Залежно від обраних розрахункових параметрів зовнішнього повітря встановлюється потужність систем опалення, вентиляції та кондиціонування повітря. Ця потужність в свою чергу визначає можливість підтримувати необхідні параметри повітря в приміщенні.
Параметри зовнішнього повітря: температура text. 0 С, питома ентальпія iext. кДж / кг, швидкість вітру # 965 ;, м / с, наводяться для різних міст Росії в теплий і холодний період року в [5] (параметри А і Б).
Розрахунковими параметрами зовнішнього повітря для холодного періоду для всіх населених пунктів прийняті:
Розрахунковими параметрами зовнішнього повітря для теплого періоду року для всіх населених пунктів прийняті:
Для житлових, громадських, адміністративно-побутових і виробничих приміщень слід приймати:
- параметри А - для систем вентиляції, і повітряного душирования для теплого періоду року;
- параметри Б - для систем опалення, вентиляції та повітряного душирования для холодного періоду року, а також для систем кондиціонування для теплого і холодного періоду року.
Параметри зовнішнього повітря для перехідних умов слід приймати 10 0 С і питому ентальпію 26,5 кДж / кг.
Параметри зовнішнього повітря для будівель сільськогосподарського призначення, якщо вони не встановлені спеціальними будівельними або технологічними нормами, слід приймати:
- параметри А - для систем вентиляції та кондиціонування для теплого і холодного періодів року.
- параметри Б - для систем опалення для холодного періоду року.
ЗАВДАННЯ 2.1 Визначити розрахункові параметри зовнішнього повітря, якщо заданий об'єкт, що проектується, район будівництва, проектована система (табл. 2.1).
Таблиця 2.1-Вихідні дані до задачі 2.1
Приклад. Проектований об'єкт - кінотеатр. Район будівництва г.Ярославль. Проектується вентиляція.
Рішення. Розрахунковими параметрами зовнішнього повітря для теплого періоду є параметри А, для холодного - Б. З [5] виписуємо чисельні значення параметрів:
- для холодного періоду text = -31 0 С; iext = -30,6 кДж / кг; # 965; = 4 м / с;
- для теплого періоду text = 21,6 0 С; iext = 49,8 кДж / кг; # 965; = 3,9 м / с.
В атмосферному повітрі міститься та чи інша кількість вологи у вигляді водяної пари. Таку суміш сухого повітря з водяною парою називають вологим повітрям.
Суха частина повітря містить за обсягом близько 78% азоту, приблизно 21% кисню, близько 0,03% вуглекислоти і незначна кількість інертних газів.
Кожен газ в суміші, в тому числі і пар, займає той же обсяг, що і вся суміш. Він має температуру суміші і знаходиться під своїм парціальним тиском.
Так як зазвичай розрахунки, пов'язані з вологим повітрям, виконуються при тисках, близьких до атмосферного, і парціальний тиск водяної пари в ньому невелика, то з достатньою точністю можна застосовувати до вологого повітря все формули, отримані для ідеальних газів. Тому приймається, що вологе повітря підпорядковується рівнянню стану ідеальних газів, а також закону Дальтона.
Рівняння стану ідеального газу може бути представлено наступними рівняннями:
- для 1 кг газу; (3.1)
- для М кг газу; (3.2)
- для 1 кіломоля газу (3.3),
де р - тиск газу, Н / м 2;
# 965; - питомий об'єм, м 3 / кг;
R - питома газова стала, Дж / (кг · град);
V - об'єм газу, м 3;
М - маса газу, кг;
V # 956; - обсяг 1 кмоля газу, м 3 / кмоль;
# 956; R - універсальна газова стала 1 кмоля газу, Дж / (кмоль · град)
# 956; R = 8314 Дж / (кмоль · град)
Т - температура газу, К
Газова постійна для 1 кг газу визначається з умови
де # 956; - маса 1 кмоля газу в кг, чисельно рівна молекулярної масі газу.
Обсяг 1 кмоля всіх ідеальних газів при нормальних умовах (температура 0 С, барометричний тиск 760 мм рт. Ст.) Дорівнює 22,4 м / кмоль (закон Авогадро).
Користуючись характеристичним рівнянням для двох різних станів газу, можна отримати вираз для визначення будь-якого параметра при переході з одного стану в інший, якщо значення інших параметрів відомі:
Закон Дальтона - сума парціальних тисків газових компонентів суміші # 931; pi дорівнює повному тиску суміші P:
Вологе повітря можна в першому наближенні розглядати як бінарну суміш, т. Е. Суміш, що складається з двох компонентів:
- водяної пари (газу з молярною масою);
- сухого повітря (умовно однорідного газу з молярною масою);
Тоді барометричний тиск вологого повітря В, Па буде дорівнює сумі парціальних тисків сухого повітря і водяної пари; т. е.
Водяна пара може перебувати в повітрі як в перегрітому, так і в насиченому стані. Суміш, що складається з сухого повітря і перегрітої водяної пари називають ненасиченим вологим повітрям, а суміш, що складається з сухого повітря і водяної пари, - насиченим вологим повітрям.
Температура повітря - величина, пропорційна середньої кінетичної енергії руху його молекул.
Має місце залежність
де T - абсолютна температура, К;
t - температура за шкалою Цельсія, С.
Питома обсяг м / кг, повітря являє собою обсяг одиниці його маси. Якщо V - об'єм, м. займаний повітрям масою. кг, то питомий об'єм
Величина, зворотна питомому об'єму, являє собою масу одиниці об'єму та називається щільністю. кг / м. т. е.
Щільність сухого повітря для нормальних умов (t = 0 С, В = 101325 Па)
Знаючи значення щільності сухого повітря для певних умов (наприклад, при t = 20 С і В = 101325 Па) і використовуючи залежність (3.5), можна визначити щільність сухого повітря при іншому тиску і іншій температурі Т. Рівняння (3.5) може бути записане таким чином
Підставивши в (3.14) значення для стандартних умов (t = 20 C; В = 101325 Па), отримуємо значення щільності сухого повітря для заданих тиску та температури
т. е. щільність повітря прямо пропорційна тиску і обернено пропорційна температурі.
Щільність вологого повітря може бути визначена, як щільність сухого повітря і водяної пари, що знаходяться під своїми парціальними тисками
З рівняння можна зробити висновок: так як парціальний тиск водяної пари величина завжди позитивна, то щільність вологого повітря менше щільності сухого повітря.
При звичайних умовах в приміщенні частка другого члена рівняння (3.16), що враховує різницю щільності вологого і сухого повітря, при інших рівних умовах складе всього 0,75% величини .Тому в інженерних розрахунках в тих випадках, коли якісна відмінність щільності сухого і вологого повітря не має значення, зазвичай вважають, що
Абсолютна вологість повітря - це маса водяної пари, що міститься в 1 м вологого повітря, або (що те саме) щільність пара при його парціальному тиску і температурі повітря.
Відносна вологість - відношення абсолютної вологості повітря при даній температурі до максимально можливої абсолютної вологості (т. Е. При повному насиченні) і даній температурі.
Якщо температура вологого повітря t менше або дорівнює температурі насичення водяної пари t при тиску суміші, то буде дорівнює щільності насиченої пари при даній температурі, т. Е. І значення її визначається за таблицями насиченої пари. Якщо ж tв> tнас. при тиску суміші, то буде дорівнює щільності перегрітого водяної пари при температурі і тиску суміші. Значення в цьому випадку визначають з таблиць для перегрітої водяної пари.
Відносна вологість може бути також представлена, як відношення парціального тиску водяної пари в ненасиченому вологому повітрі рn до парціального тиску водяної пари при тій же температурі і повному насиченні. тобто
якщо pn Тиск насиченої водяної пари є функцією тільки температури і може бути знайдено по таблиці, яка складена експериментальним шляхом або за формулою (для області позитивних температур) При обробці повітря і зміні його властивостей у вентиляційному процесі кількість сухого повітря залишається незмінним, тому при розгляді тепловлажностного стану повітря все показники відносять до 1 кг сухої частини вологого повітря. З рівняння (3.20) слід т. е. парціальний тиск пари при даному тиску є функцією тільки влагосодержания. Т. к.. то. тоді Питома теплоємність повітря - це кількість теплоти, яку необхідно повідомити одиниці маси (питома масова теплоємність) або одиниці об'єму (питома об'ємна теплоємність), або молю (питома мольная теплоємність), щоб підвищити температуру на градус. Відповідно або. або. Питомі теплоємності сухого повітря і водяної пари в звичайному для вентиляційного процесу діапазоні температур можна вважати постійними:. Ентальпія вологого повітря - це кількість теплоти, що міститься в ньому і віднесена до 1 кг укладеного в ньому сухого повітря,. кДж / кг. Питому ентальпію сухого повітря при температурі t = 0 C приймають рівною нулю. При довільному значенні температури Теплота пароутворення для води при t = 0 С дорівнює 2500 кДж / кг, тому ентальпія пари у вологому повітрі при цій температурі дорівнює. При довільній температурі Ентальпія вологого повітря складається з ентальпії сухої його частини і ентальпії водяної пари. Якщо ввести характеристику теплоємності вологого повітря В результаті конвективного теплообміну повітрю передається явна теплота, температура повітря підвищується і відповідно змінюється його ентальпія. При надходженні водяної пари (при подачі пара з зовнішніх джерел) в повітря передається теплота пароутворення, і ентальпія повітря зростає. В даному випадку це відбувається внаслідок зміни ентальпії водяної пари, маса якого збільшується. Температура ж повітря залишається незмінною. При температурі вологого повітря нижче 0 0 його ентальпія має від'ємне значення. ЗАВДАННЯ 3.1. Визначити обсяг, який займає маса повітря G, кг, при температурі t, С і барометричному тиску В, мм рт. ст. (табл. 3.1) Таблиця 3.1-Вихідні дані до задачі 3.1Схожі статті