Влагосодержание воздуха при различных температурах – Приложение 2. Влагосодержание воздуха. | АРТконсервация

alexxlab
30.01.2020
Комментарии: 0

Абсолютная влажность воздуха и относительная влажность воздуха

Этот калькулятор переводит относительную влажность воздуха в абсолютную влажность воздуха при заданной температуре и атмосферном давлении. Калькулятор под ним выполняет обратную операцию — переводит абсолютную влажность воздуха в относительную. Немного теории и формулы находятся под калькулятором.

Относительная влажность воздуха, процентов

Температура воздуха, градусов Цельсия

Единицы измерения давлениямм рт.ст.гектопаскаль

Знаков после запятой: 3

Абсолютная влажность воздуха, кг/м3

Сохранить share extension

Температура воздуха, градусов Цельсия

Единицы измерения давлениямм рт.ст.гектопаскаль

Относительная влажность воздуха, %

Сохранить share extension

Начнем с нескольких определений
Относительная влажность воздуха — отношение парциального давления водяного пара к его предельному значению (давлению насыщенного водяного пара) над плоской поверхностью чистой воды, при постоянном давлении и температуре, выраженное в процентах. Относительная влажность показывает соотношение между количеством водяного пара в воздухе и количеством водяного пара в воздухе в состоянии насыщение, то есть максимальным количеством водяного пара, который может содержаться в воздухе при данной температуре и давлении.

Абсолютная влажность воздуха — масса водяного пара в единице объема влажного воздуха. Абсолютная влажность показывает количественное содержание воды в воздухе.

Благодаря Всемирной метеорологической организации, мы можем найти значение давления насыщенного водяного пара при заданной температуре и давлении (подробнее смотри Давление насыщенного водяного пара).
Зная давление насыщения и относительную влажность, мы можем найти соответствующее давление водяного пара.

Перейти к абсолютной влажности поможет известное уравнение Менделеева-Клапейрона.

В нашем случае это будет

где R — универсальная газовая постоянная, равная 8313.6, а Rv — газовая постоянная для водяного пара, равная 461.5

Откуда можно выразить соотношение массы к объему:

Вот так — для температуры 25 градусов Цельсия и относительной влажности воздуха 60% мы получаем, что в кубометре воздуха содержится примерно 14 грамм воды, что, в общем-то, соответствует тем таблицам перевода относительной влажности в абсолютную, что я находил.

planetcalc.ru

Таблица перевода относительной влажности в абсолютную в зависимости от температуры воздуха при атмосферном давлении. Точки росы.

tehtab.ru

Свойства насыщенного влажного воздуха при атмосферном давлении и различных температурах. Таблица. Метрические и имперские единицы. -40/+90 °C Удельный вес (обратная плотность) 100% влажного воздуха.

dpva.ru

Таблица перевода относительной влажности в абсолютную в зависимости от температуры воздуха при атмосферном давлении. Точки росы.

dpva.ru

Содержание = количество (масса) воды во влажном воздухе, г/м3 = кг/1000м3 в зависимости от относительной влажности воздуха в %. Увлажнение воздуха водяным паром, таблица.

dpva.ru

Влажность воздуха. Теплоёмкость и энтальпия воздуха

Атмосферный воздух представляет собой смесь сухого воздуха и водяного пара (от 0,2% до 2,6%). Таким образом, воздух практически всегда можно рассматривать как влажный.

Механическая смесь сухого воздуха с водяным паром называется влажным воздухом или воздушно-паровой смесью. Максимально возможное содержание парообразной влаги в воздухе m_п.н зависит от температуры t и давления P смеси. При изменении t и P воздух может перейти из первоначально ненасыщенного в состояние насыщения водяными парами, и тогда избыточная влага начнёт выпадать в газовом объёме и на ограждающих поверхностях в виде тумана, инея или снега.

Основными параметрами, характеризующими состояние влажного воздуха, являются: температура, давление, удельный объем, влагосодержание, абсолютная и относительная влажность, молекулярная масса, газовая постоянная, теплоемкость и энтальпия.

По закону Дальтона для газовых смесей полное давление влажного воздуха (Р) есть сумма парциальных давлений сухого воздуха Р_c и водяных паров Р_п: Р = Р_c + Р_п.

Аналогично, объём V и масса m влажного воздуха будет определятся соотношениями:

V = V_c + V_п, m = m_c + m_п.

Плотность и удельный объем влажного воздуха (v) определяется:

Молекулярная масса влажного воздуха:

где В – барометрическое давление.

Поскольку в процессе сушки влажность воздуха непрерывно увеличивается, а количество сухого воздуха в паровоздушной смеси остается постоянным, то о процессе сушки судят по тому, как изменяется количество водяного пара на 1 кг сухого воздуха, и все показатели паровоздушной смеси (теплоемкость, влагосодержание, энтальпия и др.) относят к 1 кг сухого воздуха, находящегося во влажном воздухе.

Влагосодержание влажного воздуха (d) представляет собой отношение массы пара к массе сухого воздуха, содержащегося в паровоздушной смеси:

d = m_п/ m_c, г/кг, или, Х = m_п/m_c.

Абсолютная влажность воздуха – масса пара в 1 м³ влажного воздуха. Эта величина численно равна .

Относительная влажность воздуха – это отношение абсолютной влажности ненасыщенного воздуха к абсолютной влажности насыщенного воздуха при заданных условиях:

здесь , но чаще относительную влажность задают в процентах.

Для плотности влажного воздуха справедливо соотношение:

Удельная теплоёмкость влажного воздуха:

c = с_c + с_п×d/1000 = с_c + с_п×X, кДж/(кг× °С),

где с_c – удельная теплоёмкость сухого воздуха, с_c = 1,0;

с_п – удельная теплоёмкость пара; с_п = 1,8.

Теплоемкость сухого воздуха при постоянном давлении и небольших интервалах температур (до 100^оС) для приближенных расчетов можно считать постоянной, равной 1,0048 кДж/(кг×°С). Для перегретого пара средняя изобарная теплоемкость при атмосферном давлении и невысоких степенях перегрева может быть принято также постоянной и равной 1,96 кДж/(кг×К).

Энтальпия (i) влажного воздуха – это один из основных его параметров, который широко применяется при расчетах сушильных установок главным образом для определния теплоты, расходуемой на испарение влаги из подсушиваемых материалов. Энтальпию влажного воздуха относят к одному килограмму сухого воздуха в паровоздушной смеси и определяют как сумму энтальпий сухого воздуха и водяного пара, то есть

i = i_c + i_п×Х, кДж/кг.

При расчете энтальпии смесей начальная точка отсчета энтальпий каждого из компонентов должна быть одной и той же. Для расчетов влажного воздуха можно принять, что энтальпия воды равна нулю при 0^оС, тогда и энтальпию сухого воздуха также отсчитываем от 0^оС, то есть i_в = с_в*t = 1,0048t.

vse-lekcii.ru

АНО ДПО «УКЦ «УНИВЕРСИТЕТ КЛИМАТА»

Окружающий нас атмосферный воздух является смесью газов. Он практически всегда бывает влажным. Водяные пары, в отличие от других составляющих смеси, могут находиться в воздухе, как в перегретом, так и в насыщенном состоянии. Содержание водяных паров в воздухе изменяется, как в процессе влажностной обработки его в приточных вентиляционных системах и кондиционерах, так и при ассимиляции воздухом выделений влаги в помещении. Сухая часть влажного воздуха обычно содержит (по объёму): около 75% азота, 21% кислорода, 0,03% углекислоты и незначительное количество инертных газов- аргон, неон, гелий, ксенон, криптон), водорода, озона и других. Указанные компоненты газовой смеси воздуха составляют его сухую часть, прочая часть воздушной массы это водяные пары.

Воздух рассматривается как смесь идеальных газов, что позволяет использовать законы термодинамики для получения расчётных формул.

Согласно закону Дальтона, каждый газ смеси, составляющий воздух, занимает свой объём, имеет своё парциальное давление

P_i,

и имеет одинаковую температуру с другими газами этой смеси.

Внимание! Важное определение:

Сумма парциальных давлений каждого из составляющих смеси равна полному барометрическому давлению воздуха.

B = Σ Р_i, Па.

Рассмотрим понятие, что такое парциальное давление?

Парциальное давление – это давление, которое имел бы газ, входящий в состав этой смеси, если бы он находился в том же количестве, в том же объёме и при той же температуре, что и в смеси.

В расчётах вентиляции влажный воздух мы рассматриваем как бинарную смесь, т.е. смесь двух газов, которая состоит из водяных паров и сухой части воздуха. Сухую часть воздуха мы условно принимаем однородным газом.

Таким образом, барометрическое давление равно сумме парциальных давлений сухого воздуха P_с.в. и водяного пара P_п, т.е.,

B = P_с.в.+P_п

При обычных условиях в помещении, когда давление водяного пара Р_п приблизительно равно 15 мм. рт. ст., доля второго члена P_с.в. в формуле барометрического давления, учитывающая разницу плотности влажного и сухого воздуха, при прочих равных условиях составляет всего 0,75% величины плотности сухого воздуха ρ_с.в.. Поэтому в наших инженерных расчётах считается, что

ρ_возд. = ρ_с.в.

ρ_возд. = ρ_с.в.

При изменении влажности воздуха в вентиляционных процессах масса его сухой части остаётся неизменной. Исходя из этого, принято относить массу водяных паров, содержащихся в воздухе, к 1 кг. сухой части воздуха.

Перейдём непосредственно к тем физическим величинам, которые определяют параметры влажного воздуха. Именно совокупность этих параметров определяет состояние влажного воздуха:

1. температура воздуха t_возд, далее t_в

это величина, характеризующая степень нагретости тела. Она представляет собой меру средней кинетической энергии поступательного движения молекул. В настоящее время используется температурная шкала Цельсия и термодинамическая шкала температур Кельвина, которая основана на втором законе термодинамики. Между температурами, выраженными в градусах Кельвина и градусах Цельсия, имеется соотношение, а именно:

T, K = 273,15 + t °C

Важно отметить, что параметром состояния является абсолютная температура, выраженная в Кельвинах, но градус абсолютной шкалы численно равен градусу Цельсия, т.е.

dT = dt.

2. абсолютная влажность воздуха или влагосодержание d.

Влажность воздуха характеризуется массой содержащегося в нём водяного пара. Массу водяного пара в граммах, приходящегося на 1 кг сухой части влажного воздуха, называют влагосодержанием воздуха d, г/кг.

Величина d равна:

где: B – барометрическое давление, равное сумме парциальных давлений сухого воздуха.
P_с.в. и водяного пара P_п;
P_п – парциальное давление водяного пара в ненасыщенном влажном воздухе.

3. относительная влажность воздуха φ .

Влагосодержание воздуха может быть различным, однако его максимальная величина при данной температуре строго определена полным насыщением воздуха водяными парами. В связи с этим, для характеристики степени увлажнённости пользуются показателем относительной влажности воздуха φ.

Величина φ равна отношению парциального давления водяного пара в ненасыщенном влажном воздухе P_п. к парциальному давлению водяного пара в насыщенном влажном воздухе P_н.п. при одной и той же температуре и барометрическом давлении, т.е.,

При относительной влажности 100% воздух полностью насыщен водяными парами, и его называют насыщенным влажным воздухом, а водяные пары, содержащиеся в этом воздухе, находятся в насыщенном состоянии.

Если φ < 100%, то воздух содержит водяные пары в перегретом состоянии и его называют ненасыщенным влажным воздухом.

Давление водяного пара, находящегося в насыщенном состоянии, зависит только от температуры. Его величину определяют экспериментальным путём и приводят в специальных таблицах. Имеется ряд формул, аппроксимирующих зависимость Pн.п. в Па или в мм. рт. ст. от температуры в t °C.

Например, для области положительных температур от 0°C и выше давление насыщенного водяного пара в Па, приблизительно выражается зависимостью:

P_н.п. = 479 +  (11,52 + 1,62 t)², Па

Пользуясь понятием относительной влажности φ, влагосодержание воздуха можно определить как

4. теплоёмкость сухого воздуха С_с.в..

Для вентиляционных процессов диапазон температур это величина постоянная и равна

С_с.в. = 1,005 кДж/(кг ×°C).

5. теплоёмкость водяного пара С_п.

В обычных для вентиляционных процессов в диапазоне температур эту величину можно считать постоянной и равной

С_п = 1,8 кДж/(кг × °C).

Здесь и далее теплоёмкости рассматриваются применительно к 1 кг сухой части воздуха и поэтому являются удельными величинами.

6. теплосодержание (энтальпия) 1 кг сухого воздуха равно:

J_с.в. = С_с.в. × t ,

где: t – температура воздуха, в °C.

Энтальпию сухого воздуха J_с.в. при t = 0°C принимают равной 0.

7. удельная теплота парообразования r для воды при t = 0°C равна 2500 кДж/кг.

8. теплосодержание (энтальпия) водяного пара J_п в воздухе при произвольной температуре t, составляет

J_п = 2500 + 1,8 t.

9. энтальпия влажного воздуха J складывается из энтальпии сухой его части и энтальпии водяного пара.

Энтальпия J влажного воздуха, отнесённая к 1 кг сухой части влажного воздуха, в кДж/кг, при произвольной температуре t и произвольном влагосодержании d, равна:

где: 1,005 – C_с.в. теплоёмкость сухого воздуха, _кДж/(кг×°С);
2500 – r удельная теплота парообразования, кДж/(кг×°С);
1,8 – C_п теплоёмкость водяного пара, кДж/(кг×°С).

Если воздух передаёт явное тепло, он нагревается, т.е. его температура повышается. При нагревании влажного воздуха энтальпия изменяется в результате изменения температуры сухой части воздуха и водяных паров. При поступлении в воздух водяных паров с той же температурой от внешних источников (изотермическое увлажнение паром), ему передаётся скрытая теплота парообразования. Энтальпия влажного воздуха при этом также возрастает, потому что к энтальпии сухой части воздуха прибавляется энтальпия водяного пара. Температура воздуха при этом почти не меняется, что и послужило причиной введения этого термина — скрытая теплота.

В общем случае, энтальпия влажного воздуха состоит из явной и скрытой теплоты, поэтому энтальпию иногда называют полной теплотой.

Для дальнейших расчётов систем вентиляции и кондиционирования нам потребуются следующие основные параметры влажного воздуха:

• температура     t_в,  °С;
• влагосодержание     d_в,  г/кг;
• относительная влажность     φ_в,   %;
• теплосодержание     J_в,  кДж/кг;
• концентрация вредных примесей     С,  мг/м³;
• скорость движения     V_в,  м/сек.

www.hvac-school.ru