Относительная влажность воздуха

Относительная влажность воздуха φ – это отношение фактической абсолютной влажности воздуха к его влагоёмкости (абсолютной влажности насыщенного воздуха): φ = Иными словами – это отношение количества пара, фактически содержащегося в воздухе, к максимально возможному количеству, которое воздух потенциально может содержать в себе.

Величина φ выражается в процентах, либо – в долях единицы.

Относительная влажность насыщенного воздуха φ = 100%.

Кроме этого, относительная влажность может быть выражена как отношение парциальных давлений насыщенного пара и пара, содержащегося в воздухе: φ = . Однако, при этом возникает погрешность около 2%.

Из этого соотношения следует, что парциальное давление пара можно определить, зная величину относительной влажности и значение давления насыщенного пара при данных условиях: p_п = φ·p_{н .}

Влагосодержание воздуха

Влагосодержание влажного воздуха d – масса водяного пара, приходящегося на 1 кг сухого воздуха. т.е. – это масса пара, при полном удалении которого из влажного воздуха остаётся 1 кг сухого воздуха. Исходная масса смеси соответственно равна 1+d кг.

Иными словами, влагосодержание d показывает – какую массу водяного пара (обычно – в грамммах) нужно внести в 1 килограмм сухого воздуха, чтобы образовалась смесь с теми же пропорциями, что имеет влажный воздух в данных условиях.

d = 1000 ,

где M_п и M_с, – соответственно массы водяного пара и сухого воздуха в данном объёме, кг
(M_с = M_в – M_п, где M_в – масса влажного воздуха);

1000 – коэффициент для перевода килограммов водяного пара в граммы.

Кроме этого влагосодержание выражается и через другие величины:
d = 622 = 622 = 622 , ,

где 622 – отношение молекулярных масс водяного пара и сухого воздуха.

Если масса пара выражена в килограммах, то влагосодержание обозначается буквой х, а формула приобретает вид: х = 0,622 ,

Плотность влажного воздуха

Плотность влажного воздуха ρ_в = =

M_в – масса влажного воздуха, кг;

V – объём влажного воздуха, м³.

Поскольку = ρ_c, а = ρ_п , то можно сделать вывод, что ρ_в = ρ_c + ρ_п. Однако, для определения плотности смеси арифметически складывать плотности её компонентов без учёта их пропорции нельзя, т. к. количество пара с данной плотностью в составе влажного воздуха может быть разным (от нулевого в сухом воздухе до максимально возможного в насыщенном)!

Поэтому значение плотности определяется с помощью закона Клапейрона-Менделеева:

ρ_в= + = ρ_c (1 – ) = 2,17·10^-3 ·, кг/м³,

Из формулы ρ_в= ρ_c (1 – ) видно, что плотность влажного воздуха меньше сухого.

Удельный объём влажного воздуха

Удельный объём влажного воздуха – это тот объём, масса которого равна 1 кг.

Удельный объём может быть отнесён к килограмму как сухого воздуха, так и влажного, т. е. смеси.

Для сухого воздуха v = = = 287 = 463 · , м³/кг

Для влажного воздуха v_в= , м³/кг

Массовая теплоёмкость влажного воздуха

Массовая теплоёмкость влажного воздуха:

c_в= с_с + с_п =1,005 + 1,807 ,

Удельное теплосодержание (энтальпия) влажного воздуха

Теплосодержание (энтальпию) влажного воздуха принято относить к 1 кг сухого воздуха. За нулевую точку принимается теплосодержание (энтальпия) сухого воздуха (т. е. при d= 0 ) с температурой t= 0ºС, при которой I_c=0 .

Теплосодержание (энтальпию) удобно понимать как количество теплоты, необходимое для перевода одного килограмма воздуха с параметрами t = 0 и d = 0 в состояние с любыми другими параметрами t и d.

Теплосодержание (энтальпия) влажного воздуха определяется как сумма значений теплосодержания (энтальпии) его сухой части и водяного пара:
I_в = I_c + I_п = с_с·t + i_п = 1,005t + (2500 + 1,807t) ,

Явная теплота

Явная (сухая) теплота Q_явн, кДж/ч (или Вт) – теплота, поступающая в помещение от сухих нагретых поверхностей оборудования, материалов, источников искусственного освещения, людей, солнечной радиации и иных источников, не влияющих на влагосодержание воздуха.

Q_явн = Gc_сΔt = GΔI, = =, Вт, где

G – расход воздуха ,

c_с = 1,005 теплоёмкость сухого воздуха;

Δt – разность начальной и конечной температур воздуха, ºС;

ΔI– разность начальной и конечной энтальпий воздуха, ;

3,6 – переводной коэффициент между и Вт.

При изменении температуры влажного воздуха при постоянном влагосодержании изменяется его явная теплота, и соответственно – теплосодержание (энтальпия).

Скрытая теплота

Скрытая теплотаQ_скр, кДж/ч (или Вт) – теплота, вносимая водяным паром, источниками которого являются технологическое оборудование и процессы, люди, животные и т. д., без учёта явной теплоты, обусловленной массовой теплоёмкостью вещества.

При поступлении пара с той же температурой, что и у воздуха – передаётся только скрытая теплота, увеличивающая теплосодержание (энтальпию) влажной части воздуха без изменения его температуры.Количество скрытой теплоты в этом случае определяется по формуле:

Q_скр = W(r + с_пt_в) =W i_пкДж/ч = =Вт, где

W = G – расход водяного пара, поступающего в составе влажного воздуха

Полная теплота

Полная теплота Q_п, кДж/ч (или Вт) равна сумме явной и скрытой теплоты:

Q_п = Q_явн + Q_скр , кДж/ч (или Вт).

Поиск по сайту: