- •3. Воздух и его параметры
- •3.1. Основные параметры влажного воздуха
- •3.1.1. Плотность
- •3.1.2. Теплоемкость
- •3.1.3. Температура
- •3.1.4. Влагосодержание
- •3.1.5. Парциальное давление водяного пара
- •3.1.6. Относительная влажность
- •3.1.7. Температура точки росы
- •3.1.8. Энтальпия (теплосодержание)
- •3.1.9. Температура по мокрому термометру
- •3.3. Определение параметров влажного воздуха на I-d диаграмме.
3.1.1. Плотность
Плотностью называется масса вещества в единице объема. Единица измерения плотности кг/м3. Плотность газов зависит от молекулярной массы, давления и температуры. Средняя молекулярная масса сухого воздуха равна 29, а молекулярная масса водяного пара – 18. Плотность всех газов уменьшается с повышением температуры, так как при нагревании при постоянном давлении они расширяются. Для сухого воздуха при 20 °С плотность равна 1,2 кг/м3. При других значениях температуры ее можно вычислить по формуле
ρt = 353 / (273 + t)
Плотность водяного пара может быть определена по формуле
ρt = 219 / (273 + t)
Плотность влажного воздуха меньше плотности сухого воздуха, так как водяной пар имеет меньшую молекулярную массу, чем сухой воздух. Однако учитывая, что количество водяных паров в воздухе относительно невелико, уменьшением плотности в практических расчетах можно смело пренебречь. Так, при температуре воздуха 20 °С в воздухе может находиться около 14 г влаги на 1 кг сухого воздуха, что даст при вычислении плотности погрешность не более 0,7%.
3.1.2. Теплоемкость
Теплоемкостью называется количество теплоты, требуемое для нагрева 1 кг вещества на 1 °С. Теплоемкость сухого воздуха при постоянном давлении равна 1,005 кДж/(кг °С). Теплоемкость водяных паров равна 1,8 кДж/(кг °С). Точно также, как и с плотностью, в практических расчетах пренебрегают изменением теплоемкости влажного воздуха, связанным с наличием в воздухе водяных паров, и считают теплоемкость влажного воздуха равной теплоемкости сухого воздуха, то есть 1,005. более того, в прикидочных расчетах можно принимать с = 1, что даст ошибку 0,5% в сторону уменьшения результата вычислений. Учитывая значительно более низкую точность расчетов в вентиляции, связанную с неопределенностью многих исходных данных, а также тот факт, что любое оборудование подбирается с запасом, погрешность самих вычислений в 0,5% вполне допустима.
3.1.3. Температура
Температура является мерой нагретости тела. В вентиляции температуру воздуха обычно указывают по стоградусной шкале, называемую в разговорной речи шкалой Цельсия. Абсолютные температуры по шкале Кельвина не нашли применения в вентиляции. В стоградусной шкале за 0 принята температура таяния льда. Температура кипения чистой воды при нормальном атмосферном давлении соответствует 100 °С. В вентиляционной практике приходится иметь дело как с положительными, так и отрицательными значениями температур.
3.1.4. Влагосодержание
Влагосодержанием влажного воздуха называется количество водяных паров в граммах, приходящееся на каждый килограмм сухой части воздуха. Влагосодержание обозначается буквой d, а единица измерения г/кг.с.в.
Количество влаги, которое может максимально содержаться в воздухе при атмосферном давлении, сильно зависит от его температуры, значительно возрастая при ее повышении, как показано ниже в таблице.
Температура, °С |
-20 |
-10 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
Макс. влагосодержание, г/кг.с.в. |
0,77 |
1,79 |
3,8 |
7,63 |
14,7 |
27,3 |
48,9 |
86,3 |
152,0 |
