20.Термодинамические характеристики и физико-математическое описание процессов влажного воздуха

Практически все процессы вентиляции и кондиционирования связаны с атмосферным воздухом, который является влажным воздухом, т. к. в атмосферном воздухе всегда присутствуют водяные пары. Сумма парциальных давлений газовых компонентов смеси равна полному давлению смеси (закон Дальтона):Р = Р₁ + Р₂ + ... + Р_i=Р_i.Температуры водяного пара и сухого воздуха одинаковы и равнытемпературе влажноговоздуха. Компонентывлажного воздуха занимают объем, равный объему всей смеси. Парциальное давление каждого компонента смеси определяется уравнением Клапейрона р_i = m_i R_i T / V, где m_i – масса i-того газа; R_i – газовая постоянная i-того газа; Т – температура газа; V – объем газа.Влажный воздух называется ненасыщенным, если его температура больше температуры насыщенного пара, соответствующей парциальному давлению водяных паров. При этом пар во влажном воздухе перегретый.Относительной влажностью воздуха называется отношение его абсолютной влажности при данной температуре и парциальном давлении пара (Т и Р_п) к максимально возможной абсолютной влажности при той же температуре и давлении насыщения Р_н.

Относительная влажность выражается в процентах:  = _п / _н 100% = Р_п / Р_н 100%,

При обработке влажного воздуха в аппаратах изменяется количество водяных паров, содержащихся в воздухе, а содержание сухого воздуха остается постоянным. Поэтому удобно использовать единицу измерения, выражающую отношение переменного количества влаги к постоянной массе сухого воздуха.

Влагосодержанием называется масса водяного пара, приходящаяся на 1 кг сухого воздуха:d = m_п / m_с.в = _п 10³ / _с.в = _п р_п / (_св р_св), г / кг сух.. возд.Из уравнения состояния для каждого компонента газовой смеси, получим:.m_п / m_св = Р_п R_св / (R_п Р_св) = _п Р_п / (_св(Р_в - Р_п)) =18 Р_п / (29(Р_в - Р_п)), т. к. Р_св = Р_в - Р_п,, то d = 0,622 Р_п / (Р_в - Р_п).Используя уравнения _в = _св + _п, получаем: _в = _св (1 + d / 1000) .Удельную теплоемкость влажного воздуха относят к единице массы сухой части воздуха:.с_в = с_св + с_п d/1000 = 1,005 + 1,8068 d*10 ^-3.

21. I-d диаграмма влажного воздуха. Для практических расчетов процессов и состояния влажного воздуха используется I-d – диаграмма влажного воздуха, предложенная Л. К. Рамзиным. Диаграмма построена в косоугольной системе координат для увеличения полезной части диаграммы. Энтальпия влажного воздуха в начальном состоянии будет равна:I₁ = 1,005 t₁ + 2500 d₁ *10^-3+ 1,8068 t₁ d₁ *10^-3,а в конечном насыщенном состоянии (при  = 100%).I₂ = 1,005 t_м + 2500 d_н*10^-3+ 1,8068 t_м d_н *10^-3 = I₁ + (d_н -d₁) t_м c*10^-3.Так как I₂ отличается от I₁ на величину начальной энтальпии испарившейся воды, имеющей малую величину, то с достаточной точностью можно считать процесс адиабатическим, т. е. I₂I₁. В нижней свободной части диаграммы нанесена линия зависимости Р_п=f(d), позволяющая определять парциальное давление водяных паров.Используя диаграмму, можно выполнять следующие определения:– по заданному на диаграмме положению точки состояния влажного воздуха определять все параметры состояния;– по заданным двум любым параметрам состояния определить положение на диаграмме точки, определяющей состояние влажного воздуха и значения недостающих параметров;– по заданным условиям построить и рассчитать любой процесс с влажным воздухом.

22. ε называется тепловлажностным отношением или лучом процесса (кДж/кг) и характеризует количество теплоты, подведенной (отведенной) к 1 кг воздуха и приходящейся на 1 кг подведенной (отведенной) влаги. С геометрической точки зрения ε характеризует угол наклона линии процесса изменения состояния. Характер изменения состояния воздуха определяется численным значением и знаком тепловлажностного коэффициента и позволяет количественно оценить процессы изменения состояния воздуха в кондиционируемых помещениях. Значения ε изменяются от – ∞ до + ∞ и нанесены на полях I-d диаграммы. При проведении линии через точку О (начало координат) и конец луча процесса, указанного на полях диаграммы, получают луч с заданным к оэффициентом ε

23. Турбулентность, явление, наблюдаемое во многих течениях жидкостей и газов и заключающееся в том, что в этих течениях образуются многочисленные вихри различных размеров, вследствие чего их гидродинамические и термодинамические характеристики (скорость, температура, давление, плотность) испытывают хаотические флуктуации и потому изменяются от точки к точке и во времени нерегулярно. Благодаря большой интенсивности турбулентного перемешивания турбулентные течения обладают повышенной способностью к передаче количества движения , передаче тепла, ускоренному распространению химических реакций (в частности, горения), способностью нести и передавать взвешенные частицы, рассеивать звуковые и электромагнитные волны и создавать флуктуации их амплитуд и фаз, а в случае электропроводной жидкости — генерировать флуктуирующее магнитное поле и т.д.

24.Основные принципы организации воздухообмена в помещении.Вентилирование помещений любого назначенияпредставляет со­бой процесс переноса определенных объемов воздуха, вытекающего из приточных отверстий. распределении приточного воздуха в вентилируемом помеще­нии необходимо учитывать все особенности распространения приточ­ных струй, с тем чтобы в рабочей или обслуживаемой зоне помещения обеспечить требуемые параметры воздуха: температуру, подвижность и допустимые концентрации вредных выделений (включая влажность). Струей называют поток жидкости или газа с конечными попереч­ными размерами. В зависимости от гидродинамического режима струи могут быть ламинарными и турбулентными. Приточные вентиляционные струи всегда турбулентны. Основные принципы 1) местная вытяжная вентиляция должна локализовать вредные выделения в местах их образования, предотвращая распространение их по помещению; 2) приточный воздух необходимо подавать так, чтобы он, поступая в зону дыхания людей (обслуживаемую зону помещения), был чистым и имел температуру и скорость движения в соответствии с требованиями санитарных норм; 3) общеобменная вентиляция должна разбавлять и удалять вредные выделения, поступающие в помещение, обеспечивая в обслуживаемой зоне допустимые значения параметров — температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха и концентрации вредных веществ в нем; 4) объемы приточного и вытяжного воздуха должны исключать с учетом воздушного режима здания перетекание загрязненного воздуха из помещений с выделением вредных веществ в другие помещения.Выбор воздухораспределительных устройств и места расположения их в помещении зависит от назначения и габаритных размеров помещения, сочетания видов вредных выделений, требований, предъявляемых к воздушной среде, размещения в объеме помещения оборудования и рабочих мест и других условий. При этом следует учитывать конструктивное строительное решение здания. Правильное решение вентиляции определяет удобство монтажа и эксплуатации систем вентиляции, доступность системы для ремонта, хороший внешний вид помещения и, главное, высокую эффективность воздухообмена. Решение вопроса подачи и удаления воздуха зависит от конкретных условий.

25. Аэродинамические характеристики здания..Природно-климатические условия оказывают существенное влияние на микроклимат жилых зданий, определяют экономическую целесообразность тех или иных способов его регулирования. Выбор и расчет ограждающих конструкций зависит от внешних климатических воздействий. Одним из внешних факторов является ветер, который способствует проветриванию помещений, увеличивает теплопотери зданий, изменяет тепловой режим ограждений.Отсюда вытекает задача исследования влияния ветра на постройки. Актуальность проблемы связана с развитием жилищного строительства в районах, характеризуемых сильными ветрами (Крайний Север, Дальний Восток, Казахстан), внедрением в практику градостроительства новых прогрессивных приемов свободной планировки и развитием полносборного домостроения.Рассмотрим сначала аэродинамическую характеристику незащищенного здания. Как обычно, действие ветра будем определять в долях скоростного напора ветрового потока:p = k(rv²)/2 где k – аэродинамический коэффициент;v – расчетная скорость ветра;r – плотность воздуха.При направлении воздушного потока вдоль продольной оси здания (a = 0°) аэродинамические коэффициенты зависят в основном от относительного расстояния между данным сечением, перпендикулярным скорости ветра, и передней торцевой стеной здания. (4)где y – расстояние данного сечения от передней торцевой стены.Н-высота сданияПри других направлениях ветра может быть применена формула Э. И. Реттера [1].k_a = k₀cos²a + k₉₀sin²a, (где k₀ и k₉₀ – аэродинамические коэффициенты для рассматриваемой поверхности при направлении воздушного потока a = 0° и a = 90°.Формула применима в пределах 0° ≤ a ≤ 90° для наветренных поверхностей здания.

26. Естественный перенос воздуха в здании осуществляется под действием разности давлений внутреннего и наружного воздуха, возникающей вследствие перепада температур и (или) под действием ветра.

В жилищном строительстве действует следующая схема вентиляции квартир: отработанный воздух удаляется непосредственно из зоны его наибольшего загрязнения, т.е. из кухни и санитарных помещений, посредством естественной вытяжной канальной вентиляции. Его замещение происходит за счет воздуха с улицы, поступающего через неплотные притворы окон всех помещений квартиры. Таким обеспечивается воздухообмен.