5. Какво се нарича абсолютна влага?

6. Какво се нарича въздушно съдържание на влага?

7. Какви ограничения могат да променят съдържанието на влага?

8. Какво се нарича относителна влажност?

9. В диаграмата I-D, покажете линията J \u003d const, i \u003d const; d \u003d const, tc \u003d const, tm \u003d const.

10. Каква е максималната възможна плътност на двойката при тази влажна температура на въздуха?

11. Какво се определя от максималното възможно частично налягане на водните пари във влажен въздух и какво е равно на това?

12. От какви параметри на влажния въздух зависи температурата на влажния термометър и как се променя, когато се променят?

13. Как може да се определи частичното налягане на водните пари в сместа, ако относителната влажност и температурата на сместа са известни?

14. Напишете уравнението на Mendeleev-Klapairon за сух въздух, водни пари, мокър въздух и обяснете цялата величина, включена в уравнението.

15. Как да се определи плътността на сухия въздух?

16. Как да се определи газовата постоянна и енталпия на влажен въздух?

Литература

1. Лясковска база на топлотехника. М.: Висше училище, 20в.

2. Зубарев на техническа термодинамика / ,. М.: Енергия, 19в.

Определяне на параметрите на мокри въздух

Методически инструкции за лабораторна работа

според курсовете "топло инженерство", "Техническа термодинамика и топлотехника"

Сред: Седелкин Валентин Михайлович

Кулешов Олег Юриевич

Казанццева Ирина Леонидовна

Рецензент

Редактор

Идентификационен номер на лиценза 000 от 11/14/01

Подписан в печат Формат 60x84 1/16

Бум. тип. SL. л. UD. л.

Циркулация ex. Заповед за безплатно

Саратов Държавен Технически университет

CopyPrinter SSTU, 7