Глава 14 - Влажный воздух & Глава 15 - Циклы паросиловых уст (1062514)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

давлении водяного пара. Такая температура называется темпе­ратурой точки росы. При дальнейшем охлаждении водяной пар начнет конденсироваться — появится туман. Парциальное дав­ление при этом уменьшается.

Для суждения о влажности воздуха вводится понятие относи­тельной влажности.

Относительной влажностью воздуха называется отношение аб­солютной влажности воздуха к максимально возможной абсолют­ной влажности воздуха при тех же давлении и температуре:

Глава XIV. ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ

Со смесью чистого воздуха с перегретым или насыщенным водя­ным паром (влажным воздухом) приходится иметь дело в ряде теплотехнических процессов и прежде всего в процессе сушки.

Давление такой смеси по закону Дальтона

В = p_B + p_П ,

где В — давление влажного воздуха, равное атмосферному; p_В и p_П - парциальное давление соответственно сухого воздуха и водяного пара.

При давлениях, близких к атмосферному, парциальное дав­ление водяного пара в воздухе обычно невелико, поэтому для влажного воздуха можно применять формулы, справедливые для идеальных газов.

Обычно количество сухого воздуха в процессах, связанных с влажным воздухом, остается неизменным, поэтому для удобства расчетов все параметры влажного воздуха отнесены к 1 кг сухого воздуха.

Чем больше водяных паров находится в. определенном объеме воздуха, тем ближе пар к состоянию насыщения, с другой стороны, чем выше температура воздуха, тем большее количество водяных паров требуется для его насыщения. В зависимости от количества паров, находящихся при данной температуре в атмосфере, воздух имеет различную степень влажности.

Абсолютной влажностью воздуха называется масса кг водяного пара в 1 м³ влажного воздуха. Она представляет собой плотность пара в кг/м³ при его парциальном давлении и температуре влаж­ного воздуха.

Зная абсолютную влажность, нельзя сказать, насколько сух или влажен воздух. Если температура низка, то данное количество водяного пара в воздухе может оказаться очень близким к насы­щению. При более высокой температуре то же количество водяного пара далеко от насыщения, воздух — сухой.

Если влажный воздух охлаждать, то можно довести его до состо­яния насыщения, это произойдет тогда, когда температура воздуха станет равной температуре насыщения при данном парциальном

185

где р_п — плотность водяного пара при его парциальном давле­нии и температуре влажного воздуха;

р_н — плотность при максимально возможном содержании водяного пара в 1 м³ влажного воздуха при той же тем­пературе и давлении.

Если считать водяной пар, находящийся в воздухе, идеальным газом, отношение плотностей можно заменить пропорциональным ему отношением давлений

Жилые помещения имеют нормальную температуру при ср, рав­ном 60—70%.

Влагосодержанием d воздуха называется отношение массы (в кг) влаги или пара во влажном воздухе к массе (в кг) сухого воз­духа, содержащегося во влажном воздухе:

Влагосодержание можно определить иначе. Преобразуя урав­нение (18) состояния газа, записав его отдельно для водяного пара и сухого воздуха и подставляя значения газовых постоянных, по­лучим

откуда

Влагосодержание воздуха в состоянии насыщения определя­ется как

откуда

Энтальпия влажного воздуха равна сумме энтальпий 1 кг сухого воздуха и d кг водяного пара:

Для решения практических вопросов сушки материалов широ­кое распространение получила диаграмма I — d (рис. 116), пред­ложенная проф. Л. К. Рамзиным, в ней по оси абсцисс отложена величина d, а до оси ординат — энтальпия влажного воздуха I. Для удобства пользования диаграмма I — d построена в косо­угольных координатах. Ось абсцисс (наклонная ось) направлена под углом 135⁰ к оси ординат (вертикальной оси).

Так как часть диаграммы, расположенная под осью абсцисс, практического интереса не представляет, в прилагаемой диаграмме наклонная ось не показана, вместо нее из начала координат про­ведена горизонтальная прямая, на которой даны значения влаго-содержания. Таким образом, линии d = const — это вертикаль­ные прямые, а линии I — const — наклонные прямые.

Кроме того, на диаграмме на­несены кривые  = const, изотер­мы сухого и мокрого термометра. Кривая  = 1 — кривая насыще­ния является своего рода погра­ничной кривой.

Рассмотрим, как изображается процесс сушки в диаграмме I — d. Процесс распадается на два отдельных процесса: сначала ат­мосферный воздух с относитель­ной влажностью ₁ и температурой t₁ проходит через нагреватель, где его температура повышается до t₂ , а относительная влажность уменьшается до ₂. Этот процесс идет при постоянном влагосо-держании (линия А В).

Разность I_B — I_A определяет собой количество теплоты, рас­ходуемой на подогрев 1 кг сухого воздуха. Далее нагретый воздух поступает в сушильную камеру, где вследствие испарения влаги из высушиваемого материала воздух увлажняется. Этот процесс сушки (линия ВС) идет при I = const, так как хотя часть тепло­содержания и расходуется на испарение влаги, она затем возвра­щается смеси в виде теплосодержания полученного пара. Разность d_C — d_А . Дает количество влаги, испаренной в сушилке каждым килограммом воздуха.

Вопросы для самопроверки

1. Какой воздух называют влажным?

2. Какая влажность называется абсолютной и относительной?

3. Что такое точка росы?

4. Что называется влагосодержанием и как его определить?

5. Как пользоваться диаграммой проф. Л. К. Рамзина?

Г лава XV. ЦИКЛЫ ПАРОСИЛОВЫХ УСТАНОВОК

§ 72. Паросиловая установка и ее идеальный цикл. Цикл Карно для водяного пара

Водяной пар как рабочее тело используется в паровых двига­телях, которые входят в состав паросиловых установок. Схема простейшей установки показана на рис. 117.

Для термодинамического анализа экономичности паросиловой установки (ПСУ), т. е. эффективности процесса превращения теп­лоты в работу, необходимо реальные процессы, происходящие в

ней, заменить идеальным термодинамическим циклом. Этим циклом определяется максимально возможная экономичность установки, т. е. экономичность при идеальной работе всех элементов ПСУ. В таком идеальном цикле процессы (рис. 117) подогрева воды до кипения (процесс 4 — 5), парообразования (процесс 5—6) и пере­грева (процесс 6—1), протекающие в котельной установке, будут представлены изобарным процессом p₁ = const, а расширение ра­бочего тела, происходящее в двигателе, будет адиабатным процес­сом 1—2. Процесс конденсации пара после расширения (2—3) мож­но считать изобарным процессом р₂ = const. В питательном насо­се, подающем конденсат в котельную установку, давление жид-

187

кости повышается от давления конденсации р₂ = p₃ до давления парообразования р₄ = р₁ . Этот процесс можно рассматривать как адиабатное сжатие рабочего тела в его жидкой фазе.

Следовательно, за идеальный термодинамический цикл прини­маем цикл 1234561. Он известен в литературе под названием цикла Ренкина. В этом цикле теплота подводится к рабочему телу в изобарном процессе (4—1) при p₁ = const. В реальной ПСУ ¹ источником теплоты служат продукты горения топлива или атомной реакции.

Отводится теплота в изобарном процессе (2—3) (р₂ = const) при конденсации пара. Этот процесс в реальной ПСУ осуществля­ется в конденсаторе при помощи охлаждающей воды или воздуха.

В идеальном цикле ПСУ все про­цессы считаются обратимыми.

Расчет ведется в предположе­нии постоянства количества рабо­чего тела, участвующего в осуще­ствлении цикла. Обычно все вели­чины относят к 1 кг рабочего тела. При рассмотрении идеального цикла ПСУ в первом приближе­нии можно считать объем жидкой фазы в точках 3 и 4 ввиду его малости по сравнению с объемом пара в состояниях, соответству­ющих точкам 1 и 2, равным нулю. При этом идеальный цикл ПСУ

в координатах р — v представится фигурой а12b (рис. 118). Нужно отметить, что при таком допущении практически делается сравни­тельно небольшая ошибка, заметная лишь при высоких давлениях пара. Допущение о том, что объем жидкой фазы рабочего тела равен нулю, равносильно тому, что работа питательного насоса принимается равной нулю.

В координатах Т — s цикл Ренкина представится фигурой 1—2—3—4—5—6 (рис. 119, а). Точками, имеющими одинаковые обозначения, на рис. 117 и 119, а показаны одни и те же состояния рабочего тела. В связи с тем, что в процессе адиабатного сжатия жидкости (линия 3—4), происходящем в питательном насосе, тем­пература жидкости повышается незначительно, считают, что точ­ки 3 и 4 в координатах Т — s совпадают и изобара 4—5 (подогрев воды до кипения) сливается с нижней пограничной кривой (рис. 119, б). Сказанное находится в полном соответствии с принятым

при рассмотрении диаграммы Т — s допущением о том, что все изобары жидкой фазы совпадают с нижней пограничной конвой (см, гл. XIII).

На рис. 120 показан цикл Ренкина в координатах i — s без учета работы насоса.

Подводимая к рабочему телу теплота (теплота в процессе 4—1) q₁, при принятых выше допущениях, проще всего может быть определена с помощью диаграммы Т — s (рис. 119, б). Этой теплоте соответствует площадь b3561а; при этом пл 0c561a = пл. Ос561а — пл. ОсЗb.

По аналогии

Работа, полученная в идеальном цикле,

Площадки Ос3561а и ОсЗb при сделанных допущениях представ­ляют собой величины энтальпии рабочего тела в состояниях, соот­ветствующих точкам 1 и 3 (гл. XIII). Поэтому

¹ Известны паросиловые установки, использующие теплоту, получаемую с солнечными лучам» (гелиотехника), а также проекты применения в паро­вых двигателях пара, выходящего из недр земли. Однако такие установки не рассматриваются ввиду малого их распространения.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов книги