ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ. АБСОЛЮТНАЯ ВЛАЖНОСТЬ,
ВЛАГОСОДЕРЖАНИЕ И ОТНОСИТЕЛЬНАЯ
ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА
В атмосферном воздухе всегда есть влага в виде водяного пара. Смесь сухого воздуха с водяным паром называется влажным воздухом. Водяной пар в воздухе может быть в насыщенном или перегретом состоянии. Соответственно этому влажный воздух бывает:
1.Насыщенным влажным воздухом - смесь сухого воздуха с насыщенным водяным паром.
2.Ненасыщенным влажным воздухом - смесь сухого воздуха с перегретым водяным паром.
Температура, до которой нужно охладить ненасыщенный влажный воздух, чтобы он стал насыщенным, называется температурой точки росы. При дальнейшем охлаждении влажного воздуха происходит конденсация пара.
Расчет процессов с влажным воздухом проводится при условии, что количество сухого воздуха не изменяется и равно Мв= const = 1кг. Переменной величиной является лишь количество содержащегося в смеси пара. Поэтому все характеризующие влажный воздух удельные величины относятся к 1 кг сухого воздуха, а не к 1 кг смеси.
Давление влажного воздуха определяется в виде суммы парциальных давлений воздуха и водяного пара
.
Абсолютной влажностью называется масса пара, содержащегося в 1 м3 влажного воздуха. Так как влажный воздух представляет из себя газовую смесь, то объем пара в смеси равен объему всей смеси. Следовательно, абсолютная влажность может быть выражена через плотность пара ρп в смеси при своем парциальном давлении рп
,
где Мп - масса пара.
Для нахождения состояния влажного воздуха в части его насыщенности влагой пользуются понятием влагосодержания. Под влагосодержанием d понимается величина отношения массы пара, содержащегося во влажном воздухе, к массе сухого воздуха
, [кг/кг] или [г/кг].
Выведем формулу для определения влагосодержания через парциальное давление пара рп и давление влажного воздуха р. Для этого воспользуемся уравнениями состояния для сухого воздуха и водяного пара, содержащихся в V м3 влажного воздуха.
;
Разделив почленно первое уравнение на второе, получим
.
Учитывая, что , находим
. (а)
Если парциальное давление водяного пара равно давлению насыщения
, то
,
где d' - максимальное влагосодержание, т.е. максимальное количество пара, которое может находиться в 1 кг сухого воздуха.
Кроме абсолютной влажности пользуются еще понятием относительной влажности. Под относительной влажностью φ понимают отношение действительной абсолютной влажности ненасыщенного воздуха к максимально возможной абсолютной влажности воздуха при той же температуре
.
Относительная влажность изменяется в пределах от φ=0 (сухой воздух) до φ= 1 (воздух, насыщенный влагой).
Из уравнения Клапейрона , следует, что
. (b)
Таким образом, если влажный воздух считать идеальным газом, то относительная влажность равна отношению парциального давления водяного пара в нем к максимально возможному давлению водяного пара при одинаковой температуре смеси.
Из уравнений (а) и (b) следует
.
Отсюда можно заключить, что при р = pmax относительная влажность зависит только от влагосодержания d.
Относительная влажность и влагосодержание влажного воздуха могут быть определены с помощью прибора, называемого психрометром. Он состоит из двух термометров - сухого и мокрого. Шарик ртути мокрого термометра покрыт слоем ткани, непрерывно смачиваемой водой. Если влажный воздух, окружающий термометры, будет ненасыщенным, то с поверхности материи мокрого термометра будет испаряться вода, и он покажет более низкую температуру, чем сухой термометр. Дело в том, что мокрый термометр показывает температуру tM испаряющейся воды, а сухой - температуру
влажного воздуха tc. Зная разность , по специальным психрометрическим таблицам или по - диаграмме влажного воздуха, которая будет рассмотрена ниже, можно определить ряд характеристик влажного воздуха (относительную влажность, влагосодержание, точку росы и др.).
Дата добавления: 2016-06-05; просмотров: 3612;