Влажный воздух. абсолютная влажность

ВЛАГОСОДЕРЖАНИЕ И ОТНОСИТЕЛЬНАЯ

ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА

В атмосферном воздухе всегда есть влага в виде водяного пара. Смесь су­хого воздуха с водяным паром называется влажным воздухом. Водяной пар в воздухе может быть в насыщенном или перегретом состоянии. Соответст­венно этому влажный воздух бывает:

1.Насыщенным влажным воздухом - смесь сухого воздуха с насыщен­ным водяным паром.

2.Ненасыщенным влажным воздухом - смесь сухого воздуха с перегре­тым водяным паром.

Температура, до которой нужно охладить ненасыщенный влажный воз­дух, чтобы он стал насыщенным, называется температурой точки росы. При дальнейшем охлаждении влажного воздуха происходит конденсация пара.

Расчет процессов с влажным воздухом проводится при условии, что ко­личество сухого воздуха не изменяется и равно Мв= const = 1кг. Переменной величиной является лишь количество содержащегося в смеси пара. Поэтому все характеризующие влажный воздух удельные величины относятся к 1 кг сухого воздуха, а не к 1 кг смеси.

Давление влажного воздуха определяется в виде суммы парциальных давлений воздуха и водяного пара

Влажный воздух. абсолютная влажность - №1 - открытая онлайн библиотека .

Абсолютной влажностью называется масса пара, содержащегося в 1 м3 влажного воздуха. Так как влажный воздух представляет из себя газовую смесь, то объем пара в смеси равен объему всей смеси. Следовательно, абсо­лютная влажность может быть выражена через плотность пара ρп в смеси при своем парциальном давлении рп

Влажный воздух. абсолютная влажность - №2 - открытая онлайн библиотека ,

где Мп - масса пара.

Для нахождения состояния влажного воздуха в части его насыщенности влагой пользуются понятием влагосодержания. Под влагосодержанием d понимается величина отношения массы пара, содержащегося во влажном воздухе, к массе сухого воздуха

Влажный воздух. абсолютная влажность - №3 - открытая онлайн библиотека , [кг/кг] или [г/кг].

Выведем формулу для определения влагосодержания через парциальное давление пара рп и давление влажного воздуха р. Для этого воспользуемся уравнениями состояния для сухого воздуха и водяного пара, содержащихся в V м3 влажного воздуха.

Влажный воздух. абсолютная влажность - №4 - открытая онлайн библиотека ;

Влажный воздух. абсолютная влажность - №5 - открытая онлайн библиотека

Разделив почленно первое уравнение на второе, получим

Влажный воздух. абсолютная влажность - №6 - открытая онлайн библиотека .

Учитывая, что Влажный воздух. абсолютная влажность - №7 - открытая онлайн библиотека , находим

Влажный воздух. абсолютная влажность - №8 - открытая онлайн библиотека . (а)

Если парциальное давление водяного пара равно давлению насыщения

Влажный воздух. абсолютная влажность - №9 - открытая онлайн библиотека , то

Влажный воздух. абсолютная влажность - №10 - открытая онлайн библиотека ,

где d' - максимальное влагосодержание, т.е. максимальное количество пара, которое может находиться в 1 кг сухого воздуха.

Кроме абсолютной влажности пользуются еще понятием относительной влажности. Под относительной влажностью φ понимают отношение действительной абсолютной влажности ненасыщенного воздуха к максимально воз­можной абсолютной влажности воздуха при той же температуре

Влажный воздух. абсолютная влажность - №11 - открытая онлайн библиотека .

Относительная влажность изменяется в пределах от φ=0 (сухой воздух) до φ= 1 (воздух, насыщенный влагой).

Из уравнения Клапейрона Влажный воздух. абсолютная влажность - №12 - открытая онлайн библиотека , Влажный воздух. абсолютная влажность - №13 - открытая онлайн библиотека следует, что

Влажный воздух. абсолютная влажность - №14 - открытая онлайн библиотека . (b)

Таким образом, если влажный воздух считать идеальным газом, то отно­сительная влажность равна отношению парциального давления водяного па­ра в нем к максимально возможному давлению водяного пара при одинако­вой температуре смеси.

Из уравнений (а) и (b) следует

Влажный воздух. абсолютная влажность - №15 - открытая онлайн библиотека .

Отсюда можно заключить, что при р = pmax относительная влажность за­висит только от влагосодержания d.

Относительная влажность и влагосодержание влажного воздуха могут быть определены с помощью прибора, называемого психрометром. Он со­стоит из двух термометров - сухого и мокрого. Шарик ртути мокрого термо­метра покрыт слоем ткани, непрерывно смачиваемой водой. Если влажный воздух, окружающий термометры, будет ненасыщенным, то с поверхности материи мокрого термометра будет испаряться вода, и он покажет более низ­кую температуру, чем сухой термометр. Дело в том, что мокрый термометр показывает температуру tM испаряющейся воды, а сухой - температуру

влажного воздуха tc. Зная разность Влажный воздух. абсолютная влажность - №16 - открытая онлайн библиотека , по специальным психрометри­ческим таблицам или по Влажный воздух. абсолютная влажность - №17 - открытая онлайн библиотека - диаграмме влажного воздуха, которая будет рассмотрена ниже, можно определить ряд характеристик влажного воздуха (относительную влажность, влагосодержание, точку росы и др.).