1. Абсолютна вологість.

Масове кількість пара в 1 м 3 повітря -

2. Відносна вологість.

Ставлення масового кількості пара в пароповітряної суміші до максимально можливої \u200b\u200bкількості при тій же температурі

(143)

Рівняння Менделєєва - Клапейрона:

для пара

Звідки:

Для визначення відносної вологості повітря використовується прилад "" психрометр "", що складається з двох термометрів: мокрого і сухого. Різниця показань термометрів градуюється в значення.

3. Влагосодержание.

Кількість пара в суміші, що припадає на 1 кг сухого повітря.

Нехай ми маємо 1 м 3 повітря. Його маса -.

У цьому кубометрі міститься: - кг пара, - кг сухого повітря.

очевидно: .

4. Ентальпія повітря.

Складається з двох величин: ентальпія сухого повітря і пара.

5. Точка роси.

Температура, при якій газ даного стану, охолоджуючись при постійному вологовмісту (d \u003d const), стає насиченим (\u003d 1.0), називається точкою роси.

6. Температура мокрого термометра.

Температура, при якій газ при взаємодії з рідиною, охолоджуючись при постійній ентальпії (J \u003d const), стає насиченим (\u003d 1.0), називається температурою мокрого термометра t M.

Діаграма стану повітря.

Діаграма складена вітчизняним ученим Рамзіна (1918 рік) і представлена \u200b\u200bна ріс.169.

Діаграма представлена \u200b\u200bдля середнього атмосферного тиску Р \u003d 745 мм рт. ст. і по суті є ізобарою рівноваги системи пар - сухе повітря.

Осі координат діаграми J-d розгорнуті під кутом 135 0. Внизу розташовується похила лінія для визначення парціального тиску водяної пари P n. Парціальний тиск сухого повітря

Вище на діаграмі проведена крива насичення (\u003d 100%). Процес сушіння на діаграмі можна уявити тільки вище цієї кривої. Для довільної точки "" А "" на діаграмі Рамзина можна визначити наступні параметри повітря:

Ріс.169. діаграма J-d стану вологого повітря.

Статика сушки.

В процесі конвективного сушіння, наприклад, повітрям вологий матеріал взаємодіє, контактує з пароповітряної сумішшю, парціальний тиск водяної пари в якій становить. Волога може йти з матеріалу у вигляді пари, якщо парціальний тиск пара в тонкому прикордонному шарі над поверхнею матеріалу або, як кажуть, в матеріалі Р м буде більше.

Рушійна сила процесу сушіння (Дальтон, 1803 г.)

(146)

У стані рівноваги \u003d 0. Влагосодержание матеріалу, відповідне умові рівноваги, називається рівноважним влагосодержанием (U p).

Проведемо досвід. В камеру сушильної шафи при певній температурі (t \u003d const) помістимо абсолютно суху речовину на тривалий час. При певному повітря в шафі влагосодержание матеріалу досягне U p. Змінюючи, можна отримати криву (ізотерми) сорбції вологи матеріалом. При зменшенні - криву десорбції.

На ріс.170 представлена \u200b\u200bкрива сорбції - десорбції вологого матеріалу (ізотерма рівноваги).

Ріс.170. Ізотерма рівноваги вологого матеріалу з повітрям.

1-область гигроскопического матеріалу, 2-гігроскопічна точка, 3-область вологого матеріалу, 4-область сорбції, 5-область десорбції, 6-область сушки.

Розрізняють криві рівноваги:

1. гигроскопического

2. негігроскопіческого матеріалу.

Ізотерми представлені на ріс.171.

Ріс.171. Ізотерми рівноваги.

а) гигроскопического, б) негігроскопіческого матеріалу.

Відносна вологість повітря в сушарці і в атмосфері.

Після сушарки при контакті з атмосферним повітрям гігроскопічний матеріал значно збільшує вміст вологи на (ріс.171 а) за рахунок адсорбції вологи з повітря. Тому гігроскопічний матеріал після сушки повинен зберігатися в умовах, що не допускають контакту з атмосферним повітрям (ексикація, обгортка і ін.).

Матеріальний баланс.

Як учёбной зазвичай приймають тунельну сушарку, тому що вона має транспортні засоби у вигляді вагонеток (сушка цегли, деревини та ін.). Схема установки представлена \u200b\u200bна ріс.172.

Ріс.172. Схема тунельної сушарки.

1-вентилятор, 2-калорифер, 3-сушарка, 4-вагонетки, 5-лінія рецикла відпрацьованого повітря.

позначення:

Витрата і параметри повітря до калорифера, після нього і після сушарки.

Для сушіння матеріалів в якості теплоносіїв і влагоносітелей найчастіше використовується нагріте в калорифері повітря або змішані з повітрям топкові гази. З огляду на, що суміш топкових газів з атмосферним повітрям за своїми теплофізичних властивостях мало відрізняється від нагрітого вологого повітря, будемо розглядати найважливіші характеристики вологого повітря.

Вологе повітря є сумішшю сухого повітря і водяної пари. Вологе повітря характеризується наступними основними параметрами:

абсолютна вологість визначається кількістю водяної пари в кг,

Відносна вологість , Або ступеня насичення повітря () називається відношення маси водяної пари в 1 м3 вологого повітря () до максимально можливої \u200b\u200bмасі водяної пари в 1 м3 повітря (щільності насиченої пари) при тих же умовах (t, P).

При збільшенні температури (щільність насиченого пара) зростає швидше, ніж (щільність пара), таким чином при нагріванні відносна вологість зменшується.

влагосодержание - це кількість водяної пари (в кг), що міститься у вологому повітрі і що припадає на 1 кг абсолютно сухого повітря.

де і-маса водяної пари і маса абсолютно сухого повітря в даному обсязі вологого повітря, кг.

Відповідно до рівняння Менделєєва-Клайперона,

Підставляючи ці значення в формулу для (x) вологовмісту, отримаємо

Молекулярна маса парів води (18)

Молекулярна маса сухого повітря (29)

Отношеніе18 / 29 \u003d 0,622

Згідно із законом Дальтона, загальний тиск газової суміші (Р) буде дорівнює сумі парціальних тисків компонентів, тобто для нашого випадку , Враховуючи, що, тоді ,

де - тиск насичення

барометричний тиск

тепломісткість або ентальпія вологого повітря виражається сумою ентальпій 1 кг сухого повітря () і водяної пари () містяться в ньому.

тому теплоємність повітря , А теплоємність водяної пари . Водяна пара знаходиться в процесі сушіння в перегрітому стані в суміші з повітрям, тоді

Ентальпія перегрітої пари при 0 0 С (\u003d 2493 кДж / кг)

Температура сухого термометра - позначається буквою (або), це та температура, яка навколо нас.

Температура мокрого термометра - температура адіабатичного насичення (тобто без теплообміну з навколишнім середовищем) або це температура випаровування води з вільною поверхні (позначається).

потенціал сушки - позначається (ж) це різниця між температурою повітря () і температурою мокрого термометра (), характеризує здатність повітря поглинати вологу з матеріалу.

Температура точки роси () -Це температура насичення повітря при постійному вологовмісту.

Парціальний тиск вологи - це тиск, який би створювали пари вологи, якби ці пари займали обсяг, яку він обіймав паро-повітряною сумішшю.

Основні прилади, за допомогою яких вимірюють параметри повітря: (барометри, термометри, психрометри, гігрометри, самописні прилади-барографи, термографи).

Атмосферне повітря практично завжди є вологим за рахунок випаровування в атмосферу води з відкритих водойм, а також внаслідок горіння органічних палив з утворенням води і т.п. Нагріте атмосферне повітря дуже часто використовується для сушіння різних матеріалів в сушильних камерах і в інших технологічних процесах. Відносний вміст водяної пари в повітрі також є однією з найважливіших складових кліматичного комфорту в житлових приміщеннях і в приміщеннях для тривалого зберігання продовольчих товарів і промислових виробів. Ці обставини визначають важливість вивчення властивостей вологого повітря і розрахунку процесів сушки.

Тут ми розглянемо термодинамічну теорію вологого повітря в основному з метою навчитися розраховувати процес сушіння вологого матеріалу, тобто навчитися розраховувати витрати повітря, який би забезпечував необхідну швидкість сушіння матеріалу при заданих параметрах сушильної установки, а також з метою розглянути питання аналізу і розрахунку установок кліматизації та кондиціонування повітря.

Водяна пара, який присутній в повітрі, може перебувати або в перегрітому стані, або в насиченому. При певних умовах водяна пара в повітрі може конденсуватися; тоді волога випадає у вигляді туману (хмари), або відбувається запотівання поверхні - випадання роси. Проте, не дивлячись на фазові переходи, що знаходиться у вологому повітрі водяна пара може з великою точністю розглядатися як ідеальний газ аж до стану сухої насиченої. Справді, наприклад, при температурі t \u003d 50 о С насичена водяна пара має тиск p s \u003d12300 Па і питомий об'єм. Маючи на увазі, що газова стала для водяної пари

тобто при цих параметрах навіть насичена водяна пара з помилкою не більше 0.6% поводиться як ідеальний газ.

Таким чином, ми будемо розглядати вологе повітря як суміш ідеальних газів з тією лише застереженням, що в станах, близьких до насичення параметри водяної пари будуть визначатися за таблицями або діаграм.

Введемо деякі поняття, що характеризують стан вологого повітря. Нехай в обсязі простору 1 м 3 знаходиться вологе повітря в рівноважному стані. Тоді кількість сухого повітря в цьому обсязі буде за визначенням щільністю сухого повітря ρ св (кг / м 3), а кількість водяної пари відповідно ρ вп (кг / м 3). Це кількість водяної пари називається абсолютноювологістю вологого повітря. Щільність вологого повітря буде, очевидно,

При цьому слід мати на увазі, що щільності сухого повітря і водяної пари повинні обчислюватися при відповідних парціальних тисках, таким чином, що

тобто ми вважаємо справедливим закон Дальтона для вологого повітря.

Якщо температура важливого повітря дорівнює t, то

Часто замість щільності водяної пари, тобто замість абсолютної вологості, вологе повітря характеризують так званим влагосодержанием d, Яке визначають як кількість водяної пари, що припадає на 1 кг сухого повітря. Для визначення вмісту вологи d виділимо у вологому повітрі певний обсяг V 1, такий щоб маса сухого повітря в ньому становила 1 кг, тобто розмірність V 1 в нашому випадку є м 3 / кг св. Тоді кількість вологи в цьому обсязі буде dкг вп / кг св. Очевидно, що вологовміст dпов'язане з абсолютною вологістю ρ вп. Справді, маса вологого повітря в обсязі V 1 дорівнює

Але оскільки обсяг V 1 ми вибрали так, щоб в ньому містився 1 кг сухого повітря, то очевидно. Друге ж доданок є за визначенням влагосодержание d, Тобто

Вважаючи сухе повітря і водяна пара ідеальними газами, отримаємо

З урахуванням знаходимо зв'язок вмісту вологи з парціальним тиском водяної пари в повітрі

Підставляючи сюди чисельні значення, маємо остаточно

Оскільки водяна пара все-таки не є ідеальним газом в тому сенсі, що його парціальний тиск і температура значно нижче критичних, вологе повітря не може містити будь-яку кількість вологи у вигляді пари. Проілюструємо це на діаграмі p-v водяної пари (див. рис. 1).

Нехай початковий стан водяної пари у вологому повітрі зображується точкою С. Якщо тепер при постійній температурі t З додавати у вологе повітря вологу у вигляді пари, наприклад, шляхом випаровування води з відкритої поверхні, то точка, яка зображує стан водяної пари, буде переміщатися уздовж ізотерми t С \u003d const вліво. Щільність водяної пари у вологому повітрі, тобто його абсолютна вологість, буде зростати. Це збільшення абсолютної вологості триватиме до тих пір, поки водяна пара при заданій температурі t З не стане сухим насиченим (стан S). Подальше збільшення абсолютної вологості при заданій температурі неможливо, так як водяна пара почне конденсуватися. Таким чином, максимальне значення абсолютної вологості при заданій температурі є щільність сухого насиченої пари при цій температурі, тобто

Ставлення абсолютної вологості при заданій температурі і максимально можливої \u200b\u200bабсолютної вологості при тій же температурі називається відносною вологістю вологого повітря, тобто за визначенням маємо

Можливий також інший варіант конденсації пари у вологому повітрі, а саме ізобарна охолодження вологого повітря. Тоді залишається постійним і парціальний тиск водяної пари в повітрі. Точка C на діаграмі p-v зміщуватиметься вліво вздовж ізобари аж до точки R. Далі почнеться випадання вологи. Така ситуація дуже часто здійснюється влітку протягом ночі при охолодженні повітря, коли на холодних поверхнях випадає роса, а в повітрі утворюється туман. З цієї причини температура в точці R, при якій починає випадати роса, називається точкою роси і позначається t R. Вона визначається як температура насичення, відповідна заданому парціальному тиску пари

Ентальпія вологого повітря в розрахунку на 1 кг сухого повітря обчислюється підсумовуванням

при цьому враховується, що ентальпії сухого повітря і водяної пари відраховуються від температури 0 ° С (точніше від температури потрійної точки води, що дорівнює 0.01 о С).

сушка - це процес видалення вологи з матеріалів.

Вологу можна видаляти механічним способом (Віджиманням, фільтруванням, центрифугуванням) або тепловим, Т. Е. Шляхом випаровування вологи і відведення утворюються пари.

По своїй фізичній суті сушка є поєднанням пов'язаних один з одним процесів тепло- і масообміну. Видалення вологи при сушінні зводиться до переміщення теплоти і вологи всередині матеріалу і їх перенесення з поверхні матеріалу в навколишнє середовище.

За способом підведення теплоти до висушують матеріалу розрізняють наступні види сушіння:

– конвективная сушка -безпосереднє зіткнення висушуваного матеріалу з сушильним агентом, в якості якого зазвичай використовують нагріте повітря або топкові гази (як правило, в суміші з повітрям);

– контактна сушка-Передача теплоти від теплоносія до матеріалу через розділяє їх стінку;

– радіаційна сушка -Передача теплоти інфрачервоними променями;

– діелектрична сушка - нагрівання в полі струмів високої частоти;

– сушка сублімації - сушка в замороженому стані при глибокому вакуумі.

Форма зв'язку вологи в матеріалі

Механізм процесу сушіння в значній мірі визначається формою зв'язку вологи з продуктом: чим міцніше цей зв'язок, тим важче протікає процес сушіння. Процес видалення вологи з продукту супроводжується порушенням її зв'язку з продуктом, на що витрачається певна енергія.

Всі форми зв'язку вологи з продуктом діляться на три великі групи: Хімічний зв'язок, фізико-хімічний зв'язок, фізико-механічний зв'язок. У процесі сушіння харчових продуктів видаляється, як правило, фізико-хімічно і фізико-механічно зв'язана волога.

Хімічно зв'язана вода утримується найбільш міцно і при нагріванні матеріалу до 120 ... 150 ° С не видаляється. Хімічно зв'язана волога найбільш міцно з'єднана з продуктом і може бути видаляється лише при нагріванні матеріалу до високих температур або в результаті проведення хімічної реакції. Ця волога не може бути видалена з продукту при сушінні.

Фізико-механічна пов'язана волога - це рідина, що знаходиться в капілярах, і рідина змочування.

Волога в капілярах підрозділяється на вологу макрокапилляров і мікрокапілярів. Макрокапилляров заповнюються вологою при безпосередньому зіткненні її з матеріалом. У мікрокапіляри волога надходить як при безпосередньому зіткненні, так і в результаті поглинання її з навколишнього середовища.

Фізико-хімічний зв'язок об'єднує два види вологи: адсорбционно і осмотически пов'язану вологу. Адсорбційна волога надійно тримається на поверхні і в порах тіла. осмотично зв'язана волога, Звана також вологою набухання, знаходиться всередині клітин матеріалу і утримується осмотическими силами. адсорбційна волога вимагає для свого видалення значно більших витрат енергії, ніж волога набрякання.

Основні параметри вологого повітря

При конвективного сушіння теплоносій (сушильний агент) передає продукту теплоту і забирає вологу, що випаровується з продукту. Таким чином, сушильний агент грає роль тепло- і влагоносітеля. Стан вологого повітря характеризується наступними параметрами: барометричний тиск і парціальний тиск пара, абсолютна і відносна вологість, вологовміст, щільність, питомий об'єм, температура і ентальпія. Знаючи три параметра вологого повітря, можна знайти все решта.

Абсолютною важливістю повітря називається маса водяної пари, що знаходиться в 1 м 3 вологого повітря (кг / м 3).

Відносною вологістю повітря , Тобто ступенем насичення повітря  , Називається відношення абсолютної вологості до максимально можливої \u200b\u200bмасі водяної пари (
), Яка може міститися в 1 м 3 вологого повітря при тих же умовах (температура і барометричний тиск),

, Т. Е.
100. (1)

Маса водяної пари, кг, що міститься у вологому повітрі і що припадає на 1 кг абсолютно сухого повітря, називається змістом вологи повітря:

, (2)

ентальпія I вологого повітря відноситься до 1 кг абсолютно сухого повітря і визначається при даній температурі повітря t ° С як сума ентальпій абсолютно сухого повітря
і водяної пари
(Дж / кг сухого повітря):

, (3)

де з с.в - середня питома теплоємність абсолютно сухого повітря, Дж / (кгК); i n - ентальпія водяної пари, кДж / кг.

I  d -діаграмма вологого повітря. Основні властивості вологого повітря можна визначати за допомогою I x-діаграмми, вперше розробленої Л.К. Рамзіна в 1918 р Діаграма I-х (Рис. 1) побудована для постійного тиску Р\u003d 745мм рт. ст. (Близько 99 кН / м 2).

На вертикальній осі ординат відкладена в певному масштабі ентальпія I, А на осі абсцис - вологовміст d. Вісь абсцис розташована під кутом 135 до осі ординат (для збільшення робочої частини поля діаграми і зручності розвороту кривих  \u003d Const).

На діаграмі нанесені лінії:

постійного вологовмісту (d \u003d Соnst) - вертикальні прямі, паралельні осі ординат;

постійній ентальпії ( I \u003d Const) - прямі, паралельні осі абсцис, т. Е. Що йдуть під кутом 135 ° до горизонту;

постійних температур, або ізотерми (t \u003d Const);

постійній відносній вологості (  \u003d Const);

парціальних тисків водяної пари р п у вологому повітрі, значення яких відкладені в масштабі на правій осі ординат діаграми.

Мал. 1. I–d-діаграма

В атмосферному повітрі завжди міститься та чи інша кількість вологи у вигляді водяної пари. Така суміш сухого повітря з водяною парою називається вологим повітрям. Крім водяної пари, вологе повітря може містити дрібні крапельки води (у вигляді туману) або кристали льоду (сніг, крижаний туман). Водяна пара у вологому повітрі може бути в насиченому або перегрітому стані. Суміш сухого повітря і водяної пари називають насиченим вологим повітрям. Суміш сухого повітря і перегрітої водяної пари називають ненасиченим вологим повітрям. При невисоких (близьких до атмосферного) тиску, з достатньою для технічних розрахунків точністю, можна розглядати і сухе повітря, і водяна пара як ідеальні гази. При розрахунках процесів з вологим повітрям зазвичай розглядається 1 кг сухого повітря. Змінною величиною є кількість міститься в суміші пара. Тому всі удільні величини, що характеризують вологе повітря, відносяться до 1 кг сухого повітря (а не до суміші).

Термодинамічні властивості вологого повітря характеризуються такими параметрами стану: температурою сухого термометра t с; влагосодержанием d, ентальпії I, відносною вологістю φ. Крім того, в розрахунках використовують і інші параметри: температуру мокрого термометра t м, температуру точки роси t р, щільність повітря ρ, абсолютну вологість е, парціальний тиск водяної пари р п.

температура -термодинамічна величина, яка визначає ступінь нагретости тіла. В даний час застосовують різні температурні шкали: Цельсія (t, ºС), Кельвіна (T, К), Фаренгейта (f, ºF) і ін. Співвідношення між показаннями за цими шкалами визначаються за наступними рівняннями:

T К \u003d t ºС +273,

t ºС \u003d 5/9 (f ºF - 32),

f ºF \u003d 9/5 t ºС +32.

тиск атмосферного повітря р б (Па) дорівнює сумі парціальних тисків сухого повітря р с.в і водяної пари р п (закон Дальтона):

р б \u003d р с.в + р п. (1)

Парціальний тиск водяної пари, що знаходиться в атмосферному повітрі, визначають за формулою:

р п \u003d φ · р н, (2)

де φ - відносна вологість повітря,%; · р н - тиск насичення, визначається за таблицями насиченої водяної пари при відповідній температурі, Па.

густина атмосферного повітря дорівнює сумі густин сухого повітря і водяної пари:

ρ \u003d ρ с.в + ρ п. (3)

Застосовуючи рівняння стану ідеального газу:, отримаємо:

(4)

де R с.в \u003d 287 Дж / (кг · К) - питома газова стала сухого повітря;

R п \u003d 463 Дж / (кг · К) - питома газова стала водяної пари.

При атмосферному тиску р б \u003d 101,325 кПа щільність сухого повітря дорівнює:

. (5)

При t \u003d 0 ºС і р б \u003d 101,325 кПа щільність сухого повітря ρ с.в \u003d 1,293 кг / м 3.

Щільність атмосферного повітря дорівнює:

. (6)

З рівняння (6) видно, що атмосферне (вологий) повітря легше сухого повітря при тих же температурах і тисках, а збільшення вмісту водяної пари в повітрі зменшує його щільність. Так як відмінність в значеннях ρ с.в і ρ незначно, то в практичних розрахунках приймають ρ ≈ ρ С.В.

Вологість.Розрізняють абсолютну вологість, вологовміст і відносну вологість.

абсолютна вологість е - це маса водяної пари (кг), що міститься в 1 м 3 вологого повітря. Абсолютна вологість може бути виражена у вигляді щільності пара в суміші при своєму парціальному тиску і температурі суміші і визначається за формулою:

. (7)

Максимально можлива абсолютна вологість відповідає стану насичення і називається влагоемкостью.

Використовуючи рівняння стану ідеального газу, отримаємо:

Відносна вологість повітря φ дорівнює відношенню абсолютної вологості повітря ρ п до максимально можливої \u200b\u200bабсолютної вологості ρ н (влагоемкости) при даній температурі. Вона показує ступінь насиченості повітря водяними парами по відношенню до стану повного насичення. Для ідеальних газів відношення щільності можна замінити відношенням парціальних тисків компонентів.

Відносна вологість визначається за формулою:

. (10)

при φ< 100% воздух ненасыщенный, при φ = 100% воздух полностью насыщен водяными парами, и его называют насыщенным.

Ступінь насичення повітря Ψ є ставлення вологовмісту ненасиченого і насиченого повітря і визначається за формулою:

. (11)

теплоємністьвологого повітря зазвичай відноситься до (1 + d) кг вологого повітря і визначається за формулою:

з в \u003d з с.в + d · з п, (12)

де з с.в і з п - питома теплоємність при постійному тиску відповідно сухого повітря і водяної пари, кДж / (кг · К).

Для інтервалу температур від мінус 50 ° С до 50 ° С питомі теплоємності сухого повітря і пара можна вважати постійними: з с.в \u003d 1,006 кДж / (кг · К), з п \u003d 1,86 кДж / (кг · К).

ентальпія вологого повітря визначається як ентальпія газової суміші, що складається з 1 кг сухого повітря і d кг водяної пари, і визначається за формулою:

I \u003d i с.в + d · i п (13)

де i с.в - питома ентальпія сухого повітря, кДж / кг; i п - питома ентальпія водяної пари, що міститься у вологому повітрі кДж / кг.

Ентальпії сухого повітря і водяної пари визначаються за формулами:

i с.в \u003d з с.в · t \u003d 1,006 · t, (14)

i п \u003d r + з п · t. (15)

де r - прихована теплота пароутворення при парціальному тиску водяної пари в суміші, кДж / кг.

Прихована теплота пароутворення r для значень t Н від 0 ° С до 100 ° С може бути виражена формулою:

r \u003d 2500 - 2,3 t н.

При розрахунку ентальпії сумішей завжди дуже важливо мати один і той же початок відліку ентальпій кожного компонента. За початок відліку візьмемо ентальпію при t \u003d 0 ºС і d \u003d 0. Для атмосферного повітря ентальпія визначає кількість теплоти, яке потрібно підвести до повітря, суха частина якого має масу 1 кг, щоб змінити його стан від початкового (I \u003d 0 кДж / кг ) до даного. Ентальпія може бути позитивною і негативною.

Підстановка отриманих співвідношень в формулу (13) приводить її до виду:

Температура точки роси t р - це температура повітря, до якої необхідно охолодити ненасичений вологе повітря, щоб міститься в ньому перегрітий пар став насиченим. При подальшому охолодженні вологого повітря (нижче температури точки роси) відбувається конденсація водяної пари.

Температура мокрого термометра. Для вимірювання вологості часто застосовують прилад, званий психрометром. Він складається з двох термометрів - сухого і мокрого. Мокрий термометр відрізняється тим, що чутливий елемент обгорнутий тканиною, змоченою водою. Сухий термометр показує температуру вологого повітря, його свідчення називають температурою сухого термометраt с. Мокрий термометр показує температуру води, що міститься в мокрої тканини. При обдувании мокрого термометра повітрям відбувається випаровування води з поверхні мокрої тканини. Оскільки на випаровування вологи витрачається теплота пароутворення, температура вологої тканини буде знижуватися, тому такий термометр завжди показує більш низьку температуру, Ніж сухий термометр. При наявності різниці температур між повітрям і водою виникає тепловий потік від повітря до води. Коли теплота, одержувана водою від повітря, стає рівною теплоті, що витрачається на випаровування, збільшення температури води припиняється. Цю рівноважну температуру називають температурою мокрого термометраt м . Якщо в деякий об'єм повітря надходить вода при температурі t м, то за рахунок випаровування частини цієї води через деякий час повітря стає насиченим. Такий процес насичення називається адіабатних. При цих умовах вся теплота, що підводиться від повітря до води, витрачається тільки на випаровування, а потім знову повертається з парою назад в повітря.

I-d діаграма вологого повітря

Діаграма вологого повітря дає графічне представлення про зв'язок параметрів вологого повітря і є основною для визначення параметрів стану повітря і розрахунку процесів обробки їх.

В I-d діаграмі (Рис. 2) по осі абсцис відкладається влагосодержание d г / кг сухого повітря, а по осі ординат - ентальпія I вологого повітря. На діаграмі нанесені вертикальні прямі постійного вологовмісту (d \u003d const). За початок відліку прийнята точка О, в якій t \u003d 0 ° С, d \u003d 0 г / кг і, отже, I \u003d 0 кДж / кг. При побудові діаграми використана Косокутна система координат для збільшення області ненасиченого повітря. Кут між напрямком осей 135 ° або 150 °. Для зручності користування під кутом 90º до осі ентальпій проводять умовну вісь вологовмісту. Діаграма будується для постійного барометричного тиску. Користуються I-d діаграмами, побудованими для атмосферного тиску р б \u003d 99,3 кПа (745 мм.рт.ст) і атмосферного тиску р б \u003d 101,3 кПа (760 мм.рт.ст).

На діаграму нанесені ізотерми (t з \u003d const) і криві відносної вологості (φ \u003d const). Рівняння (16) показує, що ізотерми в I-d діаграмі - прямі лінії. Все поле діаграми лінією φ \u003d 100% розділене на дві частини. Вище цієї лінії розташована область ненасиченого повітря. На лінії φ \u003d 100% перебувають параметри насиченого повітря. Нижче цієї лінії розташовуються параметри стану насиченого повітря, що містить зважену крапельну вологу (туман).

Для зручності роботи в нижній частині діаграми будується залежність, наносять лінію парціального тиску водяної пари р п від вмісту вологи d. Шкала тисків розташовується з правого боку діаграми. Кожна точка на I-d діаграмі відповідає певному стану вологого повітря.

Визначення параметрів вологого повітря по I-d діаграмі.Метод визначення параметрів показаний на рис. 2. Положення точки А визначається двома параметрами, наприклад, температурою t А і відносною вологістю φ А. Графічно визначаємо: температуру сухого термометра t с, вміст вологи d А, ентальпію I А. Температура точки роси t р визначається як температура точки перетину лінії d А \u003d const з лінією φ \u003d 100% (точка Р). Параметри повітря в стані повного насичення вологою визначаються на перетині ізотерми t А з лінією φ \u003d 100% (точка Н).

Процес зволоження повітря без підведення і відведення теплоти буде проходити при постійній ентальпії I А \u003d const ( процес А-М). На перетину лінії I А \u003d const з лінією φ \u003d 100% (точка М) знаходимо температуру мокрого термометра t м (лінія постійної ентальпії практично збігається з ізотермою
t м \u003d const). У ненасиченому вологому повітрі температура мокрого термометра менше температури сухого термометра.

Парціальний тиск водяної пари p П знаходимо, провівши з точки А лінію d А \u003d const до перетину з лінією парціального тиску.

Різниця температур t з - t м \u003d Δt пс називається психрометричні, а різниця температур t з - t р гігрометріческой.