Физические свойства влажного воздуха

Основными характеристиками влажного воздуха, используемыми в теплотехнических расчётах, являются его удельная теплоёмкость, плотность, влагосодержание, относительная влажность и энтальпия (теплосодержание).

Плотность влажного воздуха, проникающего внутрь грузового помещения вагона, контейнера за счёт инфильтрации или вентилирования определяют, кг/м³:

r_н = r_с(1 – j_н) + r_нас∙j_н,

где rс	—	плотность сухого воздуха при той же температуре (табл. П13.1), кг/м3;
jн	—	относительная влажность наружного воздуха при расчётной его температуре (tр), доли единицы;
rнас	—	то же, насыщенного (см. табл. П13.1), кг/м3.

Энтальпию наружного воздуха (i_н) и воздуха внутри грузового помещения вагона или контейнера (i_в) определяют в зависимости от его температуры и относительной влажности по I–, d‑диаграмме, заданной таблично (табл. П.13.2) или формуле, кДж/кг:

i_н(в).= С_р∙t_р(в) + (2507,4 + 1,926 t_р(в)) j_н(в)∙d_нас∙10^-3,

где Ср	—	удельная теплоёмкость сухого воздуха при постоянном давлении (см. табл. П13), кДж/(кг∙°С);
tр(в)	—	расчётная температура наружного воздуха (воздуха внутри грузового помещения вагона, контейнера), °С;
2507,4	—	скрытая теплота парообразования воды при 0°С;
1,926	—	удельная теплоёмкость водяного пара, кДж/(кг∙°С);
jн(в)	—	относительная влажность наружного воздуха (воздуха внутри грузового помещения вагона, контейнера), доли единицы;
dнас	—	влагосодержание насыщенного воздуха, г/кг, зависящее от его температуры при относительной влажности 100 %, определяемое по I–, d‑диаграмме или табл. П13.1.

В случае отсутствия в задании на курсовой проект относительной влажности наружного воздуха для определения теплопритоков от инфильтрации и вентилирования воздуха в вагоне используют разность энтальпий воздуха снаружи и внутри грузового помещения (Di=i_н–i_в). В табл. П13.3. приведены Di при средних значениях относительной влажности наружного воздуха 65% и воздуха внутри грузового помещения 95%

Таблица П10.1

Физические свойства атмосферного воздуха

при постоянном давлении (Р_атм = 0,1013 МПа)

Температура воздуха, °С	Плотность воздуха, кг/м3	Теплоёмкость воздуха, кДж/(кг∙°С)	Влагосодержание насыщенного воздуха dнас,г/кг
ρс	ρнас	Ср	Снас
	1,128	1,097	1,005	1,109	48,80
	1,132	1,102	1,005	1,104	45,60
	1,135	1,107	1,005	1,099	42,80
	1,138	1,111	1,005	1,094	40,50
	1,142	1,116	1,005	1,088	38,30
	1,145	1,121	1,005	1,083	36,10
	1,149	1,126	1,005	1,079	34,10
	1,153	1,131	1,005	1,075	32,30
	1,157	1,136	1,005	1,071	30,60
	1,161	1,141	1,005	1,068	28,90
	1,165	1,146	1,005	1,065	27,30
	1,169	1,151	1,005	1,062	25,70
	1,173	1,156	1,005	1,059	24,20
	1,177	1,161	1,005	1,054	22,70
	1,181	1,166	1,005	1,049	21,20
	1,185	1,171	1,005	1,045	20,00
	1,189	1,176	1,005	1,042	18,80
	1,193	1,181	1,005	1,041	17,70
	1,197	1,186	1,005	1,040	16,70
	1,201	1,190	1,005	1,039	15,70
	1,205	1,195	1,005	1,038	14,70
	1,209	1,200	1,005	1,037	13,80
	1,214	1,204	1,005	1,036	12,90
	1,218	1,209	1,005	1,035	12,10
	1,222	1,214	1,005	1,034	11,40
	1,226	1,218	1,005	1,033	10,70
	1,230	1,223	1,005	1,032	10,00
	1,234	1,227	1,005	1,031	9,35
	1,238	1,232	1,005	1,030	8,75
	1,242	1,237	1,005	1,029	8,18
	1,247	1,241	1,005	1,028	7,65
	1,251	1,246	1,005	1,027	7,15
Продолжение табл. П10.1
Температура воздуха, °С	Плотность воздуха, кг/м3	Теплоёмкость воздуха, кДж/(кг∙°С)	Влагосодержание насыщенного воздуха dнас,г/кг
ρс	ρнас	Ср	Снас
	1,256	1,251	1,005	1,026	6,65
	1,261	1,256	1,005	1,024	6,15
	1,266	1,261	1,005	1,023	5,75
	1,270	1,266	1,005	1,022	5,38
	1,275	1,271	1,005	1,021	5,03
	1,280	1,275	1,005	1,020	4,70
	1,284	1,280	1,005	1,019	4,38
	1,288	1,285	1,005	1,018	4,08
	1,293	1,290	1,005	1,017	3,78
–1	1,298	1,295	1,005	1,017	3,40
–2	1,302	1,300	1,006	1,016	3,15
–3	1,307	1,305	1,006	1,015	2,92
–4	1,312	1,310	1,006	1,015	2,69
–5	1,317	1,315	1,007	1,014	2,47
–6	1,322	1,320	1,007	1,014	2,26
–7	1,327	1,325	1,007	1,013	2,07
–8	1,332	1,330	1,008	1,013	1,91
–9	1,337	1,335	1,008	1,013	1,75
–10	1,342	1,340	1,009	1,013	1,60
–11	1,347	1,345	1,009	1,013	1,46
–12	1,353		1,009	1,013	1,33
–13	1,358	1,355	1,009	1,012	1,21
–14	1,363	1,361	1,009	1,012	1,10
–15	1,368	1,366	1,009	1,012	1,01
–16	1,373	1,372	1,009	1,012	0,92
–17	1,378	1,377	1,009	1,011	0,84
–18	1,383	1,383	1,009	1,011	0,77
–19	1,389	1,389	1,009	1,011	0,70
–20	1,395	1,395	1,009	1,010	0,63
–21	1,401	1,401	1,009	1,010	0,56
–22	1,407	1,407	1,010	1,010	0,50
–23	1,413	1,412	1,010	1,010	0,44
–24	1,419	1,418	1,011	1,009	0,39
–25	1,425	1,424	1,011	1,009	0,35
–26	1,431	1,430	1,012	1,009	0,33
–27	1,437	1,436	1,012	1,009	0,31
–28	1,443	1,441	1,013	1,009	0,30
–29	1,448	1,447	1,013	1,009	0,29
Продолжение табл. П10.1
Температура воздуха, °С	Плотность воздуха, кг/м3	Теплоёмкость воздуха, кДж/(кг∙°С)	Влагосодержание насыщенного воздуха dнас,г/кг
ρс	ρнас	Ср	Снас
–30	1,453	1,453	1,013	1,009	0,28
–31	1,462	1,459	1,013	1,009	0,27
–32	1,468	1,465	1,013	1,008	0,26
–33	1,474	1,471	1,013	1,008	0,25
–34	1,481	1,477	1,013	1,008	0,24
–35	1,487	1,483	1,013	1,008	0,23
–36	1,494	1,489	1,013	1,008	0,22
–37	1,500	1,495	1,013	1,008	0,21
–38	1,506	1,501	1,013	1,008	0,20
–39	1,512	1,507	1,013	1,008	0,19
–40	1,519	1,513	1,013	1,008	0,19

Таблица П10.2

Энтальпия воздуха при различных температурах

И относительной влажности

Температура воздуха, °С	Относительная влажность воздуха (jв), %
	52,8	65,4	78,0	90,6	103,2	115,9	128,5	141,1	153,7	166,3
	51,0	62,8	74,5	86,3	98,1	109,9	121,6	133,4	145,2	157,0
	49,2	60,3	71,3	82,4	93,4	104,5	115,5	126,6	137,6	148,6
	47,6	58,1	68,5	79,0	89,4	99,8	110,3	120,7	131,2	141,6
	46,0	55,9	65,8	75,7	85,2	95,4	105,3	115,3	125,0	134,9
	44,5	53,8	63,1	72,4	81,7	91,0	100,2	109,5	118,8	128,1
	42,9	51,7	60,5	69,3	78,0	86,8	95,6	104,4	113,1	121,9
	41,7	49,8	58,1	66,4	74,7	83,0	91,3	99,6	107,9	116,2
	40,0	47,9	55,7	63,6	71,5	79,3	87,2	95,0	102,9	110,8
	38,6	46,0	53,4	60,8	68,3	75,7	83,1	90,5	97,9	105,4
	37,1	44,1	51,1	58,1	65,1	72,1	79,1	86,1	93,1	100,1
	35,7	42,3	48,9	55,5	62,1	68,7	75,3	81,8	88,4	95,0
	34,3	40,5	46,7	52,9	59,1	65,3	71,5	77,7	83,9	90,1
	33,0	38,8	44,6	50,4	56,2	62,0	67,8	73,6	79,4	85,2
	31,6	37,0	42,4	47,8	53,2	58,7	64,1	69,5	74,9	80,4
	30,2	35,4	40,5	45,6	50,7	55,8	60,9	66,0	71,1	76,2
	28,9	33,7	38,5	43,3	48,1	52,9	57,7	62,5	67,3	72,1
	27,6	32,2	36,7	41,2	45,7	50,2	54,7	59,3	63,8	68,3
Продолжение табл. П10.2
Температура воздуха, °С	Относительная влажность воздуха (jв), %
	26,4	30,6	34,9	39,1	43,4	47,7	51,9	56,2	60,4	64,7
	25,1	29,1	33,1	37,1	41,1	45,1	49,1	53,1	57,1	61,1
	23,8	27,6	31,3	35,1	38,8	42,6	46,3	50,0	53,8	57,5
	22,6	26,1	29,6	33,1	36,6	40,1	43,7	47,2	50,7	54,2
	21,4	24,6	27,9	31,2	34,5	37,8	41,0	44,3	47,6	50,9
	20,2	23,2	26,3	29,4	32,4	35,5	38,6	41,7	44,8	47,8
	19,0	21,9	24,8	27,7	30,6	33,4	36,3	39,2	42,1	45,0
	17,8	20,5	23,2	25,9	28,6	31,4	34,1	36,8	39,5	42,2
	16,6	19,1	21,7	24,2	26,7	29,3	31,8	34,3	36,9	39,4
	15,4	17,8	20,2	22,5	24,9	27,3	29,6	32,0	34,4	36,7
	14,3	16,5	18,7	20,9	23,1	25,3	27,6	29,8	32,0	34,2
	13,1	15,2	17,3	19,3	21,4	23,5	25,5	27,6	29,7	31,7
	12,0	14,0	15,9	17,9	19,9	21,8	23,8	25,8	27,7	29,7
	10,8	12,6	14,5	16,3	18,1	19,9	21,7	23,5	25,3	27,1
	9,7	11,4	13,1	14,8	16,4	18,1	19,8	21,5	23,1	24,8
	8,6	10,1	11,7	13,2	14,8	16,3	17,9	19,4	21,0	22,5
	7,5	8,9	10,4	11,8	13,3	14,7	16,2	17,6	19,1	20,5
	6,4	7,7	9,1	10,4	11,7	13,1	14,5	15,8	17,2	18,6
	5,3	6,6	7,8	9,1	10,3	11,6	12,9	14,1	15,4	16,7
	4,2	5,4	6,6	7,7	8,9	10,1	11,3	12,5	13,6	14,8
	3,1	4,2	5,3	6,4	7,5	8,6	9,7	10,8	11,9	13,0
	2,0	3,0	4,1	5,1	6,1	7,1	8,2	9,2	10,2	11,2
	1,0	1,9	2,8	3,8	4,7	5,7	6,6	7,6	8,5	9,5
–1	–0,2	0,7	1,6	2,4	3,3	4,1	5,0	5,8	6,7	7,5
–2	–1,2	–0,4	0,4	1,2	1,9	2,7	3,5	4,3	5,1	5,9
–3	–2,3	–1,6	–0,8	–0,1	0,6	1,4	2,1	2,8	3,6	4,3
–4	–3,4	–2,7	–2,0	–1,3	–0,7	0,0	0,7	1,4	2,0	2,7
–5	–4,4	–3,8	–3,2	–2,6	–2,0	–1,3	–0,7	–0,1	0,5	1,1
–6	–5,5	–4,9	–4,4	–3,8	–3,2	–2,7	–2,1	–1,5	–1,0	–0,4
–7	–6,6	–6,0	–5,5	–5,0	–4,5	–4,0	–3,4	–2,9	–2,4	–1,9
–8	–7,6	–7,1	–6,6	–6,2	–5,7	–5,2	–4,7	–4,2	–3,8	–3,3
–9	–8,6	–8,2	–7,8	–7,3	–6,9	–6,4	–6,0	–5,6	–5,1	–4,7
–10	–9,7	–9,3	–8,9	–8,5	–8,1	–7,7	–7,3	–6,9	–6,5	–6.1
–11	–10,7	–10,4	–10,0	–9,6	–9,3	–8,9	–8,5	–8,2	–7,8	–7,4
–12	–11,8	–11,4	–11,1	–10,8	–10,4	–10,1	–9,8	–9,4	–9,1	–8,8
–13	–12,8	–12,5	–12,2	–11,9	–11,6	–11,3	–11,0	–10,7	–10,4	–10,1
–14	–13,8	–13,6	–13,3	–13,0	–12,8	–12,5	–12,2	–11,9	–11,6	–11,4
–15	–14,9	–14,6	–14,4	–14,1	–14,9	–13,6	–13,4	–13,1	–12,9	–12,6
Продолжение табл. П10.2
Температура воздуха, °С	Относительная влажность воздуха (jв), %
–16	–15,9	–15,7	–15,5	–15,2	–15,0	–14,8	–14,5	–14,3	–14,1	–13,9
–17	–16,9	–16,7	–16,5	–16,3	–16,1	–15,9	–15,7	–15,5	–15,3	–15,1
–18	–18,0	–17,8	–17,6	–17,4	–17,2	–17,0	–16,8	–16,6	–16,4	–16,3
–19	–19,0	–18,8	–18,6	–18,5	–18,3	–18,1	–18,0	–17,8	–17,6	–17,4
–20	–20,0	–19,9	–19,7	–19,6	–19,4	–19,2	–19,1	–18,9	–18,8	–18,6
–21	–21,1	–20,9	–20,8	–20,7	–20,5	–20,4	–20,2	–20,1	–20,0	–19,8
–22	–22,1	–22,0	–21,8	–21,7	–21,6	–21,5	–21,4	–21,2	–21,1	–21,0
–23	–23,1	–23,0	–22,9	–22,8	–22,7	–22,6	–22,5	–22,4	–22,3	–22,2
–24	–24,2	–24,1	–24,0	–23,9	–23,8	–23,7	–23,6	–23,5	–23,4	–23,3
–25	–25,2	–25,1	–25,0	–24,9	–24,8	–24,8	–24,7	–24,6	–24,5	–24,4
–26	–26,2	–26,1	–26,0	–26,0	–25,9	–25,8	–25,7	–25,6	–25,5	–25,5
–27	–27,3	–27,2	–27,2	–27,1	–27,0	–26,9	–26,8	–26,8	–26,7	–26,6
–28	–28,3	–28,2	–28,1	–28,0	–28,0	–27,9	–27,8	–27,8	–27,7	–27,6
–29	–29,3	–29,2	–29,1	–29,1	–29,0	–28,9	–28,8	–28,8	–28,7	–28,6
–30	–30,3	–30,2	–30,2	–30,1	–30,0	–30,0	–29,9	–29,8	–29,8	–29,7
–31	–31,3	–31,2	–31.2	–31,1	–31,0	–31,0	–30,9	–30,8	–30,8	–30,7
–32	–32,3	–32,2	–32,2	–32,1	–32,1	–32,0	–31,9	–31,9	–31,8	–31,7
–33	–33,4	–33,3	–33,2	–33,2	–33,1	–33,1	–33,0	–32,9	–32,9	–32,8
–34	–34,4	–34,3	–34,3	–34,2	–34,1	–34,1	–34,0	–34,0	–33,9	–33,8
–35	–35,4	–35,4	–35,3	–35,2	–35,2	–35,1	–35,1	–35,0	–35,0	–34,9
–36	–36,4	–36,4	–36,3	–36,3	–36,2	–36,2	–36,1	–36,0	–36,0	–35,9
–37	–37,4	–37,4	–37,3	–37,3	–37,2	–37,2	–37,1	–37,1	–37,0	–37,0
–38	–38,4	–38,4	–38,3	–38,3	–38,2	–38,2	–38,1	–38,1	–38,0	–38,0
–39	–39,4	–39,4	–39,4	–39,3	–39,3	–39,2	–39,2	–39,1	–39,1	–39,0
–40	–40,4	–40,4	–40,4	–40,3	–40,3	–40,2	–40,2	–40,2	–40,1	–40,1

Таблица П10.3

Разность энтальпий наружного воздуха и воздуха внутри вагона,

контейнера (Di), кДж/кг

tр, °С при jн=65 %

Температура воздуха внутри грузового помещения, °С при jв = 95 %

–20

–15

–10

–5

–1,5

3,5

7,5

–45

–27

–33

–40

–46

–52

–54

–61

–64

–69

–74

–80

–87

–40

–22

–28

–35

–41

–47

–50

–56

–58

–64

–69

–75

–82

–35

–17

–23

–30

–36

–42

–44

–51

–54

–59

–64

–70

–77

–30

–12

–17

–24

–31

–37

–39

–46

–48

–54

–59

–65

–72

–25

–6

–12

–19

–25

–31

–34

–40

–43

–48

–53

–59

–66

–20

–6

–13

–19

–25

–28

–34

–37

–42

–48

–53

–61

–15

–7

–14

–20

–22

–29

–31

–37

–42

–48

–55

–10

–1

–7

–13

–16

–22

–25

–30

–36

–41

–48

–5

–1

–7

–9

–16

–18

–24

–29

–35

–42

–2

–8

–10

–16

–21

–27

–34

–2

–7

–12

–18

–26

–3

–9

–16

–8

Приложение 11

КРАТНОСТЬ ОБЪЁМОВ ИНФИЛЬТРАЦИИ И ВЕНТИЛИРОВАНИЯ ВОЗДУХА В РЕФРИЖЕРАТОРНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ МОДУЛЯХ

На объёмы инфильтрации и вентилирования воздуха через ограждения кузова изотермических транспортных модулей существенное влияние оказывают скорость движения и срок их службы. Кратность инфильтрации воздуха (m_и) в зависимости от этих факторов колеблется от 0,1 до 0,7 долей единицы от полного объёма грузового помещения за один час (табл. П11). Её рассчитывают, ч^–1:

m_и = 0,1 ехр (0,06Т_э^0,8 + 0,11V_уч^0,5),

где числа	—	эмпирические коэффициенты;
Тэ	—	продолжительность эксплуатации вагона, контейнера с момента изготовления, лет;
Vуч	—	средняя участковая скорость движения вагона, км/ч, которую можно определить исходя из норм суточного пробега.

Таблица П11

Кратность инфильтрации наружного воздуха, ч^–1

Скорость движения, км/ч	Срок эксплуатации вагона, контейнера, лет
	0,10	0,12	0,15	0,17	0,20	0,22	0,24
	0,14	0,18	0,21	0,24	0,28	0,32	0,34
	0,17	0,22	0,26	0,30	0,34	0,38	0,42
	0,22	0,27	0,32	0,37	0,42	0,48	0,52
	0,26	0,32	0,38	0,44	0,50	0,58	0,62
	0,30	0,37	0,44	0,51	0,59	0,67	0,72

Примечание: полужирным шрифтом выделены средние значения параметра.

В режиме принудительного вентилирования через систему заборная труба – вентилятор‑циркулятор – дефлектор в грузовом помещении тран-спортного модуля создаётся избыточное давление, и воздухообмен приобретает организованный характер. В этом случае кратность вентилирования принимают в 1,7 раза больше кратности инфильтрации, т.е.:

m_в = 1,7 m_и.

Приложение 12

ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ