Влажный воздух. Состав и свойства - Бурцев С.И.
ISBN 5-89565-005-8
Скачать (прямая ссылка):
тс.ъ
где dB - отношение массы капельной влаги к массе сухого воздуха,
d =^ МВ
тс.ъ
Масса влажного воздуха твл в и его плотность Pbji b могут быть определены по формулам (4.2) и (4.3) при d =dBr.
Относительная влажность воздуха ф = 1, а степень насыщения
d н d н d н
Удельная энтальпия водяного тумана определяется из выражения
Ав.т = Ас.в + +dsh' ¦
95 к************************ 4. Влажный воздух
С учётом формул (2.3), (3.8) и (3.22) удельная энтальпия водяного тумана
hB.r = cPcJ + dH(cPBtH + r) + dBcPBt. (4.19)
При tH < O0C водяной туман может существовать при радиусе капель менее rK < IO-7 м. В этом случае энтальпия водяного тумана определяется из выражения
hB.r = cPcJ + dH{cPjitH-rmo +rcy6) + dBcpJ. (4.20)
Примеры
Пример 4.4. Определить общее влагосодержание dh T, степень насыщения у и энтальпию водяного тумана при t = 20°С, dB - 0,004 кг вл/кг с.в и rK > 1 мкм. Принять р = 101,325 кПа.
При t = 20°С парциальное давление насыщенного водяного пара рн, согласно (3.12),
/?н = 0,6112ехр
'17,504-20 ^
= 2,335 кПа.
241,2 + 20,
При радиусе капель rK> 1 мкм можно не учитывать влияние кривизны поверхности раздела фаз на давление насыщения (см. табл. 3.3). Тогда влагосодержание насыщенного воздуха
2 335
d„ = 0,6221---= 0,014кг вл/кг с.в .
н 101,325 + 2,335
Общее влагосодержание
с{в т = dH + dB = 0,014 + 0,004 = 0,018 кг вл/кг с.в.
Степень насыщения воздуха влагой
dBT 0,018 ,
у = = —-= 1,286.
dH 0,014
Энтальпия водяного тумана определяется по формуле (4.19) при г = 2500,64 - 2,369 • 20 = 2453,26 кДж/кг
Лвт = 1,006-20 + 0,014(4,186-20 + 2453,26) + 0,004-4,186-20 = 55,97 кДж/кг.
Энтальпия сухого воздуха составляет 35,95%, водяного насыщенного пара 63,46%, а капельной влаги 0,59% от энтальпии водяного тумана.
Пример 4.5. Определить степень насыщения у и энтальпию водяного тумана при t = -5°С, dB = 0,003 кг вл/кг с.в, если туман состоит из монодисперсных капель с радиусом rK = 2-10_9м (р = 101,325кПа, гШо = 334,11 кДж/кг).
л
Из уравнения Лапласа при а = 75,5-10 Н/м определяем давление
^ ^ ^_2
внутри капли: р = рЛ--= 101 325H--1—-— = 75 601,3 кПа.
гк 2-Ю-9
96 .i.************* 4.4. Гэтерогенная смесь влажного воздуха **************
Температура замерзания воды при давлениирк, согласно (3.21), tm = (0,075+1,382-10-8 • 75 601,з)(1 - 0,0009869 • 75 601,3) = -5,6 °С.
Таким образом, при указанных условиях в воздухе действительно содержится капельная влага.
При t = -5°С парциальное давление насыщенного водяного пара над переохлаждённой водой составляет
17,504 ¦ (- 5)'
рн = 0,6112ехр
= 0,422 кПа.
241,2 + (-5)
С учётом кривизны поверхности раздела фаз, давление насыщения, согласно (3.12),
-3 ^
р = 0,422 ехр
^кр
4,3610
_6 75,5-10"
268,15-2-10
,-9
= 0,78 кПа.
Влагосодержание насыщенного воздуха
0 78
^H = 0,6221---= 0,00483 кг вл/кг с.в.
н 101,325-0,78
Общее влагосодержание
</вт = 0,00483 + 0,003 = 0,00783 кг вл/кг с.в. Степень насыщения
0,00783
V =
= 1,62.
0,00483
При t < 0°С энтальпия водяного тумана определяется по формуле (4.20) при /-суб = 2834,75 - 0,1541(- 5) = 2835,52 кДж/кг
Abt= 1,006(-5)+0,00483[ 1,924(-5)-334,11+2835,52]+0,003-4,186(-5) = 6,94 кДж/кг.
4.4.4. Ледяной туман
Ледяной туман - это гетерогенная смесь сухого воздуха, насыщенного водяного пара и взвешенных во влажном воздухе кристаллов льда.
Для ледяного тумана
твл = т„ + тл;
^л.т ~ dK dn,
где тл - масса взвешенных в воздухе кристаллов льда; d„.T - влагосодержание ледяного тумана; dn - отношение массы кристаллов льда к массе сухого воздуха, dn = тл/тс.в.
Величины тъл.в и рвл.в могут быть определены по формулам (4.2), (4.3) и (4.14) при d = d„.r.
7 Зак. 3799 ************************* 4. Влажный воздух *************************
Относительная влажность воздуха <р = 1, степень насыщения
v = dJHL = 1 + 4л (421)
d н d н
Удельная энтальпия ледяного тумана
К.т = hc.B+dnh" + dnhn •
С учётом формул (2.3), (3.15) и (3.22) удельная энтальпия ледяного тумана может быть определена из следующего выражения:
hn.r = сpcJ +</н(срлгн-гпл0+гсуб) + ^л(сРлґ -гші0)- (4.22)
4,4.5. Смешанный туман
Смешанный туман представляет собой гетерогенную смесь, состоящую из сухого воздуха, насыщенного водяного пара и взвешенных во влажном воздухе капель воды и кристаллов льда. Для смешанного тумана
твл = тн + тв + тл>
deux - dH + dB+dn-
Масса влажного воздуха
твл.в " Щ.в + mH + mB + тл = тс.вО + ^см.т)= + dn + db + dn)-
Плотность
Рвл.в = Pc.b + Рн + pb + Рл = Рс.в (1 + ^см.т) J удельный объём
__ 1 <^см.т
Рвл.в
Относительная влажность ф = 1, степень насыщения
dn d н d н
Удельная энтальпия смешанного тумана
/гем.т = hc.B + dHh" + dBh' + dnhn-После подстановки соответствующих значений получим
+?* y^pj+dnfaj-r^). (4.24)
98 * 4.5. Расчётные формулы для определения энтальпии влажного воздуха *
Для смешанного тумана обычно используют формулу
