Термодинамика влажного воздуха, свойства сухого воздуха

Окружающий нас атмосферный воздух представляет собой смесь сухой части, состав которой стабилен по высоте и постоянен для любой точки земного шара (таблица 1.1), и водяного пара, количество которого переменно. Таким образом, в системах вентиляции и кондиционирования воздуха приходится иметь дело с влажным воздухом, или воздушно-паровой смесью.

Состав сухой части атмосферного воздуха

Молекулярный вес сухой части воздуха равен 28,98. Температура кипения жидкого воздуха -192 °С (81°К).

В расчетах по вентиляции и кондиционированию воздуха влажный воздух с достаточной точностью считают идеальным газом и распространяют на него соответствующие физические законы, справедливые для смеси идеальных газов. Каждый газ (в том числе и водяной пар) занимает тот же объем, что и вся смесь, имеет одинаковую с ней температуру и находится под своим парциальным давлением.

Согласно закону Дальтона сумма парциальных давлений всех газов, составляющих смесь, равна полному (барометрическому) давлению смеси В:

В дальнейшем нас не будут интересовать парциальные давления отдельных газов, входящих в сухую часть смеси, поэтому полное давление смеси представим так:

где Рп. - парциальное давление всей сухой части воздуха (индекс «гс» означает «газ сухой»);

Ри - парциальное давление водяного пара.

Барометрическое давление изменяется по высоте h в соответствии с зависимостью

Величины давлений измеряются в н/м2 (система СИ), мм рт. ст., кГ/м2 (мм вод. ст.). Переход от одной системы измерений к другой может быть произведен с помощью специальной таблицы (смотрите приложение 1.1).

Плотность ргс и объемный вес ук сухого воздуха представляют собой отношение массы или веса воздуха к объему. Между плотностью и объемным весом существует известное соотношение

где g - ускорение свободного падения (g = 9,81 м/сек2).

Нетрудно видеть, что размерность плотности в системе единиц СИ - кг/м3, а размерность объемного веса в МКГСС - кГ/м3. При температуре О °С и барометрическом давление В = 760 мм рт. ст. Yrc= 1,293 кГ/м3\ ргс= 1,293 кг/м3. Для сухой части воздуха уравнение состояния может быть записано в одном из следующих видов:

где Gr - вес сухой части воздуха;

vK = 1/угс - удельный объем сухой части воздуха;

Rn. - газовая постоянная сухой части воздуха.

Размерность газовой постоянной в системе СИ - дж/кг ¦ град и тогда Rrc = 287,14 дж/кг ¦ град, в системе МКГСС - м/град и тогда Rn = 29,27 м/град.

Очень часто приходится иметь дело с процессами, при которых Рк остается постоянным, в этом случае

где 1 /273 = а - коэффициент объемного расширения газа. Можно найти зависимость плотности или объемного веса от температуры. В самом деле, поскольку формула (1.9) может быть написана в виде

получаем

_ Угсо = 2737гео гс' 1 + at 273 + t '

Подставляя вместо угс его значение (1,293), находим удобную для практического использования зависимость

Удельная теплоемкость сухого воздуха при постоянном давлении зависит от температуры. Однако если температура изменяется в сравнительно узком интервале, то можно, не допуская большой погрешности, считать crc = const. Для процессов, происходящих в системах вентиляции и кондиционирования воздуха, пределы изменения температуры не превышают -50 * +50 °С. В этом интервале сгс = 0,24 ккал/Гк ¦ град (МКГСС) или с,с = 1,005 кдж/кг ¦ град (СИ).

Энтальпию, или теплосодержание сухого воздуха, ire будем отсчитывать от 0 °С, тогда

• Свойства смеси сухого воздуха и водяного пара
• Вентиляторами называются воздуходувные машины, служащие для перемещения воздуха, классификация
• Физические свойства воздуха. Атмосферное давление
• Чистота воздуха, как его бактериальная загрязненность
• Влияние среды, окружающей здание - инфляционного и шумового режимов, загазованности и обмена воздуха
• Волокнистые фильтры предназначение, свойства, применение
• Загрязнение атмосферного воздуха как важная гигиеническая и экологическая проблема
• Загрязнения воздуха в Париже
• Загрязнения воздуха: иммиссии, допустимые значения, аэрозоли
• Зернистые фильтры предназначение, свойства, применение
• Испытания и наладка систем вентиляции и кондиционирования воздуха
• Источником загрязнения атмосферного воздуха Киева (до 70%) является автомобильный транспорт
• Кайданов различает четыре основные свойства, присущие организованным телам
• Классификация систем вентиляции и кондиционирования воздуха
• Контроль уровня загрязнения атмосферного воздуха в городах. Система контроля