Физические свойства воздуха: плотность, вязкость, удельная теплоемкость. Влажность воздуха

Которое необходимо для изменения температуры рабочего тела, в данном случае, воздуха, на один градус. Теплоемкость воздуха непосредственно зависит от температуры и давления. При этом для исследования разных видов теплоемкости могут применяться различные методы.

Математически теплоемкость воздуха выражается как отношение количества тепла к приращению его температуры. Теплоемкость тела, имеющего массу 1 кг, принято называть удельной. Молярная теплоемкость воздуха – теплоемкость одного моля вещества. Обозначается теплоемкость – Дж/К. Молярная теплоемкость соответственно Дж/(моль*К).

Теплоемкость можно считать физической характеристикой какого-либо вещества, в данном случае воздуха, в том случае, если измерение проводится в постоянных условиях. Чаще всего подобные измерения проводятся при постоянном давлении. Так определяется изобарная теплоемкость воздуха. Она возрастает с увеличение температуры и давления, а также является линейной функцией данных величин. В этом случае изменение температуры происходит при постоянном давлении. Для расчета изобарной теплоемкости необходимо определить псевдокритическую температуру и давление. Она определяется с использованием справочных данных.

Теплоемкость воздуха. Особенности

Воздух представляет собой газовую смесь. При их рассмотрении в термодинамике приняты следующие допущения. Каждый газ в составе смеси должен быть равномерно распределен по всему объемы. Таким образом, объем газа равен объему всей смеси. Каждый газ в составе смеси обладает своим парциальным давлением, которое он оказывает на стенки сосуда. Каждый из компонентов газовой смеси должен иметь температуру, равную температуре всей смеси. При этом сумма парциальных давлений всех компонентов равняется давлению смеси. Расчет теплоемкости воздуха выполняется на основе данных о составе газовой смеси и теплоемкости отдельных компонентов.

Теплоемкость неоднозначно характеризует вещество. Из первого закона термодинамики можно сделать вывод, что внутренняя энергия тела изменяется не только в зависимости от количества полученного тепла, но и от совершенной телом работы. При различных условиях протекания процесса теплопередачи, работа тела может различаться. Таким образом, одинаковое сообщенное телу количество теплоты, может вызвать различные по значению изменения температуры и внутренней энергии тела. Эта особенность характерна только для газообразных веществ. В отличие от твердых и жидких тел, газообразные вещества, могут сильно изменять объем и совершать работу. Именно поэтому теплоемкость воздуха определяет характер самого термодинамического процесса.

Однако при постоянном объеме воздух не совершает работу. Поэтому изменение внутренней энергии пропорционально изменению его температуры. Отношение теплоемкости в процессе с постоянным давлением, к теплоемкости в процессе с постоянным объемом является частью формулы адиабатного процесса. Оно обозначается греческой литерой гамма.

Из истории

Термины «теплоемкость» и «количество теплоты» не очень удачно описывают свою суть. Связано это с тем, что они пришли в современную науку из теории теплорода, которая была популярна в восемнадцатом веке. Последователи этой теории рассматривали теплоту как некое невесомое вещество, которое содержится в телах. Это вещество не может быть ни уничтожено, ни создано. Охлаждение и нагревание тел объясняли уменьшением или увеличением содержания теплорода соответственно. Со временем эта теория была признана несостоятельной. Она не могла объяснить, почему одинаковое изменение внутренней энергии какого-либо тела получается при передаче ему разного количества теплоты, а также зависит от совершаемой телом работы.

Российская ФедерацияПротокол Госстандарта СССР

ГСССД 8-79 Воздух жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость при температурах 70-1500 К и давлениях 0,1-100 МПа

установить закладку

установить закладку

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА СТАНДАРТНЫХ СПРАВОЧНЫХ ДАННЫХ

Таблицы стандартных справочных данных

ВОЗДУХ ЖИДКИЙ И ГАЗООБРАЗНЫЙ. ПЛОТНОСТЬ, ЭНТАЛЬПИЯ, ЭНТРОПИЯ И ИЗОБАРНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ ПРИ ТЕМПЕРАТУРАХ 70-1500 К И ДАВЛЕНИЯХ 0,1-100 МПа


Tables of Standard Reference Data
Liquid and gaseous air Density, enthalpy, entropy and isobaric heat capacity at temperatures from 70 to 1500 К and pressures from 0,1 to 100 MPa

РАЗРАБОТАНЫ Всесоюзным научно-исследовательским институтом метрологической службы, Одесским институтом инженеров морского флота, Московским ордена Ленина энергетическим институтом

РЕКОМЕНДОВАНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Советским национальным комитетом по сбору и оценке численных данных в области науки и техники Президиума АН СССР; Всесоюзным научно-исследовательским центром Государственной службы стандартных справочных данных

ОДОБРЕНЫ экспертной комиссией ГСССД в составе:

канд. техн. наук Н.Е.Гнездилова, д-ра техн. наук И.Ф.Голубева, д-ра хим. наук Л.В.Гурвича, д-ра техн. наук B.А.Рабиновича, д-ра техн. наук А.М.Сироты

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Всесоюзным научно-исследовательским центром Государственной службы стандартных справочных данных

Применение стандартных справочных данных обязательно во всех отраслях народного хозяйства

Настоящие таблицы содержат наиболее важные для практики значения плотности, энтальпии, энтропии и изобарной теплоемкости жидкого и газообразного воздуха.

В основу расчета таблиц положены следующие принципы:

1. Уравнение состояния, отображающее с высокой точностью достоверные экспериментальные данные о , , -зависимости, может обеспечить надежный расчет калорических и акустических свойств по известным термодинамическим соотношениям.

2. Усреднение коэффициентов большого числа уравнений состояния, эквивалентных с точки зрения точности описания исходной информации, позволяет получить уравнение, отображающее всю термодинамическую поверхность (для выбранной совокупности экспериментальных данных среди уравнений принятого типа). Такое усреднение позволяет оценить возможную случайную погрешность расчетных значений термических, калорических и акустических величин, без учета влияния систематической погрешности экспериментальных , , -данных и погрешности, обусловленной выбором формы уравнения состояния.

Усредненное уравнение состояния жидкого и газообразного воздуха имеет вид

Где ; ; .

Уравнение составлено по наиболее надежным экспериментальным значениям плотности, полученным в работах и охватывающим интервал температур 65-873 К и давлений 0,01-228 МПа. Опытные данные описаны уравнением со средней квадратической погрешностью 0,11%. Коэффициенты усредненного уравнения состояния получены в результате обработки системы из 53 уравнений, эквивалентных по точности описания экспериментальных данных. При расчетах приняты следующие значения газовой постоянной и критических параметров 287,1 Дж/(кг·К); 132,5 К; 0,00316 м/кг.

Коэффициенты усредненного уравнения состояния воздуха:

Энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость определялись по формулам

Где , , - энтальпия, энтропия и изохорная теплоемкость в идеально-газовом состоянии. Значения и определены из соотношений

Где и - энтальпия и энтропия при температуре ; - теплота сублимации при 0 К; - константа (в данной работе 0).

Значение теплоты сублимации воздуха вычислено на основании данных о теплотах сублимации его компонентов и равно 253,4 кДж/кг (при расчетах принято, что воздух не содержит СO и состоит из 78,11% N, 20,96% O и 0,93% Ar по объему). Значения энтальпии и энтропии при температуре 100 К, являющейся вспомогательной точкой отсчета при интегрировании уравнения для , составляют соответственно 3,48115 кДж/кг и 20,0824 кДж/(кг·К).

Изобарная теплоемкость в идеально-газовом состоянии заимствована из работы и аппроксимирована полиномом

Средняя квадратическая погрешность аппроксимации исходных данных по в интервале температур 50-2000 К составляет 0,009%, максимальная - около 0,02%.

Случайные погрешности расчетных значений вычислены с доверительной вероятностью 0,997 по формуле

Где - среднее значение термодинамической функции; - значение этой же функции, полученное по -му уравнению из системы, содержащей уравнений.

В табл.1-4 приведены значения термодинамических функций воздуха, а в табл.5-8 - соответствующие им случайные погрешности. Значения погрешностей в табл.5-8 представлены на части изобар, а значения на промежуточных изобарах могут быть с приемлемой точностью получены линейной интерполяцией. Случайные погрешности расчетных значений отображают разброс последних относительно усредненного уравнения состояния; для плотности они существенно меньше средней квадратической погрешности описания исходного массива опытных данных, которая служит интегральной оценкой и включает большие по величине отклонения для некоторых данных, характеризующихся разбросом.

Таблица 1

Плотность воздуха

Продолжение

Кг/м, при , МПа,

Таблица 2

Энтальпия воздуха

Продолжение

КДж/кг, при , МПа,

Таблица 3

Энтропия воздуха

Продолжение

КДж/(кг, К), при , МПа,

Таблица 4

Изобарная теплоемкость воздуха

________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

Продолжение

КДж/(кг, К), при , МПа,

Таблица 5. Средние квадратические случайные погрешности расчетных значений плотности

, %, при , МПа

Таблица 6. Средние квадратические случайные погрешности расчетных значений энтальпии

КДж/кг, при , МПа

В связи с использованием вириальной формы уравнения состояния таблицы не претендуют на точное описание термодинамических свойств в окрестности критической точки (126-139 К, 190-440 кг/м).

Сведения об экспериментальных исследованиях термодинамических свойств воздуха, методике составления уравнения состояния и расчета таблиц, согласованности расчетных значений с опытными данными, а также более подробные таблицы, содержащие дополнительно сведения об изохорной теплоемкости, скорости звука, теплоте испарения, дроссель-эффекте, некоторых производных и о свойствах на кривых кипения и конденсации, приведены в работе .

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ноlborn L., Schultre Н. die Druckwage und die Isothermen von Luft, Argon und Helium Zwischen 0 und 200 °C. - Ann. Phys. 1915 m, Bd 47, N 16, S.1089-1111.

2. Michels A., Wassenaar Т., Van Seventer W. Isotherms of air between 0 °C and 75 °C and at pressures up to 2200 atm. - Appl. Sci. Res., 1953, vol. 4, N 1, p.52-56.

3. Compressibility isotherms of air at temperatures between -25 °C and -155 °C and at densities up to 560 Amagats (Pressures up to 1000 atmospheres) / Michels A.. Wassenaar Т., Levelt J.M., De Graaff W. - Appl. Sci. Res., 1954, vol. A 4, N 5-6, p.381-392.

4. Экспериментальное исследование удельных объемов воздуха/Вукалович М.П., Зубарев В.Н., Александров А.А., Козлов А.Д. - Теплоэнергетика, 1968, N 1, с.70-73.

5. Romberg Н. Neue Messungen der thermischen ler Luft bei tiefen Temperaturen and die Berechnung der kalorischen mit Hilfe des Kihara-Potentials. - VDl-Vorschungsheft, 1971, - N 543, S.1-35.

6. Вlanke W. Messung der thermischen von Luft im Zweiphasengebiet und Seiner Umgebung. Dissertation zur Erlangung des Grades eines Doctor-Ingenieurs/. Bohum., 1973.

7. Измерение плотности воздуха при температурах 78-190 К до давления 600 бар/Вассерман А.А., Головский Е.А., Мицевич Э.П., Цымарный В.А, М., 1975. (Деп. в ВИНИТИ 28.07.76 N 2953-76).

8. Landolt Н., R. Zahlenwerte und Funktionen aus Physik, Chemie, Astronomic, Geophysik und Technik. Berlin., Springer Verlag, 1961, Bd.2.

9. Tables of thermal properties of gases. Wachington., Gov. print, off., 1955, XI. (U. S. Dep. of commerce. NBS. Girc. 564).

10. Термодинамические свойства воздуха/Сычев В.В., Вассерман А.А., Козлов А.Д. и др. М., Изд-во стандартов, 1978.

ТЕМПЕРАТУРА . Измеряется как в Кельвинах (К), так и в градусах Цельсия (°С). Размер градуса Цельсия и размер кельвина один и тот же для разности температур. Соотношение между температурами:

t = T — 273,15 K,

где t — температура, °С, T — температура, K.

ДАВЛЕНИЕ . Давление влажного воздуха p и его составляющих измеряется в Па (Паскаль) и кратных единицах (кПа, ГПа, МПа).
Барометрическое давление влажного воздуха p б равно сумме парциальных давлений сухого воздуха p в и водяного пара p п :

p б = p в + p п

ПЛОТНОСТЬ . Плотность влажного воздуха ρ , кг/м3, представляет собой отношение массы воздушно-паровой смеси к объему этой смеси:

ρ = M/V = M в /V + M п /V

Плотность влажного воздуха может определяться по формуле

ρ = 3,488 p б /T — 1,32 p п /T

УДЕЛЬНЫЙ ВЕС . Удельный вес влажного воздуха γ — это отношение веса влажного воздуха к занимаемому им объему, Н/м 3 . Плотность и удельный вес связаны между собой зависимостью

ρ = γ /g,

где g — ускорение свободного падения, равное 9.81 м/с 2 .

ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА . Содержание в воздухе водяного пара. характеризуется двумя величинами: абсолютной и относительной влажностью.
Абсолютная влажность воздуха. количество водяного пара, кг или г, содержащегося в 1 м 3 воздуха.
Относительная влажность воздуха φ , выраженная в % . отношение парциального давления водяного пара pп, содержащегося в воздухе, к парциальному давлению водяного пара в воздухе при полном его насыщении водяными парами p п.н. :

φ = (p п /p п.н.) 100%

Парциальное давление водяного пара в насыщенном влажном воздухе может быть определено из выражения

lg p п.н. = 2,125 + (156 + 8,12t в.н.)/(236 + t в.н.),

где t в.н. — температура насыщенного влажного воздуха, °С.

ТОЧКА РОСЫ . Температура, при которой парциальное давление водяного пара p п , содержащегося во влажном воздухе, равно парциальному давлению насыщеного водяного пара p п.н. при той же температуре. При температуре росы начинается конденсация влаги из воздуха.

d = M п / M в

d = 622p п / (p б — p п) = 6,22φp п.н. (p б — φp п.н. /100)

УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ . Удельная теплоемкость влажного воздуха c, кДж/(кг * °С) — это количество теплоты, требуемой для нагрева 1 кг смеси сухого воздуха и водяных паров на 10 и отнесенное к 1 кг сухой части воздуха:

с = с в + с п d /1000,

где c в — средняя удельная теплоемкость сухого воздуха, принимаемая в интервале температур 0-1000С равной 1,005 кДж/(кг * °С); с п — средняя удельная теплоемкость водяного пара, равная 1,8 кДж/(кг * °C). Для практических расчетов при проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха допускается применять удельную теплоемкость влажного воздуха с = 1,0056 кДж/(кг * °C) (при температуре 0°С и барометрическом давлении 1013,3 ГПа)

УДЕЛЬНАЯ ЭНТАЛЬПИЯ . Удельная энтальпия влажного воздуха — это энтальпия I , кДж, отнесенная к 1 кг массы сухого воздуха:

I = 1,005t + (2500 + 1,8068t) d / 1000,
или I = ct + 2.5d

КОЭФФИЦИЕНТ ОБЪЕМНОГО РАСШИРЕНИЯ . Температурный коэффициент объемного расширения

α = 0,00367 °C -1
или α = 1/273 °C -1 .

ПАРАМЕТРЫ СМЕСИ .
Температура смеси воздуха

t см = (M 1 t 1 + M 2 t 2) / (M 1 + M 2)

d см = (M 1 d 1 + M 2 d 2) / (M 1 + M 2)

Удельная энтальпия смеси воздуха

I см = (M 1 I 1 + M 2 I 2) / (M 1 + M 2)

где M 1 , M 2 — массы смешиваемого воздуха

КЛАССЫ ФИЛЬТРОВ

Применение Класс очистки Степень очистки
Стандарты DIN 24185
DIN 24184
EN 779 EUROVENT 4/5 EN 1882
Фильтр для грубой очистки с невысокими требованиями к чистоте воздуха Грубая очистка EU1 G1 EU1 A%
Фильтр, применяемый при высокой концентрации пыли с грубой очисткой от нее, Кондиционирование воздуха и вытяжная эентиляция с невысокими требованиями к чистоте воздуха в помещении. 65
EU2 G2 EU2 80
EU3 G3 EU3 90
EU4 G4 EU4
Сепарирование тонкой пыли в вентиляционном оборудовании, применяемом в помещениях с высокими требованиями к шстоте воздуха. Фильтр для очень тонкой фильтрации. Вторая сепень очистки (доочистка) в помещениях со средними требованиями к чистоте воздуха. Тонкая очистка EU5 EU5 EU5 E%
60
EU6 EU6 EU6 80
EU7 EU7 EU7 90
EU8 EU8 EU8 95
EU9 EU9 EU9
Очистка от сверхтонкой пыли. Применяется в помещениях с повышенными требованиями к чистоте воздуха ("чистая комната"). Финишная очистка воздуха в помещенияхс прецизионной техникой, хирургических блоках, реанимационных палатах, в фармацевтической промышленности. Особо тонкая очистка EU5 С%
97
EU6 99
EU7 99,99
EU8 99,999

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ КАЛОРИФЕРА

Подогрев, °С
м 3 /ч 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
100 0.2 0.3 0.5 0.7 0.8 1.0 1.2 1.4 1.5 1.7
200 0.3 0.7 1.0 1.4 1.7 2.0 2.4 2.7 3.0 3.4
300 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.6 4.1 4.6 5.1
400 0.7 1.4 2.0 2.7 3.4 4.1 4.7 5.4 6.1 6.8
500 0.8 1.7 2.5 3.4 4.2 5.1 5.9 6.8 7.6 8.5
600 1.0 2.0 3.0 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 10.1
700 1.2 2.4 3.6 4.7 5.9 7.1 8.3 9.5 10.7 11.8
800 1.4 2.7 4.1 5.4 6.8 8.1 9.5 10.8 12.2 13.5
900 1.5 3.0 4.6 6.1 7.6 9.1 10.7 12.2 13.7 15.2
1000 1.7 3.4 5.1 6.8 8.5 10.1 11.8 13.5 15.2 16.9
1100 1.9 3.7 5.6 7.4 9.3 11.2 13.0 14.9 16.7 18.6
1200 2.0 4.1 6.1 8.1 10.1 12.2 14.2 16.2 18.3 20.3
1300 2.2 4.4 6.6 8.8 11.0 13.2 15.4 17.6 19.8 22.0
1400 2.4 4.7 7.1 9.5 11.8 14.2 16.6 18.9 21.3 23.7
1500 2.5 5.1 7.6 10.1 12.7 15.2 17.8 20.3 22.8 25.4
1600 2.7 5.4 8.1 10.8 13.5 16.2 18.9 21.6 24.3 27.1
1700 2.9 5.7 8.6 11.5 14.4 17.2 20.1 23.0 25.9 28.7
1800 3.0 6.1 9.1 12.2 15.2 18.3 21.3 24.3 27.4 30.4
1900 3.2 6.4 9.6 12.8 16.1 19.3 22.5 25.7 28.9 32.1
2000 3.4 6.8 10.1 13.5 16.9 20.3 23.7 27.1 30.4 33.8

СТАНДАРТЫ И НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

СНиП 2.01.01-82 — Строительная климатология и геофизика

Информация о климатических условиях конкретных территорий.

СНиП 2.04.05-91* — Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха

Настоящие строительные нормы следует соблюдать при проектировании отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях зданий и сооружений (далее — зданий). При проектировании следует также соблюдать требования по отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха СНиП соответствующих зданий и помещений, а также ведомственных нормативов и других нормативных документов, утвержденных и согласованных с Госстроем России.

СНиП 2.01.02-85* — Противопожарные нормы

Настоящие нормы должны соблюдаться при разработке проектов зданий и сооружений.

Настоящие нормы устанавливают пожарно-техническую классификацию зданий и сооружений, их элементов, строительных конструкций, материалов, а также общие противопожарные требования к конструктивным и планировочным решениям помещений, зданий и сооружений различного назначения.

Настоящие нормы дополняются и уточняются противопожарными требованиями, изложенными в СНиП части 2 и в других нормативных документах, утвержденных или согласованных Госстроем.

СНиП II-3-79* — Строительная теплотехника

Настоящие нормы строительной теплотехники должны соблюдаться при проектировании ограждающих конструкций (наружных и внутренних стен, перегородок, покрытий, чердачных и междуэтажных перекрытий, полов, заполнений проемов: окон, фонарей, дверей, ворот) новых и реконструируемых зданий и сооружений различного назначения (жилых, общественных, производственных и вспомогательных промышленных предприятий, сельскохозяйственных и складских, с нормируемыми температурой или температурой и относительной влажностью внутреннего воздуха).

СНиП II-12-77 — Защита от шума

Настоящие нормы и правила должны соблюдаться при проектировании защиты от шума для обеспечения допустимых уровней звукового давления и уровней звука в помещениях на рабочих местах в производственных и вспомогательных зданиях и на площадках промышленных предприятий, в помещениях жилых и общественных зданий, а также на селитебной территории городов и других населенных пунктов.

СНиП 2.08.01-89* — Жилые здания

Настоящие нормы и правила распространяются на проектирование жилых зданий (квартирных домов, включая квартирные дома для престарелых и семей с инвалидами, передвигающимися на креслах-колясках, в дальнейшем тексте. семей с инвалидами, а также общежитий) высотой до 25 этажей включительно.

Настоящие нормы и правила не распространяются на проектирование инвентарных и мобильных зданий.

СНиП 2.08.02-89* — Общественные здания и сооружения

Настоящие нормы и правила распространяются на проектирование общественных зданий (высотой до 16 этажей включительно) и сооружений, а также помещений общественного назначения, встроенных в жилые здания. При проектировании помещений общественного назначения, встроенных в жилые здания, следует дополнительно руководствоваться СНиП 2.08.01-89* (Жилые здания).

СНиП 2.09.04-87* — Административные и бытовые здания

Настоящие нормы распространяются на проектирование административных и бытовых зданий высотой до 16 этажей включительно и помещений предприятий. Настоящие нормы не распространяются на проектирование административных зданий и помещений общественного назначения.

При проектировании зданий, перестраиваемых в связи с расширением, реконструкцией или техническим перевооружением предприятий, допускаются отступления от настоящих норм в части геометрических параметров.

СНиП 2.09.02-85* — Производственные здания

Настоящие нормы распространяются на проектирование производственных зданий и помещений. Настоящие нормы не распространяются на проектирование зданий и помещений для производства и хранения взрывчатых веществ и средств взрывания, подземных и мобильных (инвентарных) зданий.

СНиП 111-28-75 — Правила производства и приемки работ

Пусковые испытания смонтированных систем вентиляции и кондиционирования проводятся в соответствии с требованиями СНиП 111-28-75 "Правила производства и приемки работ" после механического опробования вентиляционного и связанного с ним энергетического оборудования. Целью пусковых испытаний и регулировки систем вентиляции и кондиционирования является установление соответствия параметров их работы проектным и нормативным показателям.

До начала испытаний установки вентиляции и кондиционирования должны непрерывно и исправно проработать в течение 7 часов.

При пусковых испытаниях должны быть произведены:

  • Проверка соответствия параметров установленного оборудования и элементов вентиляционных устройств, принятым в проекте, а также соответствия качества их изготовления и монтажа требованиям ТУ и СНиП.
  • Выявление неплотностей в воздуховодах и других элементах систем
  • Проверка соответствия проектным данным объемных расходов воздуха, проходящего через воздухоприемные и воздухораспределительные устройства общеобменных установок вентиляции и кондиционирования воздуха
  • Проверка соответствия паспортным данным вентиляционного оборудования по производительности и напору
  • Проверка равномерности прогрева калориферов. (При отсутствии теплоносителя в теплый период года проверка равномерности прогрева калориферов не производится)

ТАБЛИЦА ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Фундаментальные константы
Постоянная (число) Авогадро N A 6.0221367(36)*10 23 моль -1
Универсальная газовая постоянная R 8.314510(70) Дж/(моль*K)
Постоянная Больцмана k=R/NA 1.380658(12)*10 -23 Дж/К
Абсолютный нуль температуры 0K -273.150C
Скорость звука в воздухе при нормальных условиях 331.4 м/с
Ускорение силы тяжести g 9.80665 м/с 2
Длина (м)
микрон μ(мкм) 1 мкм = 10 -6 м = 10 -3 см
ангстрем - 1 - = 0.1 нм = 10 -10 м
ярд yd 0.9144 м = 91.44 см
фут ft 0.3048 м = 30.48 см
дюйм in 0.0254 м = 2.54 см
Площадь (м 2)
квадратный ярд yd 2 0.8361 м 2
квадратный фут ft 2 0.0929 м 2
квадратный дюйм in 2 6.4516 см 2
Объем (м 3)
кубический ярд yd 3 0.7645 м 3
кубический фут ft 3 28.3168 дм 3
кубический дюйм in 3 16.3871 см 3
галлон (английский) gal (UK) 4.5461 дм 3
галлон (США) gal (US) 3.7854 дм 3
пинта (английская) pt (UK) 0.5683 дм 3
сухая пинта (США) dry pt (US) 0.5506 дм 3
жидкостная пинта (США) liq pt (US) 0.4732 дм 3
жидкостная унция (английская) fl.oz (UK) 29.5737 см 3
жидкостная унция (США) fl.oz (US) 29.5737 см 3
бушель (США) bu (US) 35.2393 дм 3
сухой баррель (США) bbl (US) 115.628 дм 3
Масса (кг)
фунт lb 0.4536 кг
слаг slug 14.5939 кг
гран gr 64.7989 мг
торговая унция oz 28.3495 г
Плотность (кг/м 3)
фунт на кубический фут lb/ft 3 16.0185 кг/м 3
фунт на кубический дюйм lb/in 3 27680 кг/м 3
слаг на кубический фут slug/ft 3 515.4 кг/м 3
Термодинамическая температура (К)
градус Ренкина °R 5/9 K
Температура (К)
градус Фаренгейта °F 5/9 K; t°C = 5/9*(t°F — 32)
Сила, вес (Н или кг*м/c 2)
ньютон Н 1 кг*м/c 2
паундаль pdl 0.1383 H
фунт-сила lbf 4.4482 H
килограмм-сила kgf 9.807 H
Удельный вес (Н/м 3)
фунт-сила на кубический дюйм lbf/ft 3 157.087 H/м 3
Давление (Па или кг/(м*с 2) или Н/м 2)
паскаль Па 1 Н/м 2
гектопаскаль ГПа 10 2 Па
килопаскаль КПа 10 3 Па
бар bar 10 5 Н/м 2
атмосфера физическая atm 1.013*10 5 Н/м 2
миллиметр ртутного столба mm Hg 1.333*10 2 Н/м 2
килограмм-сила на кубический сантиметр kgf/cm 3 9.807*10 4 Н/м 2
паундаль на квадратный фут pdl/ft 2 1.4882 Н/м 2
фунт-сила на квадратный фут lbf/ft 2 47.8803 Н/м 2
фунт-сила на квадратный дюйм lbf/in 2 6894.76 Н/м 2
фут водяного столба ft H 2 O 2989.07 Н/м 2
дюйм водяного столба in H 2 O 249.089 Н/м 2
дюйм ртутного столба in Hg 3386.39 Н/м 2
Работа, энергия, тепло (Дж или кг*м 2 /c 2 или Н*м)
джоуль Дж 1 кг*м 2 /c 2 = 1 Н*м
калория cal 4.187 Дж
килокалория Kcal 4187 Дж
киловатт-час kwh 3.6*10 6 Дж
британская тепловая единица Btu 1055.06 Дж
фут-паундаль ft*pdl 0.0421 Дж
фут-фунт-сила ft*lbf 1.3558 Дж
литр-атмосфера l*atm 101.328 Дж
Мощность (Вт)
фут-паундаль в секунду ft*pdl/s 0.0421 Вт
фут-фунт-сила в секунду ft*lbf/s 1.3558 Вт
лошадиная сила (английская) hp 745.7 Вт
британская тепловая единица в час Btu/h 0.2931 Вт
килограмм-сила-метр в секунду kgf*m/s 9.807 Вт
Массовый расход (кг/с)
фунт-масса в секунду lbm/s 0.4536 кг/с
Коэффициент теплопроводности (Вт/(м*К))
британская тепловая единица на секунду-фут-градус Фаренгейта Btu/(s*ft*degF) 6230.64 Вт/(м*К)
Коэффициент теплопередачи (Вт/(м 2 *К))
британская тепловая единица на секунду- квадратный фут-градус Фаренгейта Btu/(s*ft 2 *degF) 20441.7 Вт/(м 2 *К)
Коэффициент температуропроводности, кинематическая вязкость (м 2 /с)
стокс St (Ст) 10 -4 м 2 /с
сантистокс cSt (сСт) 10 -6 м 2 /с = 1мм 2 /с
квадратный фут на секунду ft 2 /s 0.0929 м 2 /с
Динамическая вязкость (Па*с)
пуаз P (П) 0.1 Па*с
сантипуаз cP (сП) 10 6 Па*с
паундаль-секунда на квадратный фут pdt*s/ft 2 1.488 Па*с
фунт-сила секунда на квадратный фут lbf*s/ft 2 47.88 Па*с
Удельная теплоемкость (Дж/(кг*К))
калория на грамм-градус Цельсия cal/(g*°C) 4.1868*10 3 Дж/(кг*К)
британская тепловая единица на фунт-градус Фаренгейта Btu/(lb*degF) 4187 Дж/(кг*К)
Удельная энтропия (Дж/(кг*К))
британская тепловая единица на фунт-градус Ренкина Btu/(lb*degR) 4187 Дж/(кг*К)
Плотность теплового потока (Вт/м 2)
килокалория на метр квадратный — час Kcal/(m 2 *h) 1.163 Вт/м 2
британская тепловая единица на квадратный фут — час Btu/(ft 2 *h) 3.157 Вт/м 2
Влагопроницаемость строительных конструкций
килограмм в час на метр миллиметр водяного столба kg/(h*m*mm H 2 O) 28.3255 мг(с*м*Па)
Объемная проницаемость строительных конструкций
кубический метр в час на метр- миллиметр водяного столба m 3 /(h*m*mm H 2 O) 28.3255*10 -6 м 2 /(с*Па)
Сила света
кандела кд основная единица СИ
Освещенность (лк)
люкс лк 1 кд*ср/м 2 (ср — стерадиан)
фот ph (фот) 10 4 лк
Яркость (кд/м 2)
стильб st (ст) 10 4 кд/м 2
нит nt (нт) 1 кд/м 2

Группа компаний ИНРОСТ

Транспортная энергетика (хладотранспорт) Влажность воздуха. Теплоёмкость и энтальпия воздуха

Влажность воздуха. Теплоёмкость и энтальпия воздуха

Атмосферный воздух представляет собой смесь сухого воздуха и водяного пара (от 0,2% до 2,6%). Таким образом, воздух практически всегда можно рассматривать как влажный.

Механическая смесь сухого воздуха с водяным паром называется влажным воздухом или воздушно-паровой смесью. Максимально возможное содержание парообразной влаги в воздухе m п.н зависит от температуры t и давления P смеси. При изменении t и P воздух может перейти из первоначально ненасыщенного в состояние насыщения водяными парами, и тогда избыточная влага начнёт выпадать в газовом объёме и на ограждающих поверхностях в виде тумана, инея или снега.

Основными параметрами, характеризующими состояние влажного воздуха, являются: температура, давление, удельный объем, влагосодержание, абсолютная и относительная влажность, молекулярная масса, газовая постоянная, теплоемкость и энтальпия.

По закону Дальтона для газовых смесей полное давление влажного воздуха (Р) есть сумма парциальных давлений сухого воздуха Р c и водяных паров Р п: Р = Р c + Р п.

Аналогично, объём V и масса m влажного воздуха будет определятся соотношениями:

V = V c + V п, m = m c + m п.

Плотность и удельный объем влажного воздуха (v) определяется:

Молекулярная масса влажного воздуха:

где В - барометрическое давление.

Поскольку в процессе сушки влажность воздуха непрерывно увеличивается, а количество сухого воздуха в паровоздушной смеси остается постоянным, то о процессе сушки судят по тому, как изменяется количество водяного пара на 1 кг сухого воздуха, и все показатели паровоздушной смеси (теплоемкость, влагосодержание, энтальпия и др.) относят к 1 кг сухого воздуха, находящегося во влажном воздухе.

d = m п / m c , г/кг, или, Х = m п /m c .

Абсолютная влажность воздуха - масса пара в 1 м 3 влажного воздуха. Эта величина численно равна .

Относительная влажность воздуха - это отношение абсолютной влажности ненасыщенного воздуха к абсолютной влажности насыщенного воздуха при заданных условиях:

здесь , но чаще относительную влажность задают в процентах.

Для плотности влажного воздуха справедливо соотношение:

Удельная теплоёмкость влажного воздуха:

c = с c + с п ×d/1000 = с c + с п ×X, кДж/(кг× °С),

где с c - удельная теплоёмкость сухого воздуха, с c = 1,0;

с п - удельная теплоёмкость пара; с п = 1,8.

Теплоемкость сухого воздуха при постоянном давлении и небольших интервалах температур (до 100 о С) для приближенных расчетов можно считать постоянной, равной 1,0048 кДж/(кг×°С). Для перегретого пара средняя изобарная теплоемкость при атмосферном давлении и невысоких степенях перегрева может быть принято также постоянной и равной 1,96 кДж/(кг×К).

Энтальпия (i) влажного воздуха - это один из основных его параметров, который широко применяется при расчетах сушильных установок главным образом для определния теплоты, расходуемой на испарение влаги из подсушиваемых материалов. Энтальпию влажного воздуха относят к одному килограмму сухого воздуха в паровоздушной смеси и определяют как сумму энтальпий сухого воздуха и водяного пара, то есть

i = i c + i п ×Х, кДж/кг.

При расчете энтальпии смесей начальная точка отсчета энтальпий каждого из компонентов должна быть одной и той же. Для расчетов влажного воздуха можно принять, что энтальпия воды равна нулю при 0 о С, тогда и энтальпию сухого воздуха также отсчитываем от 0 о С, то есть i в = с в *t = 1,0048t.

Понравилась статья? Поделитесь ей
Наверх