Parametrat bazë të gjendjes së ajrit të lagësht. Parametrat bazë të ajrit të lagësht


Ajri atmosferik është pothuajse gjithmonë i lagësht për shkak të avullimit të ujit në atmosferë nga rezervuarët e hapur, si dhe për shkak të djegies së lëndëve djegëse organike me formimin e ujit, etj. Ajri i nxehtë atmosferik përdoret shpesh për tharje materiale të ndryshme V dhomat e tharjes dhe në të tjerat proceset teknologjike. Përmbajtja relative e avullit të ujit në ajër është gjithashtu një nga komponentët më të rëndësishëm të komoditetit klimatik në ambientet e banimit dhe në ambientet për ruajtjen afatgjatë të produkteve ushqimore dhe produkteve industriale. Këto rrethana përcaktojnë rëndësinë e studimit të pronave ajër i lagësht dhe llogaritja e proceseve të tharjes.

Këtu do të shqyrtojmë teorinë termodinamike të ajrit të lagësht, kryesisht me synimin për të mësuar se si të llogaritet procesi i tharjes së materialit të lagësht, d.m.th. Mësoni të llogarisni rrjedhën e ajrit që do të siguronte shpejtësinë e kërkuar të tharjes së materialit për parametrat e dhënë të instalimit të tharjes, si dhe për të marrë në konsideratë çështjet e analizës dhe llogaritjes së instalimeve të kontrollit të klimës dhe ajrit të kondicionuar.

Avulli i ujit që është i pranishëm në ajër mund të jetë ose në një gjendje të mbinxehur ose në një gjendje të ngopur. Në kushte të caktuara, avujt e ujit në ajër mund të kondensohen; atëherë lagështia bie në formën e mjegullës (reve), ose ndodh mjegullimi i sipërfaqes - vesa. Megjithatë, pavarësisht nga tranzicionet fazore, avulli i ujit në ajrin e lagësht mund të konsiderohet me saktësi të madhe si një gaz ideal deri në gjendjen e ngopur të thatë. Në fakt, për shembull, në një temperaturë t= 50 o C avujt e ujit të ngopur kanë një presion p s = 12300 Pa dhe vëllim specifik. Duke pasur parasysh se konstanta e gazit për avujt e ujit

ato. Me këto parametra, edhe avujt e ujit të ngopur sillen si një gaz ideal me një gabim jo më shumë se 0.6%.

Kështu, ne do ta konsiderojmë ajrin e lagësht si një përzierje gazesh ideale me të vetmin paralajmërim që në gjendjet afër ngopjes, parametrat e avullit të ujit do të përcaktohen nga tabelat ose diagramet.



Le të prezantojmë disa koncepte që karakterizojnë gjendjen e ajrit të lagësht. Lëreni një vëllim hapësire prej 1 m 3 të përmbajë ajër të lagësht në gjendje ekuilibri. Atëherë sasia e ajrit të thatë në këtë vëllim do të jetë, sipas përkufizimit, dendësia e ajrit të thatë ρ të thatë (kg/m 3), dhe sasia e avullit të ujit, përkatësisht, ρ vp (kg/m 3). Kjo sasi e avullit të ujit quhet lagështia absolute ajër i lagësht. Dendësia e ajrit të lagësht do të jetë padyshim

Duhet pasur parasysh se dendësia e ajrit të thatë dhe avullit të ujit duhet të llogariten në presionet e duhura të pjesshme, të tilla që

ato. Ne e konsiderojmë ligjin e Daltonit të vlefshëm për ajrin e lagësht.

Nëse temperatura e ajrit të rëndësishëm është t, Kjo

Shpesh në vend të densitetit të avullit të ujit, d.m.th. në vend të lagështia absolute, ajri i lagësht karakterizohet nga të ashtuquajturat përmbajtjen e lagështisë d, e cila përcaktohet si sasia e avullit të ujit për 1 kg ajër të thatë. Për të përcaktuar përmbajtjen e lagështisë d le të ndajmë pak vëllim në ajrin e lagësht V 1, e tillë që masa e ajrit të thatë në të është 1 kg, d.m.th. dimension V 1 në rastin tonë është m 3 / kg St. Atëherë sasia e lagështisë në këtë vëllim do të jetë d kg VP/kg e thatë Është e qartë se përmbajtja e lagështisë d lidhur me lagështinë absolute ρ vp. Në fakt, masa e ajrit të lagësht në vëllim V 1 është e barabartë

Por që nga vëllimi V 1 ne zgjodhëm në mënyrë që të përmbajë 1 kg ajër të thatë, atëherë padyshim . Termi i dytë është, sipas përkufizimit, përmbajtja e lagështisë d, d.m.th.



Duke i konsideruar ajrin e thatë dhe avujt e ujit si gaze ideale, marrim

Duke marrë parasysh, gjejmë një lidhje midis përmbajtjes së lagështisë dhe presionit të pjesshëm të avullit të ujit në ajër

Zëvendësimi i vlerave numerike këtu, më në fund kemi

Meqenëse avulli i ujit nuk është ende një gaz ideal në kuptimin që presioni i pjesshëm dhe temperatura e tij janë shumë më të ulëta se ato kritike, ajri i lagësht nuk mund të përmbajë një sasi arbitrare lagështie në formën e avullit. Le ta ilustrojmë këtë me një diagram. p–v avujt e ujit (shih Fig. 1).

Le të përfaqësohet gjendja fillestare e avullit të ujit në ajrin e lagësht me pikën C. Nëse tani në një temperaturë konstante t Duke shtuar lagështi në formën e avullit në ajrin e lagësht, për shembull, duke avulluar ujin nga një sipërfaqe e hapur, atëherë pika që përfaqëson gjendjen e avullit të ujit do të lëvizë përgjatë izotermës. t Me =konst majtas. Dendësia e avullit të ujit në ajrin e lagësht, d.m.th. lagështia absolute e saj do të rritet. Kjo rritje e lagështisë absolute do të vazhdojë për aq kohë sa avulli i ujit në një temperaturë të caktuar t C nuk do të bëhet e ngopur e thatë (gjendja S). Një rritje e mëtejshme e lagështisë absolute në një temperaturë të caktuar është e pamundur, pasi avujt e ujit do të fillojnë të kondensohen. Kështu, vlera maksimale e lagështisë absolute në një temperaturë të caktuar është dendësia e avullit të thatë të ngopur në këtë temperaturë, d.m.th.

Raporti i lagështisë absolute në një temperaturë të caktuar dhe lagështisë maksimale të mundshme absolute në të njëjtën temperaturë quhet lagështia relative e ajrit të lagësht, d.m.th. sipas definicionit kemi

Një opsion tjetër për kondensimin e avullit në ajrin e lagësht është gjithashtu i mundur, përkatësisht ftohja izobarike e ajrit të lagësht. Pastaj presioni i pjesshëm i avullit të ujit në ajër mbetet konstant. Pika C në diagram p–v do të zhvendoset majtas përgjatë izobarit deri në pikën R. Më pas do të fillojë të bjerë lagështia. Kjo situatë ndodh shumë shpesh në verë gjatë natës kur ajri ftohet, kur vesa bie në sipërfaqe të ftohta dhe krijohet mjegull në ajër. Për këtë arsye, temperatura në pikën R në të cilën vesa fillon të bjerë quhet pika e vesës dhe përcaktohet t R. Përkufizohet si temperatura e ngopjes që korrespondon me një presion të caktuar të pjesshëm të avullit

Entalpia e ajrit të lagësht për 1 kg ajër të thatë llogaritet duke përmbledhur

merret parasysh se entalpitë e ajrit të thatë dhe avullit të ujit maten nga një temperaturë prej 0 o C (më saktë, nga temperatura e pikës së trefishtë të ujit e barabartë me 0,01 o C).

Siç dihet, ajri i thatë(CB) përbëhet nga 78% nitrogjen, 21% oksigjen dhe rreth 1% dioksid karboni, inerte dhe gazra të tjerë. Nëse ka në ajër, atëherë ajri i tillë quhet ajri i lagësht(BB). Duke pasur parasysh që gjatë ventilimit të dhomave, përbërja e pjesës së thatë të ajrit praktikisht nuk ndryshon, dhe vetëm sasia e lagështisë mund të ndryshojë, në ventilim është zakon që eksplozivët të konsiderohen si një përzierje binare e përbërë nga vetëm dy përbërës: SW dhe uji. avull (VP). Megjithëse për këtë përzierje zbatohen të gjitha ligjet e gazit, gjatë ajrimit mund të supozojmë me saktësi të mjaftueshme se ajri është pothuajse gjithmonë nën presion atmosferik, pasi presionet e ventilatorit janë mjaft të ulëta në krahasim me presioni barometrik. Presioni normal atmosferik është 101.3 kPa, dhe presionet e zhvilluara nga tifozët zakonisht nuk janë më shumë se 2 kPa. Prandaj, ngrohja dhe ajri në ventilim ndodhin me presion të vazhdueshëm.

Ndër parametrat termodinamikë të eksplozivëve që përdoren gjatë ajrimit mund të dallojmë në vijim:

  1. dendësia;
  2. kapaciteti i nxehtësisë;
  3. temperatura;
  4. përmbajtja e lagështisë;
  5. presioni i pjesshëm i avullit të ujit;
  6. lagështia relative;
  7. temperatura e pikës së vesës;
  8. entalpi (përmbajtja e nxehtësisë);
  9. temperatura e llambës së lagësht.
Parametrat termodinamikë përcaktojnë gjendjen e lëndëve plasëse dhe janë të lidhura me njëri-tjetrin në një mënyrë të caktuar. Parametrat e veçantë, jo termodinamikë janë lëvizshmëria, domethënë shpejtësia e ajrit dhe përqendrimi i një substance (përveç lagështirës). Nuk kanë lidhje me të tjerët parametrat termodinamikë dhe mund të jetë çdo gjë pavarësisht prej tyre.

Nën ndikimin e faktorëve të ndryshëm, ai mund të ndryshojë parametrat e tij. Nëse ajri i përfshirë në një vëllim të caktuar (për shembull, një dhomë) është në kontakt me sipërfaqet e nxehta, ai nxehet, pra temperatura e tij rritet. Në këtë rast, ato shtresa që kufizojnë sipërfaqet e nxehta ngrohen drejtpërdrejt. Për shkak të ngrohjes, , ndryshon, dhe kjo çon në pamjen rryma konvektive: ndodh një proces shkëmbimi i turbullt. Për shkak të pranisë së përzierjes së turbullt të ajrit në procesin e formimit të vorbullës, energjia e thithur nga shtresat kufitare transferohet gradualisht në shtresat më të largëta, si rezultat i së cilës i gjithë vëllimi i ajrit disi rritet temperaturën tuaj.

Nga shembulli i konsideruar, është e qartë se shtresat afër sipërfaqeve të nxehta do të kenë një temperaturë më të lartë se shtresat e largëta. Me fjalë të tjera, temperatura në të gjithë vëllimin nuk është e njëjtë (dhe nganjëherë ndryshon mjaft ndjeshëm). Prandaj, temperatura, si parametër i ajrit, në çdo pikë do të ketë vlerën e vet individuale, lokale. Sidoqoftë, natyra e shpërndarjes së temperaturave lokale në të gjithë vëllimin e dhomës është jashtëzakonisht e vështirë për t'u parashikuar, kështu që në shumicën e situatave duhet të flasim për një vlerë mesatare të caktuar të një ose një parametri tjetër të ajrit. Temperatura mesatare rrjedh nga supozimi se nxehtësia e perceptuar do të shpërndahet në mënyrë të barabartë në të gjithë vëllimin e ajrit, dhe temperatura e ajrit në çdo pikë të hapësirës do të jetë e njëjtë.

Çështja e shpërndarjes së temperaturës përgjatë lartësisë së dhomës është studiuar pak a shumë, megjithatë, edhe në këtë çështje, modeli i shpërndarjes mund të ndryshojë shumë nën ndikimin e faktorët individualë: rrymat e avionit në dhomë, prania e sipërfaqeve mbrojtëse të strukturave dhe pajisjeve të ndërtesave, temperatura dhe madhësia e burimeve të nxehtësisë.

Ligjërata THARJE.

Tharja është procesi i heqjes së lagështirës nga lëndët e ngurta duke e avulluar atë dhe duke hequr avujt që rezultojnë.

Tharja me nxehtësi shpesh paraprihet nga metoda mekanike të heqjes së lagështirës (shtrydhja, vendosja, filtrimi, centrifugimi).

Në të gjitha rastet, kur thahet në formë avulli, hiqet një përbërës shumë i paqëndrueshëm (ujë, tretës organik, etj.).

Në thelbin e tij fizik, tharja është një proces i transferimit të kombinuar të nxehtësisë dhe masës dhe zbret në lëvizjen e lagështisë nën ndikimin e nxehtësisë nga thellësitë e materialit që thahet në sipërfaqen e tij dhe avullimin e tij pasues. Gjatë procesit të tharjes, një trup i lagësht tenton të arrijë një gjendje ekuilibri me mjedisi, prandaj temperatura dhe përmbajtja e lagështisë së tij në rastin e përgjithshëm janë funksion i kohës dhe i koordinatave.

Në praktikë përdoret koncepti lagështia v, e cila përkufizohet si:

(5.2)

Nëse atëherë

Sipas metodës së furnizimit me ngrohje, ato dallohen:

Tharje konvektive, e kryer me kontakt të drejtpërdrejtë të materialit dhe agjentit tharës;

Tharja me kontakt (përçues), nxehtësia transferohet në material përmes murit që i ndan ato;

Tharja me rrezatim - duke transferuar nxehtësinë me rrezatim infra të kuqe;

Tharje në ngrirje, në të cilën lagështia hiqet nga materiali ndërsa është i ngrirë (zakonisht në vakum);

Tharje dielektrike, në të cilën materiali thahet në një fushë me rryma me frekuencë të lartë.

Me çdo metodë tharjeje, materiali është në kontakt me ajrin e lagësht. Në shumicën e rasteve, uji hiqet nga materiali, kështu që zakonisht konsiderohet një sistem i thatë ajër-avull uji.

Parametrat e ajrit të lagësht.

Një përzierje e ajrit të thatë dhe avullit të ujit është ajri i lagësht. Parametrat e ajrit të lagësht:

Lagështia relative dhe absolute;

Kapaciteti i nxehtësisë dhe entalpia.

Ajri i lagësht, i ulët P Dhe T, mund të konsiderohet një përzierje binare e gazrave ideale - ajri i thatë dhe avulli i ujit. Atëherë, sipas ligjit të Dalton-it, mund të shkruajmë:

(5.3)

Ku P– presioni i përzierjes avull-gaz , p c g- presioni i pjesshëm i ajrit të thatë, - presioni i pjesshëm i avullit të ujit.

Avulli i lirë ose i mbinxehur - subjekt i të dhënave T&R nuk kondensohet. Përmbajtja maksimale e mundshme e avullit në një gaz, mbi të cilin vërehet kondensimi, korrespondon me kushtet e ngopjes në një farë T dhe presioni i pjesshëm .

Ka lagështi absolute, relative dhe përmbajtje të lagështisë së ajrit.

Lagështia absoluteështë masa e avullit të ujit për njësi vëllimi të ajrit të lagësht (kg/m3). Koncepti i lagështisë absolute përkon me konceptin e densitetit të avullit në temperaturën T dhe presionin e pjesshëm .

Lagështia relative- ky është raporti i sasisë së avullit të ujit në ajër me maksimumin e mundshëm, në kushte të dhëna, ose raporti i densitetit të avullit në kushte të dhëna me densitetin e avullit të ngopur në të njëjtat kushte:

Sipas ekuacionit të gjendjes gaz ideal Mendeleev–Cliperon për avull në gjendje të lirë dhe të ngopur kemi:

Dhe (5.5)

Këtu M p është masa e një mol avulli në kg, R është konstanta e gazit.

Duke marrë parasysh (5.5), ekuacioni (5.4) merr formën:

Lagështia relative përcakton kapacitetin e lagështisë së agjentit tharës (ajrit).

Këtu G P– masa (rrjedhja masive) e avullit, L – masa (rrjedhja masive) e gazit absolutisht të thatë. Le të shprehim vlerat e G P dhe L përmes ekuacionit të gjendjes së një gazi ideal:

,

Pastaj lidhja (5.7) shndërrohet në formën:

(5.8)

Masa prej 1 mol ajri të thatë në kg.

duke prezantuar dhe duke marrë parasysh marrim:

(5.9)

Për sistemin e avullit ajër-ujë , . Atëherë kemi:

(5.10)

Pra, është krijuar një lidhje midis përmbajtjes së lagështisë x dhe lagështisë relative φ të ajrit.

Nxehtësia specifike e gazit të lagësht merret si vlerë shtuese e kapaciteteve termike të gazit të thatë dhe avullit.

Kapaciteti specifik termik i gazit të lagësht c, referuar 1 kg gaz të thatë (ajër):

(5.11)

ku është kapaciteti termik specifik i gazit të thatë, kapaciteti specifik termik i avullit.

Kapaciteti specifik i nxehtësisë, i ndarë me 1 kg përzierje avulli-gaz:

(5.12)

Në llogaritjet zakonisht përdorin Me.

Entalpia specifike e ajrit të lagësht H i referohet 1 kg ajër absolutisht të thatë dhe përcaktohet në një temperaturë të caktuar të ajrit T si shuma e entalpive të ajrit absolutisht të thatë dhe avullit të ujit:

(5.13)

Entalpia specifike e avullit të mbinxehur përcaktohet nga shprehja e mëposhtme.

ajri atmosferik, dhe për këtë arsye, ajri i brendshëm gjithmonë përmban një sasi të caktuar avulli uji.

Sasia e lagështisë në gram që përmbahet në 1 m3 ajër quhet përqendrim vëllimor i avullit ose lagështi absolute f në g/m3. Avulli i ujit që është pjesë e përzierjes ajër-avull zë të njëjtin vëllim v si vetë përzierja; temperatura T e avullit dhe e përzierjes është e njëjtë.

Niveli i energjisë i molekulave të avullit të ujit të përfshira në ajrin e lagësht shprehet me presionin e pjesshëm e


ku M e është masa e avullit të ujit, kg; μ m - pesha molekulare, kg/mol: R - konstante universale e gazit, kg-m/deg mol, ose mm Hg. st m 3 / deg mol.

Dimensioni fizik i presionit të pjesshëm varet nga njësitë në të cilat shprehet presioni dhe vëllimi i përfshirë në konstantën universale të gazit.

Nëse presioni matet në kg/m2, atëherë presioni i pjesshëm ka të njëjtin dimension; gjatë matjes së presionit në mmHg. Art. presioni i pjesshëm shprehet në të njëjtat njësi.

Në termofizikën e ndërtimit, presioni i pjesshëm i avullit të ujit zakonisht merret të ketë një dimension të shprehur në mmHg. Art.

Madhësia e presionit të pjesshëm dhe diferenca midis këtyre presioneve në seksionet ngjitur të sistemit material në shqyrtim përdoren për të llogaritur difuzionin e avullit të ujit brenda strukturave mbyllëse. Madhësia e presionit të pjesshëm jep një ide për sasinë dhe energjia kinetike avujt e ujit që gjenden në ajër; kjo sasi shprehet në njësi që matin presionin ose energjinë e avullit.

Shuma e presioneve të pjesshme të avullit dhe ajrit është e barabartë me presionin total të përzierjes avull-ajër


Presioni i pjesshëm i avullit të ujit, si lagështia absolute e përzierjes avull-ajër, nuk mund të rritet pafundësisht në ajrin atmosferik me një temperaturë dhe presion të caktuar barometrik.

Vlera kufitare e presionit të pjesshëm E në mmHg. Art. korrespondon me ngopjen e plotë të ajrit me avujt e ujit F max në g/m 3 dhe shfaqjen e kondensimit të tij, që zakonisht ndodh në sipërfaqet materiale që kufizohen me ajrin e lagësht ose në sipërfaqen e grimcave të pluhurit dhe aerosoleve që përmbahen në të në gjendje pezull.

Kondensimi në sipërfaqen e zarfeve të ndërtesave zakonisht shkakton lagështi të padëshiruar në këto struktura; kondensimi në sipërfaqen e aerosoleve të pezulluara në ajër të lagësht shoqërohet me formimin e lehtë të mjegullave në një atmosferë të ndotur nga emetimet industriale, bloza dhe pluhuri. Vlerat absolute të vlerave E në mm Hg. Art. dhe F në g / m 3 janë afër njëri-tjetrit në temperatura normale të ajrit në dhomat e nxehta, dhe në t = 16 ° C ato janë të barabarta me njëri-tjetrin.

Me rritjen e temperaturës së ajrit rriten vlerat e E dhe F. Me një ulje graduale të temperaturës së ajrit të lagësht, vlerat e e dhe f, të cilat kanë ndodhur në ajrin e pangopur me një temperaturë fillestare më të lartë, arrijnë vlerat maksimale maksimale, pasi këto vlera ulen me uljen e temperaturës. Temperatura në të cilën ajri arrin ngopjen e plotë quhet temperatura e pikës së vesës ose thjesht pika e vesës.

Vlerat e E për ajrin e lagësht në temperatura të ndryshme (në një presion barometrik prej 755 mm Hg) tregohen në


Në temperatura negative, duhet të kihet parasysh se presioni i avullit të ujit të ngopur mbi akull është më i vogël se presioni mbi ujin e superftohur. Kjo mund të shihet nga Fig. VI.3, e cila tregon varësinë e presionit të pjesshëm të avullit të ujit të ngopur E nga temperatura.

Në pikën O, e cila quhet e trefishtë, kryqëzohen kufijtë e tri fazave: akull, ujë dhe avull. Nëse vazhdojmë me një vijë me pika vijën e lakuar që ndan fazën e lëngshme nga ajo e gaztë (uji nga avulli), ajo do të kalojë mbi kufirin e fazës së ngurtë dhe të gaztë (avulli dhe akulli), gjë që tregon vlera më të larta të presionet e pjesshme të avullit të ujit të ngopur mbi ujin e superftohur.

Shkalla e ngopjes së ajrit të lagësht me avujt e ujit shprehet me presion të pjesshëm ose lagështi relative.

Lagështia relative cp është raporti i presionit të pjesshëm të avullit të ujit e në konsideratë mjedisi ajror në vlerën maksimale të kësaj presioni E të mundshme në një temperaturë të caktuar. Në aspektin fizik, sasia φ është pa dimension dhe vlerat e saj mund të ndryshojnë nga 0 në 1; në praktikën e ndërtimit, vlera e lagështisë relative zakonisht shprehet si përqindje:


Lagështia relative ka vlerë të madhe si higjienike ashtu edhe teknike. Vlera e φ lidhet me intensitetin e avullimit të lagështisë, veçanërisht nga sipërfaqja e lëkurës së njeriut. Lagështia relative që varion nga 30 në 60% konsiderohet normale për qëndrimin e përhershëm të njeriut. Vlera e φ karakterizon gjithashtu procesin e thithjes, d.m.th., thithjen e lagështisë nga materiale higroskopike poroze në kontakt me një mjedis ajri të lagësht.

Së fundi, vlera e φ përcakton procesin e kondensimit të lagështisë si në grimcat e pluhurit dhe grimcat e tjera të pezulluara që gjenden në ajër, ashtu edhe në sipërfaqen e strukturave mbyllëse. Nëse ajri me një përmbajtje të caktuar lagështie nxehet, atëherë lagështia relative e ajrit të nxehtë do të ulet, pasi vlera e presionit të pjesshëm të avullit të ujit E do të mbetet konstante, dhe vlera e tij maksimale E do të rritet me rritjen e temperaturës, shih formulën ( VI.3).

Përkundrazi, kur ajri me përmbajtje konstante lagështie ftohet, lagështia relative e tij do të rritet për shkak të uljes së vlerës së E.

Në një temperaturë të caktuar, vlera maksimale e presionit të pjesshëm E do të jetë e barabartë me vlerën e e të disponueshme në ajër, dhe lagështia relative φ do të jetë e barabartë me 100%, që korrespondon me pikën e vesës. Me një ulje të mëtejshme të temperaturës, presioni i pjesshëm mbetet konstant (maksimumi), dhe sasia e tepërt e lagështisë kondensohet, d.m.th., kthehet në një gjendje të lëngshme. Kështu, proceset e ngrohjes dhe ftohjes së ajrit shoqërohen me ndryshime në temperaturën e tij, lagështinë relative dhe, rrjedhimisht, në vëllimin fillestar.


Sasitë kryesore për ndryshimet e papritura të temperaturës së ajrit të lagësht (për shembull, kur llogariten proceset e ventilimit) shpesh merren si përmbajtja e tij e lagështisë dhe përmbajtja e nxehtësisë (entalpia).


ku 18 dhe 29 janë peshat molekulare të avullit të ujit dhe ajrit të thatë P = P e + P në është presioni total i ajrit të lagësht.

Në një presion total konstant të ajrit të lagësht (për shembull, P = 1), përmbajtja e tij e lagështisë përcaktohet vetëm nga presioni i pjesshëm i avullit të ujit



Dendësia e ajrit të lagësht zvogëlohet me rritjen e presionit të pjesshëm sipas një ligji linear.

Një ndryshim i rëndësishëm në peshën molekulare të avullit të ujit dhe ajrit të thatë çon në një rritje të lagështisë absolute dhe presionit të pjesshëm në zonat më të ngrohta (zakonisht në zonën e sipërme) të ambienteve, në përputhje me ligjet.


ku cp është kapaciteti termik specifik i ajrit të lagësht, i barabartë me 0,24 + 0,47d (0,24 është kapaciteti i nxehtësisë së ajrit të thatë; 0,47 është kapaciteti i nxehtësisë së avullit të ujit); t - temperatura, °C; 595 - nxehtësia specifike e avullimit në 0°C, kcal/kg; d është përmbajtja e lagështisë së ajrit të lagësht.

Ndryshimet në të gjithë parametrat e ajrit të lagësht (për shembull, kur temperatura e tij luhatet) mund të përcaktohen duke përdorur diagramin I - d, sasitë kryesore të të cilit janë përmbajtja e nxehtësisë I dhe lagështia d e ajrit në vlerën mesatare të presionit barometrik. .

Në diagramin I - d, përmbajtja e nxehtësisë I është paraqitur përgjatë boshtit të ordinatave dhe projeksionet e përmbajtjes së lagështisë d janë paraqitur përgjatë boshtit të abshisës; Vlerat e vërteta të përmbajtjes së lagështisë projektohen në këtë aks nga një aks i pjerrët i vendosur në një kënd prej 135° në boshtin e ordinatës. Një kënd i mpirë është miratuar për të paraqitur më qartë lakoret e lagështisë së ajrit në diagram (Fig. VI.4).

Linjat me të njëjtën përmbajtje nxehtësie (I=const) janë të vendosura në mënyrë të pjerrët në diagram, dhe vijat me të njëjtën përmbajtje lagështie (d = konst) janë të vendosura vertikalisht.

Kurba e ngopjes së plotë të ajrit me lagështi φ=1 e ndan diagramin në pjesën e sipërme, në të cilën ajri nuk është plotësisht i ngopur dhe në pjesën e poshtme, ku ajri është plotësisht i ngopur me lagështi dhe mund të ndodhin procese kondensimi.

Në fund të diagramit është një vijë p e =f(d) e rritjes së presioneve të pjesshme të avullit të ujit, e shprehur në mmHg, e ndërtuar në një rrjet koordinativ konvencional sipas formulës (VI.4). Art.

Diagramet e përmbajtjes së nxehtësisë dhe lagështisë përdoren gjerësisht në praktikën e ngrohjes dhe ventilimit gjatë llogaritjes së proceseve të ngrohjes dhe ftohjes së ajrit, si dhe në teknologjinë e tharjes. Duke përdorur diagramet I - d, mund të vendosni të gjithë parametrat e nevojshëm të ajrit të lagësht (përmbajtja e nxehtësisë, përmbajtja e lagështisë, temperatura, pika e vesës, lagështia relative, presioni i pjesshëm), nëse dihen vetëm dy nga këto parametra.

Shënime

1. Ky presion nganjëherë quhet presion i avullit të ujit.

Lagështia absolute e ajrit ρ p, kg/m, është masa e avullit të ujit që përmbahet në 1 m 3 ajër të lagësht, d.m.th., lagështia absolute e ajrit është numerikisht e barabartë me densitetin e avullit në një presion të pjesshëm të caktuar P p dhe temperaturën e përzierjes t.

Përmbajtja e lagështisë është raporti i masës së avullit me masën e ajrit të thatë që përmbahet në të njëjtin vëllim të gazit të lagësht. Për shkak të vlerave të vogla të masës së avullit në ajrin e lagësht, përmbajtja e lagështisë shprehet në gram për 1 kg ajër të thatë dhe shënohet me d. Lagështia relative φ është shkalla e ngopjes së gazit me avull dhe shprehet si raport i lagështisë absolute ρ n në maksimumin e mundshëm në të njëjtat presione dhe temperatura ρ n.

Në lidhje me një vëllim arbitrar të ajrit të lagësht V, i cili përmban D p kg, avull uji dhe L kg, ajër të thatë në presion barometrik P b dhe temperaturë absolute T, mund të shkruajmë:

(5.2)

(5.3)

(5.4)

Nëse ajri i lagësht konsiderohet si një përzierje e gazeve ideale për të cilat vlen ligji i Daltonit, P b = R në + P p, dhe ekuacioni Clapeyron, PV=G∙R∙T, pastaj për ajrin e pangopur:

(5.5)

për ajër të ngopur:

(5.6)

ku D p, D n është masa e avullit në gjendjet e pangopura dhe të ngopura të ajrit;
R p - avulli konstant i gazit.

Ku vijon:

(5.7)

Nga ekuacionet e gjendjes së shkruar për ajrin dhe avullin, marrim:

(5.9)

Raporti i konstanteve të gazit të ajrit dhe avullit është 0.622, atëherë:

Meqenëse në proceset e shkëmbimit të nxehtësisë që përfshijnë ajrin e lagësht masa e pjesës së saj të thatë mbetet e pandryshuar, në llogaritjet termoteknike është e përshtatshme të përdoret entalpia e ajrit të lagësht H, e lidhur me masën e ajrit të thatë:

ku C in është kapaciteti mesatar termik specifik i ajrit të thatë në intervalin e temperaturës 0÷100 o C, (C in = 1,005 kJ/kg∙K); C p - kapaciteti mesatar termik specifik i avullit të ujit (C p = 1,807 kJ/kg∙K).

Një imazh i ndryshimit të gjendjes së gazit të lagësht në instalimet industriale është paraqitur në diagramin H-d (Fig. 5.3).

Diagrami H-d është një paraqitje grafike e parametrave kryesorë të ajrit në një presion barometrik të zgjedhur (H, d, t, φ, P p). Për lehtësinë e përdorimit praktik të diagramit H-d, përdoret një sistem koordinativ i zhdrejtë, në të cilin vijat H = konst ndodhen në një kënd b = 135 o me vertikale.

Figura 5.3 - Ndërtimi i vijave t = const, P p dhe φ = 100% në diagramin H-d

Pika a korrespondon me H = 0. Nga pika a poshtë vizatohet lart në shkallën e pranuar vlerë pozitive entalpi, poshtë - negative, përkatëse vlerat negative temperaturat Për të ndërtuar vijën t=const, përdorni ekuacionin H =1.0t + 0.001d(2493+1.97t). Këndi α ndërmjet izotermës t = 0 dhe izentalpit H = 0 përcaktohet nga ekuacioni:

Prandaj α≈45°, dhe izotermia t = 0 o C është një vijë horizontale.

Për t > 0, secila izotermë është e ndërtuar nga dy pika (izoterm t 1 nga pikat b Dhe V). Me rritjen e temperaturës, komponenti entalpi rritet, gjë që çon në një shkelje të paralelizmit të izotermave.

Për të ndërtuar vijën φ = konst, vizatohet një vijë e presioneve të pjesshme të avullit në një shkallë të caktuar në varësi të përmbajtjes së lagështisë. P p varet nga presioni barometrik, kështu që diagrami është ndërtuar për P b = konst.

Linja e presionit të pjesshëm është ndërtuar duke përdorur ekuacionin:

(5.11)

Duke specifikuar vlerat d 1, d 2 dhe duke përcaktuar P p1 P p2, ata gjejnë pikat d, d..., duke i lidhur ato, marrin një linjë të presionit të pjesshëm të avullit të ujit.

Ndërtimi i vijave φ = konst fillon me drejtëzën φ =1 (P p = P s). Duke përdorur tabelat termodinamike të avullit të ujit, gjeni për disa temperatura arbitrare t 1, t 2 ... vlerat përkatëse të P s 1, P s 2 ... Pikat e kryqëzimit të izotermave t 1, t 2 ... me linjat d = const që korrespondojnë me P s 1, P s 2 ..., përcaktoni vijën e ngopjes φ = 1. Zona e diagramit që shtrihet mbi kurbë φ = 1 karakterizon ajrin e pangopur; Zona e diagramit më poshtë φ = 1 karakterizon ajrin në një gjendje të ngopur. Izotermat në rajonin nën vijën φ = 1 (në rajonin e mjegullës) pësojnë një thyerje dhe kanë një drejtim që përkon me H = konst.

Duke pasur parasysh lagështinë relative të ndryshme dhe duke llogaritur P p =φP s, vijat φ = konst ndërtohen në të njëjtën mënyrë si vija φ = 1.

Në t ​​= 99.4 o C, që korrespondon me pikën e vlimit të ujit në presioni atmosferik, lakoret φ = const pësojnë një thyerje, pasi në t≥99.4 o C P p max = P b. Nëse , atëherë izotermat devijojnë majtas nga vertikalja, dhe nëse , vijat φ = const do të jenë vertikale.

Kur ajri i lagësht nxehet në një ngrohës rikuperues, temperatura dhe entalpia e tij rriten, dhe lagështia relative ulet. Raporti i masave të lagështisë dhe ajrit të thatë mbetet i pandryshuar (d = konst) - procesi 1-2 (Fig. 5.4 a).

Në procesin e ftohjes së ajrit në një shkëmbyes nxehtësie rikuperuese, temperatura dhe entalpia ulen, lagështia relative rritet dhe përmbajtja e lagështisë d mbetet e pandryshuar (procesi 1-3). Me ftohje të mëtejshme ajri do të arrijë ngopje të plotë, φ=1, pika 4. Temperatura t 4 quhet temperatura e pikës së vesës. Kur temperatura ulet nga t 4 në t 5, avulli i ujit kondensohet (pjesërisht), formohet mjegull dhe përmbajtja e lagështisë zvogëlohet. Në këtë rast, gjendja e ajrit do të korrespondojë me ngopjen në një temperaturë të caktuar, d.m.th., procesi do të ndjekë vijën φ = 1. Lagështia e pikave d 1 - d 5 hiqet nga ajri.

Figura 5.4 - Proceset kryesore të ndryshimit të gjendjes së ajrit në Diagrami H-d

Kur ajri i dy gjendjeve përzihet, entalpia e përzierjes është N cm:

Raporti i përzierjes k = L 2 / L 1

dhe entalpi
(5.13)

Në diagramin H-d, pika e përzierjes shtrihet në vijën e drejtë që lidh pikat 1 dhe 2 në k → ~ H cm = H 2, në k → 0, H cm → H 1. Është e mundur që gjendja e përzierjes të jetë në rajonin e ajrit të mbingopur. Në këtë rast, formohet mjegull. Pika e përzierjes bartet përgjatë vijës H = konst deri në vijën φ = 100%, një pjesë e lagështirës së pikës ∆d bie (Fig. 5.4 b).