Определение характеристик влажного воздуха (стр. 4 )

Обработка результатов экспериментального исследования

Для определения истинного значения температуры мокрого термометра tм′ необходимо рассчитать скорость воздуха в воздуховоде . Для этого следует определить атмосферное давление ( Па) с учетом температурного расширения столбика ртути барометра по формуле

. (27)

Перепад давления воздуха в расходомере ( Па) определяется по соотношению

, (28)

где ρвод – плотность воды в U-образном вакуумметре, 1000 кг/м3;
g – ускорение свободного падения, = 9,81 м/сек2; Н – показание вакуумметра, установленного на расходомере, м вод. ст. (1 мбар = 10 мм вод. ст.)

Плотность воздуха () в самом узком сечении расходомера (трубки «Вентури») 9 находится из уравнения Клапейрона

, (29)

где Rв – характеристическая газовая постоянная воздуха, .

Массовый расход воздуха () через расходомер рекомендуется определять из соотношения

. (30)

Средняя плотность воздуха в воздуховоде (ρв) находится по формуле

, (31)

а средняя скорость потока () определяется из выражения

. (32)

Поправка к психрометрической разности температур (, %) определяется из графика (рис. 1) в соответствии со значением средней скорости потока воздуха в воздуховоде () и показания «мокрого» термометра (tм). С учетом поправки к психрометрической разности температур находится истинное значение температуры «мокрого» термометра

. (33)

Относительная влажность воздуха в воздуховоде определяется по психрометрической формуле

, (34)

где K − поправочный коэффициент, учитывающий особенности конструкции лабораторной установки и скорость воздуха в воздуховоде,

; (35)

− барометрическое давление, Па; рs м − давление насыщения водяного пара при истинном значении температуры «мокрого» термометра (), Па;
рs − давление насыщения водяного пара при температуре «сухого» термометра (), Па.

Значения давления насыщения водяного пара рs м и рs находятся по таблицам термодинамических свойств водяного пара на линии насыщения (ПРИЛОЖЕНИЕ I, табл. П-1).

Парциальное давление водяного пара во влажном воздухе () определяется по формуле

, (36)

абсолютная влажность воздуха ρвп находится из уравнения состояния

, (37)

а его влагосодержание – по соотношению

, (38)

где Rвп – характеристическая газовая постоянная водяного пара, ;

Энтальпию влажного воздуха, отнесенную к 1 кг сухого воздуха () можно рассчитать по приближенной
формуле (18).

В процессе исследования основные характеристики влажного воздуха определяются также с помощью диаграммы (рис. 2).

Результаты обработки опытных данных и характеристики влажного воздуха, найденные с помощью диаграммы, вносятся в таблицу (табл. 2).

Таблица 2 - Основные результаты исследования

№ п/п	Характеристика	№ опыта
по расчету	по h-d диаграмме
1	2	3	4	5	6	1	2	3	4	5	6
1.	Относительная влажность φ
2.	Влагосодержание d, г/кг сух. возд.
3.	Абсолютная влажность ρвп, кг/м3							-
4.	Энтальпия hвв, кДж/кг сух. возд.
5.	Парциальное давление водяного пара рвп, Па
6.	Давление насыщения водяного пара рs, Па
7.	Температура точки росы ts, °С	-

Пример расчета

Контрольные опыты проводились для 6 установившихся режимов работы экспериментальной установки. Переход от одного режима к другому осуществляется путем изменения температуры воздуха с помощью электронагревателя 6, регулирования влагосодержания путем подачи в поток воздуха водяного пара, генерируемого в автоклаве 7, и изменения скорости воздушного потока с помощью поворотной заслонки 8. Опытные данные по одному из проведенных опытов представлены в табл. 3.

Таблица 3 Опытные данные

№ п/п	Измеряемый параметр	Значения параметров
1.	Температура «сухого» термометра tс, °С	22,7
2.	Температура «мокрого» термометра tм, °С	13,2
3.	Показания U-образного вакуумметра Н, мм вод. ст.	691
4.	Показания барометра , мбар	951
5.	Температура окружающей среды tокр,°С	14

Атмосферное давление с учетом температурного расширения столбика ртути барометра

.

Перепад давления воздуха в воздухомере

.

Плотность воздуха в самом узком сечении расходомера (трубки «Вентури») 9

.

Массовый расход воздуха через расходомер

.

Средняя плотность воздуха в воздуховоде

.

Средняя скорость потока воздуха в воздуховоде

.

Поправка к психрометрической разности температур составляет
(рис. 2).

С учетом поправки к психрометрической разности температур истинное значение показания «мокрого» термометра

.

Значения давления насыщения водяного пара рs м и рs находятся по таблицам термодинамических свойств водяного пара на линии насыщения:
рs м @ 1500 Па, рs @ 2760 Па (Приложение 1, табл. П1-1).

Поправочный коэффициент, учитывающий особенности конструкции лабораторной установки и скорость воздуха в воздуховоде

.

Относительная влажность воздуха в воздуховоде определяется по психрометрической формуле