Atmosferos ore, taigi ir patalpų ore, visada yra tam tikras vandens garų kiekis.

Drėgmės kiekis gramais, esantis 1 m 3 oro, vadinamas tūrine garų koncentracija arba absoliučia drėgme f g / m 3. Vandens garai, kurie yra garų-oro mišinio dalis, užima tokį pat tūrį v kaip ir pats mišinys; garų ir mišinio temperatūra T yra vienoda.

Drėgname ore esančių vandens garų molekulių energijos lygis išreiškiamas daliniu slėgiu e

čia M e – vandens garų masė, kg; μ m - molekulinė masė, kg / mol; R - universali dujų konstanta, kg-m / deg · mol arba mm Hg. st m 3 / deg mol.

Fizinis dalinio slėgio matmuo priklauso nuo vienetų, kuriais išreiškiamas į universaliąją dujų konstantą įtrauktas slėgis ir tūris.

Jei slėgis matuojamas kg / m 2, tada dalinis slėgis turi tą patį matmenį; matuojant slėgį mm Hg. Art. dalinis slėgis išreiškiamas tais pačiais vienetais.

Statybinėje termofizikoje dalinis vandens garų slėgis paprastai laikomas matmeniu, išreikštu mm Hg. Art.

Dalinio slėgio reikšmė ir skirtumas tarp šių slėgių gretimose nagrinėjamos medžiagų sistemos atkarpose yra naudojamos vandens garų difuzijai atitverių konstrukcijų viduje apskaičiuoti. Dalinio slėgio vertė leidžia suprasti ore esančių vandens garų kiekį ir kinetinę energiją; šis kiekis išreiškiamas vienetais, matuojančiais garo slėgį arba energiją.

Garų ir oro dalinių slėgių suma lygi bendram garų ir oro mišinio slėgiui

Dalinis vandens garų slėgis, kaip ir absoliuti garų-oro mišinio drėgmė, negali be galo didėti atmosferos ore, esant tam tikrai temperatūrai ir barometriniam slėgiui.

Ribinė dalinio slėgio E vertė mm Hg. Art. atitinka visišką oro prisotinimą vandens garais F max g / m 3 ir jo kondensacijos atsiradimą, kuris paprastai atsiranda ant medžiagų paviršių, besiribojančių su drėgnu oru, arba ant suspensijos esančių dulkių dalelių ir aerozolių paviršiaus.

Kondensatas ant pastato atitvarų paviršiaus dažniausiai sukelia nepageidaujamą pastato atitvarų drėkinimą; Kondensacija ant drėgname ore pakibusių aerozolių paviršiaus yra susijusi su nedideliu rūku susidarymu atmosferoje, užterštoje pramoninėmis emisijomis, suodžiais ir dulkėmis. Absoliučios E verčių vertės mm Hg. Art. ir F g / m 3 yra arti vienas kito esant normaliai šildomų patalpų oro temperatūrai, o esant t = 16 ° C jie yra lygūs vienas kitam.

Didėjant oro temperatūrai, E ir F reikšmės auga. Palaipsniui mažėjant temperatūrai drėgnas oras e ir f reikšmės, kurios vyko nesočiame ore, kurio pradinė aukštesnė temperatūra, pasiekia ribines didžiausias vertes, nes mažėjant temperatūrai šios reikšmės mažėja. Temperatūra, kurioje oras pasiekia visišką prisotinimą, vadinama rasos taško temperatūra arba tiesiog rasos tašku.

Drėgno oro su skirtingomis temperatūromis E vertės (esant 755 mm Hg barometriniam slėgiui) nurodytos

Esant neigiamai temperatūrai, reikia turėti omenyje, kad sočiųjų vandens garų slėgis virš ledo yra mažesnis nei slėgis virš peršalusio vandens. Tai matyti iš fig. VI.3, kuriame parodyta sočiųjų vandens garų E dalinio slėgio priklausomybė nuo temperatūros.

Taške O, kuris vadinamas trigubu, susikerta trijų fazių ribos: ledas, vanduo ir garai. Jei punktyrine linija tęsime liniją, skiriančią skystąją fazę nuo dujinės (vanduo nuo garų), ji eis virš ribos tarp kietosios ir dujinės fazės (garo ir ledo), o tai rodo didesnes dalinės fazės reikšmes. sočiųjų vandens garų slėgis virš peršalusio vandens.

Drėgno oro prisotinimo vandens garais laipsnis išreiškiamas santykiniu daliniu slėgiu arba santykine oro drėgme.

Santykinė drėgmė cp yra vandens garų dalinio slėgio e santykis nagrinėjamoje oro aplinka iki didžiausios šio slėgio E vertės, galimos tam tikroje temperatūroje. Fiziškai φ reikšmė yra be matmenų ir jos reikšmės gali svyruoti nuo 0 iki 1; statybos praktikoje vertė santykinė drėgmė paprastai išreiškiamas procentais:

Santykinė oro drėgmė turi didelę reikšmę tiek higieniškai, tiek techniškai. φ reikšmė yra susijusi su drėgmės išgaravimo greičiu, ypač iš žmogaus odos paviršiaus. Normaliu nuolatiniam žmogaus gyvenimui laikoma santykinė oro drėgmė nuo 30 iki 60%. φ reikšmė taip pat apibūdina sorbcijos procesą, ty drėgmės sugėrimą poringomis higroskopinėmis medžiagomis, kurios liečiasi su drėgna oro aplinka.

Galiausiai φ reikšmė lemia drėgmės kondensacijos procesą tiek ant dulkių grūdelių ir kitų ore esančių skendinčių dalelių, tiek ant atitveriančių konstrukcijų paviršiaus. Jei šildomas tam tikro drėgnumo oras, šildomo oro santykinė drėgmė sumažės, nes vandens garų dalinio slėgio e reikšmė išliks pastovi, o didžiausia jo vertė E padidės kylant temperatūrai, žr. formulę ( VI.3).

Priešingai, aušinant pastovaus drėgnumo orą, jo santykinė drėgmė padidės dėl sumažėjusios E vertės.

Esant tam tikrai temperatūrai, didžiausia dalinio slėgio E reikšmė bus lygi e reikšmei ore, o santykinė oro drėgmė φ lygi 100%, o tai atitinka rasos tašką. Toliau mažėjant temperatūrai, dalinis slėgis išlieka pastovus (maksimalus), o drėgmės perteklius kondensuojasi, tai yra, pereina į skystą būseną. Taigi oro šildymo ir vėsinimo procesai yra susiję su jo temperatūros, santykinės drėgmės, taigi ir pradinio tūrio pokyčiais.

Pagrindinėms vertėms, kai staigiai keičiasi drėgno oro temperatūra (pavyzdžiui, skaičiuojant vėdinimo procesus), dažnai imamas jo drėgmės kiekis ir šilumos kiekis (entalpija).

kur 18 ir 29 yra vandens garų ir sauso oro molekulinės masės P = P e + P in – bendras drėgno oro slėgis.

Esant pastoviam bendram drėgno oro slėgiui (pavyzdžiui, P = 1), jo drėgnumą lemia tik dalinis vandens garų slėgis

Drėgno oro tankis tiesiškai mažėja didėjant daliniam slėgiui.

Didelis vandens garų ir sauso oro molekulinių masių skirtumas lemia absoliučios drėgmės ir dalinio slėgio padidėjimą šilčiausiose patalpų zonose (dažniausiai viršutinėje zonoje), laikantis įstatymų.

čia c p – drėgno oro savitoji šiluminė talpa, lygi 0,24 + 0,47d (0,24 – sauso oro šiluminė talpa; 0,47 – vandens garų šiluminė talpa); t yra temperatūra, ° С; 595 - savitoji garavimo šiluma esant 0 ° С, kcal / kg; d - drėgno oro drėgnumas.

Visų drėgno oro parametrų pokytis (pavyzdžiui, esant jo temperatūros svyravimams) gali būti nustatytas pagal I - d diagramą, kurios pagrindinės reikšmės yra šilumos kiekis I ir drėgmės kiekis d ore prie oro. vidutinė barometrinio slėgio vertė.

I - d diagramoje šilumos kiekis I brėžiamas išilgai ordinatės, o drėgmės kiekio d projekcija - išilgai abscisės; šioje ašyje tikrosios drėgmės vertės projektuojamos iš pasvirusios ašies, esančios 135 ° kampu ordinačių ašies atžvilgiu. Naudojamas bukas kampas, kad diagramoje būtų aiškesnės oro drėgmės kreivės (VI.4 pav.).

To paties šilumos kiekio linijos (I = const) diagramoje išdėstytos įstrižai, o tokio pat drėgnumo (d = const) - vertikaliai.

Visiško oro prisotinimo drėgme kreivė φ = 1 padalija diagramą į viršutinę dalį, kurioje oras yra nepilnai prisotintas, ir į apatinę dalį, kur oras yra visiškai prisotintas drėgmės ir gali vykti kondensacijos procesai.

Apatinėje diagramos dalyje yra vandens garų dalinių slėgių padidėjimo tiesė p e = f (d), išreikšta mm Hg, pastatyta įprastoje koordinačių tinklelyje pagal (VI.4) formulę. Art.

Šilumos ir drėgmės kiekio diagramos plačiai naudojamos šildymo ir vėdinimo praktikoje, skaičiuojant oro šildymo ir vėsinimo procesus, taip pat džiovinimo technologijoje. I - d diagramų pagalba galima nustatyti visus reikalingus drėgno oro parametrus (šilumą, drėgmės kiekį, temperatūrą, rasos tašką, santykinę oro drėgmę, dalinį slėgį), jei žinomi tik du iš šių parametrų.

Pastabos (redaguoti)

1. Šis slėgis kartais vadinamas vandens garų slėgiu.

Džiovinimas Tai drėgmės pašalinimo iš medžiagų procesas.

Galima pašalinti drėgmę mechaniškai(gręžimas, filtravimas, centrifugavimas) arba terminis t.y. išgarinant drėgmę ir pašalinant susidariusius garus.

Savo fizine esme džiovinimas yra tarpusavyje susijusių šilumos ir masės perdavimo procesų derinys. Drėgmės pašalinimas džiovinimo metu sumažinamas iki šilumos ir drėgmės judėjimo medžiagos viduje ir jų perdavimo nuo medžiagos paviršiaus į aplinką.

Pagal džiovinamos medžiagos šilumos tiekimo būdą išskiriami šie džiovinimo tipai:

– konvekcinis džiovinimas–Tiesioginis išdžiovintos medžiagos kontaktas su džiovinimo priemone, kuri dažniausiai naudojama kaip šildomas oras arba išmetamosios dujos (dažniausiai sumaišytos su oru);

– kontaktinis džiovinimas- šilumos perdavimas iš aušinimo skysčio į medžiagą per juos skiriančią sienelę;

– radiacinis džiovinimas- šilumos perdavimas infraraudonaisiais spinduliais;

– dielektrinis džiovinimas- šildymas aukšto dažnio srovių srityje;

– džiovinimas šalčiu- džiovinimas užšaldytoje būsenoje esant dideliam vakuumui.

Drėgmės jungties medžiagoje forma

Džiovinimo proceso mechanizmą daugiausia lemia drėgmės ir gaminio ryšio forma: kuo stipresnis šis ryšys, tuo sunkesnis džiovinimo procesas. Drėgmės pašalinimo iš gaminio procesą lydi jo ryšio su gaminiu pažeidimas, kuriam reikia tam tikro energijos kiekio.

Visos drėgmės sujungimo su gaminiu formos skirstomos į tris didelės grupės: cheminis ryšys, fizinis ir cheminis ryšys, fizinis ir mechaninis ryšys. Maisto produktų džiovinimo procese, kaip taisyklė, pašalinama fizikocheminė ir fizikomechaniškai surišta drėgmė.

Chemiškai surištas vanduo jis laikomas tvirčiausiai ir nenuimamas, kai medžiaga kaitinama iki 120 ... 150 ° C. Chemiškai surišta drėgmė stipriausiai susijungia su gaminiu ir gali būti pašalinta tik kaitinant medžiagą iki aukštos temperatūros arba dėl cheminė reakcija... Šios drėgmės negalima pašalinti iš gaminio džiovinant.

Fizikinė ir mechaninė surišta drėgmė Yra kapiliaruose esantis skystis ir drėkinantis skystis.

Drėgmė kapiliaruose skirstoma į drėgmę makrokapiliarai ir mikrokapiliarai... Makrokapiliarai prisipildo drėgmės, kai ji tiesiogiai liečiasi su medžiaga. Drėgmė į mikrokapiliarus patenka tiek tiesioginio kontakto būdu, tiek ir dėl jos absorbcijos iš aplinkos.

Fizikinė ir cheminė komunikacija sujungia dviejų tipų drėgmę: adsorbcinis ir osmosiškai surišta drėgmė. Adsorbcinė drėgmė tvirtai laikosi kūno paviršiuje ir porose. Osmosiškai surišta drėgmė, dar vadinama brinkstančia drėgme, yra medžiagos ląstelių viduje ir yra sulaikoma osmosinių jėgų. Adsorbcija drėgmės jai pašalinti reikia daug didesnių energijos sąnaudų nei brinkstanti drėgmė.

Pagrindiniai drėgno oro parametrai

Konvekcinio džiovinimo metu šilumnešis (džiovinimo agentas) perduoda šilumą gaminiui ir pašalina iš gaminio išgaruojančią drėgmę. Taigi, džiovinimo priemonė veikia kaip šilumos ir drėgmės nešiklis. Drėgno oro būsena apibūdinama šiais parametrais: barometrinis slėgis ir dalinis garų slėgis, absoliuti ir santykinė drėgmė, drėgmės kiekis, tankis, savitasis tūris, temperatūra ir entalpija.Žinodami tris drėgno oro parametrus, galite rasti visus kitus.

Absoliuti oro svarba vadinama vandens garų mase 1 m 3 drėgno oro (kg / m 3).

Santykinė drėgmė , t.y. oro prisotinimo laipsnis  , vadinamas absoliučios drėgmės ir didžiausios galimos vandens garų masės santykiu (
), kuris tokiomis pačiomis sąlygomis (temperatūra ir barometrinis slėgis) gali būti 1 m 3 drėgno oro,

, t.y.
100. (1)

Vandens garų masė, kg, esanti drėgname ore ir 1 kg visiškai sauso oro, vadinama oro drėgnumu:

, (2)

Entalpija aš drėgnas oras reiškia 1 kg absoliučiai sauso oro ir nustatomas esant tam tikrai oro temperatūrai t° С kaip absoliučiai sauso oro entalpijų suma
ir vandens garai
(J / kg sausas oras):

, (3)

kur Su s.v- absoliučiai sauso oro vidutinė savitoji šiluminė galia, J / (kgK); i n- vandens garų entalpija, kJ / kg.

aš  d - drėgno oro diagrama. Pagrindinės drėgno oro savybės gali būti nustatytos naudojant aš x- diagrama, pirmą kartą sukurta L.K. Ramzinas 1918 metais. Diagrama aš-X(1 pav.) Sukurtas pastoviam slėgiui R= 745 mm Hg. Art. (apie 99 kN / m 2).

Ant vertikalios ordinačių ašies entalpija vaizduojama tam tikra skale aš, o ant abscisės – drėgmės kiekis d... Abscisių ašis yra 135 kampu ordinačių ašies atžvilgiu (kad padidėtų diagramos lauko darbinė dalis ir būtų lengviau pasukti kreives  = const).

Diagramoje pavaizduotos linijos:

pastovus drėgmės kiekis (d= сonst) - vertikalios tiesės, lygiagrečios ordinačių ašiai;

nuolatinė entalpija ( aš= const) - tiesios linijos, lygiagrečios abscisių ašiai, t. y. einančios 135 ° kampu horizonto atžvilgiu;

pastovios temperatūros arba izotermos (t= const);

pastovi santykinė oro drėgmė (  = const);

dalinis vandens garų slėgis R P drėgname ore, kurio reikšmės pavaizduotos pagal skalę dešinėje diagramos ordinačių ašyje.

Ryžiai. vienas. aš–d- diagrama

Rusijos Federacijos švietimo ir mokslo ministerija

Federalinė švietimo agentūra

Saratovo valstybinis technikos universitetas

DRĖGNO ORO PARAMETRŲ NUSTATYMAS

Metodiniai nurodymai

specialybių studentams 280201

dieninės ir ištęstinės studijų formos

Saratovas 2009 m

Tikslas: gilina žinias techninės termodinamikos sekcijoje „Drėgnas oras“, studijuoja drėgno oro parametrų skaičiavimo metodiką ir įgyja įgūdžių dirbant su matavimo prietaisais.

Dėl darbo reikėtų išmokti:

1) pagrindinės drėgno oro sąvokos;

2) drėgno oro parametrų nustatymo metodas pagal

apskaičiuotos priklausomybės;

3) drėgno oro parametrų nustatymo metodas pagal

I-d diagrama.

1) nustato drėgno oro parametrų reikšmę

apskaičiuotos priklausomybės;

2) nustatyti drėgno oro parametrus naudojant

I-d diagramos;

3) surašyti aktą apie atliktą laboratoriniai darbai.

PAGRINDINĖS SĄVOKOS

Oras, kuriame nėra vandens garų, vadinamas sausu oru. Sauso oro gamtoje nėra, nes atmosferos oras visada turi šiek tiek vandens garų.

Sauso oro ir vandens garų mišinys vadinamas drėgnu oru. Drėgnas oras plačiai naudojamas džiovinimui, vėdinimui, oro kondicionavimui ir kt.

Būdingas drėgname ore vykstančių procesų bruožas yra tas, kad kinta ore esančių vandens garų kiekis. Garai gali iš dalies kondensuotis ir, atvirkščiai, vanduo išgaruoja į orą.

Sauso oro ir perkaitinto vandens garų mišinys vadinamas nesočiuoju drėgnu oru. Dalinis garų slėgis рп mišinyje yra mažesnis už prisotinimo slėgį рн, atitinkantį drėgno oro temperatūrą (рп<рн). Температура пара выше температуры его насыщения при данном парциальном давлении.

Sauso oro ir sausų sočiųjų vandens garų mišinys vadinamas prisotintu drėgnu oru. Dalinis vandens garų slėgis mišinyje yra lygus prisotinimo slėgiui, atitinkančiam drėgno oro temperatūrą. Garų temperatūra yra lygi rasos taškui esant tam tikram daliniam garų slėgiui.

Mišinys, susidedantis iš sauso oro ir drėgnų sočiųjų vandens garų (tai yra, ore yra kondensuotų garų dalelių, kurios yra suspensijoje ir iškrenta rasos pavidalu), vadinamas persotintu drėgnu oru. Dalinis vandens garų slėgis yra lygus soties slėgiui, atitinkančiam drėgno oro temperatūrą, kuri šiuo atveju yra lygi jame esančių garų kondensacijos temperatūrai. Šiuo atveju drėgno oro temperatūra vadinama rasos taško temperatūra. tR... Jei dalinis vandens garų slėgis dėl kokių nors priežasčių yra didesnis už prisotinimo slėgį, dalis garų kondensuosis rasos pavidalu.

Pagrindiniai drėgno oro būklę apibūdinantys rodikliai yra drėgmės kiekis d, santykinė drėgmė j, entalpija aš ir tankis r.

Drėgno oro parametrai apskaičiuojami naudojant Mendelejevo-Klapeirono lygtį idealioms dujoms, kurioms drėgnas oras paklūsta pakankamai aproksimuojant. Laikykite drėgną orą dujų mišiniu, susidedančiu iš sauso oro ir vandens garų.

Pagal Daltono dėsnį drėgno oro slėgis R lygu:

kur pv- dalinis sauso oro slėgis, Pa;

rn- dalinis vandens garų slėgis, Pa.

Didžiausia vandens garų dalinio slėgio vertė yra lygi sočiųjų vandens garų slėgiui ph, atitinkanti drėgno oro temperatūrą.

Vandens garų kiekis mišinyje kg 1 kg sauso oro vadinamas drėgmės kiekiu d, kg / kg:

https://pandia.ru/text/78/602/images/image003_38.gif "width =" 96 "height =" 53 ">, nuo tada; (3)

Nuo tada (4)

kur V- dujų mišinio tūris, m3;

Rv, RP- oro ir vandens garų dujų konstantos, lygios

Rv= 287 J / (kg × K), RP= 461 J / (kg × K);

T- drėgno oro temperatūra, K.

Atsižvelgiant į tai , ir pakeitę išraiškas (3) ir (4) į (2) formulę, galiausiai gauname:

DIV_ADBLOCK64 ">

Santykinė drėgmė j vadinamas garų tankio (ty absoliučios drėgmės) santykiu rP) iki didžiausios galimos absoliučios drėgmės (tankio rPmaks) esant tam tikrai drėgno oro temperatūrai ir slėgiui:

Nes rP ir rPmaks nustatomi esant tokiai pačiai drėgno oro temperatūrai, tada

https://pandia.ru/text/78/602/images/image013_6.gif "width =" 107 "height =" 31 ">. (8)

Sauso oro ir vandens garų tankis nustatomas pagal Mendelejevo-Klapeirono lygtį, parašytą šiems dviem dujų mišinio komponentams pagal (3) ir (4).

R randama pagal formulę:

https://pandia.ru/text/78/602/images/image015_6.gif "width =" 175 "height =" 64 src = ">.

Drėgno oro entalpija aš yra 1 kg sauso oro entalpijų suma ir d kg garų:

aš= iv+ d× iP . (11)

Sauso oro ir garų entalpija:

https://pandia.ru/text/78/602/images/image017_4.gif "width =" 181 "height =" 39 ">, (13)

kur tm- šlapio termometro rodmenys, ° С;

(tc- tm) - psichometrinis skirtumas, ° С;

X- nustatoma drėgnos lemputės temperatūros korekcija, %

pagal stende esantį grafiką, priklausomai nuo tm ir greitis

Drėgno oro slėgiui nustatyti naudojamas barometras.

PROCEDŪRA IR APDOROJIMO TECHNIKA

EKSPERIMENTINIAI REZULTATAI

Išmatuokite sausų ir šlapių termometrų temperatūrą. Naudodami formulę (13), nustatykite tikrąją šlapios lemputės temperatūros vertę. Raskite skirtumą Dt = tc - tm ist ir psichrometine lentele nustatyti santykinę oro drėgmę.

Žinodami santykinės drėgmės reikšmę, iš (7) išraiškos raskite dalinį vandens garų slėgį.

pateikė (12), (13).

Konkretus drėgno oro tūris nustatomas pagal formulę:

Drėgno oro masė M, kg, laboratorijos patalpoje nustatoma pagal formulę:

kur V- patalpos tūris, m3;

R- šlapio oro slėgis, Pa.

Įveskite skaičiavimo rezultatus ir prietaisų rodmenis į lentelę toliau pateiktoje formoje.

Prietaiso rodmenų registravimo protokolas

ir skaičiavimo rezultatus

	Kiekio, kurį reikia nustatyti, pavadinimas	Paskyrimas	Matmenys	Skaitmeninis dydžio
	Šlapio oro slėgis
	Sausos lemputės temperatūra
	Šlapios lemputės temperatūra	tm
	Santykinė drėgmė
	Sočiųjų garų slėgis
	Dalinis vandens garų slėgis
	Dalinis sauso oro slėgis
	Drėgno oro tankis
	Absoliuti drėgmė	rP
	Šlapio oro dujų konstanta
	Drėgno oro entalpija
	Šlapio oro masė

Toliau turėtumėte nustatyti pagrindinius drėgno oro parametrus pagal išmatuotą tc ir tm naudojant I-d diagramą. Izotermų, atitinkančių drėgno ir sauso termometro temperatūras, susikirtimo taškas I-d diagramoje apibūdina drėgno oro būklę.

Palyginkite duomenis, gautus iš I-d diagramos, su reikšmėmis, nustatytomis naudojant matematinius ryšius.

Didžiausia galima santykinė paklaida, nustatant dalinį vandens garų ir sauso oro slėgį, nustatoma pagal formules:

https://pandia.ru/text/78/602/images/image022_2.gif "width =" 137 "height =" 51">; ,

kur D žymi absoliučios matavimo paklaidos ribą

Absoliuti higrometro paklaidos riba šiame laboratoriniame darbe yra ± 6%. Absoliuti leistina psichrometro termometrų paklaida yra ± 0,2%. Veikiantis sumontuotas 1,0 tikslumo klasės barometras.

DARBO ATASKAITA

Atlikto laboratorinio darbo ataskaitoje turi būti

sekantis:

1) Trumpas aprašymas darbas;

2) matavimo priemonių rodmenų fiksavimo protokolas ir

skaičiavimo rezultatai;

3) brėžinys su I-d diagrama, kur nustatoma šlapio būklė

oro šiame eksperimente.

KONTROLINIAI KLAUSIMAI

1. Kas vadinama drėgnu oru?

2. Kas yra sotus ir nesotus drėgnas oras?

3. Drėgnam orui taikomas Daltono dėsnis.

4. Kas vadinama rasos taško temperatūra?

5. Kas vadinama absoliučia drėgme?

6. Kas vadinama drėgno oro drėgnumu?

7. Kiek gali skirtis drėgmės kiekis?

8. Kas vadinama santykine oro drėgme?

9. I-d diagramoje parodykite eilutes j = const, I = const; d = const, tc = const, tm = const.

10. Koks didžiausias galimas garų tankis esant tam tikrai drėgno oro temperatūrai?

11. Kas lemia didžiausią galimą vandens garų dalinį slėgį drėgname ore ir kam jis lygus?

12. Nuo kokių drėgno oro parametrų priklauso drėgno termometro temperatūra ir kaip ji kinta jiems kintant?

13. Kaip galima nustatyti dalinį vandens garų slėgį mišinyje, jei žinoma mišinio santykinė drėgmė ir temperatūra?

14. Parašykite Mendelejevo-Klapeirono lygtį sausam orui, vandens garams, drėgnam orui ir paaiškinkite visus į lygtį įtrauktus dydžius.

15. Kaip nustatyti sauso oro tankį?

16. Kaip nustatyti drėgno oro dujų konstantą ir entalpiją?

LITERATŪRA

1. Lyashkov šilumos inžinerijos pagrindai /. M .: Aukštoji mokykla, 20 m.

2. Zubarevas apie techninę termodinamiką /,. M .: Energija, 19p.

DRĖGNO ORO PARAMETRŲ NUSTATYMAS

Laboratorinių darbų metodinės instrukcijos

kursuose „Šilumos inžinerija“, „Techninė termodinamika ir šilumos inžinerija“

Sudarė: Valentin M. SEDELKIN

KULESHOV Olegas Jurjevičius

KAZANTSEVA Irina Leonidovna

Recenzentas

redaktorius

Licencijos ID Nr. 000, 2001-11-14

Pasirašyta spausdinimui Formatas 60x84 1/16

Bumas. tipas. Aptarnavimas-spausdinimas l. Uch.-red. l.

Kopijų tiražas Užsisakyti Nemokamai

Saratovo valstybinis technikos universitetas

Kopijavimo spausdintuvas SSTU, 7

Drėgnas oras vadinamas sauso oro ir vandens garų mišiniu. Iš tikrųjų atmosferos ore visada yra tam tikras vandens garų kiekis, t.y. yra šlapias.

Vandens garai, esantys ore, paprastai yra išretėję ir paklūsta idealių dujų dėsniams, todėl šiuos dėsnius galima taikyti drėgnam orui.

Garų būklė ore (perkaitintas arba prisotintas) nustatomas pagal jo dalinio slėgio vertę p, kuris priklauso nuo bendro drėgno oro slėgio p ir dalinis sauso oro slėgis p:

Sotus oras– oro, kurio vandens garų kiekis tam tikroje temperatūroje yra didžiausias.

Absoliuti oro drėgmė- vandens garų masė

1 m drėgno oro (garų tankio) esant daliniam slėgiui ir drėgno oro temperatūrai:

Santykinė drėgmė- tikrosios absoliučios oro drėgmės ir prisotinto oro absoliučios drėgmės santykis toje pačioje temperatūroje:

Esant pastoviai temperatūrai, oro slėgis kinta proporcingai jo tankiui (Boyle – Mariotte dėsnis), todėl santykinę oro drėgmę taip pat galima nustatyti pagal lygtį:

kur p- oro prisotinimo slėgis tam tikroje temperatūroje;

p- dalinis garų slėgis tam tikroje temperatūroje:

Sausam orui = 0, sočiam orui = 100%.

Rasos taškas- temperatūra t prie kurio garų slėgis p tampa lygus prisotinimo slėgiui p... Kai oras atvėsta žemiau rasos taško, vandens garai kondensuojasi.

oro (11.5)

Naudojant idealių dujų būsenos lygtį drėgno oro komponentams (garams ir sausam orui), priklausomybėms (11.2), (11.3) ir (11.5), taip pat oro (= 28.97) ir garo () molekulinėms masėms. = 18,016), gaunama skaičiavimo formulė :

oro (11.6)

Tuo atveju, kai drėgnas oras yra Atmosferos slėgis,: p = B.

Drėgno oro šiluminė talpa esant pastoviam slėgiui, apibrėžiamas kaip šiluminių pajėgumų suma 1 kilogramas sausas oras ir d, kilogramas vandens garai:

(11.7)

Skaičiuodami galite imtis:

Drėgno oro entalpija esant temperatūrai t apibrėžiamas kaip entalpijų suma 1 kilogramas sausas oras ir d, kilogramas vandens garai:

čia r- latentinė garavimo šiluma, lygi ~ 2500 kJ / kg... Taigi apskaičiuota drėgno oro entalpijos vertės priklausomybė yra tokia:

(11.9)

Pastaba: dydžio aš nurodo 1 kilogramas sausas oras arba iki (1+ d) kilogramas drėgnas oras.

Techniniuose skaičiavimuose, norint nustatyti drėgno oro parametrus, dažniausiai naudojamas aš – d drėgno oro diagrama, kurią 1918 metais pasiūlė profesorius L.K. Ramzinas.

V aš – d diagramoje (žr. 11.2 pav.) grafiškai susieti pagrindiniai parametrai, lemiantys oro šiluminę ir drėgmės būklę: temperatūra t, santykinė oro drėgmė, drėgmės kiekis d, entalpija aš, dalinis garų slėgis P esančios garų ir oro mišinyje. Žinant bet kuriuos du parametrus, likusius galima rasti atitinkamo sankirtoje

linijos aš - d- diagramos.

2. Laboratorijos įrengimo schema ( prietaisas )

Santykinė oro drėgmė laboratoriniuose darbuose nustatoma naudojant psichrometrą tokio tipo: "Psichrometrinis higrometras VIT-1".

Psichrometras (11.1 pav.) susideda iš dviejų vienodų termometrų:

"Sausas" - 1 ir "šlapias" - 2. Termometro rutulio 2 drėkinimas atliekamas naudojant kambrinį dagtį 3, nuleistą į indą 4 su vandeniu.

2 1

3 t

4t ir oro drėgnumas φ šiam įrenginiui buvo nustatytas eksperimentiškai. Remiantis eksperimentų rezultatais, buvo sudaryta speciali psichrometrinė lentelė (pasas), dedama ant laboratorinio psichrometro priekinio skydelio.

Oro srauto aplink kambrinį dagtį greitis labai paveikia garavimo greitį, todėl įprasto psichrometro rodmenyse atsiranda klaida. Į šią klaidą atsižvelgiama atliekant skaičiavimus, atliekant pataisymus pagal instrumento pasą.

Pastaba: psichrometras neturi tariamo trūkumo Rugpjūtis, kuriame abu termometrai (sausas ir šlapias) yra pučiami pastoviu greičiu ventiliatoriaus su spyruokliniu varikliu sukuriama oro srove.

Drėgno oro būsena nustatoma pagal parametrų rinkinį: oro temperatūra t in, santykinė drėgmė proc., oro greitis V m/s, kenksmingų priemaišų koncentracija C mg/m 3, drėgmės kiekis dg/kg, šilumos kiekis I. kJ / kg.

Santykinė drėgmė frakcijomis arba procentais parodo oro prisotinimo vandens garais laipsnį, palyginti su visiško prisotinimo būsena, ir yra lygi vandens garų slėgio P p santykiui nesočiame drėgname ore ir dalinio slėgio P p santykiui. N. vandens garai prisotintame drėgname ore esant tokiai pačiai temperatūrai ir barometriniam slėgiui:

d = arba d = 623, g / kg, (1,2)

čia B – barometrinis oro slėgis, lygus sauso oro dalinių slėgių sumai Р С.В. ir vandens garai R P.

Sočiųjų vandens garų dalinis slėgis priklauso nuo temperatūros:

KJ / kg, (1,4)

čia c B yra sauso oro šiluminė talpa, lygi 1,005;

c P - vandens garų šiluminė talpa lygi 1,8;

r yra savitoji garavimo šiluma, lygi 2500;

I = 1,005 t + (2500 + 1,8 t) d * 10 -3, kJ / kg. (1,5)

I-d diagrama drėgnas oras. Pagrindinių oro būklės keitimo procesų konstravimas. Rasos taško ir šlapios temperatūros termometras. Šlaitas ir jo ryšys su šilumos ir drėgmės srautu į patalpą

Drėgno oro I-d diagrama yra pagrindinis įrankis konstruojant jo parametrų keitimo procesus. I-d diagrama paremta keliomis lygtimis: drėgno oro šilumos kiekis:

I = 1,005 * t + (2500 + 1,8 * t) * d / 1000, kJ / kg (1,6)

savo ruožtu vandens garų slėgis:

orą prisotinančių vandens garų slėgis:

Pa (Filnėjaus formulė), (1,9)

a - santykinė oro drėgmė,%.

Savo ruožtu į 1.7 formulę įtrauktas barometrinis slėgis P bar, kuris skirtingoms statybos sritims yra skirtingas, todėl tiksliam procesų konstravimui reikalinga kiekvienos srities I-d diagrama.

I-d diagrama (1.1 pav.) turi įstrižą koordinačių sistemą, kad padidėtų drėgnam orui priskiriama ir virš linijos esanti darbo sritis = 100%. Atidarymo kampas gali būti skirtingas (135 - 150є).

I-d diagrama sujungia 5 drėgno oro parametrus: šilumos ir drėgmės kiekį, temperatūrą, santykinę drėgmę ir sočiųjų vandens garų slėgį. Žinant du iš jų, pagal taško padėtį galima nustatyti visus kitus.

Pagrindiniai būdingi procesai I-d diagramoje yra šie:

Oro šildymas pagal d = const (nedidinant drėgmės kiekio) 1.1 pav., 1-2 punktai. Realiomis sąlygomis tai yra oro šildymas šildytuve. Padidėja temperatūra ir šilumos kiekis. Santykinė oro drėgmė mažėja.

Oro aušinimas pagal d = konst. 1.1 paveikslo 1-3 taškai Šis procesas vyksta paviršiniame oro aušintuve. Temperatūra ir šilumos kiekis mažėja. Pakyla santykinė oro drėgmė. Jei tęsite aušinimą, procesas pasieks liniją = 100% (taškas 4) ir, neperžengdamas linijos, eis išilgai, išleisdamas drėgmę iš oro (5 taškas) (d 4 - d 5) g / kg. Šiuo reiškiniu pagrįstas džiovinimas oru. Realiomis sąlygomis procesas nepasiekia = 100%, o galutinė santykinė oro drėgmė priklauso nuo pradinės vertės. Pasak profesoriaus Kokorin O. Ya. paviršiniams oro aušintuvams:

maks. = 88 % pradinio paleidimo metu = 45 %

maks. = 92 % su pradiniais 45 %< нач 70%

max = 98 %, kai pradinė pradžia > 70 %.

I-d diagramoje aušinimo ir džiovinimo procesas pažymėtas tiesia linija, jungiančia 1 ir 5 taškus.

Tačiau susitikimas su = 100% aušinimo linijos ties d = const turi savo pavadinimą - tai yra rasos taškas. Šio taško padėtį lengva nustatyti rasos taško temperatūrą.

Izoterminis procesas t = const (1.1 pav. 1-6 eilutė). Visi parametrai didėja. Taip pat padidėja šiluma, drėgmė ir santykinė drėgmė. Realiomis sąlygomis tai yra oro drėkinimas garais. Kuriant procesą paprastai neatsižvelgiama į mažą jautrios šilumos kiekį, kurį įveda garai, nes jis yra nereikšmingas. Tačiau toks drėkinimas yra gana daug energijos reikalaujantis.

Adiabatinis procesas I = const (1.1 pav. 1-7 eilutė). Oro temperatūra mažėja, drėgmės kiekis ir santykinė drėgmė didėja. Procesas atliekamas tiesiogiai kontaktuojant orą su vandeniu, praeinant per drėkinamąjį antgalį arba per purkštuko kamerą.

100 mm drėkinamo antgalio gylyje galima gauti oro, kurio santykinė oro drėgmė yra 45%, pradinė drėgmė 10%, 200 mm gylio purkštukas suteikia = 70%, o 300 mm - = 90% (pagal VEZA ląstelių drėkinimo blokų kamerų duomenis). Eidamas per purkštukų kamerą, oras drėkinamas iki = 90 - 95%, tačiau vandens purškimui sunaudojama žymiai daugiau energijos nei drėkinamuose purkštukuose.

Tęsdami liniją I = const iki = 100%, gauname drėgno termometro tašką (ir temperatūrą), tai yra pusiausvyros taškas, kai oras liečiasi su vandeniu.

Tačiau įrenginiuose, kuriuose vyksta oro sąlytis su vandeniu, ypač adiabatiniame cikle, gali atsirasti patogeninė flora, todėl tokius prietaisus draudžiama naudoti daugelyje medicinos ir maisto pramonės šakų.

Šalyse, kuriose yra karštas ir sausas klimatas, prietaisai, pagrįsti adiabatiniu drėkinimu, yra labai paplitę. Pavyzdžiui, Bagdade, esant 46 °C dienos temperatūrai birželio–liepos mėnesiais ir santykinei oro drėgmei 10%, toks aušintuvas leidžia sumažinti tiekiamo oro temperatūrą iki 23 °C ir, 10–20 kartų keičiantis orui patalpoje. , pasiekti vidinę 26єC temperatūrą ir 60-70% santykinę drėgmę.

Taikant esamą metodiką procesų sudarymui ant drėgno oro I-d diagramos, atskaitos taškų pavadinimai gavo tokią santrumpą:

H - lauko oro taškas;

B - vidinio oro taškas;

K - taškas pakaitinus orą šildytuve;

P - tiekimo oro taškas;

Y – iš kambario pašalinto oro taškas;

О - atvėsusio oro taškas;

C – dviejų skirtingų parametrų ir masių oro mišinio taškas;

TR - rasos taškas;

TM yra šlapio termometro taškas, kuris lydės visas tolimesnes konstrukcijas.

Maišant dviejų parametrų orą, mišinio linija eis tiesia linija, jungiančia šiuos parametrus, o mišinio taškas bus atstumu, atvirkščiai proporcingu sumaišyto oro masėms.

KJ / kg, (1,10)

G / kg. (1.11)

Tuo pačiu metu į patalpą išleidžiant perteklinę šilumą ir drėgmę, o tai paprastai atsitinka, kai patalpoje yra žmonių, oras bus šildomas ir drėkinamas pagal liniją, vadinamą nuolydžiu (arba proceso pluoštu, arba šilumos ir drėgmės santykiu), pvz.:

KJ / kgN 2 O, (1,12)

Q n - bendras šilumos kiekis, kJ / h;

W – bendras drėgmės kiekis, kg/val.

Kada? Q n = 0 e = 0.

Kada? W = 0 e>? (1.2 pav.)

Taigi I-d diagrama vidinio oro (arba kito taško) atžvilgiu yra padalinta į keturis kvadrantus:

Ty nuo? iki 0 yra šildymas ir drėkinimas;

IIе nuo 0 iki -? - vėsinimas ir drėkinimas;

IIIе nuo -? iki 0 - aušinimas ir džiovinimas;

IVе nuo 0 iki? - šildymas ir džiovinimas - nenaudojamas vėdinimui ir oro kondicionavimui.

Norėdami tiksliai nubraižyti proceso spindulį Id diagramoje, turėtumėte paimti e reikšmę kJ / gH 2 O ir ašyje nubraižyti drėgmės kiekį d = 1 arba 10 g, o ašyje - šilumos kiekį. kJ / kg, atitinkantį e, ir gautą tašką sujunkite su tašku 0 Diagramos id.

Procesai, kurie nėra baziniai, vadinami politropiniais.

Izoterminis procesas t = const apibūdinamas reikšme e = 2530 kJ / kg.

1.1 pav

1.2 pav Drėgno oro I-d diagrama. Pagrindiniai procesai

Ankstesnis straipsnis: Kvalifikacijos kėlimo kursai fizikos ir astronomijos mokytojams Fizikos kvalifikacijos kėlimo kursai mokytojams Kitas straipsnis: Sėkminga pedagoginio profilio studentų adaptacija kaip profesinio pasirengimo sąlyga