Содержание
Расчет и анализ процессов обработки воздуха проще и наглядней производить графоаналитическим путем с помощью i-d-диаграммы влажного воздуха, на которой графически представлены зависимости между основными параметрами воздуха. Схема i-d-диаграммы влажного воздуха представлена на рисунке 1. На диаграмму нанесена сетка вертикальных линий d=const и линий i=const, проведенных под некоторым углом к линиям d=const. Обычно этот угол принимают равным 135°.
Рисунок 2 — Ход изотерм на i-d-диаграмме
Выдержка из текста
1.1 ОСНОВНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ
Термодинамическое состояние влажного воздуха, представляющего собой смесь газов (азота, кислорода и др.) с водой в различных агрегатных состояниях (пар, жидкость, лед), определяется тремя параметрами: температурой, давлением и составом смеси. Состав смеси характеризуется массовым влагосодержанием.
Общее давление воздуха (барометрическое давление) равно сумме парциальных давлений сухой его части p_(с.в.) (в Па) и водяного пара p_п (в Па) :
p_б=p_(с.в)+p_п (1)
Влагосодержание влажного атмосферного воздуха d (в кг/кг) равно отношению массы водяного пара M_п содержащегося в рассматриваемом объеме, к массе M_(с.в.) содержащегося в нем сухого воздуха:
d=M_п/M_(с.в) (2)
а относительная влажность атмосферного воздуха (в %)
φ=p_п/p_п'', (3)
где p_п'' — парциальное давление насыщенного водяного пара при температуре t воздуха, Па.
Чем больше влагосодержание атмосферного воздуха (при одной и той же температуре), тем больше парциальное давление водяного пара. При достижении максимально возможного количества влаги, которое воздух может воспринять в виде пара, парциальное давление водяного пара становится равным давлению насыщенного водяного пара, а относительная влажность воздуха — равной 100%. [1]
Массовое влагосодержание и относительная влажность атмосферного воздуха связаны соотношением
d=R_(с.в.)/R_п p_п/p_(с.в) =0,622p_п/p_(с.в) =0,622p_п/(p_б-p_п ) (4)
где R_(с.в) — удельная газовая постоянная сухого воздуха [R_(с.в.)= 287,1 Дж/(кг×К)]; R_п — удельная газовая постоянная водяного пара [R_п = 461,5 Дж/(кг×К)].
Плотность атмосферного воздуха зависит от содержания в нем водяного пара:
ρ_(с.в.)=M_(с.в.)/V=p_(с.в.)/(R_(с.в.) T)=3,483×〖10〗^(-3) p_(с.в.)/T ; (5)
ρ_п=M_п/V=p_п/(R_п T)=2,167×〖10〗^(-3) p_п/T ; (6)
ρ=(M_(с.в.)+M_л)/V=ρ_(с.в.)+ρ_п=(1+d)/(R_(с.в.)+dR_п ) p_б/T ; (7)
В формулах (5) — (7) V и Т — объем (в м^3) и абсолютная температура (в К) воздуха; ρ,ρ_(с.в.) и ρ_п — плотности атмосферного воздуха, сухой его части и водяного пара, кг/м3.
Например, если воздух при температуре 12°С и барометрическом давлении 760 мм рт. ст. содержит 5 г водяного пара на 1 кг сухого воздуха, то его плотность
ρ=(1+0,005)/(287+462×0,005) (133,3×760)/((273+12))=1,23 кг/м^3.
Теплоемкость (при постоянном давлении) атмосферного воздуха также зависит от его влагосодержания:
c=c_(с.в.)+c_п d (8)
где c_(с.в.) — удельная теплоемкость сухого воздуха (c_(с.в.)= 1,01 кДж/(кг×К)]; c_п— удельная теплоемкость водяного пара [c_п = 1,86 кДж/(кг×К)].
Удельную энтальпию влажного воздуха, как и влагосодержание, относят не к общей массе воздуха и воды, а только к массе сухой части M_(с.в.):
i=i_(с.в.)+di_п=c_(с.в.) t+d(c_п t+r_0) (9)
где r_0 — скрытая теплота парообразования (r_0 = 2500 кДж/кг)
Список использованной литературы
1. Явнель Б.К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха: учебник / Б.К. Явнель – Москва : Агропромиздат – 1982. – 223 с.
2. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача: учеб. пособие для вузов / В.В Нащокин. 3-е изд., испр. и доп. — Москва: Высш.школа, 1980.— 469 с.
3. Теоретические основы теплотехники : учеб. пособие / Ю.И. Бабенков [ и др.] — Ростов н/Д : Издательский центер ДГТУ, 2010. — 290 с.
4. Доссат, Рой Дж. Основы холодильной техники: учебник / Рой Дж. Доссат – Москва : Легкая и пищевая промышленность,1984. – 520 с.