|
Вентиляция, кондиционирование помещений и сооруженийОсновные свойства и параметры влажного воздуха
Основные параметры атмосферного воздуха можно разделить на: - химические (газовый состав воздуха); - метеорологические (атмосферное давление p, температура t, скорость движения u, плотность r и вязкость m); - биологические параметры, к которым относится присутствие в воздухе различного рода колоний бактерий и микроорганизмов; - присутствие в воздушной среде различных физических примесей (шум, электромагнитные поля и излучения, радиация и т. п.). В системах кондиционирования воздух подвергается различным видам обработки, направленным на изменение его тепловлажностного состояния, т. е. температуры влажности, теплосодержания. Атмосферный воздух можно рассматривать как состоящий из сухой части и водяных паров. Сухая часть воздуха является смесью газов. В нее входят азот (78% по объему), кислород (21%), инертные газы (около 1%), в основном аргон, а также в небольших количествах углекислота и другие газы. Содержание указанных компонентов в сухом воздухе более или менее стабильно. Количество же водяных паров в атмосферном воздухе измеряется в широких пределах и зависит от климатических условий и времени года. Поскольку в атмосферном воздухе имеется то или иное количество водяных паров, он может рассматриваться как влажный воздух. К влажному воздуху могут быть применены основные законы идеальных газов. Согласно закону Дальтона атмосферное (барометрическое) давление может быть представлено как сумма давлений сухого воздуха и водяных паров: , (1) p с.в. - парциальное давление сухого воздуха, Па; p в.п. - парциальное давление водяных паров, Па. Сухая часть воздуха и водяные пары, входящие в состав влажного воздуха, занимают весь объем и имеют одинаковую температуру. Для влажного воздуха и входящих в его состав сухого воздуха и водяных паров могут быть составлены следующие характеристические уравнения идеальных газов: для сухой части воздуха , (2) для водяных паров (3) для влажного воздуха (5.) где p в.в —давление влажного воздуха, которое принимается равным атмосферному давлению; - масса сухой части воздуха; - газовая постоянная сухой части воздуха, Дж/(кг´К) ( =287 Дж/(кг´К)); - масса водяного пара; - газовая постоянная водяных паров, Дж/(кг´К) ( =463 Дж/(кг´К)); - масса влажного воздуха; - газовая постоянная влажного воздуха, Дж/(кг´К); V — объем влажного воздуха; Т — температура, К. Газовая постоянная для влажного воздуха определяется из выражения: (6) Применяют следующие характеристики влажности воздуха. Абсолютная влажность атмосферного воздуха е (в г/м3), или плотность водяного пара, представляет собой массу водяных паров, содержащихся в единице объема атмосферного воздуха при определенных давлении и температуре. Абсолютную влажность можно определить из характеристического уравнения для водяных паров, приняв V = 1 м3. Тогда масса водяных паров, определенная из этого уравнения, выражает величину абсолютной влажности: Относительная влажность j (%) показывает степень насыщения воздуха водяными парами. Она выражает отношение абсолютной влажности воздуха е при данном состоянии к абсолютной влажности его при полном насыщении при тех же значениях температуры и давления emax . . Относительная влажность может быть также выражена отношением парциального давления водяных паров при данном состоянии р к парциальному давлению этих паров при полном насыщении воздуха p н (%): . При обработке в системах кондиционирования влажного воздуха изменяется количество водяных паров, содержащихся в воздухе, содержание же сухого воздуха остается постоянным. Поэтому при расчетах процессов, связанных с увлажнением и осушкой воздуха, удобно пользоваться единицей измерения влажности, которая бы выражала отношение переменною количества водяных паров к неизменной массе сухого воздуха. Такой единицей является влагосодержание d ', которое отражает количество водяных паров; кг, приходящееся на 1 кг сухой части влажного воздуха. , (7) где р — полное барометрическое давление. Па. Численные значения d ' обычно являются малой величиной, поэтому в практических расчетах удобнее пользоваться влагосодержанием (в г влаги на 1 кг сухой части влажного воздуха), для которого предыдущая формула приобретает вид: . Относительная влажность воздуха с достаточной точностью (2-3% в сторону уменьшения) может быть вычислена как отношение действительного влагосодержания d к влагосодержанию при полном насыщении d н: .
Удельную теплоемкость сухого воздуха сс.в. и удельную теплоемкость водяного св.п. в обычном для кондиционирования воздуха диапазоне температур можно считать постоянными и равными: сс.в.=1,005 кДж/(кг оС) и св.п.=1,8 кДж/(кг оС) Энтальпия влажного воздуха ¾ количество теплоты, необходимое для нагревания от 0 оС до данной температуры такого количества влажного воздуха, сухая часть которого имеет массу 1 кг Удельную энтальпию сухого воздуха при t = 0 оС принимают равной нулю. При произвольном значении температуры I с.в.=сс.в. t. Теплота парообразования для воды при t = 0 оС равна r=2500 кДж/кг. Энтальпия пара I в.п. во влажном воздухе при этой температуре равна i. При произвольной температуре: I в.п.= 2500+1,8 t. Энтальпия влажного воздуха I складывается из энтальпии сухой его части и энтальпии водяных паров. Энтальпия влажного воздуха, отнесенная к 1 кг сухой части влажного воздуха, при произвольной температуре t и влагосодержании d ' равна: . (8) Введем в данную формулу характеристику теплоемкости влажного воздуха св = 1,005t + 1,8d/1000. В результате подучим: (9) В результате конвективного теплообмена воздуху передается явная теплота, температура воздуха повышается и соответственно, увеличивается его энтальпия. При поступлении водяного пара от внешних источников в воздух передается теплота парообразования и энтальпия воздуха возрастает. Изменение энтальпии водяного пара в этом случае происходит за счет увеличения его массы. Температура воздуха при этом остается неизменной. При температуре воздуха ниже 0 оС энтальпия его имеет отрицательное значение. Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право... Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем... Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом... Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|