<sup>R – универсальная газовая постоянная,

R = 8314 Дж/(кмольК).</sup>

Энтальпия влажного воздуха Н определяется как сумма энтальпий 1 кг сухого воздуха h_св и d кг водяного пара h_n. Для удобства ее относят к 1 кг сухого воздуха:

, кДж/кг сух. возд. (9)

Определение относительной влажности
по психрометру

Относительная влажность наиболее точно определяется с помощью психрометра, состоящего из двух термометров, чувствительный элемент одного из которых обернут тканью, постоянно смачиваемой водой. Испарение воды с поверхности ткани происходит за счет внутренней энергии воды и чувствительного элемента «мокрого» термометра, температура которого поэтому понижается. В результате тепло- и массообмена окружающего воздуха с влажной тканью устанавливается тепловое равновесие, которому соответствует температура, показываемая «мокрым» термометром t_м. Она будет меньше температуры «сухого» термометра t, показывающего действительную температуру влажного воздуха.

Интенсивность испарения, а следовательно, и снижение температуры «мокрого» термометра t_м по сравнению с температурой воздуха, показываемой «сухим» термометром, т.е. tt_м, тем больше, чем дальше состояние водяных паров во влажном воздухе от состояния насыщения.

По психрометрическим таблицам (Приложение), зная t_м и психрометрическую разность температур tt_м, на пересечении строки t_м и столбца tt_м можно определить относительную влажность воздуха .

Hd-диаграмма влажного воздуха

Параметры влажного воздуха обычно определяют графическим путем с помощью Hd-диаграммы (рис. 2). Особенностью этой диаграммы является расположение оси абсцисс под углом 135 к оси ординат. Точки с оси абсцисс спроецированы на горизонтальную (условную) ось.

Кривая является пограничной, соответствующей состояниям насыщенного влажного воздуха. Область над этой кривой соответствует состояниям ненасыщенного влажного воз-

---

Влагосодержание d, г влаги/кг сух. воздуха

Рис. 2.   Hd-диаграмма влажного воздуха




духа, область под кривой является областью насыщенного влажного воздуха, появления росы, «тумана».

По Hd-диаграмме можно определить температуру точки росы, если т. 1 вертикально (охлаждение) спроецировать на кривую . Изотерма, которая пройдет через эту точку пересечения, соответствует температуре t_росы.

Для определения парциального давления водяного пара р_п по заданному влагосодержанию под кривой построена линия . Значения р_п указаны на правой ординате диаграммы в мм рт.ст.

Процесс нагревания влажного воздуха. Пусть влажный воздух в состоянии т. 1 с начальной температурой t₁ и относительной влажностью нагревается в калорифере (электронагревателе) до t₂. На Hd-диаграмме этот процесс изображается прямой 1-2 (см. рис. 2), через точки 1 и 2 которой проходят изотермы соответственно t₁ и t₂. Процесс нагревания влажного воздуха осуществляется при , т.к. в процессе нагревания содержание влаги во влажном воздухе не меняется.

По изменению энтальпии нагреваемого воздуха Н₂ Н₁ можно по уравнению Первого закона термодинамики определить количество подведенной теплоты (при ):

^{, кДж/час. (10)}
Процесс сушки. Если пренебречь тепловыми потерями, то можно считать, что процесс сушки материалов нагретым воздухом в сушильной камер происходит при

---

. На Hd-диаграмме такой процесс изображается прямой 2-3΄ (см. рис. 2). Постоянство энтальпии влажного воздуха объясняется тем, что тепло, необходимое для испарения влаги, берется из потока воздуха и возвращается в него вместе с испарившейся влагой.

В сушилке, работающей с потерями тепла в окружающую среду, процесс сушки будет происходить не по кривой 2-3΄ (при ), а по кривой 2-3. Положение точки 3 определяется по измеренным в опыте t₃ и . По изменению влагосодержания воздуха до и после сушильной камеры d₁ и d₃ можно рассчитать массу влаги, отведенной от высушиваемого материала нагретым воздухом:

, г влаги/час. (11)
Проведение опытов

1. 
   Включить установку (рис. 3).
   

Рис. 3.   Схема экспериментальной установки

1 – вентилятор, 2 – ротаметр, 3  электронагреватель, 4 – сушильная камера, 5, 6 –психрометры.
В учебной лабораторной установке роль высушиваемого материала играют фарфоровые бусинки и смоченные стенки сушильной камеры. Для повышения интенсивности сушки воздух, подаваемый в сушильную камеру, предварительно нагревается. Испарение влаги в сушильной камере осуществляется за счет теплоты, отдаваемой нагретым воздухом.

2. 
   Замерить и занести в таблицу 1 показания психрометра 5, установленного на входе в установку.
   
3. 
   По показаниям ротаметра 2 с помощью градуировочного графика по значению П определить расход воздуха , м³/ч.
   
4. 
   По достижении температуры воздуха t₂ 40-50С на выходе из электронагревателя 3 записать показания психрометра 6, установленного на выходе воздуха из сушильной камеры 4.
   

Таблица 1

П	, м3/ч	t1, C	t1м, С	t2, С	t3, С	t3м, С	В, мм рт.ст.

---

Обработка опытных данных

1. 
   На основе показаний психрометров 5 и 6 по психрометрической таблице (Приложение) определить относительную влажность входящего и выходящего из установки влажного воздуха .
   
2. 
   По Hd-диаграмме для точек 1, 2, 3 определить энтальпию Н₁ и влагосодержание d₁ входящего воздуха, парциальное давление водяного пара р_1п в этом воздухе (на основе t₁ и ); энтальпию Н₂воздуха после нагревания (на основе d₂= d₁ и t₂); влагосодержание d₃ воздуха, уходящего из установки (на основе t₃ и ).
   
3. 
   По уравнению (2) рассчитать парциальное давление р_1в. Полученное значение перевести в Па (750 мм рт.ст. = 10⁵ Па). Заполнить таблицу 2.
   

Таблица 2

, %	Н 1, кДж кг сух. возд.	d 1, г влаги кг сух. возд.	р1п, мм рт.ст.	р1в, Па	Н 2, кДж кг сух. возд.	, %	d 3, г влаги кг сух. возд.

4. 
   Рассчитать массовый расход сухого воздуха по уравнению Клапейрона-Менделеева:
   

, кг/ч,

---

где R_в = 287 Дж/(кгК) – газовая постоянная сухого воздуха; – объемный расход воздуха, определяемый по градуировочному графику, м³/ч.

5. 
   Рассчитать количество теплоты, полученного нагретым воздухом в электронагревателе, по уравнению (10).
   
6. 
   Определить массу влаги М_п, полученную нагретым воздухом от высушивания материала, по уравнению (11).
   
7. 
   Построить кривые процессов нагревания воздуха (1-2) и сушки нагретым воздухом (2-3) на Hd-диаграмме (без соблюдения масштаба).
   
8. 
   Определить температуру точки росы t_росыпри охлаждении (d=const) из состояний т.т.1 и 3.
   
9. 
   Определить систематическую погрешность измерения температуры воздуха t₁ на входе в установку и t₃ на выходе из неё:
   

,

где  абсолютная погрешность измерения температуры, принимаемая равной половине цены деления шкалы прибора.

Подробно материал к этому пункту изложен в разделе «Оценка погрешности эксперимента».

---

Смотрите также файлы

• Фармакология.docx

• Практическое задание 2 по дисциплине Студент в среде электронного обучения Номер раздела.docx

• Методические рекомендации по организации выполнения и защиты выпускной квалификационной работы по специальностям.doc

• Прибыль предприятия сущность, виды и методика определения.rtf

• Природноклиматические и географические факторы и их влияние на характер исторического развития России. Геополитические цели и интересы России в первой мировой войне.docx