Лекция №3. Влажный воздух. Параметры состояния влажного воздуха

Влажный воздух. Параметры состояния влажного воздуха.

Диаграмма влажного воздуха. Основные процессы в диаграмме.

Смесь сухого воздуха с водяным паром называется влажным воздухом.

Параметры состояния влажного воздуха.

Состав сухой части атмосферы воздуха можем записать на основании известных табличных данных:

по весу (в %)

по объёму (в %)

Влажный воздух с достаточной для расчётов точностью подчиняется законам для смесей идеальных газов. Каждый газ, входящий в состав смеси занимает объём V, имеет температуру T и находится под своим парциальным давлением, определяемым по уравнению Клапейрона:

Для смеси идеальных газов по закону Дальтона давление смеси равно сумме парциальных давлений:

В первом приближении влажный воздух рассматривают как смесь двух газов – паров воды и сухой части атмосферного воздуха, чья молекулярная масса 29 единиц. Смесь сухого воздуха и перегретого водяного пара – ненасыщенный влажный воздух; смесь сухого воздуха и насыщенного водяного пара – насыщенный влажный воздух.

Относительная влажность воздуха – отношение концентрации паров ненасыщенного воздуха к концентрации водяного пара в насыщенном воздухе при одинаковых температурах и давлении.

Влагосодержание влажного воздуха есть отношение массы пара в граммах к массе сухого воздуха в смеси в килограммах:

Обозначается эта величина и через Х, если обе массы выражены в кг. Из уравнения Клапейрона для сухого воздуха и пара можно получить выражения для Х и d в виде:

Плотность влажного воздуха:

Из формулы очевидно, влажный воздух легче сухого, это необходимо иметь в виду при расчёте промышленных систем кондиционирования.

Удельная теплоёмкость влажного воздуха:

Удельная энтальпия влажного воздуха:

для сухого воздуха-

для насыщенного пара -

по формуле Фильнея - (кДж/кг ·К).

Учитывая последнее равенство, запишем выражение:

Приближённо энтальпия смеси может быть найдена по формуле:

где

Для зимних условий, когда в воздухе кристаллики льда, необходимо ввести в рассмотрение теплоту плавления Таким образом энтальпия воздуха с туманом из кристалликов льда: