5. Нәтежелерді өңдеу

1. р_Н қысымынан арқылы6.1 кестесенің көмегімен i' қайнай суының энтальпиясын, құрғақ қаныққан будың энтальпиясын i'', жасырылған бу жылулығын r, қайнау суының меншікті көлемін v', құрғақ қаныққан будың меншікті көлемінv'', қайнау суының энтропиясын s', құрғақ қаныққан будың энтропиясын s''.

6.1кестесі

Қанығу күйіндегі судың және сулы будың термодинамикалық қасиеттері

рН ·10^4, Па	tН, ^оС	v', м^3/кг	v'', м^3/кг	i', кДж/кг	i'', кДж/кг	r, кДж/кг	s', кДж/(кг·К)	s'', кДж/(кг·К)

2. (6.8) формуласы арқылы құрғақтық дәрежесін х анықтау.

3. (6.3) формула арқылыi_x мәнін есептеу.

4. Ылғалды қаныққан будың меншікті көлемін келесі формула арқылы анықтау:

v_x = (1-x) v’ + v’’ x.

5. Ылғалды қаныққан будың энтропиясын s_x келесі формула арқылы анықтау:

s_x = (1-x) s’ + s’’ x.

6. Ылғалды қаныққан будың ішкі энергиясын u_xкелесі формула арқылы есептеу:

u_x = i_x – p v_x.

6. Бақылау сұрақтары:

1. Будың пайда болу үрдісі неде қорытындылады?

2. Қаныққан бу дегеніміз не?

3. Құрғақ бу дегеніміз не?

4. Ылғалды бу дегеніміз не?

5. Қызып кеткен бу дегеніміз не?

6. Будың құрғақтық жәрежесі.

7. Ауыспалы нүктесі.

8. Ылғалды қаныққан будың құрғақтылық дәрежесін х тәжірибелік түрде анықтау әдістемесінің маңызы неде?

Зертханалық жұмыс № 7 - Ылғалды аудағы үрдістерді зерттеу

Мақсаты: Кептіру камерасында өтетін ылғалды ауаның және үрдістердің күійін зерттеу.

1 Кіріспе

Ылғалды ауаның көрсеткіштері. Атмосфералық ауада (шөлейт жерлерде) сулы бу түрінде үнемі ылғал болады. Мұндай қоспа ылғалды ауа деп аталады. Көбінесе ауа қоспасы мен сулы бу идеал газ қоспасы ретінде қарастырылуы мүмкін. Оған Дальтон заңы әділ: қоспа қосындыларының парцианалды қысымы қоспа қысымына

Р _вл = Р_а = Р_с.в = Р_п, (7.1)

Мұнда Р_ылғ. – ауа қысымы,атмосфералыққа тең Ра :

Р_қ.а. – құрғақ ауаның парцианалды қысымы :

P_п – сулы будың парцианалды қысымы.

Құрғақ ауа мен құрғақ қаныққан сулы будың қоспасын қаныққан ылғалды ауа деп атайды, мұндай ауа ылғамен қаныққан, сондықтан сулы будың парцианалды қысымы мен тығыздылығы берілгекн температурада максималды болады

P_н. = P_п,_max -, p_н^, = p _{п, max.} (7.2)

Құрғақ будың қысымы мен тығыздылығын берілген ылғалды ауаға температурасынан сулы будың сызбасы бойынша анықтауға болады.

Құрғақ ауаның және қызып кеткен сулы будың қоспасын қанықпаған ылғалды ауа деп атайды. Қанықпаған ылғалды ауаны изобаралық суыту температурасын шық нүктеснің температурасы деп атайд.

Ауаның абсолюттік ылғалы(сулы бу тығыздылығының парцианалдығы,сулы будың массалық концентрациясы) деп құрамында ылғалды ауа құрамындағы сулы будың массасының ылғалды ауаның көлемінің қатынасы айтады.

j _п = m_{п /} m_вл = P_п /(R_{п *} T) , (7.3)

мұнда R_п = 461 Дж /(_кг. К) – ылғалды ауаның меншікті газ тұрақтысы

Ауаның салыстырмалы ылғалы  деп, сол температурада ауадағы бу массасының қаныққан ауа буына қатынасын айтады.Сонымен қатар парцианалды бу тығыздығының салыстыруда қаныққан ауа буына қатынасы:

j = m_{п /} m_н = ^‘p_н / p _п = P_п / P_н (7.4)

Салыстырмалы ылғалды (7.4) бөліктері немесе пайыздық түрінде көрсетіледі.  пайыздық түрде алу үшін, (5.4) формуласын 100 % көбейту керек.  шамасы ылғалды ауаның жағдайының ұзындау дәрежесін сипаттайды,ол су тамшыларының құлау жағдайында (100 %).

Ылғал құрамы d, г/кг деп, ылғалды ауа құрамындағы сулы будың массасының құрғақ ауаның массасына қатынасын айтады:

d = m_{Б /} m_қ.а =^‘p _{Б *} 10³ / ^‘p _қ.а. (7.5)

мұнда m_Б – будың массасы, г;

m_қ.а.– құрғақ ауаның массасы, кг;

^‘p_қ.а. = (Р_а – P_Б ) / (R_қ.а. * T_ылғ.)–құрғақ ауаның парцианалды тығыздылығы, кг/ м³;

^‘p_т–будың парцианалды тығыздылығы_, кг/ м³.

Ылғалқұрамы сулы бу парцианалды қысыммен анықталады:

d = 622 _Pп /( Р_вл – P_п). (7.6)

Барлық есептер 1 кг құрғақ ауаның меншікті көлемін үшін жүргізіледі. Ылғалды ауада өтетін үрдістерде құрғақ ауаның массасы өзгермейді. Сулы будың және ылғалды ауаның массаслары өзгермелі шамалар болып келеді. Түрлі массалардың байланысы келесі қатынаспен бекітіледі:

m_вл = m_с.в + m_п; m_с.в = m_вл / (i+ d); m_п= d /1+ d * m. (7.7)

Ылғалды ауаның меншікті энтальпиясы құрғақ ауаның энтальпия құрамы мен сулы бу қосындысы келесі формула арқылы анықталады:

i_вл = i _с.в + i_п d /1000 = с_р.в t⁰ + d 10^-3 (r₀ + c_р.п t⁰), (7.8)

мұнда с_р.в = 1,00 кДж /(кг. К) –ауаның изобаралық жылу сыйымдылығы;

r₀ = 2501кДж /кг –үш нүктесіндегі бу пайда болатын судың меншікті жылуы;

с_р.п = 1,92 кДж /(кг. К) –сулы будың изобаралық жылу сыйымдылығы.

Келтірілген теңдіктер ылғалды ауадағы термодинамикалық есептерді жүргізуге көмектеседі.Бірақ 1918 ж. Л.К. Рамзин ұсынған i-d – диаграммасын қолдансақ, онда есептер жеңілденіп, көрнекті болады.

Диаграммада ордината осі арқылы (2.2 сур.қара) 1 кг құрғақ ауаға берілген ылғалды ауаның меншікті энтальпиясы салынады,ал абцисса осі бойынша 1 кг құрғақ ауаға граммдап берілген ылғалқұрамы салынады.

Диаграммаы ауданын жақсылап қолдану үшін, координата осьтері бір-біріне 135⁰ бұрышында орналасқан. Осыған байланысты i = const сызықтары горизангтальға қарай 45⁰ бұрыш астында өтеді. d = const сызықтары көлдеңен түзу сызықтары болады. Осы сызықтар ылғалды ауаның қызу үрдістерін (төменнен үстіне қарай-1-2 сызықтары) және сууын (үстінен төменге қарай – 3-4 түзуі) көрсетеді. Энтальпиясы ауысады,ал ылғалқұрамы өзгеріссіз қалады.

Сонымен қатар, i-d- диаграммасына ылғалды ауаның изотермасы және ылғалды ауаның қатысты тұрақтысы  салынған.  = 100 % қисығында берілген температурада будың парцианалды қысымы және оның тығыздылығы максимальді мәндерге жетеді.Сондықтан шектік қисығынан жоғары  = 100 % қанықпаған ылғалды ауаның аймағы, ал төмен жағында – тұман аймағы орналасады, мұнда ылғалды ауа құрамында бір кезде бу мен кішкентай су тамшылары болады.

Сонымен қатар i-d-диаграммасында пунктир сызығы арқылы термометрдің «сулы» изотермасы салынған.  = 100 % шектік қисығында «құрғақ» және «сулы» температуралары термометрде мәндері бірдей болады

Төменгі бөлігінде диаграммалар (7.6) теңдеуі бойынша салынған,бұл жағдайда будың парцианалды қысымының сызығы ордината осімен диаграмманың оң жағында орналасқан.

Ылғалды ауадағы өтіп жатқан үрдістерге:әртүрлі заттарды кептіру,компрессорде ауаны қысу,конденсациялау және т.б.

Осы үрдістер i-d – диаграммеасында бейнеленген. Мысалы,калориферде ылғалды ауаны қыздырғанда,оның ылғалдылық құрамы тұрақты болып қалады және қыздыру үрдісі 1-2 тура тік сызығы арқылы i-d – диаграммеасында бейнеленеді.

Жылу шығыны болған жағдайда затты құрғату үрдісі ылғалды ауаның тұрақты температурасында өтеді.Оны 2-3 сызығы арқылы бейнелеуге болады.Кептіру үрдісінде буланатын ылғал саның 3және 2 нүктесінде ылғалдылық құрамының d айырмашылығы арқылы бейнелейміз.