Свойства влажного воздуха

Массовое влагосодержапие — отношение массы воды, содержащейся в воздухе, к массе сухого воздуха:

Следует отметить, что влагосодержание характеризует содержание воды в воздухе в любом фазовом состоянии: в виде пара, капель воды (туман), в виде кристалликов льда (снег), поэтому.

Соответственно мольное влагосодержание — отношение количества воды, содержащейся в воздухе, к количеству сухого воздуха:

Очевидно, что давление водяного пара во влажном воздухе может меняться в пределах от нуля (для сухого воздуха) до величины p_s (для чистого водяного пара). При этом массовое влагосодержание d меняется от нуля (сухой воздух) до °° (чистый водяной пар).

Если вода содержится в воздухе в виде пара, то d_v — массовое паросодержание, x_v — мольное паросодержание:

Для воды M_v = 18,016 г/моль, для воздуха М_а = 28,96 г/моль, M_v/M_a = = 0,622, а поскольку р_а =p — p_v, то.

где р — давление влажного воздуха.

Максимально возможное массовое паросодержание при данной температуре равно.

Таким образом, максимальное массовое паросодержание зависит от давления и температуры влажного воздуха, поскольку температура воздуха определяет давление насыщенного пара p_s.

Давление насыщения водяного пара увеличивается с ростом температуры, поэтому чем выше температура воздуха, тем выше его максимальное паросодержание. В частности, при атмосферном давлении и температуре 100 °C давление насыщенного пара равно атмосферному давлению, p_s = р и d_s —>

Относительная влажность ср — это отношение парциального давления водяного пара, содержащегося во влажном воздухе, к давлению насыщенного водяного пара при данной температуре,.

Относительная влажность обычно выражается в процентах.

Абсолютная влажность — это парциальное давление водяного пара p_v во влажном воздухе, обычно выражается в мм рт. ст.

Попробуем установить, как зависит плотность влажного воздуха от содержания в нем паров воды. Полагая, что свойства влажного пара описываются уравнением состояния идеального газа, запишем.

откуда.

где М_ш — молярная масса влажного воздуха,.

Следовательно, с увеличением влажности воздуха (p_v) молярная масса смеси убывает, поскольку молярная масса воздуха (28,96 г/моль) больше, чем молярная масса воды (18,016 г/моль). Поскольку плотность влажного воздуха прямо пропорциональна его молярной массе (см. (18.2)), то с увеличением пара во влажном воздухе его плотность убывает. Поэтому при одной температуре влажный воздух легче, чем сухой.

Калорические свойства влажного воздуха. Значения энтальпии и внутренней энергии влажного воздуха могут быть представлены в виде сумм

Удельные значения энтальпии и внутренней энергии воздуха и воды h_a, и_а, h_v, u_v приведены в таблицах термодинамических свойств. При низком давлении нара/г_г, ~h_s(T). При проведении расчетов в теплотехнике энтальпию отсчитывают от тройной точки воды, поэтому для расчета характеристик влажного пара температурную зависимость энтальпии воздуха и водяного пара можно описать такими соотношениями:

(для воздуха при комнатной температуре с_р «1 кДж/кг); поэтому.

Если воздух содержит не только пар, но и капли воды и лед, то.

где.

С учетом сказанного энтальпию влажного воздуха в общем случае можно представить в виде.

Используя соотношение (18.3), можно построить h—d диаграмму, которая часто используется для расчета характеристик влажного воздуха (рис. 18.5).

Рис. 185. h—d диаграмма влажного воздуха.