ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплообмен между водой и воздухом из "Холодильные машины и аппараты" Основные определения. Влажный воздух представляет собой смесь сухого воздуха, состоящего в основном из азота и кислорода, незначительного количества других газов (неона, гелия, аргона и криптона) и водяного пара. [c.348] Влагосодержание не определяет, насколько воздух близок к состоянию насыщения. Поэтому вводится вторая величина, называемая степенью насыщения. [c.348] НЫХ паров, заключенных в 1 влажного воздуха. Обычно эту величину обозначают е. Насыщенность воздуха водяными парами в этом случае определяют по величине относительной влажности. [c.349] Относительной влажностью называют отношение абсолютной влажности к ее величине при насыщении воздуха в условиях одинаковых температур и давлений. [c.349] Объем влажного воздуха, состоящего из 1 кг сухого воздуха и d кг паров, может быть получен из суммы приведенных объемов Уг сухого воздуха и У паров воды. [c.349] Из ЭТОГО выражения следует, что в условиях постоянной температуры (1,61 d = пост.) увеличение объема влажного воздуха находится в прямой зависимости от степени насыщения. [c.350] Для определения параметров воздуха можно пользоваться психрометрической таблицей, в которой (см. приложение) в зависимости от температуры даны величины влагосодержания и энтальпии насыщенного и сухого воздуха. [c.350] Несмотря на простоту формул, определяющих параметры влажного воздуха, метод графического изображения термодинамических величин целесообразен. Учитывая, что влагосодержание d и энтальпия i являются основными расчетными параметрами, следует считать диаграмму d — i наиболее удобной для влажного воздуха. Однако в прямоугольной системе координат хорошо видна в г диаграмме только область тумана наиболее существенная область ненасыщенного воздуха определяется узкой полосой, в которой изображение процессов неудобно. Поэтому в d — i диаграмме Рамзина применена косоугольная координатная система (рис. 182, б). [c.350] В диаграмме координаты d и i проведены под углом в 135°, однако для удобства пользования влагосодержания d отложены на горизонтальной прямой. Часть диаграммы, ниже горизонтальной прямой, не представляет практического интереса и обычно не приводится. [c.350] В диаграмме нанесены кривые постоянных относительных влажностей tp, от ср = О (совпадает с осью ординат) до ср = 1. Линии постоянных энтальпий параллельны оси абсцисс, а постоянных влагосодержаний — параллельны оси ординат. В приложении приводится диаграмма d—i, построенная для области низких температур студентами Дворцовым и Пугачевым. [c.350] Влажный воздух, состоящий из двух компонентов — сухого воздуха и паров воды, не может быть задан двумя параметрами, скажем, давлением и температурой. Для определения термодинамического состояния влаж юго воздуха необходим третий параметр таковым может быть влагосодержание d, а также степень насыщения, относительная влажность, энтальпия, энтропия и т. д. В интересующих холодильную практику случаях использования атмосферного воздуха можно исходить из постоянства давления, например из р = 750 мм. Тогда двух других параметров, например / и d,. достаточно для характеристики состояния влажного воздуха. [c.350] На рис. 183 схематически представлено распределение температур и парциальных давлений пара у поверхности воды для случая передачи тепла конвекцией и испарением от воды к воздуху. [c.351] По оси ординат отложены расстояния от поверхности воды. [c.351] Определим на этом примере количество тепла, отведенное в воздух от воды. [c.351] Проанализируем уравнение (VIII—128). Оба слагаемых правой части могут быть положительными, отрицательными и равными нулю. Если /о 4 0, то тепло переходит от воды к воздуху, и вода охлаждается, а воздух нагревается. При в —4 = 0 не будет конвективного теплообмена. Если te - О, т. е. воздух имеет температуру выше, чем вода, то тепло переходит от воздуха к воде. С другой стороны, при d — d 0 происходит испарение воды в воздух, и, следовательно, тепло испарения передается от воды к воздуху. При d — d= 0 испарения не будет, и эта часть тепла равна О, Если d — d 0, т. е. влагосодержание воздуха больше этой величины у поверхности воды, происходит конденсация влаги из воздуха. [c.351] Таким образом, полученное нами из рассмотрения частного случая уравнение (VIII—128) имеет общий характер для определения количества тепла, которым обменивается вода и влажный воздух. [c.351] Если воздух нагреть (после удаления из него сконденсированного пара) до начальной температуры, то влагосодержание его уменьшится. [c.352] Если в начале процесса температура воды выще, чем воздуха, то тепло воды будет передаваться сухой теплопередачей и испарением. Так как притока тепла из внешней среды к воде нет, то температура воды будет понижаться, в какой-то момент времени сравняется с температурой воздуха, а затем станет ниже последней. При этих условиях тепло при испарении передается в воздух и вследствие разности температур между воздухом и водой путем сухой теплопередачи переходит от воздуха к воде. Завершение процесса наступит при равновесии, т. е. когда dQe=—dQ . Так как температура воды не может быть далее понижена воздухом данного состояния, эту температуру называют пределом охлаждения. Она соответствует состоянию воздуха, определяемому в d—i диаграмме следующим образом из точки, характеризующей состояние влажного воздуха, проводим линию постоянной энтальпии до пересечения с линией р=100%. [c.352] Испарение влаги, или конденсация паров на поверхности, вследствие разности парциальных давлений является диффузионным процессом, аналогичным теплопроводности. [c.352] Если в (VIII—129) вместо весового количества влаги, коэффициента диффузии и концентрации водяного пара подставим количество тепла, коэффициент теплопроводности и температуру, то получим закон Фурье. [c.353] Вернуться к основной статье