Влажный воздух.
Используется в конвективных сушилках, в установках кондиционирования воздуха, в печах и т.д.
Для правильной эксплуатации ( режим, анализ работы, безопастность, надежность) необходимо знать особенности влажного воздуха. В упрощенном варианте это смесь О2+N2+Ar+H2O (где в 1 кг 23,2% и 75,5% и 1,3% соответственно).
В теплотехнических установках используется ненасыщенный воздух, при его охлаждении происходит конденсация водяных паров соответствующая парциальному давлению пара. При парциальном давлении выпадает роса.
Абсолютная влажность воздуха - показывающая массу водяных паров, содержащихся в 1 м³ воздуха. Другими словами, это плотность водяного пара в воздухе.
Относительная влажность — отношение парциального давления паров воды в газе (в первую очередь, в воздухе) к равновесному давлению насыщенных паров при данной температуре. Обозначается греческой буквой φ ( Для сухого воздуха относительная влажность равна нулю, для насыщенного равна 100%).
I-d диаграмма влажного воздуха
I—d-диаграмма влажного воздуха — диаграмма, широко используемая в расчетах систем вентиляции, кондиционирования, осушки и других процессов, связанных с изменением состояния влажного воздуха.
I—d-диаграмма впервые была составлена в 1918 году советским инженером-теплотехником Рамзиным.
I—d-диаграмма влажного воздуха графически связывает все параметры, определяющие тепловлажностное состояние воздуха: энтальпию, влагосодержание, температуру, относительную влажность, парциальное давление водяных паров. Диаграмма построена в косоугольной системе координат, что позволяет расширить область ненасыщенного влажного воздуха и делает диаграмму удобной для графических построений. По оси ординат диаграммы отложены значения энтальпии I, кДж/кг сухой части воздуха, по оси абсцисс, направленной под углом 135° к оси I, отложены значения влагосодержания d, г/кг сухой части воздуха. Поле диаграммы разбито линиями постоянных значений энтальпии I = const и влагосодержания d = const. На него нанесены также линии постоянных значений температуры t = const, которые не параллельны между собой — чем выше температура влажного воздуха, тем больше отклоняются вверх его изотермы. Кроме линий постоянных значений I, d, t, на поле диаграммы нанесены линии постоянных значений относительной влажности воздуха φ = const. В нижней части I—d-диаграммы расположена кривая, имеющая самостоятельную ось ординат. Она связывает влагосодержание d, г/кг, с упругостью водяного пара, кПа. Ось ординат этого графика является шкалой парциального давления водяного пара.
Теплообмен и теплофикация.
Для решения практических задач и созданий новых агрегатов необходимо выполнить расчет по передачи тепла.
Различают следующие способы передачи тепла:
Конвекционный теплообмен - перенос теплоты в жидкостях, газах или сыпучих средах потоками вещества
Лучеиспускание - вид теплопередачи, осуществляемый посредством электромагнитных волн, излучаемых нагретыми телами. Спектр излучения зависит от температуры тела.
Теплопрово́дность — это перенос тепловой энергии структурными частицами вещества (молекулами, атомами, ионами) в процессе их теплового движения. Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества. Явление теплопроводности заключается в том, что кинетическая энергия атомов и молекул, которая определяет температуру тела, передаётся другому телу при их взаимодействии или передаётся из более нагретых областей тела к менее нагретым областям. Иногда теплопроводностью называется также количественная оценка способности конкретного вещества проводить тепло.
Теплопроводность определяет способность передать тепловую энергию через материал. Это тоже важная характеристика, она характеризуется коэффициентом теплопроводности l . Численно он равен потоку q проходящему через площадку куба единичной площади, при перепаде на его гранях температуры 1 ° С. Лучше всего передают тепло металлы, так у меди l .=400 Вт/(м·К), для серебра чуть больше (418), для алюминия 200 Вт/(м·К), для нержавеющей стали примерно 20 Вт/(м·К), для простых сталей примерно в два раза выше.
У диэлектрических материалов теплопроводность обычно значительно ниже. Например у бетона l .=0.6 Вт/(м·К), у трансформаторного масла l .=0.13 Вт/(м· К), для воздуха l = 3,67 10-2Вт/(м·К). Единственный диэлектрик имеет высокую теплопроводность, это окись бериллия l .» 200 Вт/(м·К). Отметим, что в справочниках часто приводят l . в устаревших единицах, например кал/(см·сек· °С); для перевода в систему единиц СИ нужно умножить на 418.
Для газов и жидкостей обычная теплопроводность играет незначительную роль. В этом случае главную роль играют конвекция и излучение.
Конвекция возникает из-за того, что нагретые жидкость или газ расширяются, их плотность уменьшается, они начинают “всплывать” под действием выталкивающей силы Архимеда. За счет этого возникают локальные течения, которые эффективно уносят тепло из нагретой зоны. В теплотехнике развит аппарат расчета теплопроводности при учете конвекции. Грубо, можно сказать, что конвекция увеличивает теплопроводность в несколько раз.