Файл: Морозов, С. В. Сушка лубоволокнистых материалов учебник.pdf

Теплоемкость. Теплосодержание

Т е п л о е м к о с т ь в л а ж н о г о в о з д у х а характеризуется количеством тепла, которое нужно затратить при нагревании (ох­ лаждении) единицы массы влажного воздуха на 1°.

Различают массовую (весовую) теплоемкость, отнесенную к 1кг влажного воздуха с (Дж/кг-град), и приведенную массовую (ве­ совую) теплоемкость, отнесенную к 1 кг сухого воздуха сПрПри­

Т е п л о с о д е р ж а н и е в о з д у х а — это количество тепла, со­ держащееся в единице его массы. Различают теплосодержание, от­

Приведенное теплосодержание / равно сумме теплосодержаний сухого воздуха и водяного пара, т. е.

/ = / в + 0,001 dln = 994,83/ + 0,001 d (213,41 • 105 + 1967,8/). (11)

Теплосодержание /, отнесенное к 1 кг влажного воздуха, равно:

. / 1+0,001 d

С помощью этих формул можно, зная какие-либо два пара­ метра и общее барометрическое давление влажного воздуха, опре­ делить остальные его параметры.

3. ТАБЛИЦЫ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА

Для облегченного определения параметров влажного воздуха и расчетов составлены таблицы. Таблицы первого вида (Приложе­ ние II) содержат четыре; параметра влажного воздуха: темпера­ туру /, относительную влажность .воздуха q>, парциальное давление водяного пара ря и его плотность рп.

Таблицы второго вида (Приложение III) содержат пять пара­ метров влажного воздуха: температуру /, относительную влаж­ ность ф, приведенное теплосодержание /, влагосодержание d л приведенный объем vap.

13

4.I - d -ДИАГРАММА ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА

/— d-диаграмма представляет собой графическое изображение основных параметров воздуха: I, d, t и ф. Кроме указанных па­ раметров, на / - d -диаграмму наносят линии парциальных давле­ ний водяного пара р„ и предельной температуры адиабатического охлаждения воздуха 0'.

Все расчеты, связанные с изменением параметров влажного воздуха при сушке и увлажнении материалов, просты и наглядны при использовании / — d-диаграммы. С помощью I — d-диаграммы

Первоначально в определенном масштабе строят координатную сетку из линий / = const и d = const. По оси ординат откладывают величину теплосодержаний сухого воздуха при соответствующих температурах. На ось абсцисс наносят численные значения влагосодержания. Через начало координат (точка 0°С) под углом 135° к оси ординат проводят линию, соответствующую нулевому тепло­ содержанию влажного воздуха. Параллельно этой линии проводят линии различных значений 7= const. Линии постоянного влагосодержания d —const проводят параллельно оси ординат, т. е. вер­

близкие к прямым, проходящие под некоторым углом к горизон­ тали. С увеличением температуры угол наклона увеличивается,

/ = 99,4° С и 5 = 745 мм рт. ст. линии ф=сопз! имеют переломы и идут вертикально вверх, несколько отклоняясь от линий d = const. Нижняя кривая ф=100% характеризует ' насыщенное состояние воздуха. Область выше кривой ф= 100% характеризует обычный влажный воздух в ненасыщенном состоянии. Водяной пар при

14

стоянии, содержащий влажный пар. В этом случае в воздухе, кроме сухого насыщенного пара, содержатся также мельчайшие капельки воды (туман).

Линию парциального давления водяного пара строят по урав­ нению (8). Для любой точки диаграммы парциальное давление рп можно определить следующим образом: из соответствующей точки вниз проводят линию параллельно d = const до пересечения с линией ра. Значения парциальных давлений нанесены справа / — d-диаграммы.

Температуру, теплосодержание и относительную влажность из­ меряют по вертикали для каждого промежуточного значения, влагосодержание — по горизонтали.

S. ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПРОЦЕССОВ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА НА /—Д-ДИАГРАММЕ

Процессы, характеризующие изменение состояния влажного воздуха (нагрев, охлаждение, смешивание, сушка, увлажнение и др.), легко рассчитать с помощью I — d-диаграммы. На рис. 2 изо­ бражены основные процессы, происходящие при сушке лубоволокнистых материалов.

Воздух в калориферах нагревается при постоянном влагосодержании (d = const) с увеличением температуры воздуха и уменьше­ нием его относительной влажности (см. рис. 2 линия 0—1). Для построения процесса нагрева необходимо знать начальные пара­ метры воздуха to, ф0 и конечную температуру нагрева tь

Охлаждение воздуха при постоянном влагосодержании, проис­ ходящее при контакте воздуха с сухой холодной поверхностью (например, в трубе, проходящей через холодное помещение), изо­ бражается линией / —2. При этом уменьшается температура воз­ духа и увеличивается его относительная влажность. Если продол­ жать охлаждение воздуха, то в точке пересечения линии 2—3 с ф=100% (точка 3) воздух будет полностью насыщен водяными парами. Состояние воздуха, характеризуемое точкой 3, является состоянием точки росы, а изотерма, проходящая через эту точку, будет характеризовать температуру точки росы tp. Дальнейшее ох­ лаждение воздуха вызывает частичную конденсацию водяных па­ ров из воздуха, в результате чего уменьшится его влагосодержа-

влагосодержания. Подобное направление процесса происходит при нагреве холодного воздуха, в результате его смешивания с отра­ ботавшим воздухом сушильной машины.

Процесс 6—5 — охлаждение воздуха с уменьшением его влаго­ содержания. Подобное изменение происходит с отработавшим

15

3 АГ:Л

воздухом сушильной машины при смешивании его с холодным на­ ружным воздухом.

Процесс 7—8 — охлаждение воздуха с одновременным увеличе­ нием его влагосодержания. Такой процесс происходит при сушке материала воздухом. При сушке воздух охлаждается, так как его тепло расходуется на испарение влаги, нагрев матерйЗла н т. п., одновременно воздух насыщается влагой, испаряемой из мате­

риала.

Процесс 8—7 — нагрев возду­ ха с уменьшением его влагосо­ держания. Подобное изменение состояния воздуха наблюдается при увлажнении материала влаж­ ным воздухом. При увлажнении материала воздух отдает часть влаги материалу и поэтому его (воздуха) влагосодержание уменьшается. Одновременно за счет отдачи тепла материалом воздуху последний нагревается.

6. СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

воздуха сильно гигроскопически­ ми материалами (фосфорным ангидридом, хлористым кальцием, серной кислотой и другими веществами) и для промышленных це­ лей мало пригоден.

К о н д е н с а ц и о н н ы й с п о с о б основан на определении тем­ пературы точки росы конденсационным гигрометром, в промыш­ ленных установках непригоден, так как требует непосредственного наблюдения момента появления росы на стенках прибора.

П с и х р о м е т р и ч е с к и й с п о с о б основан на определении температуры предела адиабатического охлаждения воздуха и ши­ роко применяется в промышленности. Относительную влажность воздуха определяют по роказаниям сухого tc и мокрого tM термо­ метров психрометра. Разница между показаниями сухого и мок­ рого термометров (tc — КО называется п с и х р о м е т р и ч е с к о й .

18