Основные параметры влажного воздуха

При любом способе сушки высушиваемый материал находится в контакте с влажным воздухом (газом), от параметров которого зависит эффективность сушки.

Влажный воздух (газ) представляет собой смесь сухого воздуха (газа) и водяного пара и характеризуется основными параметрами: абсолютной и относительной влажностью, влагосодержанием и теплосодержанием (энтальпией) и плотностью [11—15].

Абсолютная влажность — это масса водяного пара, содержащегося в 1 м3 влажного воздуха при заданных условиях (1 и р). Содержание водяного пара как компонента газовой смеси может быть выражено через парциальное давление — р„ или плотность р„, кг/м3.

Относительная влажность — это отношение абсолютной влажности воздуха рп при данных условиях (температуре t и общем барометрическом давлении В) к максимально возможной абсолютной влажности Ртах ПРИ Тех же условиях (плотности насыщенного пара рн):

С достаточной для технических расчетов точностью можно считать, что влажный воздух подчиняется законам идеальных газов. Тогда в соответствии с законом Менделеева — Клапейрона получим:

где Мп — масса 1 кмоль водяного пара, 18 кг/кмоль; R — универсальная газовая постоянная, 8,31 кДж/кмоль-К; Г — температура, К. Подставляем выражение (12.2) в формулу (12.1) и получим

Если температура воздуха ниже или равна температуре насыщения (t = 99,4°С), соответствующей общему барометрическому давлению (В = 745 мм рт. ст.), тортах определяется из свойств сухого насыщенного пара при данной температуре t и равна давлению насыщения:

Если температура t > 99,4°С, то максимально возможное давление водяного пара будет равно В. В этом случае

Влагосодержание — это масса водяного пара (в кг), отнесенная к 1 кг абсолютно сухого воздуха:

где тп и тс„ — масса водяного пара и абсолютно сухого воздуха в данном объеме воздуха, кг; рс в — плотность абсолютно сухого воздуха, кг/м3.

Установим связь между х и ф. Для этого выразим рп и рс в из уравнения Менделеева — Клапейрона и подставим в формулу (12.5):

где Мс в —масса 1 кмоль абсолютно сухого воздуха, кг/кмоль; рс в — парциальное давление сухого воздуха.

По закону Дальтона:

С учетом выражений (12.3) и (12.7) уравнение (12.6) будет иметь вид

Энтальпия I, Дж/кг влажного воздуха, — это энтальпия, отнесенная к 1 кг абсолютно сухого воздуха при данной температуре t. Определяется как сумма энтальпий абсолютно сухого воздуха Сс.вt и водяного парах- in:

где Сс в — средняя удельная теплоемкость абсолютно сухого воздуха, Дж/кг • К; in — энтальпия водяного пара, Дж/кг.

Водяной пар в процессе сушки находится в перегретом состоянии в смеси с воздухом. Если обозначить через i0 энтальпию пара при 0°С, то

где Сп — средняя удельная теплоемкость перегретого водяного пара, Сп ~ 1,97-103 Дж/кг-К.

Плотность влажного воздуха рв в равна сумме плотностей абсолютно сухого воздуха рс в и водяного пара р„. С учетом этого и уравнения (12.5) получим:

Поскольку

то и плотность рв в также зависит от температуры Т и парциального давления водяного пара рп.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >