Характеристики влажного воздуха

Атмосферный воздух, в основном состоящий из кислорода, азота, углекислого газа, содержит всегда некоторое количество водяного пара.
Смесь сухого воздуха и водяного пара называется влажным воздухом.
Влажный воздух при данном давлении и температуре может содержать разное количество водяного пара. Если смесь состоит из сухого воздуха и насыщенного водяного пара, то его называют насыщенным влажным воздухом. В этом случае во влажном воздухе находится максимально возможное для данной температуры количество водяного пара. При охлаждении этого воздуха, будет происходить конденсация водяного пара. Парциальное давление водяного пара в этой смеси равно давлению насыщения при данной температуре.
Если влажный воздух содержит при данной температуре водяной пар в перегретом состоянии, то он будет называться ненасыщенным. Так как в нем находится не максимально возможное для данной температуры количество водяного пара, то он способен к дальнейшему увлажнению. Поэтому такой воздух используют в качестве сушильного агента в различных сушильных установках.
По закону Дальтона общее давление влажного воздуха равно сумме парциальных давлений сухого воздуха и водяного пара, входящих в его состав:

Р = Р_В + Р_П , (1.5.1)

где: Р_В – парциальное давление сухого воздуха; Р_П - парциальное давление водяного пара.
Максимальное значение Р_П при данной температуре влажного воздуха t представляет собой давление насыщенного водяного пара - Р_Н..
Абсолютной влажностью воздуха называется количество водяных паров, находящихся в 1 м³ влажного воздуха. Абсолютная влажность равна плотности пара при его парциальном давлении и температуре воздуха – t_н . Отношение абсолютной влажности ненасыщенного воздуха при данной температуре к абсолютной влажности насыщенного воздуха при той же температуре называется относительной влажностью воздуха (степень насыщения воздуха водяным паром) :

φ = Р_п / Р_н или φ= Р_п / Р_н ·100% , (1.5.2)

Для сухого воздуха φ = 0, для ненасыщенного φ < 1, для насыщенного φ = 1(100%).
Влагосодержание – представляет собой отношение массы водяного пара к единице массы сухого воздуха, содержащегося во влажном воздухе:

d = М_П / М_В , (1.5.3)

где: М_П, М_В – соответственно массы пара и сухого воздуха во влажном воздухе.
Связь между влагосодержанием с относительной влажностью:

d = 0,622 φ·Р_Н·/(Р - φ·Р_Н). (1.5.4)

Предельная температура, до которой можно охлаждать воздух без выпадения конденсата, и начиная с которой процесс дальнейшего охлаждения сопровождается выпадением конденсата, называется температурой точки росы. Температура точки росы при постоянном атмосферном давлении зависит только от начального влагосодержания воздуха.

Энтальпией влажного воздуха называется количество теплоты, которое требуется на то, чтобы перевести 1 кг абсолютно сухой воздух (d = 0), находящийся при 0 °С, в некое другое состояние с температурой t и влагосодержанием d.

Из данного определения следует, что при t = 0 и d = 0 энтальпия воздуха также равна 0.

Вопросы, относящиеся к влажному воздуху легко решаются с помощью I-d диаграммы (рис.1), позволяющей быстро определить все параметры воздуха по двум известным.

φ_А

t ^оС Шкала

температур φ = 100%

t=const φ=const

t_А А

I=const

t_м

I_А, кДж/кг р_п, кПа

t=const Вспомогательная кривая р_нп

t_р Шкала

d=const давлений

р_п

d_А Шкала влагосодержания d,г/кг

Рис.1. Схема определения параметров влажного воздуха на I-d диаграмме

Теплопередача. Основные понятия и определения.

Теплопередачей называется передача теплоты от горячего теплоносителя к холодному теплоносителю через стенку, разделяющую эти теплоносители.
Примерами теплопередачи являются: передача теплоты от греющей воды нагревательных элементов (отопительных систем) к воздуху помещения; передача теплоты от дымовых газов к воде через стенки кипятильных труб в паровых котлах; передача теплоты от раскаленных газов к охлаждающей воде (жидкости) через стенку цилиндра двигателя внутреннего сгорания; передача теплоты от внутреннего воздуха помещения к наружному воздуху и т. д. При этом ограждающая стенка является проводником теплоты, через которую теплота передается теплопроводностью, а от стенки к окружающей среде конвекцией и излучением. Поэтому процесс теплопередачи является сложным процессом теплообмена. Перенос теплоты может осуществляться тремя способами:

• теплопроводностью;
• конвекцией;
• излучением (радиацией).

Процесс передачи теплоты теплопроводностью происходит при непосредственном контакте тел или частицами тел с различными температурами и представляет собой молекулярный процесс передачи теплоты. Конвекция – это перенос теплоты при перемещении и перемешивании всей массы неравномерно нагретых жидкости или газа. Этот вид передачи теплоты сопровождается всегда теплопроводностью. Одновременный перенос теплоты конвекцией и теплопроводностью называется конвективным теплообменом.
В инженерных расчетах часто определяют конвективный теплообмен между потоками жидкости или газа и поверхностью твердого тела. Этот процесс конвективного теплообмена называют конвективной теплоотдачей или просто теплоотдачей.
Процесс передачи теплоты внутренней энергии тела в виде электромагнитных волн называется излучением (радиацией). Совместный теплообмен излучением и теплопроводностью называют радиационно-конвективным теплообменом.
Совокупность всех трех видов теплообмена называется сложным теплообменом.
Процессы теплообмена могут происходит в различных средах: чистых веществах и разных смесях, при изменении и без изменения агрегатного состояния рабочих сред и т.д. В зависимости от этого теплообмен протекает по-разному и описывается различными уравнениями.
Процесс переноса теплоты может сопровождаться переносом вещества (массообмен).

При разработке проекта отапливаемого здания уделяется большое внимание конструкции наружных ограждений и оценке их термического сопротивления.

Наиболее важным является определение расчетного сопротивления теплопередаче R0 основной части (глади) конструкции ограждения. Необходимо соблюдать условие, чтобы R0 было равно или больше минимально допустимого по санитарно-гигиеническим и технологиче­ским соображениям (требуемого) сопротивления R0тр теп­лопередаче. В этом случае ^{температура} на внутренней поверхности ограждения τв выше точки росы, т.е

R₀ ³ R_0тр (1.6.1)

Величина сопротивления теплопередаче R_о численно равна падению температуры в градусах при прохождении теплового потока, равного 1 Вт, через 1 м² ограждения.

Применительно к наружному ограждению эта величина определяется

R_о = R_в + R_к + R_н (1.6.2)

где: R_в - термическое сопротивление тепловосприятию от внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждающей конструкции, (м²×град)/Вт;

R_к - термическое сопротивление ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями, (м²×град)/Вт;

R_н - термическое сопротивление теплоотдаче от наружной поверхности ограждающей конструкции к наружному воздуху, (м²×град)/Вт.

R_в = 1/a_в (1.6.3)

где: a_в - коэффициент тепловосприятия от внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²×град).

R_к = R₁ + R₂ + ... + R_n + R_в.п (1.6.4)

где: R₁, R₂ , ..., R_n - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, (м²×град)/Вт; R_в.п - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, (м²×град)/Вт.

R_н = 1/a_н (1.6.5)

где: a_н - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности ограждающей конструкции к наружному воздуху, Вт/(м²×град).

Термическое сопротивление каждого слоя однородной ограждающей

конструкции R₁ , R₂ , ..., R_n определяют по формуле

R = b/λ (1.6.6)

где: b - толщина слоя, м; λ - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м×град).

Термическое сопротивление ограждений, в которых материал неоднороден как в параллельном, так и перпендикулярном тепловому потоку направлении (пустотелые блоки и т.п.) определяют путем разбиения их плоскостями, параллельными и перпендикулярными тепловому потоку.

Требуемое термическое сопротивление является минимально допустимым сопротивлением ограждающей конструкции и определяется по формуле

R_о.тр = [n×(t_в - t_н)]/(Dt_н×a_в) (1.6.7)

где: n - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающих конструкции по отношению к наружному воздуху; t_в - расчетная температура внутреннего воздуха, °С; t_н - расчетная температура наружного воздуха, °С;

Dt_н - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, °С; t_в - расчетная температура внутреннего воздуха, °С.

Температура внутренней поверхности ограждений определяется

(1.6.8)

Температура поверхности на границе любого слоя

(1.6.9)

где тn — температура на внутренней поверхности n-го слоя ограждения, считая нуме­рацию слоев от внутренней поверхности ограждения; —сумма термических сопротивлений первых п—1 слоев ограждения.

Дата добавления: 2014-05-28; просмотров: 455; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!