лаба теплотехника. Что называется сухим и влажным воздухом

• Название: Что называется сухим и влажным воздухом
• Анкор: лаба теплотехника
• Дата: 18.05.2023
• Размер: 3.46 Mb.
• Имя файла: LR1.docx
• Тип: Документы; #1142651

1. Что называется сухим и влажным воздухом?

Сухой насыщенный пар — пар, не содержащий жидкости, имеющий температуру насыщения (t = t_н) при данном давлении.

Влажный насыщенный пар — двухфазная система, состоящая из сухого насыщенного пара m _с.п и жидкости m_ж.

2. Что называется температурой точки росы?

Температура точки росы — температура, при которой в изобарном процессе охлаждения парциальное давление пара р_п, становится равным давлению насыщения р_н.

3. Каково назначение Hd-диаграмм?

С использованием диаграмм состояния Hd, TS, HS производятся инженерные расчеты, связанные с изменением состояния влажного воздуха. Hd-диаграммы используются для:

1. 
   расчетов относительной влажности;
   
2. 
   температуры точки росы;
   
3. 
   парциального давления пара;
   
4. 
   количества теплоты, переданного воздуху при процессе нагревания влажного воздуха;
   
5. 
   количества теплоты, отведенного от воздуха в процессе охлаждения.
   

4. Что такое относ. и абс. влажность воздуха?

Относительная влажность воздуха — отношение действительной абсолютной влажности воздуха , к максимально возможной абсолютной влажности воздуха при той же температуре:



Абсолютная влажность воздуха D — количество килограммов пара m_п в 1 м³ влажного воздуха.

Так как объем пара V_п, в смеси равен объему всей смеси V_в.в., то абсолютная влажность (в кг/м³) оказывается равной плотности пара , при своем парциальном давлении и температуре влажного воздуха:

5. Как изменяются абсолютная и относительная влажности воздуха при ↑ температуры в процессе при постоянном давлении?

При повышении температуры (при р = const) относительная влажность уменьшается, а абсолютная влажность не меняется.

6. Что называется влагосодержанием?

Влагосодержание — отношение массы водяного пара m_п к массе сухого воздуха в смеси m_с.в., или отношением плотностей пара , и сухого воздуха взятых при соответствующих парциальных давлениях (кг пара на кг сухого воздуха).

d=m_п/m_с.в.=ρ_п/ρ_с.в.

Влагосодержание:

• 
  ненасыщенного влажного воздуха: ;
  
• 
  в состоянии насыщения: ==> .
  

7. Из каких частей складывается энтальпия влажного воздуха?

Энтальпия влажного воздуха Н массой (1 + d) кг складываетсяиз удельной энтальпии 1 кг сухого воздуха и энтальпии d кг пара, в нем содержащегося:

H = h_с.в. + d h_п = c_{p с.в}t + dh_п.

Для температур и давлений, применяемых в сушильной технике, ≈ можно считать теплоемкость сухого воздуха c_{р с.в.} = 1,0 кДж/(кг⋅К), а для водяного перегретого пара h_п=r+c_{р п}⋅t≅(2500+1,96t) кДж/кг

Тогда H = t + d(2500 + 1,96t)

8. Как
   построена Hd-диаграмма?

По оси абсцисс откладывается массовое влагосодержание d в сухом воздухе (г на 1 кг сухого воздуха), по оси ординат — удельная энтальпия воздуха H (кДж/кг сухого воздуха). Кроме того, на диаграмме нанесены изотермы и линии относительной влажности . Диаграмму Hd строят в косоугольной системе координат с расположением осей под углом, значительно большим прямого. Обычно его выбирают равным 135°С.
В нижней части диаграммы построена линия парциального давления водяного пара р₀ — f(d). Hd-диаграмма строится для давления влажного воздуха р_в.в= 99,3 кПа (745 мм рт, ст), что соответствует среднегодовому Барометрическому давлению в центральных районах России.

Кривая = 100 % является пограничной, характеризующей состояние насыщенного воздуха, и она разделяет все поле диаграммы на две части. Выше этой линии расположена область влажного воздуха, имеющая практический интерес.

Ниже этой линии — область перенасыщенного состояния воздуха (образование тумана, микрокапельки воды во взвешенном состоянии). Эта область при расчетах почти не используется.

Каждая точка в верхней части диаграммы соответствует определенному тепло влажностному состоянию воздуха. Положение точки может быть определено любыми двумя параметрами состояния (h, d, t, ). Остальные параметры могут быть определены по Hd -диаграмме как производные.

9. Как определяются отн. влажность и температура точки росы по Hd-диаграмме?

Чтобы найти относительную влажность , следует найти точку пересечения кривых температур "мокрого" и "сухого" термометров (точка А на рисунке), которая определяет относительную влажность.

Пример. Температура "мокрого" и "сухого" термометров соответственно равны 13°С и 20°C Тогда точка их пересечения А соответствует =40%.

Чтобы найти темп. точки росы, необходимо из точки А, лвоздуха провести вниз линию d=соnst до пересечения с кривой =100% в точке С. Изотерма, проходящая через эту точку, определяет температуру точки росы (в примере t_р=7°C).

10. Как изображаются процессы нагревания, охлаждения на Hd-диаграмме?

Процесс нагревания влажного воздуха (например, в калорифере сушилки) происходит при d=const; т.к. в процессе подогрева воздуха влагосодержание его не меняется.

Из точки А (состояние влажного воздуха перед его подогревом) провести вертикально вверх прямую d=const до пересечения в точке Е с изотермой t₂ (на рисунке t₂=60 °C), соответствующей температуре подогретого воздуха.

Относительная влажность ↓, энтальпия

Количество теплоты, переданное воздуху в калорифере будет равно q=h_E-h_A.

Процесс охлаждения воздуха происходит при d=const, если при охлаждении воздух не становится насыщенным (процесс EA).

Если охлаждение воздуха происходит до состояния полного насыщения с =100% (процесс ЕC), то пересечение линии d=const с линией =100% (точка С) определяет температуру точки росы. В этом состоянии водяной пар во влажном воздухе станет насыщенным.

Дальнейшее охлаждение воздуха ниже точки росы (линия СF) приводит к конденсации части водяного пара, т.е. к осушению влажного воздуха. Количество сконденсированной влаги будет определяться разностью d_C-d_F влагосодержаний в точках С и F.

11. На каком принципе основано измерение влажности воздуха?

Измерение влажности воздуха основано на основе психрометрического эффекта, состоящего в том, что увлажненный термодатчик показывает более низкую температуру по сравнению с сухим (т.к. при испарении вода охлаждается, а на испарение некоторого количества влаги с поверхности увлажненного термометра расходуется некоторое количество теплоты, поглощаемой воздухом).
,

где A — коэф. пропорциональности;

t_c, t _м — темп-ры по сухому и мокрому термометрам

Чем ниже влажность воздуха, тем больше разница этих температур.

12. Расскажите об устройстве и принципе работы аспирационного психрометра ♂Аss♂мана

Влажность воздуха определяется с помощью аспирационного психрометра Ассмана, который дает точные и устойчивые показания, так как оба термометра обдуваются воздухом с одинаковой скоростью, защищены от лучистого теплообмена с окр. телами и влияния внешних потоков воздуха.

Состоит из 2 одинаковых метеорологических ртутных термометров, закрепленных в специальной оправе. Резервуар правого термометра обернут батистом в один слой и перед работой, смачивается водой при помощи пипетки.

Резервуары термометров вставлены во всасывающие трубки, защищенные от лучистого нагрева. В верхней части всасывающие трубки объединены воздухопроводной трубкой, которая крепится к аспирационной головке. В аспирационной головке размещен вентилятор с приводом, который протягивает воздух около резервуаров термометров со скоростью около 2 м/с.

13. Что называется теоретической температурой “мокрого” термометра? Почему действительная температура, показываемая “мокрым” термометром, всегда выше теоретической?

Теоретическая температура «мокрого» термометра (t_м) - такая температура, которую принимает насыщенный влажный воздух в процессе испарения при условии сохранения постоянства энтальпии воздуха.

Действительная температура, показываемая «мокрым» термометром, получается всегда выше теоретической вследствие:
1) передачи тепла от окружающего воздуха через пограничный слой, прилегающий к шарику термометра;

2) радиации от окружающих предметов, имеющих температуру, более высокую, чем t_м;

3) передачи тепла через выступающий столбик термометрической жидкости, который имеет температуру «сухого термометра» (t_c).

14. Как можно уменьшить ошибку в показаниях “мокрого” термометра?

Ошибку в показаниях t_м можно значительно уменьшить за счет:

1) увеличения скорости воздуха, омывающего шарик термометра;

2) защиты резервуара «мокрого» термометра от радиации.

15. Каков практический интерес в определении температуры точки росы?

Охлаждение воздуха ниже t_р связано с появлением росы, инея на холодных поверхностях ограждения, что приводит к ухудшению гигиенической обстановки помещения.

Выпадение конденсата внутри ограждения и последующее его замерзание могут привести к постепенному разрушению конструкции. Для избежания таких явлений необходимо знать температуру точки росы и принимать соответствующие меры к тому, чтобы температура поверхностей была выше t_р.