Теоретичні основи. Атмосферне повітря є суміш сухого повітря і водяної пари, тому може називатися вологим повітрям

Атмосферне повітря є суміш сухого повітря і водяної пари, тому може називатися вологим повітрям.

В сільськогосподарському виробництві атмосферне повітря має широке застосування в якості робочого тіла в повітряних холодильних установках, в кондиціонерах, в сушильних пристроях. В двигунах внутрішнього згоряння, в топкових пристроях котельних агрегатів вологе повітря є важливою складовою частиною робочих тіл. В усіх цих випадках кількість вологи в повітрі може знаходитися в широких межах і це необхідно враховувати при виконанні розрахунків. Відомо, що атмосферне повітря має властивість граничного поглинання вологи із зовні. Тому, якщо при розрахунку сушильного пристрою неправильно визначити об'єм повітря, що проходить через нього, то може вийти так, що повітря буде недостатньо і тоді частина випарюваної вологи не буде винесена із сушарки, або якщо буде проходити повітря в більшому об'ємі, ніж це необхідно, то частина його пройде невикористаним. І те і інше економічно невигідне.

Наведений приклад показує необхідність знання властивостей вологого повітря і перш за все його термодинамічних характеристик.

Однією з таких характеристик є вологовміст, під яким розуміють відношення маси водяної пари, що міститься у вологому повітрі, до маси сухого повітря.

, г/кг,

де М_П – маса водяної пари, г; М_С – маса сухого повітря, кг.

Вологе повітря можна розглядати як суміш ідеальних газів і застосовувати до нього закон Дальтона відповідно якому

Р = Р_С + Р_П, Па,

Р – тиск вологого повітря, Па;

Р_С і Р_П – парціальні тиски сухого повітря і водяної пари, Па, відповідно.

Для оцінки якості вологого повітря за показником його вологості наводяться дві характеристики: абсолютна і відносна вологість повітря.

Абсолютна вологість повітря являє собою відношення маси водяної пари М_П до об'єму вологого повітря V. Як видно з цього визначення, абсолютна вологість повітря рівна густині пари при її парціальному тискові і температурі вологого повітря, тобто

кг/м³,

V – об'єм вологого повітря.

Якщо не змінюючи тиск повітря зволожувати його, то в той момент коли його вологовміст прийме значення d, а парціальний тиск пари значення Р_П, густина пари, що міститься у повітрі буде максимальною.

Відношення густини пари при заданому тиску до максимально можливої густини його при тому ж тискові називається відносною вологістю.

Іншими словами, відносною вологістю повітря називається відношення абсолютної вологості повітря до максимально можливої вологості при тих же умовах. Якщо вологе повітря охолоджувати не змінюючи парціального тиску водяної пари, то в деякий момент воно стане насиченим. Температура, при якій це станеться, називається температурою точки роси. В цей момент відносна вологість буде дорівнювати 100 %.