Влажный воздух. Состав и свойства - Бурцев С.И.
ISBN 5-89565-005-8
Скачать (прямая ссылка):
Термин степень насыщения vj/ более доступен пониманию, так как он определяет отношение массы влаги, находящейся в воздухе, к массе влаги, которая может находиться в насыщенном водяными парами воздухе при той же температуре. Степень насыщения vj/ является универсальной величиной. Последняя определяет состав влажного воздуха только в области ненасыщенного или насыщенного водяными парами воздуха, а степень насыщения v|/ может быть использована как для гомогенной двухкомпонентной смеси, так и для гетерогенной смеси (двух- и трёхфазной системы), т. е. величина \|/ может быть больше единицы: vj/ >1.
Использование величины степени насыщения влажного воздуха Vj/ представляется рациональным и правильным, тем более, что одним из параметров, который используют для определения состояния влажного воздуха, является влагосодержание.
Величина удельной энтальпии влажного воздуха определяется по формуле (4.4). Для ненасыщенного влажного воздуха hBn = hn. С учётом выражений (2.3) и (3.28)
ЛВЛ.В = Cpza * + d[cpt tR + Г + сРп (t - *н)]. (4.16)
При ?н < O0C энтальпия влажного ненасыщенного воздуха, имея в виду (3.30), определяется из выражения
Vb =CpJ + d^pJ* "'пло +'суб (4-17)
Примеры
Пример 4.2. Ненасыщенный влажный воздух имеет температуру t = = 25°С и влагосодержание d = 0,014 кг вл/кг с.в.
Определить парциальное давление водяного парарп (при р = 101,325 кПа), относительную влажность ф, степень насыщения \|/, газовую постоянную Rcm, мольную массу цсм и удельную энтальпию йВЛ Е. При расчёте принять:
Rc b = 287,06 ДжДкг - К), Rn = 461,5 ДжДкг • К), М-св = 28,964 кг/кмоль, jxri = 18,016 кг/кмоль, сРсв = 1,002 кДжДкг-К), срв = 4,19 кДжДкг¦ К), ёРв = 1,86 кДжДкг• К).
Парциальное давление водяного пара
d = 101,325--^^-= 2,23 кПа.
0,6221 + d 0,6221 + 0,014
83 ************************* 4. Влажный воздух *************************
Из таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара (см. при-лож.) или по формуле (3.12) находим давление насыщенного водяного парарн при t = 25°С
рн = 0,6112 ехр 17,504 25 = 3,163 кПа. Ин v 241,2 + 25
Относительная влажность воздуха
0,705.
Pii 3,163
Степень насыщения
v = = 0,705-= 0.698.
P-Pn 101,325-2,23
Газовая постоянная смеси
Rcu = Rc.B + d Rn = 287,06 + 0,014 • 461,5 = 293,5 ДжДкг ¦ К).
Мольная масса смеси
цсм = цс в + d цп = 28,964 + 0,014 • 18,016 = 29,216 кг/кмоль.
Удельная энтальпия определяется по формуле (4.16). Входящая в формулу температура насыщения tH соответствует парциальному давлению р„. Формулу (3.12) можно записать в следующем виде:
241,2 In——— __0,6112
17,504-In- Рп
0,6112 Тогда при рп = 2,23 кПа
2 23 241,2 In—-
,„ =-МП2 19)25°С.
17,504-In-=2=-0,6112
При ^h = 19,25°С
г = 2500,64 - 2,369fH = 2455,04 кДж/кг.
Удельная энтальпия ненасыщенного влажного воздуха при t = 25 °С и d = 0,014кг вл/кг с.в
Лвл.в = 1^06 •25 + 0.014[4,19 • 19,25 + 2455,04 +1,86(25 -19,25)] = 60,8 кДж /кг. Пример 4.3. Определить энтальпию влажного ненасыщенного воздуха при t = 25°С и влагосодержании d = 0,001кг вл/кг с.в (р = 101,325 кПа). При расчёте принять:
сPqb = 1,006 кДжДкг • К), сРл = 1,924 кДжДкг • К), сРп = 1,86 кДжДкг • К),
Ttuio = 334,11 кДж/кг. Парциальное давление водяного пара
р=р---= 101,325--^^-= 0,1626 кПа.
Ип F0,6221 + d 0,6221 + 0,001
84 * *хс* ********** 4.4. Гетерогенная смесь влажного воздуха **************
Так как при t = 0°С давление насыщения составляет 0,61 кПа, то при давлении рп ~ 0,1626 кПа температура насыщения будет отрицательной.
Используя формулу (3.12) с постоянными <хл и рл для льда, найдём температуру насыщения tH
272.881,, WM , =_0,6112 = ,517„с
22,489-,„^ 0,6112
По формуле (3.14) определяем теплоту сублимации при tH = -15,17°С гСуб = 2834,75-0,1541 • (-15,17) = 2837,09 цДж/кг .
Удельная энтальпия, согласно (4.17), йвл.в = 1.006 ¦ 25+ 0,001(1,924(-15,17)-334,11 + 2837,09 +1,86(25 + 15,17)] =
= 27,7 кДж/кг.
4.3.2. Насыщенный влажный воздух
Насыщенный влажный воздух представляет собой двухком-понентную гомогенную парогазовую смесь, состоящую из сухого воздуха и насыщенного водяного пара. В этом случае парциальное давление водяного пара рп совпадает с давлением насыщения пара рИ в смеси, т. е. рп = рИ. Так как давление насыщенного водяного пара зависит только от температуры рн~ f (Г„), то для определения тепловлажностного состояния насыщенного влажного воздуха достаточно знать два независимых термодинамических параметра, например, температуру и давление смеси.
Если обозначить массу насыщенного водяного пара через тИ, то формулы (4.11), (4.12), (4.13) и (4.14) примут вид
d*-**-. ,/, = 0,6221 -JL-, Р.-Р** ¦
mc.b Р~ Ph V,bZ21 + d н
0,00348 Рвл.в=-^T-0>-0,376/>н).
Газовая постоянная и мольная масса насыщенного влажного воздуха, соответственно,
ЯСМ=Яс.В + <*нДп, M-C.B = Н-С.в ^hM-II-
Относительная влажность и степень насыщения, согласно (4.7), (4.8) и (4.15),
Vh = Vh = 1-
85 ************************* 4. Влажный воздух *************************
