Крутов В.И. - Техническая термодинамика (1062533), страница 37
Текст из файла (страница 37)
В воздухе постоянно содержится пыль. Даже за городом после дождя в атмосферном воздухе содержится до 100 частиц пыли в ! л, а в 1 л городского воздуха — до 200 000. В настоящее время во многих отраслях промышленности практически нельзя работать без создания изолированного климата, без применения так называемого кондиционирования воздуха. Под кондицианированием воздуха обычно понимают совокупность технических средств и способов воздействии на температуру и влажность воздуха.
Термин «кондиционирование» происходит от латинского слова сопд11(о, что означает «условие>, При создании систем кондициоиирования необходимо обеспечить определенные значения параметров воздуха, подаваемого в кондициопируемое помещение. Работа прямоточной системы кондиционирования воздуха протекает при различных состояниях наружного воздуха, подаваемого в помещенне. Поэтому при настройке систем кондиционирования предусматривается обычно несколько режимов: летний, зимний, промежуточный и др.
Для расчета параметров кондиционирования можно воспользоваться Ы-программой. Пусть, например, система кондиционировання настроена на летний режим, а точка! в диаграмме (рис, 53, а) отражает состояние наружного влажного воздуха а паоаметрами (, и Ио точка 174 2 — состояние воздуха, подаваемого в помещение приточного о параметрами га и с(а, а точка 3 — состояние воздуха в помещении а параметрами гз, 4. Если при кондиционировании применяется прямоточ- а) Рис, 53. Схема определения параметров влажного воз- духа прн коидиииоиировании: а — нн летнем режиме; б — на анмннм режнчн ная система, то весь приточный воздух поступает снаружи. Наружный воздух (точка 1) обладает большими влагосодержанием дх и темпе. ратурой г,.
Следовательно, для получения приточного воздуха а параметрами дх и ге необходимо умень- Х шить температуру от гт до 1х и влагосодержаиие от дт дод наруж- ' ного воздуха. Зто означает, что ' наружный воздух надо охлаждать нз М и осушить иа Лс(, Воздух, поданный в помещение с параметрами ~а и с(,, в процессе 2-3 достигает параметров воздуха в помещении (точка 3 с параметрами (з и б(з). Таким образом линия 2-3 изображает процесс изменения состояния воздуха в самом помещентти, Рис.
54. Схема ирямоточиоя системы Для зимнего режима работы коидиииоиироввиия воздуха системы кондиционирования также можно использовать прямоточную схему. На Ы-диаграмме (рис 53, б) точка 1 изображает состояние наружного влажного воздуха е параметрами г', и с(„а точка 3 — состояние воздуха в помещении с парамет. Рами аа и йа. Так как 1з ) (т и с(з ) б(т, то пРиточный возДУх, поДавае.
мый в помещение, необходимо нагреть на Ю = гя — гх и увлажнить на М = схх — дт с таким расчетом, чтобы конечные параметры воздуха в помещении стали гв н дв (точка 3), Следовательно, линия 2-3 в Ы- ЦФ диаграмме изображает процесс изменения состояния.воздуха в помещении, Таким образом, для поддержания заданных параметров воздуха в помещении необходимо при летнем режиме его охлаждать и осушать, а при зимнем режиме — нагревать й увлажнять. Указанные процессы при коидициоиироваиии осуществляются в аппаратах, называемых кондиционерами. По схеме, приведенной на рис.
54, наружный воздух массой и, поступает в кондиционер 1, в котором он очищается от пыли в филыре (на схеме не показан), если в этом имеется необходимость, а затем подвергается тепловой в калориферах подогрева 2 и влажностной в оросительных камерах д обработкам, после чего нагнетается вентилятором 4 в помещение 5. Одновременно из помещения с помощью вытяжной системы б удаляется отработавший воздух.
При этом соблюдается материальный баланс: масса приточного воздуха равна и с е удаляемого воздуха. Раздел четвертый ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОЛИНАМИКИ Глава ХЯ ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И УРАВНЕНИЯ в Ь5. Задание состава сложной системы Химическая термодинамика занимается анализом систем, изменение состояния которых может сопровоигдаться перераспределением массы между отдельными сосгавляющими системы Состав сложной термодинамической системы может быть выражен как количеством вещества и, каждой из составляющих системы, так и молярными долями составляю:цих, представляющих собой отношение г, = а,/Елп (437) где ~п, — количество вещества в системе (молярные доли идеального газа численно равны объемным долям), моль.
Если составляющие системы находятся в газообразном состоянии и обладаю~ свойствами идеального газа, то система может быть задана парциальными давлениями составляющих.так, что (438) где р — давление смеси газов, Иногда енстемы задаются концентрациями компонентов с; =пру, (439) где У вЂ” объем системы. Указанные величины могут быть связаны между собой следующим соотношением: р, = г,р = и;р(Ел; = с,рПХп;. (440) Любая из этих величин может быть использована для выражения состава сложной системы, и позюму все величины, зависящие от состава системы, могут быть выражены через каждую из них. Величины, характеризующие состав системы, являются наряду с давлением, температурой и объемом параметрами состояния сложной системы, Сводное уравнение двух законов термодинамики для сложной системы имеет вид (!49). Изменение химической энергии в правой части э)ого уравнения удобно рассматривать с точки зрения взанмодейст- !77 вия системы с окружающей средой в виде немеханической работы, В этом случае бб ~~~р дп бА аах (441) где бА'" — максимальное количество немеханнческой работы Знак минус означает, что работа считается положительной, если она совершается системой, т.
е. если энергия системы при этом уменьшается. Сложная термодеформационная система прн химическом взаимодействии действительно часто получает третью внешнюю степень своСоды. Например, в гальваническом элементе при внутреннем химическом взаимодействии имеет место вйешнее электрическое взаимодействие. Следовательно, уравнения (150) могут быть представлены в виде )равнений для системы с тремя внешними степенями свободы би = ТМ вЂ” рб — бА-', (442) б! — Т43 + ~амбр бАтах. (443) бг ЯбТ рф/ бАаах (444) бб = — 3бТ+ У'бр — бА-.
(445) Из этих уравнений следует, что при постоянстве двух соответствующих термодеформацноиных йезависимых переменных максимальное количество иемеханической работы выражается изменением соответствующих характеристических функций. Так, приводится к виду при постоянных 5 и г' уравнение (442): бАзт" = — б(/; Азт" = — ЬУ; при постоянных 5 и р — уравнение (443): бА~" = — И; Аз,'" = . Ы; йри постоянных Т н 'т' — уравнение (444): бА '" = — бР; А „= = — ЛР; при постоянных Т и р — уравненке (445): бА '" = — бб; А"."" = = — Лб. Так как максимальное количес1во немеханической работы равно изменению химической энергии сложной системы; то, изменение характеристических функций при определенных условиях (постоянстве двух соотретствующих независимых переменных) выражает изменение химической энергии.
й бб. Химический потенциал Химический потенциал (15!) чистого вещества представляет собой удельную свободную энтальпию и определяется отношением р=(дб!дп,)т,,„;„, б/а; -б. (446) Используя уравнение состйяиия вещества, мотйно выразить химический потенциал через замеряемые ввличины. Действительно, при условии постоянства температуры на основанйи последнего уравнения (150) бр= Ц, 178 или после интегрирования о!))гб (447) где р» — постоянная интегрирования и зависит от природы вещества и температуры. Интеграл в (447) можно взять при наличии уравнения состояния (1).
Определим, воспользовавшись уравнением (64), удельный объем; подставим это выражение в уравнение (447) и проинтегрируем при Т = сопз1, тогда химический потенциал идеального газа р = р" + ЙТ!и р, (448) р» представляет собой химический потенциал газа при двиной температуре и давлении, равном единице. Если имеется смесь идеальных пазов, то каждая составляющая этой смеси характеризуется своим парциальиым давлением. Поэтому уравнение (448) для (-й составляющей смеси получит внд р~ —— р~' + Й„Т!п рь (449) где р~ — парциальнов давление 1-й составляющей. Если воспользоваться соотношением (440) и уравнением (250) состояния смеси идеальных газов, то химический потенциал составляющей смеси можно выразить через другие характеристики состава смеси. Так, например, химический потенциал можно определить, если известна концентрация с; составляющей. В этом случае !»~ мД+Й„Т!пс„ (450) где ~4 = !' (Т).
Химический потенциал определяется также через моляриую долю г; составляющей й = Р~~ + Йя Т 1п г~ (451) Здесь р'„зависит от температуры и давления смеси и определяется суммой: !»,' = ф + Й„Т!и р. Можно также найти химический потенциал, зная количество вещества а~ составляющей смеси 1г; = р,', + Йя Т1п пи (451') где р,', = рг" + ЙТ 1п (ЙТР), т. е. зависит от температуры и объема. $ 67. Уравнение и мера реакции При химических превращениях вещества реагируют друг е другом в строго определенных отношениях, определяемых стехиометричесыми числами компонентов реакции: («,В, + «,В, + ...)„(«,В„+ «»В» + ...)„; (452) ~ («В)„= ~ («В)„.
Здесь „„... — реагирующие вещества; «„«», ... — стехиометрические числа компонентов 1, 2, ..., показывающие, в каких соотноше. ниях изменяются количества веществ в реакции. Индекс ан» относит. ся к начальным веществам реакции (левая сторона уравнения реакции), а индекс «к» соответствует конечным веществам или продуктам акции (правая сторона уравнения реакции).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
