ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное учреждение
высшего профессионального образования
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Политехнический институт
______________________________________________________________________________
Кафедра промышленной энергетики
Методические указания
Виртуальная лаборатория
по технической термодинамике
и теплопередаче
Составители: доц. Кузнецов Б.Ф.,
доц. Тарантова Г.Д.
Исправил: проф. Майоров В.А.
Великий Новгород - 2012
Работа № 1
ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
В ПРИЛОЖЕНИИ К РЕШЕНИЮ ОДНОГО ИЗ ВИДОВ ТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
Цель работы
Определение с помощью уравнения первого закона термодинамики количества теплоты, отдаваемого в окружающую среду, и коэффициента полезного действия компрессора в условиях лабораторной установки.
Основные положения
Энергия – количественная мера различных видов движения материи, способных переходить из одного в другое. Передача энергии от одних тел к другим происходит в результате их взаимодействия. Несмотря на большое многообразие видов движения материи, способов их передачи, а, следовательно, и способов передачи энергии существует только два – совершение работы и передача теплоты. Эти способы отличаются друг от друга.
|
|
|
Передача энергии в результате упорядоченного макроскопического движения называется работой. Работа – макроскопическая форма передачи энергии.
Передача энергии в результате обмена хаотическим (тепловым) движением составляющих тела частиц (атомов, молекул) называется передачей теплоты. Передача теплоты – микрофизическая форма передачи энергии.
Согласно первому началу (закону) термодинамики изменение энергии закрытой системы Δu происходит в результате совершения работы l и подвода теплоты q:
Δu = q - l (1)
Здесь Δu, q и l - удельные величины, рассчитанные для 1 кг массы системы. Если это выражение переписать следующим образом
q = Δu + l, (2)
то его можно трактовать так: подводимая к системе теплота затрачивается на изменение внутренней энергии системы и на совершение ею работы.
При этом если теплота подводится к системе, то она считается положительной величиной q > 0, если теплота отводится, то q < 0. Если система совершает работу, то l > 0, если работа совершается над системой, то l < 0.
|
|
|
Для открытой (проточной) системы (например, для стационарного потока газа внутри трубы) уравнение первого начала термодинамики в расчете на 1 кг массы газа имеет следующий вид:
q = Δh+ Δw2/2 + gΔz + lтех. (3)
где – q -суммарное количество теплоты, переносимое через контрольную оболочку термодинамической системы (через поверхность трубы); Δh = h2 – h1 – изменение энтальпии рабочего тела Δw2/2 =(w22- w12)/2 – изменение кинетической энергии потока 1 кг газа, gΔz =g(z2- z1) – изменениепотенциальной энергии потока 1кг газа; h1, w1 и z1 − соответственно, энтальпия, скорость и геометрическая высота от условного уровня отсчета для входного сечения потока газа; h2, w2 и z2 − соответственно, энтальпия, скорость и геометрическая высота от условного уровня отсчета для выходного сечения потока газа, lтех – техническая работа, совершаемая над некоторым внешним объектом (например, над лопатками турбины).
Если это выражение переписать так:
q - lтех = Δh+ Δw2/2 + gΔz. (4)
то его можно сформулировать следующим образом: подводимая к потоку 1 кг газа от внешнего источника теплота и совершаемая внешним объектом (компрессором) техническая работа затрачиваются на увеличение энтальпии, кинетической и потенциальной энергий газа.
|
|
|
Принципиальная схема исследуемой термодинамической системы стационарного потока газа изображена на рис. 1. Она заключена в контрольную оболочку, показанную штриховой линией. С боковой поверхности для потока газа такой контрольной оболочкой является труба, по которой он движется.
Рис. 1
В лабораторной установке техническая работа над потоком газа совершается размещенным внутри трубы компрессором, который приводится в движение электродвигателем. Электрическая энергия, потребляемая электродвигателем в расчете на 1 кг потока газа, определяется по уравнению:
Ээлдв = Iк·Uк/G , (5)
где G – массовый расход воздуха, рассчитываемый по показаниям вакуумметра воздухомерного устройства; Iк·Uк – мощность, потребляемая электродвигателем компрессора, оценивается по показаниям амперметра и вольтметра. Однако не вся потребляемая электродвигателем электрическая энергия преобразуется в техническую работу – часть ее за счет трения преобразуется в теплоту, передаваемую потоку газа.
|
|
|
Теплота к потоку газа подводится от размещенного на поверхности трубы электрического нагревателя. Количество теплоты, выделяющееся в нагревателе в расчете на 1 кг газа, определяется из выражения:
Ээлнагр = Iн·Uн/G . (6)
Однако не вся выделяемая в электронагревателе теплота передается потоку газа – часть ее отдается в окружающую среду. Кроме того, некоторая часть теплоты от нагретого за счет трения в компрессоре потока газа передается через стенку трубы в окружающую среду на участке течения от компрессора до электронагревателя. Поэтому от компрессора и электронагревателя в поток газа передается меньше теплоты и совершается над ним меньше технической работы на величину потерь теплоты в окружающую среду через стенку трубы
q - lтех = Ээлдв + Ээлнагр - qпот , (7)
где qпот - общее количество теплоты, передаваемое в окружающую среду.
Окончательно для рассматриваемого процесса движения газа в лабораторной установке в условиях стационарного (установившегося) режима уравнение первого начала термодинамики имеет вид:
Ээлдв + Ээлнагр = Δh+ Δw2/2 + gΔz + qпот. (8)
Это выражение и используется для расчета величины потерь теплоты в окружающую среду по измеряемым и рассчитываемым характеристикам процесса.
Полезная техническая работа компрессора состоит в увеличении механической энергии 1 кг газа – сумме (Δw2/2 + gΔz) его кинетической и потенциальной энергий . На электропривод компрессора затрачивается в расчете на 1 кг газа работа Ээлдв = Iк·Uк/G . Характеристикой эффективности действия компрессора является его коэффициент полезного действия η, определяемый в виде отношения совершенной им полезной работы к затраченной на его привод:
η= ( Δw2/2 + gΔz)·G/ Iк·Uк. (9)
Схема и описание установки
Рабочее тело (воздух) (рис. 2) забирается из окружающей среды, сжимается компрессором 1 и поступает в горизонтальный участок трубы 5. При этом воздух проходит через воздухомерное устройство 2 типа «труба Вентури». Количество воздуха, проходящее через установку, может изменяться с помощью заслонки 3. Параметры окружающей среды измеряются приборами, расположенными на панели 10 «Окружающая среда» (ртутный чашечный барометр и жидкостный стеклянный термометр). На панели 4 «Статические напоры», расположены два U-образных манометра для измерения статических давлений в сечениях: «горло» воздухомера (Н) и за компрессором (Нн). В результате сжатия в компрессоре воздух нагревается от температуры окружающей
Рис. 2. Схема установки
среды t1 = tокр до температуры t2а, которая измеряется термопарой 6 в комплекте с вторичным прибором 12. Далее воздух проходит через обогреваемый участок трубы 5, где его температура повышается до температуры t2. Температура воздуха на выходе из трубы измеряется термопарами 7 в комплекте с регистрирующим прибором 11. Для определения мощности, подведенной к электродвигателю компрессора, служит панель 8 «Работа компрессора» с размещенными на ней амперметром и вольтметром. Мощность, расходуемая на нагрев горизонтального участка трубы 5, определяется по показаниям вольтметра и амперметра, расположенных на панели 9 «Нагрев трубы».
Выполнение работы
Установить заданные преподавателем параметры 1-го режима – положение заслонки 3 (деления в диапазоне 20 – 80) и положение ползунка на панели 9 «Нагрев трубы» (деления в диапазоне 0 - 30). Затем включить установку нажатием на кнопку «Вык». Подождать установления стационарного режима, после чего зафиксировать показания всех приборов. Далее установить параметры следующего режима. По окончании измерений переписать данные измерений в табл. 1.
Таблица 1
Протокол измерений
|
№ п/п |
Измеряемая величина |
Обоз-на-чение | Едини-ца из-мере-ния |
Номер опыта | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||||
| 1 | Положение заслонки | Деле-ния | ||||||
| 2 | Положение ползунка на панели «Нагрев трубы» | Деле-ния | ||||||
| 3 | Температура воздуха на входе в воздуховод | t1 | °С | |||||
| 4 | Температура воздуха после компрессора | t2а | °С | |||||
| 5 | Температура воздуха на выходе из трубы | t2 | °С | |||||
| 6 | Показания вакуумметра (горло воздухомера) | H | мм вод.ст | |||||
| 7 | Показания пьезометра (после компрессора) | Hн | мм вод.ст | |||||
| 8 | Напряжение и сила тока, потребляемого электро- двигателем компрессора | Uк | В | |||||
| Iк | А | |||||||
| 9 | Напряжение и сила тока, потребляемого на нагрев трубы | Uн | В | |||||
| Iн | А | |||||||
| 10 | Показания барометра | В | мбар | |||||
| 11 | Температура окружающей среды | tокр | °С | |||||
Расчетные формулы и расчеты
При выполнении расчетов следует использовать следующие выражения.
1. Атмосферное давление находится по формуле:
Ратм = 100· В, Па
2. Перепад давления воздуха в воздухомере
ΔP = ρ ·Н·g, Па
где ρ – плотность воды в U-образном вакуумметре, равная 1000 кг/м3; g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/сек2; Н – показание вакуумметра («горло») воздухомера, переведенное в м вод.ст.
3. Плотность воздуха по состоянию в «горле» воздухомера:
, кг/м3 
где R – характеристическая газовая постоянная воздуха, равная 287 Дж/кг. К.
Таблица 2
Результаты обработки опытных данных
|
№ п/п |
Рассчитываемая величина | Обоз-на-чение | Еди-ница из-мере-ния |
Номер опыта | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||||
| 1 | Атмосферное давление | Ратм | Па | |||||
| 2 | Перепад давления воздуха в воздухомере | ΔP | Па | |||||
| 3 | Плотность воздуха в воздухомере | ρв | кг/м3 | |||||
| 4 | Расход воздуха | G | кг/с | |||||
| 5 | Плотность воздуха на выходе из трубы | ρв2 | кг/м3 | |||||
| 6 | Средняя скорость потока на выходе из трубы | w2 | м/с | |||||
| 7 | Полная электрическая энергия, потребленная электродвигателем и электронагревателем | Ээлдв + Ээлнагр | кДж/ кг | |||||
| 8 | Изменение энтальпии потока при движении через трубу | Δh | кДж/ кг | |||||
| 9 | Изменение кинетической энергии потока при движении через трубу | Δw2/2 | кДж/ кг | |||||
| 10 | Количество теплоты, отданное в окружающую среду | qпот | кДж/ кг | |||||
| 11 | Коэффициент полезного действия компрессора | η | ||||||
4. Массовый расход воздуха
, 
кг/с.
5. Плотность воздуха на выходе из трубы
, кг/м3 ,
где t2 - температура воздуха на выходе из трубы, оС
6. Средняя скорость воздуха на выходе из трубы
где F = 1,35·10-3 м2 – площадь выходного сечения трубы. Начальную скорость потока воздуха перед входом в трубу следует принять равной нулю: w1 = 0.
7. Изменение потенциальной энергии потока воздуха в пределах трубы
gΔz = g(z2- z1)·10- 3 = 0,0039 кДж/кг одинаково во всех опытах и мало по сравнению с остальными слагаемыми уравнения (8), потому что мало изменение высоты (z2- z1 ) = 0,4 м. Поэтому величиной этого слагаемого gΔz в уравнении (8) можно пренебречь.
8. Изменение энтальпии воздуха в пределах трубы вычисляется по формуле
Δh = h2 – h1 = сp(t2 –t1), кДж/кг.
где сp =1,006 кДж/кг – теплоемкость воздуха при постоянном давлении, которая принимается постоянной в условиях опытов.
Все слагаемые уравнения (8) при записи в табл.2 выражены в единицах кДж/кг. Для этого рассчитанные численные значения слагаемых необходимо умножить на переводной коэффициент 10-3 кДж/Дж.
9. Увеличение кинетической энергии потока газа в трубе
Δw2/2 =(w22- w12)·10-3/2 = w22·10-3/2, кДж/кг.
10. Полная электрическая энергия, потребленная электродвигателем и электронагревателем
Ээлдв + Ээлнагр = (Iк·Uк + Iн·Uн)·10-3 /G, кДж/кг/
11. Потери теплоты в окружающую среду
qпот = (Ээлдв + Ээлнагр ) - Δh - Δw2/2.
Контрольные вопросы
1. Сформулируйте цель лабораторной работы и поясните, как достигается поставленная цель?
2. Чем различаются замкнутая и разомкнутая термодинамические системы?
3. Какое отношение имеет первый закон термодинамики к всеобщему закону сохранения энергии?
4. Сформулируйте и напишите аналитические выражения первого закона термодинамики для замкнутой и разомкнутой термодинамических систем.
5. Каков физический смысл величин, входящих в уравнения первого закона термодинамики для замкнутой и разомкнутой термодинамических систем?
6. Дайте определение и поясните физический смысл понятий теплотыи работыв технической термодинамике.
7. Что означают знаки « + » и « − » для теплоты и работы?
8. На что и каким образом влияет изменение нагрева трубы при постоянном расходе воздуха?
9. На что расходуется мощность, подведенная для нагрева трубы, и как она определяется?
10. Как осуществляется выбор контрольной оболочки (границ) системы применительно к данной лабораторной работе?
11. Назовите основные узлы экспериментальной установки и укажите их назначение.
12. Какими методами измеряется температура в данной работе?
13. Как измеряется и регулируется расход воздуха в данной работе?
14. На что расходуется мощность, подведенная к компрессору, и как она определяется?
15. В каком месте и почему границы подсистем (системы) размыкаются?
16. Что называется внутренней энергией рабочего тела? Свойства внутренней энергии и расчетные формулы.
17. Что называется энтальпией рабочего тела? Свойства энтальпии и расчетные формулы.
Работа № 2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА
Цель работы
Изучение термодинамических свойств влажного воздуха и процессов изменения параметров влажного воздуха.
Основные положения
Влажный воздух представляет собой смесь сухого воздуха и водяного пара. Знание свойств влажного воздуха необходимо для расчетов процессов сушки влажных материалов и изделий, а также систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Влажный воздух можно рассматривать с некоторыми допущениями как газовую смесь, к которой применимы законы идеального газа.
Закон Дальтона формулируется так: общее давление смеси равно сумме парциальных давлений компонентов. Каждый газ ведет себя так, как если бы он был один в сосуде, занимая весь объем смеси:
(1)
где В − барометрическое давление; рв и рп − парциальные давления, соответственно, сухого воздуха и водяного пара.
Уравнение состояния для идеального газа может быть использовано как для сухого воздуха, так и для водяного пара, находящегося во влажном воздухе, так как во влажном ненасыщенном воздухе влага находится в состоянии перегретого пара. Уравнение состояния можно записать в следующем виде:
pV = mRT (2)
или для 1 кг рабочего тела:
pv = RT (3)
где р − парциальное давление компонента, Па; V − объем газовой смеси, м3; m − масса газа, кг; R − характеристическая газовая постоянная, Дж/(кг·град); Т − абсолютная температура, К; v − удельный объем газа, м3/кг.
Содержание водяного пара во влажном воздухе может быть выражено по-разному: через абсолютную или относительную влажность, или влагосодержание.
Абсолютная влажность воздуха характеризует массу водяного пара, которая содержится в 1 м3 влажного воздуха. Так как объем водяного пара в 1 м3 влажного воздуха также составляет 1 м3, то можно сказать, что абсолютная влажность численно равна плотности водяного пара в смеси ρп, кг/м3. Таким образом, абсолютная влажность представляет собой объемную концентрацию пара. Концентрация влаги в воздухе может изменяться. Воздух, который способен поглощать водяной пар, называется ненасыщенным, причем эта его способность к насыщению зависит от температуры. Чем выше температура, тем больше движущая сила процесса сушки, определяемая разностью парциальных давлений паров растворителя над материалом и в окружающем воздухе. Влага переходит из материала в воздух до наступления состояния равновесия. При насыщении воздух не поглощает влагу, и избыточная влага начинает конденсироваться. Поэтому в процессе сушки очень важно знать способность воздуха к насыщению, которая характеризуется относительной влажностью φ.
Относительная влажность - это отношение концентрации водяного пара ненасыщенного воздуха или газа к концентрации водяного пара насыщенного воздуха или газа при одинаковых температурах и давлениях, т. е. это отношение плотности водяного пара при данных условиях к плотности, предельно возможной при той же температуре и том же барометрическом давлении:
(4)
где ρп − плотность пара в ненасыщенном состоянии (перегретого пара), кг/м3; ρн − плотность пара в состоянии насыщения (сухого насыщенного пара), кг/м3.
Относительную влажность воздуха можно выразить с небольшой погрешностью отношением парциального давления пара в воздухе к парциальному давлению насыщенного водяного пара при той же температуре. Ошибка при предположении, что
водяной пар является идеальным газом, составляет приблизительно 1,5%, что вполне допустимо при инженерных расчетах. Тогда относительная влажность воздуха при температуре t менее 100°С:
= 
(5)
При температуре выше 100°С относительная влажность определяется по формуле:
= 
(6)
где В − барометрическое давление, Па; 
= 
– плотность пара в состоянии насыщения, кг/м3.
Для абсолютно сухого воздуха, когда рп = 0, относительная влажность тоже равна 0. Для воздуха, насыщенного водяными парами, рп = рн и φ= 1. Поэтому можно сказать, что относительная влажность является показателем степени насыщения воздуха водяными парами.
Влагосодержание воздуха. Влагосодержанием влажного воздуха называется масса водяного пара в граммах, приходящаяся на 1 килограмм абсолютно сухого воздуха:
,г/кг сух.воз. (7)
где Мп и Мв — соответственно массы водяного пара и сухого газа, кг.
Используя уравнение состояния (2) для влажного воздуха, запишем:
, г/кг сух.воз. (8)
Величина В, входящая в формулу, зависит от географического положения местности (для центральных частей России В ≈ 745 мм рт. ст.). Влагосодержание воздуха зависит от относительной влажности, парциального давления насыщенного водяною пара и барометрического давления. Для насыщенного воздуха (φ = 1) с возрастанием парциального давления (или температуры насыщения) увеличивается количество влаги в газе. С увеличением барометрического давления влагосодержание воздуха падает.
Энтальпию I влажного воздуха, в котором содержится 1 кг сухого воздуха и d г влаги, можно представить как сумму энтальпии сухого воздуха и перегретого водяного пара :
, кДж/кг (9)
где hв = 1,006·t – энтальпия сухого воздуха, (1,006 – средняя удельная теплоемкость сухого воздуха при постоянном давлении, кДж/(кг·K); hп = (2500+1,97·t) – энтальпия водяного пара, равная сумме его энтальпии при 0°С и тепла перегрева от 0° до t (1,97 – средняя удельная теплоемкость перегретого водяного пара, кДж/(кг · K)).
Таким образом, энтальпия влажного воздуха на 1 кг сухого воздуха определяется по формуле:
, кДж/кг (10)
Из этой формулы видно, что энтальпия влажного воздуха возрастает с увеличением его температуры и влагосодержания.
Температура точки росы является одной из характеристик влажного воздуха. По этой температуре можно определить относительную влажность воздуха. Температурой точки росы, или температурой насыщения, называется та температура, до которой следует охладить влажный воздух (при постоянном влагосодержании), чтобы он стал насыщенным. При этом водяной пар конденсируется и выпадает в виде росы (φ = 1). Парциальное давление водяного пара рп равно давлению в состоянии насыщения рн. Температуру точки росы можно определить по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара как температуру насыщенного воздуха при парциальном давлении насыщения рн или по I−d диаграмме влажного воздуха (рис. 3).
Схема и описание установки
Лабораторная установка (рис. 1) состоит из прозрачного пластмассового воздуховода 1, внутри которого установлен психрометр. Психрометр состоит из двух ртутных термометров: сухого 5 и так называемого мокрого 4. Мокрый термометр отличается от сухого тем, что его ртутный баллончик обернут тканью, смоченной водой. Таким образом, мокрый термометр показывает температуру, которую имеет вода, содержащаяся во влажной ткани. Очевидно, что с поверхности мокрой ткани (если только влажный воздух не является насыщенным) происходит испарение воды.
Убыль влаги в процессе испарения компенсируется ее поступлением под действием капиллярных сил из специального баллончика 3 с водой. Для уменьшения погрешности показаний мокрого термометра компрессором 2 создается поток воздуха, скорость которого измеряется расходомерным устройством типа труба «Вентури» 9 по показаниям U-образного вакуумметра 10. При достижении стационарного режима (разность показаний сухого и мокрого термометров не изменяется во времени) сухой термометр показывает истинное значение температуры влажного воздуха tс, а мокрый − температуру испаряющейся с поверхности ткани воды tм. Причем, чем суше воздух, тем больше психрометрическая разность (tс − tм).
Рис. 1. Схема лабораторной установки
.
Переход от одного режима к другому осуществляется путем изменения температуры воздуха с помощью электронагревателя 6. В работе предусмотрена возможность изменения скорости воздушного потока с помощью поворотной заслонки 8, а также изменение влагосодержания путем впрыскивания в поток воздуха водяного пара, генерируемого в автоклаве 7. Измерение параметров окружающей среды выполняется с помощью ртутного барометра 11 и термометра 12.
Выполнение работы
Установить заданные преподавателем параметры 1-го режима – положение заслонки 8 (деления в диапазоне 40 – 90), кнопки «Подача пара» в диапазоне 0-100%. Затем включить установку нажатием на зеленую кнопку компрессора и установить положение ползунка на панели «Нагрев воздуха» ( деления в диапазоне 0 - 10) Подождать установления стационарного режима, после чего зафиксировать показания всех приборов. Далее установить параметры следующего режима. По окончании измерений переписать данные в табл. 1.
Расчетные формулы и расчеты
1. Атмосферное давление находится по формуле:
Ратм = 100· В, Па.
2. Перепад давления воздуха в воздухомере:
ΔP = ρ ·Н·g, Па,
где ρ - плотность воды в U-образном вакуумметре, равная 1000 кг/м3; g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/сек2; Н - показание вакуумметра («горло») воздухомера, переведенное в м вод.ст.
| Таблица 1
Результаты наблюдений
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Плотность воздуха по состоянию в «горле» воздухомера:
, кг/м3
где R – характеристическая газовая постоянная воздуха, равная 287 Дж/кг· К.
4. Массовый расход воздуха
, кг/с.
5. Средняя скорость потока W определяется по уравнению
,
где F - площадь проходного сечения для потока воздуха, равная 0,0177, м 
6. Плотность воздуха ρ в рассматриваемом сечении при атмосферном давлении по формуле:
7. Определение относительной влажности по I-d диаграмме (рис.3). Для нахождения относительной влажности на диаграмме следует найти точку пересечения изотерм tс и tм . Затем путем интерполяции между линиями φ = const определяется относительная влажность в %. Кроме того, по I-d диаграмме влажного воздуха в соответствии с найденным положением точки пересечения изотерм tс и tм , определяются: влагосодержание, энтальпия, температура точки росы и парциальное давление водяного пара во влажном воздухе. Результаты, найденные по I-d диаграмме влажного воздуха, должны быть сведены в табл. 2.
8. Для уменьшения погрешности показаний мокрого термометра необходимо внести поправку на скорость потока воздуха путем расчета истинного значения температуры мокрого термометра tм’ по формуле:
где tм - показание мокрого термометра в психрометре, °С; ∆ - ошибка в процентах от измеренной психрометрической разности (tс– tм), определяемая по графику рис. 2 в зависимости от скорости потока воздуха; tс - температура по сухому термометру, °С.
Используя рассчитанное истинное значение температуры мокрого термометра tм’ , определить уточненные значения параметров влажного воздуха. Результаты занести в правую часть табл. 2.
9. Считая известной относительную влажность атмосферного воздуха φокр≈60%, определить влагосодержание dокр поступающего в установку воздуха, а затем и изменение влагосодержания воздуха (d - dокр) вследствие его увлажнения в установке.
Результаты занести в табл. 2. Определить положение начального и конечного состояний воздуха в диаграмме I-d и построить линии процессов, соединив прямой эти два состояния для каждого опыта.
Рис. 2. График для определения величины поправки к показаниям
мокрого термометра в зависимости от скорости воздуха
Таблица 2
Параметры влажного воздуха
|
№ п/п |
Определяемая величина | Обоз-на-чение | Еди-ница из-мере-ния | Без поправки на скорость воздуха | С поправкой на скорость воздуха | ||||||
| Номера опытов | Номера опытов | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | 4 | ||||
| 1 | Средняя скорость потока | W | м/с | ||||||||
| 2 | Показания сухого термометра | tс | оС | ||||||||
| 3 | Значение мокрого термометра | tм | оС | ||||||||
| 4 | Истинное значение мокрого термометра | tм’ | оС | - | - | - | - | ||||
| 5 | Относительная влажность | φ | % | ||||||||
| 6 | Влагосодержание | d | г/кг | ||||||||
| 7 | Энтальпия | I | кДж/кг | ||||||||
| 8 | Парциальное давление пара | pп | Па | ||||||||
| 9 | Температура точки росы | tтр | оС | ||||||||
| 10 | Влагосодержание поступающего воздуха | dокр | г/кг | ||||||||
| 11 | Изменение влагосодер-жания воздуха | d - dокр | г/кг | ||||||||
Контрольные вопросы
1. Сформулируйте цель лабораторной работы и поясните, как достигается поставленная цель?
2. Назовите основные узлы экспериментальной установки и укажите их назначение.
3. Как Вы понимаете такие состояния, как насыщенный и ненасыщенный влажный воздух?
4. Что обозначает термин «пересыщенный» влажный воздух?
5. Как формулируется и записывается закон парциальных давлений для влажного воздуха?
6. Что называется абсолютной, относительной влажностью и влагосодержанием влажного воздуха?
7. Как выражается и из чего складывается энтальпия влажного воздуха?
8. Почему с увеличением температуры влажного воздуха его относительная влажность уменьшается?
9. Чем Вы можете объяснить влияние скорости воздуха на отклонение показания смоченного термометра от истинного значения температуры мокрого термометра?
10. Как устроена диаграмма I-d влажного воздуха и, каким образом определяются параметры влажного воздуха с помощью диаграммы по показаниям сухого и мокрого термометров?
11. Покажите на диаграмме и поясните процессы «сухого» нагрева и охлаждения влажного воздуха.
12. Покажите на диаграмме и поясните процесс адиабатного насыщения влажного воздуха.
13. Дайте определение понятию точки росы. Как определяется температура точки росы на диаграмме?
14. Какова связь между относительной влажностью воздуха и его влагосодержанием?
15. Дайте вывод аналитической формулы для расчета абсолютной влажности воздуха.
16. Дайте вывод аналитической формулы для расчета влагосодержания воздуха.
17. Дайте вывод аналитической формулы для расчета энтальпии воздуха.
Рис. 3. I-d диаграмма влажного воздуха
Работа № 3
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 1104; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!