LUCRĂRILE LABORATORII № 8
Aerul atmosferic este amestecat întotdeauna cu vaporii de apă. Un astfel de amestec de aer uscat cu vapori de apă se numește aer umed. Cu toate acestea, cantitatea de vapori de apă din amestecul de gaze nu poate fi arbitrară. În funcție de temperatură și presiunea totală a amestecului, cantitatea de vapori de apă din aer umed nu poate depăși o anumită valoare.
Deoarece compoziția aerului uscat nu se schimbă în procesele de schimbare a stării fizice a aerului umed, acesta poate fi considerat unul dintre componentele unui amestec de vapori și aer, în ciuda faptului că în realitate el este un amestec de gaze. A doua componentă a aerului umed este vaporii de apă. Posibilitatea unei tranziții de fază în unul dintre componentele amestecului (apă) diferă aerul umed de amestecul obișnuit de gaze.
În plus față de vaporii de apă, aerul umed poate conține mici picături de apă (sub formă de ceață) sau cristale de gheață. Vaporii de apă în aer umed pot fi în stare de supraîncălzire. Presiunea parțială a vaporilor de apă Pn în aer umed nu poate fi mai mare decât presiunea de saturație Рн la o temperatură dată de aer umed (Рп ≤ Рн). Cea mai mare valoare a presiunii parțiale a vaporilor de apă în aerul umed este determinată numai de temperatura amestecului și nu depinde de presiunea amestecului.
Un amestec de aer uscat cu abur supraîncălzit se numește aer umed nesaturat. Pentru un astfel de amestec, condiția Pn <Рн Температура, до которой необходимо охлаждать ненасыщенный влажный воздух, чтобы содержащийся в нём перегретый пар стал насыщенным, называется температурой точки росы.
Un amestec de aer uscat cu aburi saturat este numit aer umed saturat. În aer umed, Pn = Pn.
Prin scăderea temperaturii aerului umed saturat la o presiune constantă, aerul poate fi răcit la o temperatură la care presiunea parțială a vaporilor de apă se va potrivi cu starea de saturație și în continuare scăderea temperaturii aerului se scurge umezeala. Astfel, de exemplu, o scădere a temperaturii aerului atmosferic conduce adesea la apariția de ceață (adică, condensarea aburului). La presiuni apropiate de atmosferă, un amestec de gaz format din aer și vapori de apă, prin proprietățile sale, diferă foarte puțin de proprietățile unui gaz ideal.
Presiunea parțială a vaporilor de apă în aer este de obicei mică și, prin urmare, vaporii de apă în aceste condiții pot fi considerați un gaz ideal.
Umiditate relativă și relativă a aerului. Masa de vapori de apă conținută în 1 m3 de aer umed, egal numeric cu densitatea vaporilor La presiunea parțială Pn se numește umiditate absolută. Deoarece aerul umed este un amestec de gaz, cantitatea de vapori de apă într-un amestec de volum egal de amestec și, prin urmare, umiditatea absolută este egală cu densitatea parțială a vaporilor din amestecul la presiunea sa parțială și temperatura amestecului:
Raportul dintre umiditatea absolută absolută a aerului La umiditatea absolută maximă posibilă # 961; la aceeași temperatură se numește umiditate relativă.
unde: Pn este presiunea parțială a vaporilor de apă în aer umed; PH este presiunea maximă posibilă parțială a vaporilor de apă la o temperatură dată.
Umiditatea relativă este de obicei exprimată în procente și variază în limite. Pentru aer uscat. pentru saturate. Pentru a determina conținutul de vapori în aerul umed, în plus față de umiditatea relativă, este necesar să se cunoască temperatura aerului umed, din care presiunea de vapori a aburului este determinată din tabelele de abur.
Umiditate absolută a aerului.
unde: - densitățile parțiale ale vaporilor de apă și ale aerului, kg / m3
unde: indiciile "n" și "c" indică masele și masele molarilor de vapori de apă și, respectiv, de aer uscat.
În procesul de schimbare a stării fizice a aerului umed, cantitatea de aer uscat rămâne neschimbată, prin urmare, este recomandabil să se facă referire la toate valorile specifice care caracterizează starea aerului umed la cantitatea de aer uscat, mai degrabă decât umed. Luând în considerare faptul că masele molari de vapori de apă # 956; n și aer În respectiv, sunt egale cu 18,06 și respectiv 28,95 kg / kmol
Masa molară aparentă, constanta de gaz a aerului umed.
proporția volumetrica de aer uscat și vapori în aer umed poate fi determinată dacă este cunoscut presiuni parțiale de abur și raporturi de aer uscat RB = Ps / P = (P-P) / P, rp = P / R, unde L în conformitate cu legea lui Dalton P = PB + Pn. Cu fracții volumice cunoscute, masa molară aparentă a umedului
aerul poate fi calculat prin formula:
Dacă luăm în considerare faptul că Pn = Pn. și să ia vapori de apă, care este în aer umed, ca un gaz ideal, atunci
# 956; = 28,96-10,94 pH / P (6)
La o presiune de aer umed dată, masa molară aparentă a aerului umed depinde de temperatura și de umiditatea relativă a aerului.
Deoarece constanta de gaz a amestecului de gaz este R = 8314 / Atunci constanta de gaz a aerului poate fi determinată de raport
At = 0 (corespunde aerului uscat) R = Rv = 287 J / (kg # 8729; K). În celălalt caz limitator, at = 1 (corespunde unei vapori de apă pură), Pn = P și R = Rn = 461 J / (kg # 8729; K).
Umiditatea constantă a aerului la gaz este întotdeauna mai mare decât constanta de gaz a aerului uscat.
Densitatea parțială a vaporilor de apă poate fi calculată din ecuația de stare.
Înlocuind valorile în expresie (8), obținem în cele din urmă
Capacitatea de căldură și entalpia aerului umed
Capacitatea de căldură izobarică a aerului umed este de obicei menționată ca 1 kg de aer uscat, i. E. (1 + d) kg de aer umed. Ea este egală cu suma capacităților de căldură de 1 kg de aer uscat și d kg de vapori de apă:
unde cpv și cpn sunt capacitățile izobarice de căldură în masă ale aerului uscat și, respectiv, vaporilor de apă.
Aproximative Procesele de calcul termodinamice legate cu aer umed într-un interval mic de temperatură, poate primi EOT = 1 kJ / (kg # 8729; K) și = 2 kJ pn / (kg # 8729; K).
Entalpia aerului umed este definită ca entalpia unui amestec de gaz format din 1 kg de aer uscat și d kg de vapori de apă, prin urmare
unde hv este entalpia aerului uscat, hp este entalpia vaporilor de apă.
Atunci când se determină entalpia unui amestec de gaze, este necesar ca entalpiile componentelor amestecului să aibă aceeași origine. Entalpia aerului uscat este hb = cpv t = t, deoarece cpb = 1. Vaporii de apă din prima aproximație pot fi considerați un gaz ideal, entalpia căruia nu depinde de presiune. În plus, luați în considerare faptul că, în condițiile schimbării stării fizice a aerului umed, intervalul de temperatură este mic, atunci capacitatea de căldură a vaporilor de apă poate fi considerată constantă. Cu aceste ipoteze simplificatoare, entalpia vaporilor de apă poate fi calculată din formula
unde r este căldura latentă de vaporizare la 0 ° C.
Deoarece r = 2501 kJ / kg, atunci hn = 2501 + 1,93t. În acest fel
Să stabilim dependența entalpiei de aer umed de umiditatea relativă:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: