Presiunea parțială a vaporilor de apă

WET AIR ȘI PARAMETRII SĂI

Principalii parametri ai aerului umed

După cum se știe, aerul uscat (CB) constă din 78% azot, 21% oxigen și aproximativ 1% dioxid de carbon, gaze inerte și alte gaze. Dacă există vapori de apă în aer, acest aer se numește aer umed (BB). Dat fiind faptul că aerisirea compoziției uscate a aerului, practic, nu se schimbă și numai cantitatea de apă poate varia, ventilația este de obicei considerată ca un amestec exploziv binar, format din doar două componente: CB și vapori de apă (VI). In timp ce acest amestec a fost aplicat tuturor legilor de gaz, dar atunci când aerul cu suficientă precizie poate presupune că aproape tot timpul aerul este la presiune atmosferică, deoarece ventilatoare de presiune sunt suficient de mici în comparație cu presiunea barometrică. Presiunea atmosferică normală este de 101,3 kPa, iar presiunea dezvoltată de ventilatoare este de obicei nu mai mare de 2 kPa. Prin urmare, încălzirea și răcirea aerului în ventilație apar la presiune constantă.







Din parametrii termodinamici ai explozivilor care funcționează în timpul ventilației, putem distinge următoarele:

Presiunea parțială a vaporilor de apă;

Temperatura punctului de rouă;

9) temperatura pe un termometru umed.

Parametrii termodinamici determină starea explozivilor și sunt conectați într-un anumit mod unul cu celălalt. Un parametru special non-termodinamic este mobilitatea, adică viteza aerului și concentrația substanței (cu excepția umezelii). Ele nu sunt în nici un fel legate de ceilalți parametri termodinamici și pot fi oricare dintre acestea.

Sub influența diverselor factori, aerul umed își poate schimba parametrii. Dacă aerul închis într-un anumit volum (de exemplu o cameră) este în contact cu suprafețele fierbinți, acesta se încălzește, adică crește temperatura. În acest caz, încălzirea este direct expusă straturilor care se învecinează pe suprafețe fierbinți. Datorită încălzirii, densitatea aerului se schimbă, ceea ce duce la apariția curenților convectivi: are loc un proces de schimb turbulent. Datorită prezenței amestecării turbulente a aerului în procesul de formare a vârtejurilor, căldura percepută de către straturile de graniță este treptat transferată către straturile mai îndepărtate, ca urmare a faptului că întregul volum de aer ridică într-un fel temperatura.

Din exemplul considerat, este clar că straturile apropiate de suprafețele fierbinți vor avea o temperatură mai mare decât cele îndepărtate. Cu alte cuvinte, temperatura din punct de vedere al volumului nu este aceeași (și, uneori, variază foarte mult). Prin urmare, temperatura, ca parametru de aer, la fiecare punct va avea propriul său înțeles individual, local. Cu toate acestea, natura distribuției temperaturilor locale în funcție de volumul camerei este dificil de prevăzut, astfel încât în ​​majoritatea situațiilor trebuie să vorbim despre o valoare medie a unui anumit parametru de aer. Temperatura medie se bazează pe ipoteza că căldura percepută va fi distribuită uniform pe volumul de aer, iar temperatura aerului în fiecare punct al spațiului va fi aceeași.

Mai mult sau mai puțin studiat problema distribuției temperaturii în spațiile de înălțime, dar chiar și în modelul de distribuție materia poate varia sub influența factorilor individuali: fluxurile de jet în cameră, prezența suprafețelor de screening ale structurilor și echipamentelor, temperatura și mărimea surselor de căldură.







Să luăm în considerare parametrii termodinamici ai explozivilor.

Densitatea este masa materiei pe unitatea de volum. Unitatea de densitate kg / m 3. Densitatea gazelor depinde de greutatea moleculară, presiunea și temperatura. Greutatea moleculară medie a aerului uscat este de 29, iar masa moleculară a VP este 18. Densitatea tuturor gazelor scade odată cu creșterea temperaturii, deoarece acestea se extind cu încălzire la presiune constantă. Pentru aer uscat la 20 ° C, densitatea este de 1,2 kg / m 3. Pentru alte temperaturi, se poate calcula din formula

Densitatea VP poate fi determinată din formula

Densitatea explozivilor este mai mică decât densitatea CB, deoarece VP are o masă moleculară mai mică decât CB. Cu toate acestea, având în vedere că cantitatea de vapori de apă din aer este relativ mică, scăderea densității în calculele practice poate fi ignorată în condiții de siguranță. Astfel, la o temperatură a aerului de 20 ° C, aproximativ 14 g de umiditate per 1 kg de aer uscat pot exista în aer, ceea ce va da o eroare de nu mai mult de 0,7% în calculul densității.

Capacitatea termică este cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi 1 kg de substanță cu 1 ° C. Căldura specifică a aerului uscat la presiune constantă este egală cu 1,005 kJ / (kg ° C). Căldura specifică a vaporilor de apă este de 1,8 kJ / (kg ° C). La fel ca și cu densitatea, în calculele practice ignora variația capacității calorice a explozivilor asociate cu prezența vaporilor de apă în aer, și se simt capacitatea calorică a explozivilor egal cu capacitatea calorică a NE, adică 1.005. în plus, în calculele estimate se poate lua c = 1, ceea ce va da o eroare de 0,5% în direcția scăderii rezultatului calculelor. Având în vedere o precizie semnificativ mai mic de calcule în ventilației asociat cu multe incertitudini datele de intrare și de faptul că orice dispozitiv ales cu o marjă de eroare de calcul se în 0,5% este destul de acceptabil.

Temperatura este o măsură a căldurii corpului. În ventilație, temperatura aerului este indicată, de obicei, pe o scară de la Celsius, numită scala Celsius în discursul colocvial. Temperaturile absolute pe scara Kelvin nu au fost utilizate în ventilație. La scara Celsius, temperatura de topire a gheții este luată ca 0. Punctul de fierbere al apei pure la o presiune atmosferică normală corespunde la 100 ° C. În practica de ventilație, este necesar să se trateze atât valorile pozitive, cât și negative ale temperaturii.

Cantitatea de umiditate care poate fi conținută în aer la presiune atmosferică depinde în mare măsură de temperatura sa, în creștere semnificativă atunci când crește, așa cum se arată în tabelul de mai jos.

Presiunea parțială a vaporilor de apă

Cantitatea de vapori de apă prezenți în aer determină în mod unic presiunea parțială a vaporilor de apă pvp în aerul umed. Cu cât mai multă umiditate, cu atât mai mult pvp. Relația dintre cantitatea de umiditate și presiunea parțială a vaporilor de apă se exprimă prin următoarele dependențe

unde Pb este presiunea barometrică (atmosferică), Pa.

Umiditatea relativă a explozivilor este raportul dintre presiunea parțială a vaporilor din aer și presiunea de vapori de apă saturată. De obicei, umiditatea relativă este exprimată ca procent. Apoi formula pentru calculul umidității relative va fi

Pentru aer absolut uscat, pbn = pnn. și # 966; = 100%. Când aerul este complet saturat cu vapori de apă, pbn = pnn. și # 966; = 100%. Umiditatea relativă, prin urmare, este o măsură a gradului de saturare a aerului cu vapori de apă

Temperatura punctului de rouă

Din această definiție rezultă că pentru t = 0 și d = 0 entalpia aerului este de asemenea 0.

Entalpia aerului este măsurată în kJ / kg.s.v (kilojouli pe kilogram de aer uscat) și constă din trei termeni care reflectă costurile căldurii în următoarele scopuri:

- încălzirea aerului uscat la o temperatură t;

- încălzirea vaporilor de apă la temperatura t.

Contribuția acestor trei componente nu este aceeași. Să estimăm calculul entalpiei de aer, care are o umiditate relativă de 50% la 20 ° C.

I = 1,005 '20 + 2500' 7/1000 + 1,8 '20' 7/1000 =

= 20,1 + 17,5 + 0,036 = 37,5 + 0,036

Din calculele de mai sus este clar că costul de căldură pentru încălzirea părții uscată a aerului și evaporarea umezelii și au o ordine comparabilă a cheltuielilor magnitudine și căldură pentru încălzirea vaporilor de apă este de numai aproximativ 0,1% din suma celorlalte două componente. Astfel, entalpia aerului constă în principal în primii doi termeni, iar al treilea termen poate fi neglijat în majoritatea cazurilor.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: