Лекци@18-Влажный_воздух [Режим совместимости] (Лекции по ТД Рыжков (PDF))

Лекции по термодинамикедоцент каф. Э6, ктн Рыжков С.В.Э6нергомашиностроение.Лекция №18Влажный воздух•Параметры влажного воздуха.•Температура мокрого термометра.•dh – диаграмма влажного воздуха.•Смешение потоков влажного воздуха.•Определение влажности воздуха по температуре мокрогои сухого термометров.•Кондиционирование воздуха.Параметры влажного воздухаВ зависимости от температуры и полного давления смеси количество водяного пара вовлажном воздухе не может превышать определённой величины.Смесь сухого воздуха с перегретым водяным паром называется ненасыщенным влажнымвоздухом.

Для такой смеси справедливо условие pп<pн. Смесь сухого воздуха с насыщеннымводяным паром называется насыщенным влажным воздухом pп=pн .Парциальное давление водяного пара в воздухе обычно мало, поэтомуи водяной пар при этих условиях можно считать идеальным газом.Абсолютная и относительная влажность воздуха.Масса водяного пара, содержащегося в 1 м3 влажного воздуха, называется абсолютной влажностью.Парциальной плотность пара:mпpп mnρ ==VR пT'п(1)Отношение абсолютной влажности воздуха ρ’п к максимально возможной абсолютной влажности ρ’нпри данной температуре называется относительной влажности.'пп(2)'ннρp=ϕ =ρpВлагосодержание и степень насыщения.Отношение массы mp водяного пара, содержащегося во влажном воздухе, к массе mв сухого воздуханазывается влагосодержанием d влажного воздуха'пп(3)'ввρmd==mρОтношение количества водяного пара , содержащегося во влажном воздухе, к количеству сухого воздуханазывается молярное влагосодержание x влажного воздуха:x = 1.61dmmx=( п) ( в)µпd = 0, 622 x(4)µвpпx =p − pп0,622 pпd=p − pп(5)(6)p – давление влажного воздуха.0 , 622 ϕ p нpdd =;ϕ =p − ϕpн( d + 0 , 622 ) p нd⋅p( 0,622 + d )0,622 ppв =( 0,622 + d )pп =(7)(8)3pнxн =p − pн0,622 pнd н=p − pн(9)(10)Значение влагосодержания зависит от давления и температуры влажного воздуха.Степень насыщения:dψ =dнpп ( p − pн ) ϕ ( p − pн )ψ ==pн ( p − pп )( p − pп )(11)(12)для умеренных температур влажного воздуха, можно принять, чтоψ =ϕ(13)4Кажущаяся молярная масса, газовая постоянная и плотность влажного воздуха:28,96( p − pп ) 18,016pп10,94 pпµ = µвrв + µпrп =+= 28,96 −pppµ = 28 ,96 − 10 ,94ϕpнp83148314R==10,94 pп10,94 ϕ pн(28,96 −) (28,96 −)pp(14)(15)(16)Газовая постоянная влажного воздуха всегда больше постоянной сухого воздуха.Массовые доли сухого воздуха и пара во влажном воздухе могут быть выражены черезвлагосодержание так:mвmв1gв ===m( mв + m п ) 1 + dmпmпdgп ===m( mв + m п ) 1 + d5Газовая постоянная влажного воздуха:( 287 + 461 d )R≈(1 + d )(17)Плотность влажного воздуха:( 28,96 p − 10,94 pп )ρ=8314 ⋅ Tρ =(ρ п'd)( 1 + d )(18)(19)Парциальная плотность:mпpпd ⋅p)==ρ =(МR пT( 0 , 622 + d ) R п T'пp (1 + d )ρ =( 0 , 622 + d ) R п T(20)(21)6Теплоёмкость и энтальпия влажного воздуха.Теплоёмкость влажного воздуха cp обычно относят к (1+d) кг влажного воздуха (или, что то жесамое, к 1 кг сухого воздуха).c p = c рв + d ⋅ с рп(22)Энтальпия влажного воздуха определяется как энтальпия газовой смеси, состоящей из 1 кг сухоговоздуха и d кг водяного пара.(23)h = hв + d ⋅ hп(23a)hп = r + cрп t(24)h = t + (2501 +1,93 t)d1h = t + (1555 +1,2 t)ϕ pнp −ϕ pн(25)h = t + (2501 +1,93 t)d + 4,19 dжt + (2,1 t −335 )dт(26)Температура мокрого термометраТемпература поверхности жидкости, достигнутая в результате процессаустановления равновесия, называется температурой мокрого термометра tм.

Этатемпература измеряется термометром, чувствительный элемент которого обёрнутвлажной тканью.h2 − h1 = c ж t м ( d 2 − d1 )(28)h1 = h2 − 4,19 t м d 2(29)7Рис.. 1. dh – диаграмма влажного воздуха (схема построения)Рис8Рис.. 2. dh – диаграмма влажного воздуха (изображение процессов, происходящихРис9во влажном воздухе)Смешение потоков влажного воздуха:Запишем уравнение материального баланса:(m1d1 + m2d2 ) (m1d1 + m2d2 )dm ==mmm1 + m2(30)Уравнение энергетического баланса:hm =( m1h1 + m2 h2 ) (m1h1 + m2 h2 )=mmm1 + m2(d m − d1)a =(d 2 − d m )( h m − h1 )a =( h2 − hm )(d m − d1)( h m − h1 )=(d 2 − d m )( h2 − hm )(31)(32)(33)(34)10Рис..

3. Определение состояния влажного воздуха по dh - диаграмме: а – после смешенияРисб – по температуре сухого и мокрого термометров11Рис.. 5. Схема кондиционераРис1 – кондиционер2 – тепловая (калорифер) ивлажная обработка1 – наружный влажный воздух ;2 - состояние подаваемого в помещение приточного воздухавоздуха;; 3 – оросительная установка4 – вентилятор3 - состояние воздуха в помещении с t3 , d35 – помещение126 - форточкаРис..

4. Схема определение параметров влажногоРисвоздуха при кондиционировании:а – на летнем, б – на зимнем режимеКонтрольные вопросы•••••••Параметры влажного воздухаКажущаяся молярная масса, газовая постоянная и плотность влажного воздухаТемпература мокрого термометраdh – диаграмма влажного воздухаСмешение потоков влажного воздухаКондиционирование воздухаОпределение состояния влажного воздуха по dh - диаграмме13.