_н). Влагосодержание воздуха зависит от относительной влажности, парциального давления насыщенного водяною пара и барометрического давления. Для насыщенного воздуха (φ = 1) с возрастанием парциального давления (или температуры насыщения) увеличивается количество влаги в газе. С увеличением барометрического давления влагосодержание воздуха падает. При температуре более 100 °С р_н = В, тогда формула для влагосодержания приобретает следующий вид:

, т. е. величина d при t > 100 °С зависит только от φ.

Теплосодержание (I, кДж/кг сух.воз.) влажного воздуха, в котором содержится 1 кг сухого воздуха и d г влаги, можно представить как сумму теплосодержаний (энтальпий) сухого газа и перегретого водяного пара. Теплосодержание I влажного воздуха относится обычно к 1 кг сухого воздуха:

, (10)

где h_в = 1,006·t_с – энтальпия сухого воздуха, кДж/кг (1,006 – средняя удельная теплоемкость сухого воздуха при постоянном давлении, кДж/(кг·град); h_п = (2500+1,97·t_с) – энтальпия водяного пара, равная сумме его теплосодержания при 0°С и тепла перегрева от 0° до t (1,97 – средняя удельная теплоемкость перегретого водяного пара, кДж/(кг · град).

Таким образом, теплосодержание влажного воздуха на 1 кг сухого воздуха определяется по формуле:

, кДж/кг

Из этой формулы видно, что энтальпия влажного воздуха возрастает с увеличением его температуры и влагосодержания.

Температура точки росы является одной из характеристик влажного воздуха. По этой температуре можно определить относительную влажность воздуха. Температурой точки росы, или температурой насыщения, называется та температура, до которой следует охладить влажный воздух (при постоянном влагосодержании), чтобы он стал насыщенным При этом водяной пар конденсируется и выпадает в виде росы (φ = 1). Парциальное давление водяного пара р_п равно давлению в состоянии насыщения р_н. Температуру точки росы можно определить по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара как температуру насыщенного воздуха при парциальном давлении насыщения р_н

---

или по I−d диаграмме влажного воздуха (Приложение 1).

2. 
   Схема и описание установки.
   

Лабораторная установка состоит из прозрачного пластмассового воздуховода 1, внутри которого установлен психрометр. Психрометр состоит из двух ртутных термометров: сухого 5 и так называемого мокрого 4. Мокрый термометр отличается от сухого тем, что его ртутный термобаллончик обернут тканью, смоченной водой. Таким образом, мокрый термометр показывает температуру, которую имеет вода, содержащаяся во влажной ткани. Очевидно, что с поверхности мокрой ткани (если только влажный воздух не является насыщенным) происходит испарение воды.

Убыль влаги в процессе испарения компенсируется ее поступлением под действием капиллярных сил из специального баллончика 3 с водой. Для уменьшения погрешности показаний мокрого термометра компрессором 2 создается поток воздуха, скорость которого измеряется расходомерным устройством типа труба «Вентури» 9 по показаниям U-образного вакуумметра 10. При достижении стационарного режима (разность показаний сухого и мокрого термометров не изменяется во времени) сухой термометр показывает истинное значение температуры влажного воздуха t_с, а мокрый − температуру испаряющейся с поверхности ткани воды t_м.

Причем, чем суше воздух, тем больше психрометрическая разность (t_с − t_м). Переход от одного режима к другому осуществляется путем изменения температуры воздуха с помощью электронагревателя 6. В работе предусмотрена возможность изменения скорости воздушного потока с помощью поворотной заслонки 8, а также изменение влагосодержания путем впрыскивания в поток воздуха водяного пара, генерируемого в автоклаве 7. Измерение параметров окружающей среды выполняется с помощью ртутного барометра 11 и термометра 12. Результаты наблюдений вносятся в протокол (таблица 1).
Протокол наблюдений

Таблица 1.

№ п/п	Измеряемая величина	Обозна- чение	Номера опытов
			1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Температура сухого термометра, °С	tс
2	Температура мокрого термометра, °С	tм
3	Разрежение в «горле» воздухомера, мм вод.ст.	Н
4	Показания барометра, мбар	B
5	Температура окружающей среды, °С	tокр

---

4. Расчетные формулы и расчеты.

1. Приступая к вычислениям, необходимо рассчитать истинное значение температуры мокрого термометра (t_м^′, °С) по формуле:

,

где t_м − показание мокрого термометра в психрометре, °С; Δ − ошибка в процентах от измеренной психрометрической разности (t_с – t_м), определяемая по графику (Приложение 2) в зависимости от скорости потока воздуха; t_с − температура по сухому термометру, °С.

2. Атмосферное давление ( бар) находится с учетом температурного расширения столбика ртути барометра по формуле:

.

3. Перепад давления ( , Па) воздуха в воздухомере при условии, что в U-образный манометр залита вода: ,

где g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/сек²; Н – показание вакуумметра («горло») воздухомера, мм вод.ст.

4. Плотность воздуха ( , кг/м³) по состоянию в «горле» воздухомера: ,

где Rв - характеристическая газовая постоянная воздуха, равная 287 Дж/кг·К, t₁ – температура воздуха на входе в воздухомер, равная температуре окружающей среды, °С, Т₀ = 273,15 – начальная температура в градусах К (перевод из градусов Цельсия в градусы Кельвина).

5. Расход воздуха: ,

где K_v = 0,525·10^-3 – коэффициент расхода.

6. Средняя скорость потока (W, м/сек) определяется по уравнению ,

где F – площадь проходного сечения для потока воздуха, равная величине 0,0177, м².

7. Плотность воздуха ρ в рассматриваемом сечении при атмосферном давлении по формуле: , кг/м³.

8.Определение относительной влажности (

---

) :

а) по психрометрической формуле

,

где р_м − давление насыщения водяного пара при измеренной температуре мокрого термометра; р_н − давление насыщения водяного пара при температуре сухого термометра.

9. Величины и находятся по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара или по рекуррентной формуле полинома при подстановке, соответственно, температур t_м^′ и t_н:

, Па

10. Поправочный коэффициент А, учитывающий влияние скорости воздуха, находится по формуле:

,

где Р_атм − атмосферное давление, бар; W − скорость воздуха, м/сек.

б) по I−d диаграмме (Приложение 1). Для нахождения относительной влажности на диаграмме следует найти точку пересечения изотерм t_с и t_м^′. Затем путем интерполяции между линиями φ = const определяется относительная влажность в %. Кроме того, по I−d диаграмме влажного воздуха в соответствии с найденным положением точки изотерм t_с и t_м^′, определяются: влагосодержание, теплосодержание, температура точки росы и парциальное давление водяного пара во влажном воздухе.

11. Абсолютная влажность воздуха ( , кг/м³) определяется по уравнению состояния:

,

здесь и далее φ – относительная влажность в долях единицы; R_п – характеристическая газовая постоянная водяного пара равная 462 Дж/(кг·град); р_н − давление насыщения водяного пара при температуре сухого термометра, Па.

12. Парциальное давление пара во влажном воздухе по формуле: , Па.

13. Влагосодержанием влажного воздуха (d, г/кг сух.воз )называется масса водяного пара в граммах, приходящаяся на 1 килограмм абсолютно сухого воздуха:

---

,

где М_п и М_в — соответственно массы водяного пара и сухого газа, кг, величина В, входящая в формулу, определяется по показанию барометра и должна иметь такую же размерность, как и давление насыщения (р_н).

14. Теплосодержание (I, кДж/кг сух.воз.) влажного воздуха, в котором содержится 1 кг сухого воздуха и d г влаги, можно представить как сумму теплосодержаний (энтальпий) сухого воздуха и перегретого водяного пара. Теплосодержание I влажного воздуха относится обычно к 1 кг сухого воздуха: ,

где h_в = С_р·t_с – энтальпия сухого воздуха, кДж/кг (С_р = 1,006 – средняя удельная теплоемкость сухого воздуха при постоянном давлении, кДж/(кг·град); h_п = (r+C_п·t_с) – энтальпия водяного пара, равная сумме его теплосодержания при 0°С (r = 2500, кДж/кг) и тепла перегрева C_п·t_с (С_п = 1,97 – средняя удельная теплоемкость перегретого водяного пара, кДж/(кг · град).

Результаты расчетов по формулам и найденные по I−d диаграмме влажного воздуха должны быть продублированы в форме сводной таблицы 2.

Протокол результатов Таблица 2

№ п/п	Расчетная величина	Обозна- чение	Номера опытов
			по расчету												по I – d диаграмме
			1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Истинное значение мокрого термометра, °С	tм’
2	Парциальное давление насыщения при температуре мокрого термометра, Па	Рм
3	Парциальное давление пара в данном состоянии, Па	рп
4	Парциальное давление насыщения при температуре сухого термометра, Па	рн
5	Относительная влажность, %	φ
6	Влагосодержание, г/кг сух. воз.	d
7	Теплосодержание (энтальпия), кДж/кг	I
8	Абсолютная влажность, кг/м3	ρп													–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–
9	Скорость потока в створе термометров, м/с	W
10	Температура точки росы, °С	tтр	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–

---

Смотрите также файлы

• Робототехника блімі бойынша тапсырмалар.docx

• Правовое регулирование социального обслуживания граждан.rtf

• Задача 2 (ук10, У2).doc

• Реферат дисциплина Газовые турбины Задание выдано 2023 г.docx

• Отчет по преддипломной практикЕ (вид практики) Преддипломная практика (тип практики) 7 семестр.docx