Вологе повітря - студопедія

Атмосферне повітря, що складається з кисню, азоту, вуглекислого газу і невеликої кількості інертних газів, завжди містить деяку кількість водяної пари. Механічна суміш сухого повітря з водяною парою називається вологим повітрям або повітряно-парової сумішшю.

До вологому повітрю з достатньою для технічних розрахунків точністю може бути віднесено все, що стосується сумішей ідеальних газів.

Так як вологий пар знаходиться в повітрі здебільшого в перегрітому стані при незначних парціальних тисках, і тому близький за властивостями до ідеальних газів. У той же час слід підкреслити, що вологе повітря потрібно розглядати як різновид газової суміші, пояснюється тим, що при атмосферному тиску в інтервалі температур, обмеженому знизу температурою зазвичай не нижче -50 ºС, сухе повітря може бути тільки в газоподібному стані, тоді як вода зустрічається у вигляді пари, рідини, або твердої фази, в залежності від температури суміші, і може випадати з суміші. Тому кількість водяної пари в суміші з сухим повітрям не може перевищувати певної величини. В цьому і полягає принципова відмінність вологого повітря від звичайних газових сумішей. У техніці з вологим повітрям доводиться мати справу при розрахунках вентиляції, систем для кондиціонування повітря, і особливо широко при розрахунках процесів, що протікають в сушильних установках. Особливо широке поширення процес сушіння як вид теплової обробки отримав в промисловості будівельних матеріалів. Швидкість процесу сушіння або інтенсивність видалення вологи не може бути довільно великий, але не повинна бути занадто малою. У першому випадку швидке випаровування вологи з виробів призводить до їх руйнування при сушінні, і, як наслідок, до масового шлюбу. У другому випадку - необгрунтована затягування. Процес сушіння викликає зниження продуктивності підприємства і різке збільшення вартості продукції, тому технологічні процеси повинні грунтуватися на строго наукових положеннях, що випливають з теорії сушіння. Найбільшого поширення на практиці отримали сушарки, у яких в якості тепловлагоносітеля або сушильного агента використовується нагріте повітря або суміш його з димовими газами, які в умовах безпосереднього соприкосновениях з висушують матеріалом сприймає удаляемую з нього вологу.

Одними з основних характеристик вологого повітря є відносна і абсолютна вологість. Абсолютною вологістю називається кількість водяної пари, що знаходяться в 1 м 3 вологого повітря. Абсолютна вологість дорівнює щільності пара, при його парціальному тиску і температурі повітря, і позначається # 961; n. Ставлення абсолютної вологості ненасиченого повітря при даній температурі до абсолютної вологості насиченого повітря при тій же температурі називається відносною вологістю # 966 ;:

Щільність вологого повітря складається з мас, що містяться в 1 м 3 сухого повітря і водяної пари:.

Молекулярну масу вологого повітря визначають на підставі формул, що стосуються суміші газів; . і якщо підставити значення для повітря і пара, виходить розрахункова формула:,

де значення рН при температурі Т беруться за таблицею для водяної пари, j - за даними психрометра, В, який є барометричним тиском - по барометра. Отримана формула показує, що відносна молекулярна маса вологого повітря менше сухого, тобто вологе повітря легше сухого.

Оскільки в процесі сушіння вологість безперервно збільшується, а кількість сухого повітря в пароповітряної суміші залишається постійним, то процес сушіння судять по тому, як змінюється кількість водяної пари на 1 кг сухого повітря і всі показники пароповітряної суміші відносять до 1 кг сухого повітря, що знаходиться у вологому.

де mп - маса пара, mв - маса сухого повітря у вологому повітрі.

Так як рн зростає з температурою, то максимальна кількість вологи, яка може міститися в повітрі, залежить від його температури; тим більше, чим вона вища: - називається ступенем насиченості вологого повітря.

При відносній вологості, близької до 1, значення ступеня насиченості і відносній вологості рівні:.

Газову постійну R вологого повітря можна визначити з співвідношення

Питома обсяг вологого повітря можна визначити, розділивши обсяг вологого повітря, що припадає на 1 кг сухого повітря, на його масу:.

Питому масову теплоємність пароповітряної суміші, віднесену до 1 кг сухого повітря, визначаємо:.

Теплоємність сухого повітря при постійному тиску і невеликих інтервалах температур (до 100 °) для наближених розрахунків можна вважати постійною величиною, рівною 1,0048. Для перегрітої пари середня ізобарна теплоємність при атмосферному тиску і невисоких ступенях перегріву може бути прийнята також постійною і рівною 1,96.

Ентальпія вологого повітря широко використовується при розрахунках сушильних установок, головним чином для визначення тепла, що витрачається на випаровування вологи з підсушують матеріалів. Ентальпію вологого повітря відносять до 1 кг сухого повітря в пароповітряної суміші, і визначають як суму ентальпій сухого повітря і водяної пари:.

При розрахунках ентальпій суміші початкова точка відліку ентальпій кожної з компонентів повинна бути однією і тією ж.