2. Химический состав воздуха. Основные параметры влажного воздуха.

Процентный состав воздуха на уровне моря  (t = 15°C     p = 101 325 Па.)

Газ	Хим. формула	Процентное содержание
Азот	N2	78,084 %
Кислород	O2	20,9476 %
Аргон	Ar	0,934 %
Углекислый газ	CO2	0,0314 %
Неон	Ne	0,001818 %
Метан	CH4	0,0002 %
Гелий	He	0,000524 %
Криптон	Kr	0,000114 %
Водород	H2	0,00005 %
Ксенон	Xe	0,0000087 %

Как известно, сухой воздух (СВ) состоит на 78% из азота, на 21% из кислорода и около 1% составляют диоксид углерода, инертные и другие газы. Если в воздухе имеются водяные пары, то такой воздух называется влажным воздухом (ВВ). Учитывая, что при вентиляции помещений состав сухой части воздуха практически не изменяется, а может изменяться только количество влаги, в вентиляции принято рассматривать ВВ как бинарную смесь, состоящую только из двух компонентов: СВ и водяные пары (ВП). Хотя к этой смеси применимы все газовые законы, однако при вентиляции с достаточной точностью можно считать, что воздух практически все время находится под атмосферным давлении, так как давления вентиляторов достаточно малы по сравнению с барометрическим давлением. Нормальное атмосферное давление составляет 101,3 кПа, а давления, развиваемые вентиляторами, составляют обычно не более 2 кПа. Поэтому нагрев и охлаждение воздуха в вентиляции происходят при постоянном давлении.

Из термодинамических параметров ВВ, которыми оперируют в курсе вентиляции, можно выделить следующие:

температура наружного[1, 2], приточного и внутреннего[1] воздуха te;

относительная влажность воздуха φe [1], выражающаяся в % или долях единицы и представляющая отношение массы влаги в ненасыщенном воздухе к массе влаги в насыщенном воздухе;

относительная влажность воздуха ce [1], выражающаяся в % или долях единицы и представляющая отношение массы влаги в ненасыщенном воздухе к массе влаги в насыщенном воздухе;

удельная теплоемкость воздуха pe, кДж/кг сух в., относящаяся к 1 кг сухого воздуха;

теплосодержание (энтальпию) влажного воздуха Ie, кДж/кг сух в;

плотность влажного воздуха de, кг/м3;

влагосодержание воздуха (t, φ c, I), г/кг сух в;

содержание вредных веществ в атмосферном воздухе и предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе помещения;

барометрическое давление атмосферного воздуха

Термодинамические параметры определяют состояние ВВ и определенным образом связаны друг с другом. Особыми, не термодинамическим параметром, являются подвижность, то есть скорость воздуха, и концентрация вещества (кроме влаги). Они никак не связаны с остальными термодинамическими параметрами и могут быть любыми независимо от них.

Под воздействием различных факторов влажный воздух может изменять свои параметры. Если воздух, заключенный в некотором объеме (например, помещении), находится в контакте с горячими поверхностями, он нагревается, то есть повышается его температура. При этом нагреву подвергаются непосредственно те слои, которые граничат с горячими поверхностями. Из-за нагрева изменяется плотность воздуха, и это приводит к возникновению конвективных течений: происходит процесс турбулентного обмена. За счет наличия турбулентного перемешивания воздуха в процессе вихреобразования воспринятая пограничными слоями теплота постепенно передается более удаленным слоям, в результате чего весь объем воздуха както повышает свою температуру.

Из рассмотренного примера ясно, что слои близкие к горячим поверхностям, будут иметь температуру более высокую, чем удаленные. Иначе говоря, температура по объему не одинакова (и иногда различается весьма значительно). Поэтому температура, как параметр воздуха, в каждой точке будет иметь свое индивидуальное, локальное значение. Однако характер распределения локальных температур по объему помещения предсказать крайне трудно, поэтому в большинстве ситуаций приходится говорить о неком среднем значении того или иного параметра воздуха. Среднее значение температуры выводится из предположения, что воспринятое тепло окажется равномерно распределено по объему воздуха, и температура воздуха в каждой точке пространства будет одинакова.