Определение влагоемкости, плотности паров, влагосодержание, энтальпию, относительную и абсолютную влажность воздуха

 

Определение и плотности паров воды


Задача 40. 
При температуре t = 20 0С относительная влажность воздуха составляет Rн = 75%. Определить влагоемкость и плотность паров воды.
Решение: 
По таблицам приложения определяем плотность насыщенного водяного пара при температуре t = 20 0С, которая и является влагоемкостью воздуха, заданного в задаче: Рн = 0,01729 кг/м3.

1. Расчет плотности паров воды

Для рассчета плотности паров воды, используя формулу:

Rн = (Рп * 100%)/Рн, где

Rн - относительная влажность воздуха; Рп - плотность паров воды; Рн - плотность пара при заданной температуре. 

Тогда

Рп = (Rн . Рн)/100% = (0,01729 . 75%)/100% = 0.01297 кг/м3.

Ответ: Рн = 0,01729 кг/м3; Рп = 0.01297 кг/м3
 


Определение влагосодержания, энтальпии и плотности воздуха


Задача 41.
Температура и относительная влажность воздуха равны соответственно t = 60 0С, Rн = 40%. Рассчитать влагосодержание, энтальпию и плотность воздуха.
Решение:
Для температуры t = 60 0С по табл. 1 приложения, применив метод интерполяции, находим давление насыщенного водяного пара pн = 19920 Па. 

1. Расчет парциального давления

Для рассчета парциального давления пара в воздухе используя формулу:

(Rн = (Рп . 100%)/Рн), где

Rн - относительная влажность воздуха; Рп - парциального давление паров воды; Рн - давление насыщенного водяного пара. 

Тогда

Рп = (Rн . Рн)/100% = (19920 . 40%)/100% = 7968 Па.

2. Расчет влагосодержания воздуха

Влагосодержание определяем по формуле:

d = 622 . Рн/(Рбар - Рн), где

d - влагосодержание воздуха; Рн - давление насыщенного водяного пара; Рбар - давление атмосферного воздуха.

Тогда

d = 622 г/кг . 7968 Па/(101325 Па - 7968 Па) = 53,1 г/кг.

3. Расчет энтальпии влажного воздуха

Энтальпию можно рассчитать по уравнению:

давление, где

J - энтальпия влажного воздуха, кДж/кг; 
1,005 – Cс.в. теплоёмкость сухого воздуха, кДж/(кг°С);
2500 – r удельная теплота парообразования, кДж/(кг°С);
1,8 – Cп теплоёмкость водяного пара, кДж/(кг°С);
t - произвольная температура, °С;
(2500 + 1,8 t) - теплосодержание (энтальпия) водяного пара Jп в воздухе при произвольной температуре t;
d - произвольное влагосодержание, г/кг.

Тогда

J = 1,005 . 60 + (2500 + 1,8 . 60) . (0,001 . 53,1) = 60,3 + (2608 + 0,0531) = 198,8 кДж/кг.

4. Расчет плотности воздуха

Плотность воздуха находим по формуле:

давление, где

Р - плотность воздуха, кг/м3; Рбар. - барометрическое давление воздуха, Па; Рп - парциальное давление пара в воздухе, Па; Т - температура,K.

Тогда

Р = [(28б96 . 101325) - (10,94 . 7968)]/(8314 . 333) = 1,028 кг/м3.

Ответ: d = 53,1 г/кг; J = 198,8 кДж/кг; P = 1,028 кг/м3.
 


Расчет температуры, относительной и абсолютной влажности воздуха


Задача 42.
Влагосодержание и энтальпия воздуха составляют соответственно d = 90 г/кг; I = 340 кДж/кг. Определить температуру, относительную и абсолютную влажность воздуха.
Решение:

1. Расчет температуры воздуха по формуле:

Температуру воздуха рассчитаем по формуле:

t = (J - 2,5 . d)/(1,005 + 0,0018 . d), где

J - энтальпия влажного воздуха, кДж/кг; 
d - влагосодержание воздуха, г/кг.

Тогда

t = (340 - 2,5 . 90)/(1,005 + 0,0018 . 90) = 98,5 оС.

По таблицам приложения для этой температуры определяем давление насыщения и плотность насыщенного пара: Рн = 99 824 Па; рн = 0,589 кг/м3.

2. Расчет парциального давления пара в воздухе

Рассчитываем парциальное давление пара в воздухе по формуле:

Pi = (Рбар. . d)/(622 + d), где

Pi - парциальное давление пара в воздухе, Па; Рбар. - барометрическое давление воздуха, 100000 Па; d - влагосодержание воздуха, г/кг.

Тогда

Pi = (100000 . 90)/(622 + 90) = 12640,45 Па.

3. Расчет относительной и абсолютной влажности воздуха

Относительную и абсолютную влажность воздуха рассчитаем по формуле:

потенциал = Piн = потенциалiн, где

Рн - давление насыщения; потенциал - относительная влажность воздуха; потенциалi - абсолютная влажность воздуха; рн - плотность насыщенного пара; Pi - парциальное давление пара в воздухе.

потенциал = 12640,45/99 824 = 0,127;
потенциалi = потенциал . рн = 0,127 . 0,589 = 0,075 кг/м3.

Ответ: t = 98,5 0С; потенциал = 0,127; потенциал i= 0,075 кг/м3