В технике часто используются смеси газов с парами, которые при определенных условиях легко конденсируются. Наиболее характерным примером парогазовых смесей является атмосферный воздух, в котором всегда находятся водяные пары. Смесь сухого воздуха с водяным паром наз. влажным воздухом( кроме пара в воздухе могут находиться мельчайшие капельки воды или кристаллики льда – такую смесь наз. туманом). Согласно закону Дальтона давление влажного воздуха, которое равно барометрическому, представляет собой сумму парциальных давлений сухого воздуха и водяного пара т.е. рбар.=рвод.+рпар. . состояние перегретого пара в смеси характеризуется на pv- диаграмме. Смесь сухого воздуха и перегретого пара наз. насыщенным влажным воздухом. Смесь сухого воздуха и сухого насыщенного водяного пара наз. насыщенным влажным воздухом. Температура, до которой необходимо охладить влажный воздух при постоянном давлении, что бы он стал насыщенным, наз. температурой точки росы. Чтобы охарактеризовать паровоздушную смесь, нужно знать ее состав. О составе влажного воздуха судят по его влажности и влагосодержанию. Различают абсолютную и относительную влажность. Абсолютной влажностью воздуха, или массовой концентрацией водяных паров в воздухе наз. количество водяного пара, приходящегося на 1м*3 влажного воздуха, т.е. . отношение абсолютной влажности ρп к максимально возможной абсолютной влажности , соответствующей температуре tн, характеризует степень насыщения и наз. относительной влажностью воздуха, т.е. φ= . Поскольку в процессах с влажным воздухом (подогрев, охлаждение) количество сухого воздуха не меняется, целесообразно все удельные величины относить к 1 кг сухого воздуха. Масса водяного пара приходящегося на 1 кг сухого воздуха, наз. влагодержанием : d= . Определение параметров влажного воздуха, исследование процессов с ним значительно упрощается и становятся наглядными, если использовать hd- диаграмму влажного воздуха, предложенную проф.. Рамзиным. Состояние влажного воздуха можно определить по каким –либо двум параметрам(φ и t или рп и t) после чего легко найти h и d. Для этого же состояния можно установить и Т точки росы. Исходными для определения параметров состояния влажного воздуха по hd –диаграмме служат показания сухого и мокрого термометров, каторые в комплекте образуют прибор, наз. психрометром. Основные процессы с влажным воздухом. Hd- диаграмма широко применяется при расчетах процессов , обеспечивающих сушку различных материалов и изделий, кондиционирования воздуха, вентиляцию и отопление. Процесс удаления влаги из материала путем подвода к нему теплоты наз. сушкой.
38. Дросселирование газов и паров
Д. наз. скачкообразное снижение давления потока, в результате прохождения ним местного гидродинам. и аеродинам. сопротивления.
1ТД для Д. q=Δh + Δuкин.+l техн.. т.к. мы рассматриваем адиабатичность движения , т.е. протекание без теплообмена с окружающей средой и q=0, Δuкин=0, lтехн=0, то Δh=0 ,т.к. Δh= cpΔT => ΔT=0, Т.к. T1=T2. При Д. реальных рабочих тел Т газа меняется( как увеличивается, так и уменьшается) .О знаке изм. Т судят по значению дроссельэффекта : α= при h=const, где α – дифференциальный дроссельэффект, Эффект Джоуля-Томпсона. Этот процесс уменьшения давления, в итоге которого нет ни увеличения кинетической энергии, ни совершения технической работы , наз. Д. Из 1ТД при отсутствии l техн., ад. Процесса и постоянной потенциальной энергии , гравитационных сил: h1=h2+ , где h1 и h2- значения энтальпии в сечении 1 и 2. Если скорость потока до и после пористой перегородки достаточно малы, так что ( )/2 , то h1=h2. И так при Д. рабочего тела его энтальпия остается постоянной, S иV увеличиваются, р падает. Т меняется по разному. Поскольку h= u+pv, то из равенства h1=h2, получим, что u1-u2= -(p1v1-p2v2). Для идеального газа h2-h1=cp(T2-T1)=0, т.е. Т2=Т1, u1=u2, p1v1=p2v2.
Из hs-диаграммы видно, что при Д. кипящей воды, она превращается во влажный пар( процесс 1-2а), при чем, чем больше падает давление, тем больше снижается Т пара и увеличивается степень его сухости.
При Д. пара высокого давления и небольшого перегрева, пар
сначала переходит в сухой насыщенный, затем во влажный, потом
снова в сухой насыщенный и опять в перегретый, при чем его
Т в итоге также уменьшается. Д. иногда используют для
регулирования( уменьшения) мощности тепловых двигателей.
Конечно такое регулирование не экономично, т.к. часть работы
безвозвратно теряется, но вследствие своей простоты оно применяется
достаточно часто. Поскольку при Д. реальных газов их Т
уменьшается этот процесс широко используется в технике получения
низких Т сжижения газов