Описание экспериментальной установки

КОМИТЕТ РЫБНОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет

Кафедра «Холодильная техника, кондиционирование и теплотехника»

Цикл «Теплотехники и гидравлики»

ОТЧЕТ

по лабораторной работе № 4.7

ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА

(наименование)

Выполнил: Принял: преподаватель

Студент гр. Ут-312 Руднев Б.И.

Мезекаев А.Ф.

«__» __________ 2016 г. «__» ___________ 2016 г.

Владивосток

ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА

Цель работы: изучить свойства влажного воздуха, методы определения его основных параметров, получить навыки в исследовании процессов с помощью диаграммы "Энтальпия - влагосодержание".

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ

Влажным воздухом называют смесь сухого воздуха с водяным паром, а в наиболее общем случае - с водяным паром, мельчайшими каплями воды и кристаллами льда.

Процессы происходящие во влажном воздухе встречаются при расчете и эксплуатации систем вентиляции и кондиционирования воздуха, сушке различных продуктов, осушении газов.

Чаще всего процессы во влажном воздухе протекают при давлениях близких к атмосферному. Плотность водяного пара в воздухе невелика. На основании вышесказанного свойства влажного воздуха с достаточной точностью описываются уравнениями для смеси идеальных газов.

Абсолютной влажностью воздуха называют массу водяного пара, содержащегося в одном кубическом метре влажного воздуха. Так как частички пара могут находиться в любой точке объема, то абсолютная влажность числено равна плотности пара ( r_п) при его парциальном давлении и температуре влажного воздуха.

(4.6.1)

Относительной влажностью воздуха (j) называют отношение его действительной абсолютной влажности к максимально возможной абсолютной влажности при данной температуре влажного воздуха, т.е. это отношение плотности пара во влажном воздухе к плотности насыщенного пара ( r_s) при температуре влажного воздуха.

(4.6.2)

С достаточной точностью справедливо также выражение

(4.6.3)

где P_п - парциальное давление пара во влажном воздухе, Па; P_s- давление насыщенного пара при температуре влажного воздуха, Па.

Влажный воздух при данной температуре будет насыщенным тогда, когда пар в нем будет насыщенным, т.е.

Относительную влажность наиболее точно определяют с помощью прибора, называемого психрометром, который имеет в своем составе сухой и смоченный водой термометры. Имея показания сухого ( t_с ) и мокрого ( t_м ) термометров, по психрометрическим таблицам или диаграммам влажного воздуха можно найти относительную влажность.

Влагосодержанием называют массу водяного пара, приходящуюся на один килограмм сухого воздуха. Оно рассчитывается по формуле

кг/кг сухого воздуха, (4.6.4)

где P_б- барометрическое давление влажного воздуха, Па.

Парциальное давление водяного пара определяют на основании уравнения (4.6.3) по относительной влажности воздуха

(4.6.5)

Одним из параметров состояния газа является удельная энтальпия. Численное значение удельной энтальпии равно количеству теплоты, которую необходимо подвести к одному килограмму газа в изобарном процессе, для того, чтобы поднять его температуру от 0 ^оС до t ^oС.

.

Энтальпия смеси газов равна сумме произведений энтальпий компонентов смеси на их концентрации. Энтальпию влажного воздуха рассчитывают для одного килограмма сухого воздуха и dкилограммов водяного пара, содержащегося в нем, т.е. для массы равной ( 1+d ) килограммов влажного воздуха

Дж/кг сухого воздуха, (4.6.6)

где h_в - удельная энтальпия сухого воздуха, Дж/кг, которая в приближенных расчетах принимается равной температуре влажного воздуха

(4.6.7)

Удельная энтальпия водяного пара может быть определена по приближенной зависимости

(4.6.8)

Энтальпия влажного воздуха, как видно из (4.6.6-4.6.8), является функцией температуры и влагосодержания. Она может быть определена и с помощью диаграммы "Энтальпия - влагосодержание" (рис. 4.6.1), на которой линии постоянных энтальпий наклонены к горизонтальной оси под углом равным 135^о.

ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Экспериментальная установка ( рис. 4.6.2 ) состоит из аспирационного психрометра 1, установленного в штативе 3, электрического нагревателя 4 и цилиндра 2.

Психрометр - это прибор, служащий для измерения относительной влажности и температуры влажного воздуха в стационарных условиях. Аспирационный психрометр состоит из двух термометров - сухого и влажного ( мокрого ). У влажного термометра ртутный "шарик" обернут смоченной водой тканью. В верхней части прибора встроен вентилятор, который создает восходящий поток воздуха, омывающего термометры.

Вследствие испарения воды с поверхности ткани ее температура понижается. В результате тепло и массообмена влажной ткани с воздухом устанавливается равновесие, которому соответствует температура, показываемая обернутым тканью термометром. Эту температуру принято называть температурой мокрого термометра ( t_м ). Она меньше температуры сухого термометра ( t_с), показывающего действительную температуру влажного воздуха.

Чем ниже относительная влажность воздуха, тем интенсивнее испарение и больше разность в показаниях сухого и влажного термометров.