2020-05-25
99
Лекция 2.
Физические характеристики воздуха.
К основным характеристикам воздуха, использующимся при расчетах систем вентиляции и кондиционировани относят:
· Температура воздуха. Измеряется в градусах Цельсия и Кельвина (оC или К).
· Влажность воздуха – содержание в воздухе водяного пара. Рассматривают абсолютную влажность – количество водяного пара, содержащегося в 1 куб. метре воздуха и относительную - отношение (в процентах) абсолютной влажности воздуха к максимальной(насыщающей) при данных давлении и температуре
qmax.φ=100qп/qmax .
· Влагосодержание воздуха d — отношение массы, содержащейся во влажном воздухе влаги к массе сухого воздуха:
d=D/G.
Влагосодержание может быть выражено через соответствующее парциальное давление:
d = 623 Рп/Рв;
d = Pп/(Pбар-Pп),
где Рп и Рв — парциальное давление соответственно влажного пара и сухого воздуха;
Рбар— барометрическое давление влажноговоздуха: Pбар=Рп + Рв.
Относительная влажность воздуха определяется по формуле:
|
|
|
φ= [РН.М — α(tC — tM) Рбар]/Pн.с.,
где PН.С, PН.М— парциальное давление водяных паров, насыщающих воздух соответственно при температуре сухого воздуха и мокрого термометра, мм рт. ст.;
tC и tМ— температура соответственно по сухому и мокрому термометру;
Рбар — полное барометрическое давление, равное(по закону Дальтона) сумме парциальных давлений воздуха и водяных паров, мм рт.ст.;
α — коэффициент зависящий от скоростидвижения воздуха:
α = 0,00001(65 + 6,75/ v),
где v — скорость воздуха, м/с.
· Температура росы tP — это температура, при которой начинается конденсация влаги из воздуха, т. е. когда РП—Рп, где РП парциальное давление насыщенного водяного пара.
· Теплоемкость воздуха — энергия, необходимая для нагрева 1 кг или 1 м3 воздуха на1°С;
Массовая теплоемкость воздуха соответственно
с = 0,24 ккал/(кг °С)
с= 0,31 ккал/(м3°С).
Теплоемкость влажного воздуха
свл=(с+сn/100)/(1+d/100),
где сп — средняя теплоемкость пара [~0,46 ккал/(кг-°С)].
· Теплосодержание влажного воздуха (энтальпия)
iв.в =0,24 / + (594 + 0,46t)d/1000,
где t—температура воздуха, °С;
d —влагосодержание воздуха.
· Теплопроводность воздуха
λ=0.00167(1+0.00019T)T1/2/(1+117T).
· Температурный коэффициент объемного расширения воздуха α=0,00367° С-1, или 1/273°С-1.
Пересчет объема воздуха для заданной температуры производится по формуле
V2= V1[(273 + t2/(273 + t1)],
где t1и t2 — температуры воздуха, соответствующие объемам V1 и V2.
· Удельный объем воздуха в зависимости от температуры и давления (м3,/кг)
vС.В. = 29,27 T/РС.В .
· Плотность воздуха представляет собой величину, обратную удельному объему (кг/м3):
γ=1/v.
При нормальной температуре влияние водяных паров на плотность воздуха ничтожно, поэтому в вентиляционной технике она может определяться по упрощенной формуле(кг/м3)
|
|
|
γ=0,465 Рбар/T.
При Рбар = 760 мм рт. ст. γ=353/Т;
при Рбар= 745 мм рт. ст. γ=346/T,
где Т —абсолютная температура (T = 273 + t), К.
Требования, предъявляемые потребителями
к качеству сжатого воздуха.
Чистота промышленного сжатого воздуха регламентируется ГОСТ 17433-80. Согласно ГОСТ, весь ряд подаваемых потребителям видов сжатого воздуха, по содержанию твердых и жидких загрязнений делится на 15 классов (квалитетов).
Регламентируются: размер твердых частиц (D, мкм), содержание твердых частиц (с, мг/м), капельных фракций масла (Oil, мг/м) и воды (W, мг/м), а так же содержание водяных паров, характеризуемое температурой точки росы водяного пара (табл. 1).
Для классов 0, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13 точка росы водяного пара - ниже минимальной рабочей температуры не менее чем на 10 К. Для классов 2,4,6,8,10,12,14 точка росы водяного пара не регламентируется.
Пример записи: "воздух Кл. 7 ГОСТ 17433-80".
В европейском стандарте чистоты сжатого воздуха ISO 8573.1 сделана раздельная характеристика на классы по максимальному размеру d (мкм) и концентрации твердых частиц (с, мг/м), а также по содержанию водяных паров (температура точки росы) и концентрации масла (Oil, мг/м) (табл.2)
Пример записи: "ISO 8573.1 класс 1.4.1" для воздуха класса 1 по частицам, класса 4 по точке росы и класса 1 по маслу.
Таблица 1. Классы загрязненности сжатого воздуха по ГОСТ 17433-80г
Таблица 2. Классы загрязненности сжатого воздуха по ISO 8573.1
