Ошибка! Ошибка связи. Ошибка! Ошибка связи. Если при одной и той же температуре воздуха tв увеличивать содержание в нем влаги, то давление pп будет расти и в точке 2 сравняется с pн

Рис. 4.32 Рис. 4.33

Если при одной и той же температуре воздуха t_в увеличивать содержание в нем влаги, то давление p_п будет расти и в точке 2 сравняется с p_н, т. е. влажный воздух достигнет состояния насыщения.

С другой стороны, можно прийти к состоянию насыщения при сохранении постоянного парциального давления p_п путем снижения температуры воздуха t_в (рис. 4.33). Когда температура воздуха (а следовательно, и пара) достигнет в точке 3 значения t_р, то наступит насыщение паров и дальнейшее понижение t_в приведет к выпадению влаги, появлению тумана или росы. Поэтому температуру t_Рназывают точкой росы.

Содержание влаги в воздухе может оцениваться несколькими характеристиками: абсолютной и относительной влажностью ивлагосодержанием.

Абсолютная влажность воздуха численно равна плотности содержащегося в нем водяного пара и представляет собой количество пара в килограммах или граммах, содержащегося в 1 м³ влажного воздуха. Для ненасыщенного пара, например, в точке 1 (рис.4.33),

. (4.57)

Относительная влажность воздуха φ есть отношение действительного содержания влаги в воздухе к максимально возможному при данной температуре, т. е. . Воспользовавшись уравнением состояния идеального газа pv = RT, можно записать: , . Поскольку R_п = R_н и по условию
T = idem, то получаем

. (4.58)

Для абсолютно сухого воздуха p_п = 0иφ = 0, а при насыщении, когда
p_п = p_н, φ = 1. Часто величину φ выражают в процентах.

Влагосодержаниеdпредставляет собой отношение массы пара M_п к массе сухого воздуха M_в, содержащегося в смеси:

. (4.59)

Из уравнения Клапейрона для М кг идеального газа pV = MRT. Подставив это выражение в уравнение (4.59) с соответствующими индексами, имеем:

. (4.60)

Используя выражения (4.56) и (4.58), получаем:

. (4.61)

Влагосодержание d имеет размерность кг влаги / кг сухого воздуха.

Энтальпию влажного воздуха H также принято относить к 1 кг сухого воздуха. Она суммируется из энтальпии 1 кг сухого воздуха и энтальпии d кг содержащегося в нем пара:

. (4.62)

Для расчетов используется формула профессора Л. К. Рамзина, ккал/кг сухого воздуха:

. (4.63)

Или в пересчете на единицы системы СИ, кДж/кг сухого воздуха,

. (4.64)

Определение параметров влажного воздуха, а также расчет процессов изменения его состояния удобно проводить с помощью H, d-диаграммы.

Диаграмма H, d строится для давления воздуха B = 745 мм рт. ст., но с достаточной точностью ее можно использовать и при другом атмосферном давлении. При ее построении используется косоугольная система координат с осями, расположенными под углом 135º. Поэтому линии постоянных энтальпий H = const имеют наклон к горизонтали 45º (рис. 4.34).

Изотермы t = constстроятся по уравнениям (4.63) или (4.64). Поскольку они являются уравнениями первой степени относительно t, то изотермы – прямые линии.

Затем строится кривая насыщения φ = 100 % и другие линии φ = const c использованием выражения (4.61) и таблиц насыщенного водяного пара.

Такие диаграммы могут быть построены для различных интервалов температуры воздуха и применяются для расчетов соответствующих установок. Так, в устройствах кондиционирования воздуха интервал интересующих температур находится в пределах от –35 до +40 ºC, в то время как в сушильных установках используются температуры воздуха до 1000 ºC и выше.

В качестве примера использования H, d-диаграммы рассмотрим процессы, протекающие в теоретической сушилке. Схема простейшей сушильной установки показана на рис. 4.35.

Воздух, пройдя калорифер, нагревается от наружной температуры t₀ до температуры t₁. Этот процесс 0 – 1 протекает при постоянном влагосодержании: d₀ = d₁.

Нагретый воздух, имеющий в точке 1весьма малую относительную влажность, подается в сушильную камеру. Процесс теоретической сушки протекает при постоянной энтальпии влажного воздуха:
H = const. Влагосодержание воздуха возрастает, а температура снижается.

С каждым килограммом воздуха от высушиваемого материала уносится d₂ – d₁ кг влаги, поэтому расход воздуха на 1 кг влаги

, (4.65)

а общий расход воздуха, если сушилка имеет производительность по влаге W, определится как

. (4.66)

Количество тепла, необходимое для нагревания 1 кг воздуха,

, (4.67)

а общий расход тепла

. (4.68)

С помощью диаграммы H, d весьма просто определить относительную влажность воздуха. Представляют интерес два случая.

При известной температуре точки росы t_р находят точку 1(рис. 4.36) пересечения изотермы t_р = constc линией насыщения φ = 100 %.

Затем при постоянном влагосодержании d = const поднимаются вверх до пересечения с изотермой t_в = const в точке 2. Линия φ_в = const, проходящая через эту точку, будет характеризовать искомую относительную влажность. Приборы, основанные на определении φ по температуре точки росы, называются гигрометрами.