Параметры влажного воздуха.
Смесь сухого воздуха с парами воды является влажным воздухом. Параметры влажного воздуха:
-
- относительная и абсолютная влажность;
- влагосодержание;
- теплоемкость и энтальпия.
Влажный воздух, при небольших P и Т, можно считать бинарной смесью идеальных газов – сухого воздуха и водяного пара. Тогда по закону Дальтона можно записать:
(5.3)
где P – давление парогазовой смеси, pcг – парциальное давление сухого воздуха, – парциальное давление водяного пара.
Свободный или перегретый пар – при данных Т и Р он не конденсируется. Максимально возможное содержание паров в газе, выше которого наблюдается конденсация, соответствует условиям насыщения при определенной Т и парциальным давлении .
Различают абсолютную, относительную влажности и влагосодержание воздуха.
Абсолютная влажность – это масса водяного пара в единице объема влажного воздуха (кг/м3). Понятие абсолютной влажности совпадает с понятием плотности пара при температуре Т и парциальном давлении .
Относительная влажность - это отношение количества паров воды в воздухе к максимально возможному, при данных условиях, или отношение плотности пара при данных условиях к плотности насыщенного пара при тех же условиях:
(5.4)
По уравнению состояния идеального газа Менделеева – Клайперона для пара в свободном и насыщенном состоянии имеем:
и (5.5)
Здесь Мп – масса одного моля пара в кг, R – газовая постоянная.
С учетом (5.5) уравнение (5.4) принимает вид:
(5.6)
Относительная влажность определяет влагоемкость сушильного агента (воздуха).
Влагосодержание х – это количество пара (жидкости) (в кг), приходящегося на 1кг абсолютно сухого газа:
(5.7)
Здесь GП – масса (массовый расход) пара, L – масса (массовый расход) абсолютно сухого газа. Выразим величины GП и L через уравнение состояния идеального газа:
,
Тогда соотношение (5.7) преобразуется к виду:
(5.8)
масса 1 моля сухого воздуха в кг.
Вводя и учитывая получим:
(5.9)
Для системы воздух – водяной пар , . Тогда имеем:
(5.10)
Итак, установлена связь между влагосодержанием х и относительной влажностью φ воздуха.
Удельная теплоемкость влажного газа принимается аддитивной величиной теплоемкостей сухого газа и пара.
Удельная теплоемкость влажного газа c, отнесенная к 1 кг сухого газа (воздуха):
(5.11)
где удельная теплоемкость сухого газа, удельная теплоемкость пара.
Удельная теплоемкость , отнесенная к 1 кг парогазовой смеси:
(5.12)
При расчетах обычно используют с.
Удельная энтальпия влажного воздуха Н относится к 1 кг абсолютно сухого воздуха и определяется при данной температуре воздуха Т как сумма энтальпий абсолютно сухого воздуха и водяного пара :
(5.13)
Удельную энтальпию перегретого пара определяют по следующему выражению:
(5.14)
Здесь энтальпия водяного пара при , - удельная теплоемкость перегретого пара. Подставляя в (5.13) значения НП из (5.14) имеем:
(5.15)
Для системы воздух-водяной пар:
(5.16)
Плотность парогазовой смеси можно представить как сумму плотностей сухого газа и пара жидкости:
(5.17)
С учетом уравнения состояния идеального газа имеем:
(5.18)
С учетом значений и имеем:
(5.19)
Здесь - плотность влажного воздуха, P – общее давление влажного воздуха, парциальное давление водяного пара.
В процессе сушки воздух увлажняется и возрастает и охлаждается (снижается Т). Влияние Т оказывается больше и поэтому увеличивается.
Дата добавления: 2018-05-10; просмотров: 490;