Temperatura bulb umed

LABORATOR DE LUCRU № 8

Determinarea parametrilor de aer umed.

Obiectiv: Pentru a studia dispozitivul și principiul de funcționare al unui Psihrometru, introducerea de aer umed și determinarea variabilelor de stare și metode de măsurare a umidității (h-d - diagrama).

Aerul atmosferic este întotdeauna amestecat cu vapori 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 în amestecul de gaz nu poate fi arbitrară.

În funcție de temperatura și presiunea totală a amestecului cantitatea de vapori de apă în aer umed nu poate depăși o anumită valoare.

Deoarece procesele de schimbare a stării fizice a compoziției aerului uscat de aer umed nu se schimba, ea poate fi considerată o componentă a amestecului de vapori, în ciuda faptului că, în realitate, este ea însăși un amestec de gaze. A doua componentă a aerului umed este vapori de apă. Posibilitatea de tranziție de fază într-una dintre componentele amestecului (apa) se deosebește de amestecul convențional de gaz de aer umed.

În plus, aerul umed vaporii de apă pot conține mici picaturi de apa (sub formă de ceață) sau cristale de gheață. vapori de apă în aerul umed poate fi într-o stare supraîncălzită. Presiunea parțială a vaporilor de apă din aerul umed nu poate fi mai mare decât presiunea de saturație la aerul umed de temperatură dată (). Cea mai mare valoare a presiunii parțiale a vaporilor de apă din aerul umed este determinat numai pH-ul și temperatura amestecului depinde amestecul presiunii p.

Un amestec de aer uscat cu aburul supraîncălzit este numit aerul umed nesaturat. Pentru un astfel de amestec satisface condiția. Amestecul a fost saturat cu aer uscat, vapori de apă se numește aer saturat umed într-un aer umed saturat.

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. De exemplu, scăderea temperaturii aerului duce adesea la o ceață (adică, o condensare a vaporilor).

La presiuni aproape atmosferice, amestecul gazos format din aer și vapori de apă în proprietățile sale diferă puțin de proprietăți ideale de gaz.

Presiunea parțială a vaporilor de apă din aer este de obicei scăzută și, prin urmare, vapori de apă în aceste condiții pot fi considerate ca un gaz ideal.

Umiditatea absolută și relativă. Masa de vapori de apă conținută în 1m 3 de aer umed, numit umiditatea 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 parțială a vaporilor de densitate p. n în amestecul la presiunea p parțială și temperatura amestecului:

Raportul dintre absolut umiditate p. n la această temperatură se numește umiditate relativă. Deoarece pentru gaze ideale în condiții T = raportul densitate const poate fi înlocuit cu un raport de presiune, umiditatea relativă

unde rp și rn - presiunea parțială a vaporilor de apă din aerul umed și abur saturat la o temperatură de aer umed.

Umiditatea relativă este, în general, exprimată în procente și intervale. deoarece intervalul de variație a presiunii parțiale a aburului. Pentru aer uscat. pentru saturate. Determinarea vaporilor în aer umed, în plus față de umiditatea relativă necesară cunoașterea temperaturii aerului umed, conform căruia (din tabelele de abur) este determinată de PH a presiunii vaporilor.

Umiditatea absolută.

și în care - planul vaporilor de apă parțială și aer.

unde subscriptul „p“ și „c“ sunt în masă și masa molară de vapori de apă și de aer uscat, respectiv marcate.

În procesul de schimbare a stării fizice a cantității de aer uscat cu aer umed rămâne neschimbată, astfel încât toate valorile specifice care caracterizează starea de aer umed, este necesar să se facă referire la cantitatea de uscat, mai degrabă decât aerul umed. Având în vedere faptul că masa molară Mn vapori de apă și Mw de aer egal cu 18.016 și 28,96 kg / kmol sau d = 0,622x kg / kg.

Masa aparentă molară, constanta gazului și densitatea 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 = PB / p = (p-Pp) / p, rp = Pp / p, în cazul în care, în conformitate cu legea lui Dalton p = PB + Pp. Cu cunoscut masa molară fracțiile de volum aparent de aer umed poate fi calculată din formula (8.16)

Dacă luăm în considerare că Pp = pH-ul. și să accepte aburul, situat în aer umed, ca un gaz ideal,

M = 28,96-10,94 pH / p (12,15)

La o presiune predeterminată a masei de aer umed aparent molar de aer umed depinde de temperatura și umiditatea relativă.

Deoarece, în conformitate cu formula (8.13), = amestecul de gaz gaz R constantă 8314 / M, constanta raportului aer gaz poate fi determinată

R = 8314 / (28,96-10,94pp / p) = 8314 / (28,96-10,94 pH / p) (12,16)

Când = 0 (corespunzătoare aer uscat) R = R b = 287 J / (kg * K). În celălalt caz limitativ pentru k = 1 (corespunzătoare vaporilor de apă pură) pH = p, și Rp = R = 461 J / (kg * h).

Gaz umiditate constantă este întotdeauna mai mare decât constanta de gaz de aer uscat.

Folosind relația (8.9) pentru constanta gazului umed a aerului se poate obține cu formula

R (287 = 461d) / (1 + d) (12,17)

Având în vedere (12,16), ecuația de stare de aer umed poate fi scrisă sub forma: p / = 8314T / (28,96 - 10,94 Pp / p), unde densitatea aerului umed

= (28,6p-10,4pp) / (8314T). (12.18)

Din această formulă rezultă că odată cu creșterea presiunii parțiale a aburului (adică odată cu creșterea umidității aerului) scade densitatea aerului umed. De aceea, aerul umed este întotdeauna mai ușor decât uscat.

Densitatea parțială a vaporilor de apă poate fi calculată din ecuația de stare. Având în vedere formula (12,7)

= (Mn / V) = Pp / (Rp T) = d * p / [(0622 + d) Rp T] (12,20)

Substituind expresia (12,19), obținem în sfârșit

= P (1 + d) / [(0622 + d) Rp T] (12,21)

Capacitatea de căldură și entalpia aerului umed

Aerul umed capacitate termică cp este de obicei menționată ca (1 + d) kg de aer umed (sau, echivalent, până la 1 kg aer uscat). Este suma capacităților termice de 1 kg de aer uscat și vapori de apă kg d:

unde EOT și pn - căldura specifică izobară masa de aer uscat și vapori de apă, respectiv. Aproximative calculele termodinamice asociate cu aerul umed, poate primi EOT ... 1 kJ / (kg * K) și ... 1,93 kJ pn / (kg * K).

Entalpia aerului umed este definit ca entalpia amestecului gazos format din 1 kg de aer uscat și vapori de apă kg d, așa

unde Hb - entalpia aerului uscat HTH - abur entalpie. La determinarea entalpia amestecului de gaz este necesar ca entalpia componentelor amestecului au același punct de referință. Entalpia aerului uscat Hb = crv t = t, deoarece crv = 1. Vaporii de apă în primă aproximație poate fi luată ca un gaz ideal a cărui entalpie este independentă de presiune. În cazul în care, în plus, consideră că, în condiții de schimbare a stării fizice a temperaturii aerului schimbare interval umed este mic, este posibil să se ia capacitatea calorică a aburului constantă. Cu aceste ipoteze simplificatoare, entalpia aburului poate fi calculat prin formula

în care r - căldura latentă de vaporizare la temperatura de 0 0 C. Deoarece r = 2,501 kJ / kg, HTH = 2501 + 1,93t. Astfel, ecuația (12.23) poate fi scrisă sub forma

Folosind ecuația (11.2) și (11.6), vom stabili dependența entalpia umiditatea relativă a aerului umed:

h = t + (1555 + 1,2t) pH / (p- pH) (12.26)

Temperatura bulb umed

Procesele de căldură - și transfer de masă între suprafața expusă a apei și un curent de aer umed sunt comune în natură și tehnologie. Aceste procese trebuie să se ocupe în sisteme, sisteme de aer condiționat, sisteme de susținere a vieții spațiale, precum și în uscarea și sisteme de ventilație de răcire puterea.

In general, temperatura de suprafață poate fi atât sub și deasupra temperaturii aerului umed ambiant. Cu toate acestea, ia în considerare procesul de evaporare a lichidului, cu condiția ca, la începutul procesului de temperatura apei este egal aerului ambiant umed, iar stratul de lichid este suficient de subțire (adică, temperatura fluidului este aceeași pe grosimea stratului). Cantitatea de aer pe termen nelimitat. Din experiență se știe că presiunea parțială a aburului într-un strat subțire adiacent suprafeței lichidului. Dacă aerul umed care înconjoară suprafața apei, presiunea parțială a aburului Pp este mai mică decât presiunea de vapori saturați de pH. apa începe să se evapore.

Deoarece temperatura de evaporare a suprafeței apei a lichidului scade în același timp, ca diferența dintre temperatura ambiantă și suprafața lichidului, iar cantitatea de căldură furnizată de aer pentru a crește lichid. Scăderea temperaturii de încetare a apei numai în cazul în care cantitatea de energie internă, lichid consumabil din aerul înconjurător.

Temperatura suprafeței lichidului, realizată ca urmare a procesului de stabilire a echilibrului nazyvaetsyatemperaturoy termometru umed (Tm). Această temperatură se măsoară cu termometrul, elementul sensibil, care este învelit cu o cârpă umedă.

Temperatura bulb umed depinde de raportul dintre coeficienții ce caracterizează intensitatea proceselor de căldură - și transfer de masă are loc între suprafața apei și a aerului umed. Trebuie subliniat faptul că, pentru condițiile în care procesele în aer umed, de obicei, prezent, este aproape de temperatura de saturație a aerului adiabatic. Acesta din urmă este stabilit prin saturarea cantității limitate de aer în contact cu apa, daca evaporarea apei are loc numai în detrimentul cantității de căldură transmisă de aer condiționat.

Ecuația echilibrului termic al aerului umed în contact cu apa poate fi prezent sub formă de

unde Tm - temperatura termometrului umed.