Atmosfer havası demək olar ki, həmişə rütubətli olur, suyun açıq su anbarlarından atmosferə buxarlanması, həmçinin üzvi yanacaqların su əmələ gəlməsi ilə yanması və s. qızdırılmış atmosfer havasıçox tez-tez qurutma üçün istifadə olunur müxtəlif materiallar V qurutma kameraları və başqalarında texnoloji proseslər. Havadakı su buxarının nisbi tərkibi də yaşayış yerlərində və qida məhsulları və sənaye məhsullarının uzunmüddətli saxlanması üçün otaqlarda iqlim rahatlığının ən vacib komponentlərindən biridir. Bu hallar xassələrin öyrənilməsinin vacibliyini müəyyən edir rütubətli hava və qurutma proseslərinin hesablanması.
Burada rütubətli havanın termodinamik nəzəriyyəsini nəzərdən keçirəcəyik, əsasən nəm materialın qurutma prosesinin hesablanmasını öyrənmək məqsədi ilə, yəni. qurutma qurğusunun verilmiş parametrləri üçün materialın tələb olunan qurutma sürətini təmin edəcək hava axını sürətinin hesablanmasını öyrənmək, həmçinin kondisioner və kondisioner qurğularının təhlili və hesablanması məsələlərini nəzərdən keçirmək.
Havada mövcud olan su buxarı həddindən artıq qızdırılmış və ya doymuş ola bilər. Müəyyən şəraitdə havadakı su buxarı kondensasiya oluna bilər; sonra rütubət duman (bulud) şəklində düşür və ya səth dumanlanır - şeh düşür. Buna baxmayaraq, faza keçidlərinə baxmayaraq, nəmli havadakı su buxarı quru doymuş vəziyyətə qədər ideal qaz kimi böyük dəqiqliklə qəbul edilə bilər. Həqiqətən, məsələn, bir temperaturda t\u003d 50 ° C doymuş su buxarının təzyiqi var ps = 12300 Pa və xüsusi həcm. Nəzərə alsaq ki, qaz su buxarı üçün sabitdir
olanlar. bu parametrlərlə hətta 0,6% -dən çox olmayan bir səhv ilə doymuş su buxarı da ideal qaz kimi davranır.
Beləliklə, biz nəmli havanı ideal qazların qarışığı kimi nəzərdən keçirəcəyik ki, doymaya yaxın olan dövlətlərdə su buxarının parametrləri cədvəllərdən və ya diaqramlardan müəyyən ediləcək yeganə xəbərdarlıqdır.
Rütubətli havanın vəziyyətini xarakterizə edən bəzi anlayışları təqdim edək. 1 m 3 məkanın həcmində tarazlıq vəziyyətində nəmli hava olsun. Sonra bu həcmdəki quru havanın miqdarı, tərifə görə, quru havanın sıxlığı ρ sv (kq / m 3) və su buxarının miqdarı, müvafiq olaraq, ρ VP (kq / m 3) olacaqdır. Bu miqdarda su buxarı deyilir mütləq rütubət rütubətli hava. Nəmli havanın sıxlığı açıq şəkildə olacaq
Bu zaman nəzərə almaq lazımdır ki, quru havanın və su buxarının sıxlıqları müvafiq qismən təzyiqlərdə elə hesablanmalıdır ki,
olanlar. biz Dalton qanununu rütubətli hava üçün etibarlı hesab edirik.
Əhəmiyyətli olan havanın temperaturu isə t, Bu
Tez-tez su buxarının sıxlığı əvəzinə, yəni. mütləq rütubət əvəzinə rütubətli hava sözdə xarakterizə olunur nəm miqdarı d, 1 kq quru havaya düşən su buxarının miqdarı kimi müəyyən edilir. Nəm miqdarını təyin etmək üçün d rütubətli havada müəyyən bir həcm ayırın V 1, belə ki, içindəki quru havanın kütləsi 1 kq, yəni. ölçü V 1 bizim vəziyyətimizdə m 3 / kq St var. Sonra bu həcmdə nəm miqdarı olacaq d kq VP / kq St. Nəm məzmununun olduğu aydındır d mütləq rütubətlə əlaqəli ρ vp. Əslində, həcmdə nəmli hava kütləsi V 1 bərabərdir
Amma həcmi ildən V 1 seçdik ki, tərkibində 1 kq quru hava olsun, sonra açıq-aydın . İkinci termin, tərifinə görə, rütubətdir d, yəni.
Quru hava və su buxarını ideal qazlar hesab etsək, əldə edirik
Nəzərə alsaq, havadakı rütubətlə su buxarının qismən təzyiqi arasındakı əlaqəni tapırıq
Burada ədədi dəyərləri əvəz edərək nəhayət əldə etdik
Su buxarı hələ də onun qismən təzyiqi və temperaturu kritik təzyiqlərdən çox aşağı olması mənasında ideal qaz olmadığı üçün rütubətli havada buxar şəklində ixtiyari miqdarda nəm ola bilməz. Bunu diaqramla təsvir edək. p–v su buxarı (şək. 1-ə baxın).
Nəmli havada su buxarının ilkin vəziyyəti C nöqtəsi ilə göstərilsin. Əgər indi sabit temperaturda t Nəmli havaya buxar şəklində nəmin əlavə edilməsi ilə, məsələn, suyun açıq səthdən buxarlanması ilə, su buxarının vəziyyətini təmsil edən nöqtə izoterm boyunca hərəkət edəcəkdir. t C = const sola. Nəmli havada su buxarının sıxlığı, yəni. onun mütləq rütubəti artacaq. Mütləq rütubətdə bu artım müəyyən bir temperaturda su buxarına qədər davam edəcəkdir t C quru doymuş olmayacaq (S vəziyyəti). Müəyyən bir temperaturda mütləq rütubətin daha da artması mümkün deyil, çünki su buxarı kondensasiya etməyə başlayacaq. Beləliklə, müəyyən bir temperaturda mütləq rütubətin maksimum dəyəri bu temperaturda quru doymuş buxarın sıxlığıdır, yəni.
Müəyyən bir temperaturda mütləq rütubətin və eyni temperaturda mümkün olan maksimum mütləq rütubətin nisbəti nəmli havanın nisbi rütubəti adlanır, yəni. tərifinə görə bizdə var
Rütubətli havada buxar kondensasiyasının başqa bir variantı da mümkündür, yəni rütubətli havanın izobarik soyudulması. Sonra havadakı su buxarının qismən təzyiqi sabit qalır. Diaqramda C nöqtəsi p–v izobar boyunca R nöqtəsinə qədər sola sürüşəcək. Bundan əlavə, nəmlik düşməyə başlayacaq. Bu vəziyyət çox vaxt yayda gecə havanın soyuduğu, şehin soyuq səthlərə düşdüyü və havada duman əmələ gəldiyi zaman baş verir. Bu səbəbdən şehin düşməyə başladığı R nöqtəsindəki temperatur şeh nöqtəsi adlanır və işarələnir. t R. Verilmiş qismən buxar təzyiqinə uyğun doyma temperaturu kimi müəyyən edilir
1 kq quru havaya düşən nəm havanın entalpiyası cəmlə hesablanır
quru havanın və su buxarının entalpiyalarının 0 ° C temperaturdan (daha doğrusu, suyun üçqat nöqtəsinin temperaturundan, 0,01 ° C-yə bərabər) ölçüldüyü nəzərə alınır.
Atmosfer havası həmişə su buxarı şəklində müəyyən miqdarda nəm ehtiva edir. Quru hava ilə su buxarının bu qarışığı nəmli hava adlanır. Su buxarına əlavə olaraq, rütubətli havada kiçik su damcıları (duman şəklində) və ya buz kristalları (qar, buz dumanı) ola bilər. Nəmli havada su buxarı doymuş və ya həddindən artıq qızdırıla bilər. Quru hava ilə doymuş su buxarının qarışığı deyilir zəngin nəmli hava. Quru hava və həddindən artıq qızdırılan su buxarının qarışığı adlanır doymamış nəmli hava. Aşağı (atmosferə yaxın) təzyiqlərdə texniki hesablamalar üçün kifayət qədər dəqiqliklə həm quru hava, həm də su buxarı ideal qazlar hesab edilə bilər. Nəmli hava ilə prosesləri hesablayarkən adətən 1 kq quru hava nəzərə alınır. Dəyişən qarışıqda olan buxarın miqdarıdır. Buna görə, nəmli havanı xarakterizə edən bütün xüsusi dəyərlər 1 kq quru havaya (qarışığa deyil) aiddir.
Rütubətli havanın termodinamik xassələri aşağıdakı dövlət parametrləri ilə xarakterizə olunur: quru lampanın temperaturu t s; rütubətin miqdarı d, entalpiya I, nisbi rütubət φ. Bundan əlavə, hesablamalarda digər parametrlərdən də istifadə olunur: yaş termometr temperaturu t m, şeh nöqtəsi temperaturu t p, hava sıxlığı ρ, mütləq rütubət e, su buxarının qismən təzyiqi p p.
Temperatur - bədənin istilik dərəcəsini təyin edən termodinamik kəmiyyət. Hazırda müxtəlif temperatur şkalalarından istifadə olunur: Selsi (t, ºС), Kelvin (T, K), Farenheit (f, ºF) və s. Bu şkalalarda oxunuşlar arasındakı nisbətlər aşağıdakı tənliklərlə müəyyən edilir:
T K \u003d t ºС +273,
t ºС \u003d 5/9 (f ºF - 32),
f ºF = 9/5 t ºС +32.
Təzyiq atmosfer havası p b (Pa) quru hava p s.v və su buxarının p p qismən təzyiqlərinin cəminə bərabərdir (Dalton qanunu):
r b = r s.v + r p.(1)
Atmosfer havasında su buxarının qismən təzyiqi düsturla müəyyən edilir:
r p = φ r n, (2)
harada φ - nisbi rütubət hava,%;r n - müvafiq temperaturda doymuş su buxarının cədvəllərindən müəyyən edilən doyma təzyiqi, Pa.
Sıxlıq atmosfer havası quru hava və su buxarının sıxlıqlarının cəminə bərabərdir:
ρ = ρ s.v + ρ səh (3)
Vəziyyət tənliyinin tətbiqi ideal qaz: , alırıq:
(4)
burada R d.w. = 287 J/(kq K) − quru havanın xüsusi qaz sabiti;
R p \u003d 463 J / (kq K) - su buxarının xüsusi qaz sabiti.
Atmosfer təzyiqində p b \u003d 101,325 kPa, quru havanın sıxlığı:
. (5)
T \u003d 0 ºС və p b \u003d 101,325 kPa-da quru havanın sıxlığı ρ w.v \u003d 1,293 kq / m3.
Atmosfer havasının sıxlığı:
. (6)
Tənlik (6) göstərir ki, atmosfer (nəmli) hava eyni temperatur və təzyiqlərdə quru havadan yüngüldür və havada su buxarının miqdarının artması onun sıxlığını azaldır. ρ r.v. və ρ dəyərlərindəki fərq əhəmiyyətsiz olduğundan, praktiki hesablamalarda ρ ≈ ρ r.v.
Rütubət. Mütləq rütubəti, rütubəti və nisbi rütubəti fərqləndirin.
Mütləq rütubət e - 1 m 3 nəmli havada olan su buxarının kütləsi (kq). Mütləq rütubət qarışıqdakı buxarın qismən təzyiqində və qarışığın temperaturunda sıxlığı kimi ifadə edilə bilər və düsturla müəyyən edilir:
. (7)
Maksimum mümkün mütləq rütubət doyma vəziyyətinə uyğundur və deyilir nəm tutumu.
İdeal qaz üçün vəziyyət tənliyindən istifadə edərək, əldə edirik:
Nisbi rütubətφ havanın mütləq rütubətinin ρ p-nin verilmiş temperaturda mümkün olan maksimum mütləq rütubətə ρ n (rütubət tutumu) nisbətinə bərabərdir. Tam doyma vəziyyətinə görə havanın su buxarı ilə doyma dərəcəsini göstərir. İdeal qazlar üçün sıxlıq nisbəti komponentlərin qismən təzyiqlərinin nisbəti ilə əvəz edilə bilər.
Nisbi rütubət düsturla müəyyən edilir:
. (10)
φ-da< 100% воздух ненасыщенный, при φ = 100% воздух полностью насыщен водяными парами, и его называют насыщенным.
Havanın doyma dərəcəsiΨ doymamış və doymuş havanın rütubətinin nisbətidir və düsturla müəyyən edilir:
. (11)
İstilik tutumu rütubətli hava adətən (1+d) kq rütubətli havaya aiddir və aşağıdakılarla verilir:
s v = s s.v + d s p, (12)
burada s.v və s p quru hava və su buxarının müvafiq olaraq sabit təzyiqdə xüsusi istiliyidir, kJ / (kq K).
Mənfi 50 °С ilə 50 °С arasında olan temperatur diapazonu üçün xüsusi istilik tutumları quru hava və buxar sabit hesab edilə bilər: cdw = 1,006 kJ/(kq K), c p = 1,86 kJ/(kq K).
Entalpiya rütubətli hava 1 kq quru hava və d kq su buxarından ibarət qaz qarışığının entalpiyası kimi müəyyən edilir və düsturla müəyyən edilir:
I = i r.v + d i p (13)
burada i s.v - quru havanın xüsusi entalpiyası, kJ/kq; i p - rütubətli havada olan su buxarının xüsusi entalpiyası kJ / kq.
Quru hava və su buxarının entalpiyaları düsturlarla müəyyən edilir:
i r.v = s.v t = 1.006 t, (14)
i p \u003d r + c p ·t. (15)
burada r qarışıqdakı su buxarının qismən təzyiqində buxarlanmanın gizli istiliyidir, kJ/kq.
0 °C-dən 100 °C-ə qədər olan t H dəyərləri üçün buxarlanmanın gizli istiliyi r düsturla ifadə edilə bilər:
r \u003d 2500 - 2,3 t n.
Qarışıqların entalpiyasını hesablayarkən, hər bir komponentin entalpiyaları üçün eyni istinad nöqtəsinin olması həmişə çox vacibdir. İstinad nöqtəsi kimi t = 0 ºС və d = 0 entalpiyasını götürək.Atmosfer havası üçün entalpiya quru hissəsi 1 kq kütləsi olan havaya verilməli olan istilik miqdarını müəyyən edir. ondan əvvəlki vəziyyətini (I = 0 kJ / kq ) dəyişmək üçün. Entalpiya müsbət və mənfi ola bilər.
Alınan münasibətlərin (13) düsturu ilə əvəz edilməsi onu aşağıdakı formaya gətirir:
Çiy nöqtəsinin temperaturu t p doymamış nəmli havanın tərkibindəki həddindən artıq qızdırılan buxarın doyması üçün soyudulmalı olan havanın temperaturudur. Nəmli havanın daha da soyuması ilə (şeh nöqtəsi temperaturundan aşağı) su buxarı kondensasiya olunur.
Yaş lampanın temperaturu. Rütubəti ölçmək üçün tez-tez psixrometr adlanan cihaz istifadə olunur. İki termometrdən ibarətdir - quru və yaş. Yaş termometr, sensor elementin suya batırılmış bir parça ilə sarılması ilə xarakterizə olunur. Quru bir termometr nəmli havanın temperaturunu ölçür, onun oxunuşları deyilir quru lampanın temperaturu t s. Yaş termometr nəm parçanın içində olan suyun temperaturunu göstərir. Yaş ampul hava ilə üfürüldükdə, su yaş toxumanın səthindən buxarlanır. Buxarlanma istiliyi nəmin buxarlanması üçün istifadə edildiyi üçün yaş toxumanın temperaturu azalacaq, buna görə də belə bir termometr həmişə quru termometrdən daha aşağı temperatur göstərir. Hava və su arasında temperatur fərqi olduqda, havadan suya istilik axını olur. Suyun havadan aldığı istilik buxarlanmaya sərf olunan istiliyə bərabər olduqda suyun temperaturunun artması dayanır. Bu tarazlıq temperaturu adlanır yaş lampanın temperaturu t m . Su t m temperaturda müəyyən bir hava həcminə daxil olarsa, bu suyun bir hissəsinin buxarlanması səbəbindən bir müddət sonra hava doymuş olur. Belə bir doyma prosesi adiabatik adlanır. Bu şəraitdə havadan suya verilən bütün istilik yalnız buxarlanmaya sərf olunur və sonra buxarla yenidən havaya qayıdır.
I-d diaqramı rütubətli hava
Rütubətli havanın diaqramı rütubətli havanın parametrləri arasındakı əlaqənin qrafik təsvirini verir və havanın vəziyyətinin parametrlərinin müəyyən edilməsi və istilik və rütubətlə müalicə proseslərinin hesablanması üçün əsasdır.
I-d diaqramında (şəkil 2) quru havanın rütubəti d g/kq absis oxu boyunca, nəmli havanın I entalpiyası isə ordinat oxu boyunca çəkilmişdir. Diaqram sabit rütubətli şaquli xətləri göstərir (d = const). İstinad nöqtəsi O-dur, burada t = 0 °C, d = 0 q/kq və nəticədə I = 0 kJ/kq. Diaqram qurarkən, doymamış havanın sahəsini artırmaq üçün əyri bir koordinat sistemindən istifadə edilmişdir. Oxların istiqamətləri arasındakı bucaq 135° və ya 150°-dir. İstifadə rahatlığı üçün entalpiya oxuna 90º bucaq altında şərti nəmlik oxu çəkilir. Diaqram sabit barometrik təzyiq üçün qurulmuşdur. Üçün qurulmuş I-d diaqramlarından istifadə edin atmosfer təzyiqi p b = 99,3 kPa (745 mm Hg) və atmosfer təzyiqi p b = 101,3 kPa (760 mm Hg).
Diaqram izotermləri (t c = const) və nisbi rütubət əyrilərini (φ = const) göstərir. Tənlik (16) göstərir ki, I-d diaqramındakı izotermlər düz xətlərdir. Diaqramın bütün sahəsi φ = 100% xətti ilə iki hissəyə bölünür. Bu xəttin üstündə doymamış hava sahəsi var. Xəttdə φ = 100% doymuş havanın parametrləridir. Bu xəttin altında asılmış damcı nəmliyi (duman) olan doymuş havanın vəziyyətinin parametrləri verilir.
İşin rahatlığı üçün diaqramın aşağı hissəsində bir asılılıq, su buxarının p p-nin rütubətə görə qismən təzyiqi üçün bir xətt çəkilmişdir. Təzyiq şkalası diaqramın sağ tərəfində yerləşir. I-d diaqramındakı hər bir nöqtə nəmli havanın müəyyən bir vəziyyətinə uyğundur.
I-d diaqramına əsasən nəm hava parametrlərinin təyini. Parametrlərin müəyyən edilməsi üsulu Şəkildə göstərilmişdir. 2. A nöqtəsinin mövqeyi iki parametrlə müəyyən edilir, məsələn, temperatur t A və nisbi rütubət φ A. Qrafik olaraq müəyyən edirik: quru termometrin temperaturu t c, rütubətin miqdarı d A, entalpiya I A. Şeh nöqtəsinin temperaturu t p müəyyən edilir. d xəttinin kəsişmə nöqtəsinin temperaturu kimi A = const xətti ilə φ = 100% (R nöqtəsi). Nəmlə tam doymuş vəziyyətdə olan hava parametrləri t A izoterminin φ \u003d 100% (H nöqtəsi) xətti ilə kəsişməsində müəyyən edilir.
İstilik təchizatı və çıxarılması olmadan havanın nəmləndirilməsi prosesi sabit entalpiyada baş verəcəkdir I А = const ( A-M prosesi). I A \u003d xəttinin φ \u003d 100% (M nöqtəsi) xətti ilə kəsişməsində biz yaş termometrin temperaturunu tapırıq t m (sabit entalpiya xətti praktiki olaraq izoterm ilə üst-üstə düşür)
t m = const). Doymamış nəmli havada yaş lampanın temperaturu quru lampanın temperaturundan az olur.
A nöqtəsindən qismən təzyiq xətti ilə kəsişməyə qədər d A \u003d const xətti çəkməklə su buxarının qismən təzyiqini tapırıq p P.
Temperatur fərqi t s - t m = Δt ps psikrometrik, temperatur fərqi isə t s - t p hiqrometrik adlanır.
Qurutma materialları üçün bir qızdırıcıda qızdırılan hava və ya hava ilə qarışdırılmış baca qazları ən çox istilik daşıyıcıları və nəm daşıyıcıları kimi istifadə olunur. Baca qazlarının atmosfer havası ilə qarışığının termofiziki xüsusiyyətlərinə görə qızdırılan rütubətli havadan az fərqləndiyini nəzərə alsaq, nəmli havanın ən vacib xüsusiyyətlərini nəzərdən keçirəcəyik.
Nəmli hava quru hava və su buxarının qarışığıdır. Rütubətli hava aşağıdakı əsas parametrlərlə xarakterizə olunur:
Mütləq rütubət kq su buxarının miqdarı ilə müəyyən edilir,
Nisbi Rütubət , və ya havanın doyma dərəcəsi () eyni şəraitdə 1 m 3 nəm havada () su buxarının kütləsinin 1 m 3 havada (doymuş buxar sıxlığı) mümkün olan maksimum su buxarının kütləsinə nisbətidir. (t, P).
Temperatur artdıqca (doymuş buxar sıxlığı) (buxar sıxlığı) daha sürətli artır. qızdırıldıqda nisbi rütubət azalır.
Nəm miqdarı - bu, nəmli havada və 1 kq tamamilə quru havada olan su buxarının miqdarıdır (kq ilə).
burada u su buxarının kütləsi və müəyyən bir həcmdə nəmli havada mütləq quru havanın kütləsidir, kq.
Mendeleyev-Klaiperon tənliyinə görə,
Bu dəyərləri (x) nəmlik düsturu ilə əvəz edərək, əldə edirik
Su buxarının molekulyar çəkisi (18)
Quru havanın molekulyar çəkisi (29)
Nisbət 18/29=0,622
Dalton qanununa görə, qaz qarışığının ümumi təzyiqi (P) komponentlərin qismən təzyiqlərinin cəminə bərabər olacaqdır, yəni. bizim işimiz üçün 
, bunu nəzərə alaraq, o zaman 
,
doyma təzyiqi haradadır
barometrik təzyiq
İstilik tərkibi yaxud rütubətli havanın entalpiyası onun tərkibində olan 1 kq quru havanın () və su buxarının () entalpiyalarının cəmi kimi ifadə edilir.
çünki havanın istilik tutumu 
, və su buxarının istilik tutumu 
. Su buxarı qurutma prosesində çox qızdırılmış vəziyyətdə hava ilə qarışdırılır
0 0 С-də çox qızdırılan buxarın entalpiyası (=2493 kJ/kq)
Quru lampanın temperaturu - hərfi (və ya) ilə işarələnir, bu ətrafımızda olan temperaturdur.
Yaş lampanın temperaturu - adiabatik doyma temperaturu (yəni ətraf mühitlə istilik mübadiləsi olmadan) və ya suyun sərbəst səthdən buxarlanma temperaturudur ( ilə işarələnir).
Qurutma potensialı - işarələnmiş (g) havanın temperaturu () ilə yaş lampanın temperaturu () arasındakı fərqdir, havanın materialdan nəm udmaq qabiliyyətini xarakterizə edir.
Çiy nöqtəsinin temperaturu () sabit nəmlikdə havanın doyma temperaturudur.
Nəmin qismən təzyiqi - bu, bu buxarlar buxar-hava qarışığının tutduğu həcmi tutsaydı, nəm buxarının yaratdığı təzyiqdir.
Havanın parametrlərini ölçmək üçün istifadə olunan əsas alətlər: (barometrlər, termometrlər, psixrometrlər, hiqrometrlər, özünü qeyd edən cihazlar - baroqraflar, termoqraflar).
Rütubətli havanın vəziyyəti parametrlərin birləşməsi ilə müəyyən edilir: havanın temperaturu t, nisbi rütubət%, havanın sürəti V m / s, zərərli çirklərin konsentrasiyası C mq / m 3, nəm miqdarı d g / kq, istilik tərkibi I kJ / kq.
Nisbi rütubət fraksiyalarda və ya% ilə tam doyma vəziyyətinə görə havanın su buxarı ilə doyma dərəcəsini göstərir və doymamış nəmli havada su buxarının P p təzyiqinin qismən təzyiq P p nisbətinə bərabərdir. eyni temperaturda və barometrik təzyiqdə doymuş nəmli havada su buxarı:
d= və ya d=623, q/kq, (1.2)
burada B - quru havanın qismən təzyiqlərinin cəminə bərabər olan barometrik hava təzyiqi P S.V. və su buxarı R P.
Doymuş vəziyyətdə su buxarının qismən təzyiqi temperaturdan asılıdır:
KJ/kq, (1,4)
burada c B quru havanın istilik tutumudur, 1,005-ə bərabərdir;
c P - su buxarının istilik tutumu, 1,8-ə bərabərdir;
r - buxarlanmanın xüsusi istiliyi, 2500-ə bərabərdir;
I \u003d 1.005t + (2500 + 1.8t) d * 10 -3, kJ / kq. (1.5)
Rütubətli havanın I-d diaqramı. Hava vəziyyətinin dəyişdirilməsinin əsas proseslərinin qurulması. Çiy nöqtəsi və yaş lampa. Bucaq əmsalı və onun otağa istilik və nəm axını ilə əlaqəsi
Rütubətli havanın I-d diaqramı onun parametrlərinin dəyişdirilməsi proseslərinin qurulması üçün əsas vasitədir. I-d diaqramı bir neçə tənliyə əsaslanır: Nəmli havanın istilik tərkibi:
I \u003d 1.005 * t + (2500 + 1.8 * t) * d / 1000, kJ / kq (1.6)
Öz növbəsində su buxarının təzyiqi:
havanı doyuran su buxarının təzyiqi:
Pa (Filney formulu), (1.9)
a - nisbi rütubət, %.
Öz növbəsində, düstur 1.7 müxtəlif tikinti sahələri üçün fərqli olan barometrik təzyiq P barını ehtiva edir, buna görə də prosesləri dəqiq qurmaq üçün hər bir sahə üçün I-d diaqramı tələb olunur.
I-d diaqramı (Şəkil 1.1) nəmli havaya düşən və xəttdən yuxarı \u003d 100% olan iş sahəsini artırmaq üçün əyri koordinat sisteminə malikdir. Açılış bucağı fərqli ola bilər (135 - 150º).
I-d diaqramı rütubətli havanın 5 parametrini birləşdirir: istilik və rütubət, temperatur, nisbi rütubət və doymuş su buxarının təzyiqi. Onlardan ikisini bilməklə, qalanların hamısını nöqtənin mövqeyinə görə təyin edə bilərsiniz.
I-d diaqramında əsas xarakterik proseslər bunlardır:
d = const-a görə havanın qızdırılması (rütubəti artırmadan) Şəkil 1.1, bəndlər 1-2. Real şəraitdə bu, qızdırıcıda havanın qızdırılmasıdır. Temperatur və istilik tərkibi artır. Havanın nisbi rütubəti azalır.
d = const uyğun olaraq havanın soyudulması. Şəkil 1.1-də 1-3 nöqtələri Bu proses yerüstü hava soyuducuda baş verir. Temperatur və istilik tərkibinin azalması. Havanın nisbi rütubəti artır. Soyutma davam edərsə, proses xətti = 100% (nöqtə 4) çatacaq və xətti keçmədən, (d 4 -d 5) miqdarında havadan nəm buraxaraq (5-ci bənd) boyunca gedəcək. g / kq. Hava quruması bu fenomenə əsaslanır. Real şəraitdə proses = 100% -ə çatmır və son nisbi rütubət ilkin dəyərdən asılıdır. Professor Kokorin O.Ya. yerüstü hava soyuducuları üçün:
max = ilkin başlanğıcda 88% = 45%
maks = 92% ilkin 45%< нач 70%
max = 98% ilkin başlanğıc > 70%.
I-d diaqramında soyutma və qurutma prosesi 1 və 5-ci nöqtələri birləşdirən düz xətt ilə göstərilir.
Bununla belə, d = const ilə soyutma xəttinin = 100% ilə görüşünün öz adı var - bu, şeh nöqtəsidir. Çiy nöqtəsinin temperaturu bu nöqtənin mövqeyindən asanlıqla müəyyən edilə bilər.
İzotermik proses t = const (Şəkil 1.1-də sətir 1-6). Bütün parametrlər artır. İstilik, rütubət və nisbi rütubət də artır. Real şəraitdə bu, buxarla havanın nəmləndirilməsidir. Buxar tərəfindən verilən az miqdarda həssas istilik, əhəmiyyətsiz olduğundan, prosesin layihələndirilməsi zamanı adətən nəzərə alınmır. Bununla belə, belə nəmləndirmə kifayət qədər enerji tələb edir.
Adiabatik proses I = const (Şəkil 1.1-də sətir 1-7). Havanın temperaturu azalır, rütubət və nisbi rütubət artır. Proses havanın su ilə birbaşa təması ilə həyata keçirilir, ya suvarılan bir nozzle və ya burun kamerasından keçərək.
100 mm-lik suvarılan nozzle dərinliyi ilə nisbi rütubət = 45%, ilkin 10% olan hava əldə etmək mümkündür; Nozzle kamerasından keçərək hava = 90 - 95% dəyərində nəmləndirilir, lakin suvarılan nozzlərə nisbətən suyun çiləməsi üçün daha çox enerji istehlakı ilə.
I = const xəttini = 100% -ə qədər uzatmaqla, yaş lampanın nöqtəsini (və temperaturunu) alırıq, bu, havanın su ilə təmasda olduğu zaman tarazlıq nöqtəsidir.
Bununla belə, havanın su ilə təmasda olduğu aparatlarda, xüsusilə adiabatik dövrədə patogen flora yarana bilər və buna görə də belə aparatların bir sıra tibb və qida sənayesində istifadəsi qadağandır.
İsti və quru iqlimi olan ölkələrdə adiabatik nəmləndirməyə əsaslanan cihazlar çox yaygındır. Beləliklə, məsələn, Bağdadda iyun-iyul aylarında gündüz temperaturu 46ºC və 10% nisbi rütubətdə belə bir soyuducu tədarük havasının temperaturunu 23ºC-ə endirməyə və hava mübadiləsini 10-20 dəfə azaltmağa imkan verir. otaqda 26ºC daxili temperatura və 60-70% nisbi rütubətə nail olmaq üçün.
Nəm havanın I-d diaqramında proseslərin qurulması üçün mövcud metodologiya ilə istinad nöqtələrinin adı aşağıdakı qısaltma aldı:
H - xarici havanın nöqtəsi;
B - daxili hava nöqtəsi;
K - qızdırıcıda havanın qızdırılmasından sonra nöqtə;
P - tədarük hava nöqtəsi;
Y - otaqdan çıxarılan hava nöqtəsi;
O - soyudulmuş havanın nöqtəsi;
C - iki müxtəlif parametrli və kütləli hava qarışığı nöqtəsi;
TP - şeh nöqtəsi;
TM, bütün sonrakı konstruksiyaları müşayiət edəcək yaş termometr nöqtəsidir.
İki parametrli havanı qarışdırarkən, qarışıq xətti bu parametrləri birləşdirən düz bir xəttlə gedəcək və qarışıq nöqtəsi qarışıq havanın kütlələrinə tərs mütənasib bir məsafədə yerləşəcəkdir.
KJ/kq, (1,10)
q/kq. (1.11)
Adətən insanlar otaqda olarkən baş verən artıq istilik və nəmin otağa eyni vaxtda buraxılması ilə havanın qızdırılacağı və nəmləndiriləcəyi deyilir. yamac faktoru(və ya proses şüası və ya istilik və rütubət nisbəti) e:
KJ / kqN 2 O, (1.12)
harada Q n - ümumi istiliyin ümumi miqdarı, kJ / h;
W - ümumi nəm miqdarı, kq/saat.
Nə vaxt? Q n \u003d 0 e \u003d 0.
Nə vaxt? W \u003d 0 e\u003e? (şək.1.2)
Beləliklə, daxili havaya (və ya başqa bir nöqtəyə) münasibətdə I-d diaqramı dörd kvadrata bölünür:
yəni dən? 0-a qədər istilik və nəmləndirmə;
IIe 0-dan -? - soyutma və nəmləndirmə;
IIIe -dən? 0-a qədər - soyutma və qurutma;
0-dan IV? - isitmə və qurutma - ventilyasiya və kondisionerdə istifadə edilmir.
I-d diaqramında proses şüasını dəqiq qurmaq üçün kJ / gN 2 O-da e dəyərini götürməli və rütubəti d \u003d 1 və ya 10 q, oxa, istilik miqdarını isə kJ / ilə qoymalısınız. oxda e-yə uyğun gələn kq və nəticədə alınan nöqtəni 0 nöqtəsinə birləşdirin I-d diaqramları.
Əsas olmayan proseslərə politropik deyilir.
İzotermik proses t = const e = 2530 kJ/kq dəyəri ilə xarakterizə olunur.
Şəkil 1.1
Şəkil 1.2 Rütubətli havanın I-d diaqramı. Əsas Proseslər
Ətrafımızdakı hava qazların qarışığıdır. Demək olar ki, həmişə nəmdir. Su buxarı, qarışığın digər komponentlərindən fərqli olaraq, həm həddindən artıq qızdırılmış, həm də doymuş vəziyyətdə havada ola bilər. Havadakı su buxarının tərkibi həm tədarük ventilyasiya sistemlərində və kondisionerlərdə onun nəmlə təmizlənməsi prosesində, həm də otaqda hava ilə nəm emissiyalarının mənimsənilməsi zamanı dəyişir. Nəmli havanın quru hissəsi adətən (həcmi ilə): təxminən 75% azot, 21% oksigen, 0,03% karbon qazı və az miqdarda inert qazlar - arqon, neon, helium, ksenon, kripton), hidrogen, ozon və s. . Havanın qaz qarışığının müəyyən edilmiş komponentləri onun quru hissəsini, digər hissəsini təşkil edir hava kütləsi su buxarıdır.
Hava kimi müalicə olunur ideal qazların qarışığı, hesablama düsturlarını əldə etmək üçün termodinamika qanunlarından istifadə etməyə imkan verir.
Dalton qanununa görə, havanı təşkil edən qarışığın hər bir qazı öz həcmini tutur, öz qismən təzyiqinə malikdir.
Pi ,
və bu qarışığın digər qazları ilə eyni temperatura malikdir.
Diqqət! Əhəmiyyətli tərif:
Qarışığın hər bir komponentinin qismən təzyiqlərinin cəmi havanın ümumi barometrik təzyiqinə bərabərdir.
B = Σ R i , Pa.
Nə olduğu anlayışını nəzərdən keçirin qismən təzyiq ?
Qismən təzyiq- bu, bu qarışığın bir hissəsi olan qazın qarışıqda olduğu kimi eyni miqdarda, eyni həcmdə və eyni temperaturda olsaydı, malik olacağı təzyiqdir.
Havalandırma hesablamalarında biz nəmli havanı ikili qarışıq hesab edirik, yəni. su buxarı və quru havadan ibarət iki qazın qarışığı. Biz şərti olaraq havanın quru hissəsini homojen qaz kimi qəbul edirik.
Beləliklə, barometrik təzyiq quru havanın parsial təzyiqlərinin cəminə bərabərdir P r.v. və su buxarı P p , yəni,
B = P r.v. +S səh
Normal qapalı şəraitdə su buxarının təzyiqi olduqda R p təxminən 15 mm-ə bərabərdir. rt. Art., ikinci üzvün payı P r.v. barometrik təzyiq düsturunda nəmli və quru havanın sıxlığı fərqi nəzərə alınmaqla, ceteris paribus quru havanın sıxlığının yalnız 0,75%-ni təşkil edir. ρ r.v. . Buna görə də mühəndislik hesablamalarımızda belə hesab olunur
ρ hava. = ρ r.v.
ρ hava. = ρ r.v.
Havalandırma proseslərində havanın rütubəti dəyişdikdə, onun quru hissəsinin kütləsi dəyişməz qalır. Buna əsaslanaraq, havada olan su buxarının kütləsinə aid etmək adətdir 1 kq. havanın quru hissəsi.
Nəmli havanın parametrlərini təyin edən fiziki kəmiyyətlərə birbaşa keçək. Nəmli havanın vəziyyətini təyin edən bu parametrlərin birləşməsidir:
xarakterizə edən dəyərdir bədən istiliyinin dərəcəsi. Bu orta göstəricidir kinetik enerji irəli hərəkət molekullar. Hazırda Selsi temperatur şkalası və termodinamikanın ikinci qanununa əsaslanan Kelvin termodinamik temperatur şkalası istifadə olunur. Kelvin və Selsi dərəcələri ilə ifadə olunan temperaturlar arasında əlaqə var, yəni:
T, K = 273,15 + t ° C
Qeyd etmək vacibdir ki, dövlət parametri Kelvində ifadə olunan mütləq temperaturdur, lakin mütləq miqyas dərəcəsi Selsi dərəcəsinə ədədi olaraq bərabərdir, yəni.
dT = dt.
Havanın rütubəti onun tərkibindəki su buxarının kütləsi ilə xarakterizə olunur. Nəmli havanın quru hissəsinin 1 kq-da qramla ifadə olunan su buxarının kütləsi adlanır havanın rütubəti d, q/kq.
Dəyər d bərabərdir:
Harada: B
- barometrik təzyiq, quru havanın qismən təzyiqlərinin cəminə bərabərdir.
P r.v.
və su buxarı P p
;
P p
doymamış nəmli havada su buxarının qismən təzyiqidir.
Dəyər φ doymamış nəmli havada su buxarının qismən təzyiqinin nisbətinə bərabərdir P p. doymuş nəmli havada su buxarının qismən təzyiqinə P n.p. eyni temperaturda və barometrik təzyiqdə, yəni
100% nisbi rütubətdə hava tamamilə su buxarı ilə doyur və buna deyilir. nəmli hava ilə doymuşdur , və bu havanın tərkibində olan su buxarı doymuş vəziyyətdədir.
Əgər φ < 100%, sonra havada çox qızdırılmış vəziyyətdə su buxarı var və buna deyilir doymamış nəm hava .
Doymuş su buxarının təzyiqi yalnız temperaturdan asılıdır. Onun dəyəri eksperimental olaraq müəyyən edilir və xüsusi cədvəllərdə verilir. Asılılığı təxmin edən bir sıra düsturlar var Pn.p. V Pa ya da mm. rt. st. temperaturdan t °C.
Məsələn, müsbət temperaturların olduğu bölgə üçün 0°C və doymuş su buxarının Pa-dakı təzyiqindən yuxarı, təxminən asılılıqla ifadə edilir:
P n.p. \u003d 479 + (11,52 + 1,62 t) 2, Pa
Nisbi rütubət anlayışından istifadə φ , havanın rütubəti olaraq təyin edilə bilər
Havalandırma prosesləri üçün temperatur diapazonu sabit bir dəyərdir və bərabərdir
r.v.-dən = 1,005 kJ/(kq ×°C).
Temperatur diapazonunda normal ventilyasiya proseslərində bu dəyər sabit və bərabər hesab edilə bilər
C p = 1,8 kJ/(kq × °C).
J r.v. = C r.v. × t ,
Harada: t havanın temperaturu, °C-dir.
Quru hava entalpiyası J r.v. saat t = 0°C 0-a bərabər alınır.
su üçün t = 0°C bərabərdir 2500 kJ/kq.
havada ixtiyari temperaturda t, edir
J p \u003d 2500 + 1,8 t.
onun quru hissəsinin entalpiyasından və su buxarının entalpiyasından ibarətdir.
Entalpiya J rütubətli hava, istinad edilir 1 kq nəmli havanın quru hissəsi kJ/kq, ixtiyari temperaturda t və ixtiyari nəmlik d, bərabərdir:
Harada: 1,005
– C r.v. quru havanın istilik tutumu, _kJ/(kq×°С);
2500
– r xüsusi buxarlanma istiliyi, kJ/(kq×°С);
1,8
– C p su buxarının istilik tutumu, kJ/(kq×°С).
Hava aparırsa şəffaf istilik, qızdırır, yəni. onun temperaturu yüksəlir. Nəmli hava qızdırıldıqda, havanın quru hissəsinin və su buxarının temperaturunun dəyişməsi nəticəsində entalpiya dəyişir. Eyni temperaturlu su buxarı xarici mənbələrdən havaya daxil olduqda (izotermik buxar nəmləndirilməsi), gizli istilik buxarlanma. Nəmli havanın entalpiyası da artır, çünki havanın quru hissəsinin entalpiyasına su buxarının entalpiyası əlavə olunur. Eyni zamanda, havanın temperaturu demək olar ki, dəyişmir, bu terminin - gizli istilik tətbiqinə səbəb oldu.
Ümumiyyətlə, rütubətli havanın entalpiyası həssas və gizli istilikdən ibarətdir, buna görə də bəzən entalpiya ümumi istilik adlandırılır.
Havalandırma və kondisioner sistemlərinin əlavə hesablamaları üçün rütubətli havanın aşağıdakı əsas parametrlərinə ehtiyacımız var:
- temperatur t in , °C ;
- nəm miqdarı d in , q/kq ;
- nisbi rütubət φ in , % ;
- istilik tərkibi J in , kJ/kq ;
- zərərli çirklərin konsentrasiyası İLƏ , mq / m 3 ;
- hərəkət sürəti V in , m/san.