Термодинамические основы осушки охлаждением

По закону Дальтона давление влажного воздуха P представляет собой сумму парциальных давлений сухого воздуха P _в и водяного пара P _п:

. (12.1)

Количество влаги (паров воды) в 1 м³ влажного воздуха равно плотности пара r_п, кг/м³, и называется абсолютной влажностью воздуха.

Если воздух насыщен водяными парами, то в нем содержится максимальное количество влаги при данной температуре и плотности. Парциальное давление и плотность пара при этом максимальны и называются давлением P _н и плотностью r_н насыщения. Температура воздуха при этом будет называться температурой насыщения t _н или точкой росы.

Отношение = j называют относительной влажностью или степенью насыщения.

Массовое количество паров воды m _п во влажном воздухе отнесенное к массе сухого воздуха в нем m _в называют влагосодержанием , кг/кг.

Если для объема влажного воздуха V, м³, записать уравнения состояния для пара и воздуха:

; (12.2)

. (12.3)

То, так как V _п = V _в = V, T _п = T _в = T и с учетом, что , из этих уравнений получим

. (12.4)

Подставляя значения газовых постоянных: R _в = 287 и R _п = 463 , с учетом (12.1) получим формулу для расчета влагосодержания воздуха d, кг/кг:

. (12.5)

Так как , то влагосодержание ненасыщенного (j<1) и насыщенного (j=1) воздуха может быть вычислено по соотношениям:

и , кг/кг. (12.6)

Полученные формулы позволяют производить расчеты влагосодержания воздуха при известных значениях температуры воздуха t _в, давлении P и относительной влажности j, а также определять точку росы t _н при заданном влагосодержании d _н.

Выпадение влаги из воздуха при его охлаждении происходит всегда при температуре насыщения t _н, и, следовательно, задаваясь значением остаточного влагосодержания воздуха d _зад = d _н, с помощью уравнения (12.6) можно определить значение точки росы t _н. Это и будет то значение температуры, до которой необходимо охладить воздух в охладителе-осушителе.

Для этого уравнение (12.6) решается относительно P _н, т.е. находится парциальное давление пара при заданном влагосодержании, Па:

, (12.7)

где d _н – требуемое влагосодержание воздуха, г/кг; P – давление сжатого воздуха, Па.

По термодинамической таблице для воды и водяного пара для условий насыщения по величине P _н определяется значение t _н. Это и будет искомая температура охлаждения воздуха.

Дата добавления: 2015-08-18