Влажный воздух. Состав и свойства - Бурцев С.И.
ISBN 5-89565-005-8
Скачать (прямая ссылка):
Атмосферное давление не является постоянной величиной, поскольку зависит от погоды, температуры и высоты места над уровнем моря.
Атмосферное давление определяют по формуле
р =ро + Ар„ + Apc,
где ро - постоянное давление, определяемое высотой места над уровнем моря; Ар„ - непериодическое изменение, связанное с изменением погоды; Apc - периодическое изменение (суточный ход).
Непериодическое изменение атмосферного давления Ар„ вследствие изменения погоды составляет ± 7% от среднего значения давления [8]. Величина Apc имеет амплитуду колебаний от 300 до 400 Па [9]. Давление атмосферного воздуха над уровнем моря равно 101 325 Па. Тогда максимальное давление воздуха Pmax = 101 325 + + 7092,7 + 400 = 108 817,7 Па, а минимальное ртт = 101 325 -- 7092,7 - 400 = 93 832,3 Па, т. е. возможный диапазон изменения давления атмосферного воздуха лежит в пределах от 94 до 109 кПа.
Если учесть, что в СКВ устанавливаются вентиляторы с напором не более 6000 Па, то максимально возможное давление обрабатываемого воздуха не будет превышать 115 кПа. Поэтому интересующий нас диапазон изменения давления воздуха лежит в пределах от 94 до 115 кПа.
36 ********************** 2.2. Газовая постоянная **********************
2.2. Газовая постоянная и мольная масса сухого
воздуха
Газовая постоянная Rcb и мольная масса jac в, рассчитанные по формулам (1.20) и (1.24),
Д с.в = І Sj Ri = 287,06 Дж/(кг-К), цс в = ? г / Vi = 28,964 кг/кмоль. і і
Сравнивая полученные результаты со значениями этих величин, приведёнными в [7], имеем практически их полное совпадение.
2.3. Плотность и удельный объём сухого воздуха
Плотность сухого воздуха рсв и его удельный объём vCB можно определить из уравнения Клапейрона: рс в = рс B/(RC вТс в) и
vc.b = vpc.b •
Из уравнения следует, что указанные величины зависят от температуры и давления смеси.
В табл. 2.3 приведены значения плотности сухого воздуха для различных значений температур и давлений, вычисленные по уравнению Клапейрона.
Таблица 2.3
Плотность сухого воздуха
Темпе эатура Плотность рс в, кг/м3, при давлении Dc b, кПа
К °С 90 95 100 105 110
223,15 -50 1,4050 1,4830 1,5611 1,6391 1,7172
233,15 -40 1,3435 1,4081 1,4941 1,5674 1,6420
243,15 -30 1,2894 1,3611 1,4327 1,5043 1,5760
253,15 -20 1,2385 1,3073 1,3761 1,4449 1,5137
263,15 -10 1,1914 1,2576 1,2753 1,3900 1,4562
273,15 0 1,1478 1,2116 1,3238 1,3391 1,4029
283,15 10 1,1073 1,1688 1,2303 1,2918 1,3533
293,15 20 1,0695 1,1289 1,1883 1,2477 1,3072
303,15 30 1,0342 1,0917 1,1491 1,2066 1,2640
313,15 40 1,0012 1,0568 1,1124 1,1681 1,2237
323,15 50 0,9702 1,0241 1,0780 1,1319 1,1858
37 *************************** 2. Сухой воздух ***************************
2.4. Удельная теплоёмкость сухого воздуха
Удельные теплоёмкости идеальных газов ср и Cv в общем
случае представляют собой сложные функции температуры. На рис. 2.2 представлено соотношение для некоторых газов, входящих в состав сухого воздуха, в зависимости от температуры.
с,
Рис. 2.2. Зависимости — = — -1 для различных газов от температуры
R R
Как видно из рисунка, только у одноатомных инертных газов удельные теплоёмкости не зависят от температуры и имеют постоянное значение. Для указанных газов справедливо соотношение
Cp=-R и Cv=^R. (2.1)
Значения удельных теплоёмкостей инертных газов, вычисленные по формулам (2.1), даны в табл. 2.4. Там же приведены значения удельной теплоёмкости ср, указанные в [2].
Для интересующего нас диапазона температур остаются практически постоянными и удельные теплоёмкости двухатомных газов: кислорода O2, азота N2 и водорода H2.
Удельные теплоёмкости указанных газов можно определить по формулам
Cp = 1^R и cv = 5-R. (2.2)
38 ************* 2.4. Удельная теплоёмкость сухого воздуха *************
Таблица 2.4
Удельная теплоёмкость инертных газов
Химическая формула Удельная теплоёмкость с , кДж/(кг-К)
cV
По формулам (2.1) По данным [2] при t = 250C
Не 3,116 5,193 5,2399
Ne 0,618 1,030 1,0325
Kr 0,149 0,248 0,2488
Ar 0,312 0,520 0,5215
Xe 0,095 0,158 0,1587
Для двухатомных газов значения удельных теплоёмкостей приведены в табл. 2.5.
Таблица 2.5
Удельная теплоёмкость двухатомных газов
Химическая формула Удельная теплоёмкость с , кДж/(кг-К)
cV dP
По формулам (2.2) По данным [2, 7] при t = 25°С
N2 0,742 1,0388 1,0387
O2 0,6496 0,9094 0,9164
H2 10,311 14,435 14,340
Удельная теплоёмкость остальных компонентов сухого воздуха (CO2, C2H2, CH4 и N2O) имеет ярко выраженную зависимость от температуры (см. рис 2.2 - для CO2). Для них могут быть рекомендованы линейные зависимости типа c = a + bt. Например, для углекислого газа [10]
ср = 0,8727 + 0,0002406?, с v = 0,6837 + 0,002406?.
Масса указанных компонентов в сухом воздухе составляет всего 0,046%. Влияние на удельную теплоемкость смеси в зависимости от температуры практически незаметно. Поэтому можно рекомендовать для этих компонентов принимать в расчётах среднее значение удельной теплоемкости при температуре t = 25°С.
