Влажный воздух презентация

Влажный воздух − идеальный газ
С достаточной для технических расчетов степенью точности влажный воздух подчиняется законам смеси идеальных газов.
Каждый компонент газовой смеси занимает тот же объем, что и вся смесь, имеет температуру смеси и парциальное давление.
Влажный воздух бывает насыщенным и ненасыщенным.
Если пар насыщенный сухой – воздух насыщенный влажный. При охлаждении такого воздуха – конденсация водяного пара.
Если пар перегретый – воздух ненасыщенный. Такой воздух способен к увлажнению.

Свойства влажного воздуха
Закон Дальтона − общее давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений ее компонентов. Барометрическое давление влажного воздуха равно сумме давлений сухого воздуха и водяного пара:
,
где , – парциальное давление водяного пара и сухого воздуха, Па;
Абсолютная влажность воздуха определяется массой водяного пара в 1 м3 влажного воздуха (кг/м3), т.е. соответствует плотности пара при температуре воздуха и парциальном давлении.
Плотность влажного воздуха ρвл.в (в кг/м3) при давлении p и температуре Т (К), определяется по уравнению:

Уравнение Менделеева-Клапейрона
Для идеальных газов:
Плотность идеального газа:
Масса водяного пара в воздухе может меняться от нуля до максимального значения.
В насыщенном воздухе количество пара является предельно возможным при данной температуре и равно массе пара в 1 м3 воздуха в состоянии насыщения.
Отношение абсолютной влажности к максимально возможной при той же температуре и давлении называют относительной влажностью воздуха или степенью насыщения.

Масса водяного пара в воздухе может меняться от нуля до максимального значения.
В насыщенном воздухе количество пара является предельно возможным при данной температуре и равно массе пара в 1 м3 воздуха в состоянии насыщения.
Отношение абсолютной влажности к максимально возможной при той же температуре и давлении называют относительной влажностью воздуха или степенью насыщения.

Относительная влажность воздуха
Для идеальных газов плотность пара пропорциональна его парциальному давлению при данной температуре:
где pп − парциальное давление водяного пара в воздухе (при температуре сухого термометра), Па;
pнас − давление насыщенного водяного пара при той же температуре, Па.
При нагревании воздуха давление насыщения возрастает и соответственно снижается относительная влажность. Относительная влажность изменяется от 0 до 100%.
При φ = 0 – сухой воздух;
при φ = 100% − насыщенный воздух.

Влагосодержание воздуха
Количество водяного пара содержащегося во влажном воздухе и приходящегося на 1 кг абсолютно сухого воздуха, объем которого не изменяется:
где d – влагосодержание воздуха, кгпара/кгвоздуха;
0,622 – отношение мольных масс водяного пара и воздуха.

Энтальпия
Удельная энтальпия влажного воздуха равна сумме удельной энтальпии абсолютно сухого воздуха и удельной энтальпии водяного пара.
где h – энтальпия влажного воздуха, кДж/кг;
– средняя удельная теплоемкость сухого воздуха (при постоянном давлении);
– средняя удельная теплоемкость водяного пара;
t − температура воздуха (по сухому термометру), °С;
– удельная теплота парообразования воды при 0°С.

Температура точки росы – это температура, до которой необходимо охладить влажный воздух, чтобы он перешел в состояние насыщения (φ = 100%) при постоянном влагосодержании (d = const).
Температура мокрого термометра – это температура, до которой необходимо охладить влажный воздух, чтобы он перешел в состояние насыщения при постоянной энтальпии (h = const).
Пересыщенный воздух
Влага распылена в виде мельчайших капель;
Неприменимы зависимости для идеальных газов

Диаграмма Рамзина(h-d или h-x)
Барометрическое давление 745 мм рт ст;
Угол между осями 135°
Вертикальные прямые – d = const;
Наклонные прямые h = const;
линии постоянства температур;
линии постоянства относительной влажности;
парциального давления водяного пара;
температур мокрого термометра.
Линии φ = const
сходятся на оси ординат в точку (d = 0, t = −273°C);
имеют резкий перелом при t = 99,4°C, соответствующей барометрическому давлению 745 мм рт ст;
линия φ = 100% делит диаграмму на область ненасыщенного и пересыщенного воздуха.

Процессы изменения состояния влажного воздуха
Перед подачей в помещения различных зданий и сооружений воздух должен пройти так называемую тепловлажностную (термодинамическую) обработку.
В вентиляционных установках и центральных кондиционерах имеются функциональные элементы, в которых наружный воздух может нагреваться, охлаждаться, увлажняться, осушаться.
Возможно смешивание потоков наружного и удаляемого из помещения воздуха.

Процесс нагревания
Для повышения температуры воздух получает явную теплоту от сухой нагретой поверхности теплообмена.
В процессе 1-2 получаемая воздухом теплота идёт на повышение энтальпии.
Снижается относительная влаж-ность ϕ.
Разность энтальпий Δh = h2− h1 определяет количество теплоты, воспринятое 1 кг сухой части воздуха.
Если через нагреватель протекает m (кг/с) сухого воздуха, то тепловая мощность нагревателя будет:

Процесс охлаждения
Если поток ненасыщенного воздуха соприкасается с поверхностью, имеющей температуру ниже его температуры, но выше температуры точки росы tр (процесс 1-3), то отдача воздухом явной теплоты приводит к снижению внутренней энергии, температура падает, уменьшается энтальпия.
Влагосодержание d при этом остаётся постоянным.
Если наружная поверхность охладителя воздуха имеет температуру ниже tр, то на этой поверхности начинается процесс конденсации водяных паров (1-3-4-5).
При этом выделяется теплота парообра-зования, называемая скрытой теплотой.
Фазовый переход пара в жидкость приводит к снижению влагосодержания воздуха, т. е. к его осушению.
Теоретически воздух после охлаждения выходит полностью насыщенным (φ = 100%).
В реальных условия относительная влажность воздуха повышается, но φ < 100%.
Осушить воздух можно в процессах адсорбции и абсорбции.

Процесс увлажнения
Увеличение влагосодержания d ненасыщенного воздуха происходит при его непосредственном контакте с водой или водяным паром.
1-2-3 – изоэнтальпийное увлаж-нение
1-4-5 – изотермическое увлажне-ние

Смешение потоков воздуха

Процесс смешивания потоков воздуха
В камеру смешивания центрального кондиционера поступают два потока влажного воздуха с массами m1 и m2 = m1/n, соответствующим влагосодержанием d1 и d2, температурами t1 и t2 и энтальпиями h1 и h2.