![]() КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Физические свойства воздуха, газов и воды
Влажный воздух представляет собой смесь сухого воздуха и водяных паров. В ненасыщенном воздухе влага находится в состоянии перегретого пара, и поэтому свойства влажного воздуха приближенно можно описать законами идеальных газов. Основными характеристиками влажного воздуха являются: 1. Абсолютная влажность g, определяющая количество водяных паров, содержащихся в 1 м3 влажного воздуха. Водяной пар занимает весь объем смеси, поэтому абсолютная влажность воздуха равна массе 1 м3 водяного пара или плотности пара
2. Относительная влажность воздуха j выражается отношением абсолютной влажности воздуха к максимально возможной влажности его при том же давлении и температуре или отношением массы водяного пара, заключенной в 1 м3 влажного воздуха, к массе водяного пара, необходимой для полного насыщения 1 м3 влажного воздуха при тех же давлении и температуре. Относительная влажность определяет степень насыщения воздуха влагой:
где Соотношение (1.2) справедливо только тогда, когда можно считать, что пар жидкости является идеальным газом вплоть до состояния насыщения. Плотность влажного воздуха r представляет собой сумму плотностей водяного пара и сухого воздуха при парциальных давлениях в 1 м3 влажного воздуха при температуре влажного воздуха Т, К:
где
3. Влагосодержание воздуха, выраженное в килограммах водяного пара на 1 кг сухого воздуха, обозначается через х и представляет собой отношение
Выражая
где Эти равенства действительны при одном и том же объеме V влажного воздуха и одной и той же температуре. Разделив второе равенство на первое, получим еще одно выражение для влагосодержания
Подставив сюда значения газовых постоянных для воздуха
Заменив парциальное давление воздуха
Таким образом, при заданном барометрическом давлении влагосодержание воздуха зависит только от парциального давления водяного пара. Максимально возможное содержание влаги в воздухе
Так как давление насыщения растет с температурой, то максимально возможное количество влаги, которое может содержаться в воздухе, зависит от его температуры, причем тем больше, чем выше температура. Если уравнения (1.7) и (1.8) решить относительно
Объем влажного воздуха в кубических метрах, приходящийся на 1 кг сухого воздуха, вычисляется по формуле
Удельный объем влажного воздуха v, м3/кг, определяется делением объема влажного воздуха
Влажный воздух как теплоноситель характеризуется энтальпией (в килоджоулях на 1 кг сухого воздуха), равной сумме энтальпий сухого воздуха и водяного пара
где Энтальпия 1 кг сухого насыщенного водяного пара при низких давлениях определяется по эмпирической формуле, кДж/кг:
где Подставив значения i в выражение (1.14) и принимая удельную теплоемкость сухого воздуха постоянной и равной 1,0036 кДж/(кг×К), найдем энтальпию влажного воздуха в килоджоулях на 1 кг сухого воздуха:
Для определения параметров влажного газа используются аналогичные рассмотренным выше уравнения. Влагосодержание газа:
где Энтальпия газа, кДж/кг,
где Абсолютное влагосодержание газа:
При расчете контактных теплообменников для теплоносителей воздух-вода можно пользоваться данными табл. 1.1-1.2 или расчетными зависимостями для определения физико-химических параметров воздуха (1.24-1.34) и воды (1.35). Для дымовых газов могут быть использованы данные табл. 1.3. Плотность влажного газа, кг/м3:
где Коэффициент динамической вязкости влажного газа, Па×с:
где Удельная теплоемкость влажного газа, кДж/(кг×К):
Коэффициент теплопроводности влажного газа, Вт/(м×К):
где k – показатель адиабаты; В – коэффициент (для одноатомных газов В = 2,5; для двухатомных газов В = 1,9; для трехатомных газов В = 1,72).
Таблица 1.1. Физические свойства сухого воздуха (р = 0,101 МПа)
Теплофизические свойства сухого воздуха могут быть аппроксимированы следующими уравнениями. Кинематическая вязкость сухого воздуха при температуре от -20 до +140 °С, м2/с:
и от 140 до 400 °С, м2/с:
Таблица 1.2. Физические свойства воды в состоянии насыщения
Плотность влажного газа, кг/м3:
Объемный расход газа, м3/с,
где L – массовый расход газа, кг/с.
Таблица 1.3. Теплофизические свойства дымовых газов при атмосферном давлении (парциальное давление
Удельная теплоемкость сухого воздуха, кДж/(кг×К):
Коэффициент теплопроводности сухого воздуха, Вт/(м×К):
Плотность сухого воздуха, кг/м3:
Коэффициент динамической вязкости сухого воздуха, Па×с:
В случае необходимости увеличение влагосодержания газа при сгорании топлива учитывается с помощью формулы:
где Парциальное давление насыщенного водяного пара при температуре t, Па:
Температура мокрого термометра воздуха может быть определена по уравнению[4], °С:
Уравнение справедливо при Теплофизические свойства воды на линии насыщения могут быть аппроксимированы в диапазоне температур 10 - 100 °С следующими уравнениями: плотность, кг/м3:
теплоемкость, кДж/(кг×К):
теплопроводность, Вт(м×К):
кинематическая вязкость, м2/с:
Дымовые газы образуются при сгорании топлива в котлах, печах, сушильных установках и двигателях внутреннего сгорания. Независимо от сжигаемого топлива в дымовые газы входят углекислый газ, азот, кислород, водяной пар и Продукты сгорания, полученные при сжигании природного газа, мало агрессивны и не оказывают коррозионного воздействия на углеродистые стали при значениях температуры до 800 °С. Однако они имеют небольшую теплоемкость и характеризуются низкими значениями коэффициента теплоотдачи. Теплофизические свойства дымовых газов среднего химического состава приведены в табл. 1.3.
Дата добавления: 2014-01-20; Просмотров: 2641; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |