Вологе повітря. hd-діаграма вологого повітря

Лекція 7

Вологе повітря. Визначення поняття “вологе повітря”. Основні величини, що характеризують стан вологого повітря. H_d – діаграма вологого повітря. Розрахунок основних процесів вологого повітря в сушарках і сушильних камерах.

Вологе повітря—це суміш сухого повітря і водяної пари. Оскільки повітря—це суміш, то згідно з законом Дальтона загальний тиск суміші визначається за формулою

,

парціальний тиск сухого повітря, Па; парціальний тиск водяної пари, Па.

Максимальний парціальний тиск водяної пари при даній температурі називається тиском насичення і позначається P_s. Величина P_s водяної пари у вологому повітрі визначається тільки температурою суміші та не залежить від тиску суміші Р_{вол.пов.}. Вологе повітря, в якому парціальний тиск пари менший називається ненасиченим. Якщо ненасичене вологе повітря охолоджувати при сталому тиску, то можна досягнути стану при якому . Вологе повітря у такому стані називається насиченим, тобто вологе повітря складається із сухого повітря і насиченої водяної пари. Температура вологого повітря, при якій називається температурою точки роси. При подальшому охолодженні насиченого повітря буде більшим ніж , водяна пара стане вологою та почне конденсуватись (випадання роси).

Для характеристики пароповітряної суміші треба знати її склад. Склад суміші характеризують такі величини: абсолютна вологість повітря—це кількість водяної пари в повітрі, яка утримується в одному метрі кубічного вологого повітря і позначається

;

відносна вологість повітря—це відношення дійсної абсолютної вологості до максимальної абсолютної вологості при цій температурі

;

вологовміст—це відношення маси водяної пари, що утримується в повітрі до маси сухого повітря:

, г/кг;

ентальпія вологого повітря—визначається як сума ентальпій одного кілограма сухого повітря і одного кілограма водяної пари на вологовміст

,

при практичних розрахунках

На основі цього рівняння побудована hd-діаграма вологого повітря. Для практичних інженерних розрахунків термодинамічних процесів вологого повітря зручно користуватися hd-діаграмою вологого повітря.

За допомогою hd - діаграми можна виконати наступні розрахунки.

1. По двох відомих параметрах стану вологого повітря можна знайти місцезнаходження точки, а отже і інші параметри (h, t, ,d, p_{вод.пари}), всього п’ять.

2. Для знаходження парціального тиску водяної пари необхідно із заданої точки опустити вертикальну пряму до перетину з лінією Р_{вод.пари.}, з точки перетину по вертикалі пройти до правого поля діаграми, де прочитати парціальний тиск водяної пари.

3. Для кожного стану вологого повітря можна знайти температуру точки роси t_т.р.. Для цього з даної точки опустити вертикальну пряму до лінії , і з точки перетину дійти по ізотермі до лівого поля діаграми. Можна визначити температуру мокрого термометра t_м.т.. Для цього із даної точки по ізоентальпії пройти до перетину із лінією і далі по ізотермі до лівого поля діаграми (t_м.т.>t_т.р.).

4. Процес підігріву повітря у калорифері зображають вертикальною прямою, направленою вгору (1-2).

5. Процес випаровування вологи із осушуваного тіла, що відповідає зволоженню підігріваємого повітря зображаються ізоентальпією, направленою вниз (2-3).

6. Якщо змішати два об’єми повітря V₁ і V₃ із різними параметрами, то точка, що характеризує параметри суміші лежить на прямій, що з’єднує точку 1 і точку 3, і ділить цей відрізок обернено-пропорційно об’ємам складових сумішей:

.

Ці переваги використовують для теплових розрахунків сушильних камер, систем вентиляцій та кондиціонування. Метою цих розрахунків є визначення кількостей повітря і теплоти.