Chương 7 (Phần 1): Không khí ẩm

Chia sẻ: Tranphong Thu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Thêm vào BST

Báo xấu

362
lượt xem 49
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo bài thuyết trình 'chương 7 (phần 1): không khí ẩm', khoa học tự nhiên, địa lý phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 7 (Phần 1): Không khí ẩm

1/2009 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM Chương 7 (Phần 1): KHÔNG KHÍ ẨM KK khô 7.1 Khái niệm cơ bản KK ẩm ρh ϕ 7.2 Các thông số đặc trưng của KK ẩm d I 7.3 PP đo độ ẩm tương đối của KK ẩm Đồ thị t-d 7.4 Đồ thị KK ẩm Đồ thị I-d p.1
1/2009 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM 7.1 Khái niệm cơ bản KK khô và KK ẩm KK khô được xem - KK khô : hỗn hợp gồm O2 + N2 như khí lý tưởng ở điều kiện bình thường KK ẩm = KK khô + hơi nước T = Ta = Th KK ẩm (T, G, p) G = Ga + Gh Theo tính chất hỗn hợp khí: KK T G p a a a khô p = pa + ph V = Va = Vh Th Gh ph Thường phân áp suất ph của hơi nước trong không khí ẩm rất nhỏ (15-20 mmHg) - Tùy theo giá trị Hơi bão hòa ẩm Hơi nước trong KK (Th, ph) của hơi nước ẩm sẽ ở trạng thái Hơi quá nhiệt trong KK ẩm p.2
1/2009 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM Ví dụ 1: xác định trạng thái của hơi nước trong KK ẩm ở các điều kiện sau a) Không khí có nhiệt độ T = 25oC, ? T phân áp suất của hơi nước trong KK là ph = 20 mmHg 21 3 Đáp án: HƠI QUÁ NHIỆT x= x=0 c on b) Không khí có nhiệt độ T = 25oC, x= phân áp suất của hơi nước trong KK st 1 là ph = 35 mmHg s Đáp án: HƠI BÃO HÒA ẨM p.3
1/2009 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM Phân loại KK ẩm: KK ẩm có thể có 1 trong 3 trạng thái T pB= phbh a) KK ẩm chưa bão hòa pA= ph tồn tại khi chứa hơi nước ở 0 B D x= trạng thái HƠI QUÁ NHIỆT TA A (Điểm A) : ph < phbh Còn có thể nhận tiếp x= được hơi nước 1 + hơi nước b) KK ẩm bão hòa s Đồ thị T-s của hơi nước trong KK ẩm tồn tại khi có chứa hơi nước ở trạng thái BÃO HÒA KHÔ ớc c) KK ẩm quá bão hòa hơi nư (Điểm B): pB = phbh + khi có chứa hơi nước ở Trạng thái không bền vững trở về KK ẩm trạng thái BÃO HÒA ẨM bão hòa + 1 lượng nước ngưng tụ (Điểm D) p.4
1/2009 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM T pB= phbh KK ẩm chưa bão hòa 0 (trạng thái A) là trạng thái x= pA= ph B thường gặp trong thực tế TA A KK ẩm chưa bão hòa (A) Tđs có thể chuyển sang trạng C x= thái KK ẩm bão hòa bằng 2 1 cách sau: s * Cách 1: - Giữ nhiệt độ KK không thay đổi (T= const) Đường AB tăng lượng hơi nước bay hơi vào KK tăng phân áp suất của hơi nước đến khi đạt trạng thái bão hòa B * Cách 2: - Giữ phân áp suất của hơi nước trong KK không thay đổi (ph= const) giảm nhiệt độ không khí xuống cho đến khi đạt trạng Đường AC thái bão hòa C (TC = Tđs: nhiệt độ đọng sương) p.5
1/2009 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM Ví dụ 2: nhiệt độ đọng sương T p = const 0 x= TA A Tđs C x= 1 s Trạng thái KK trước (A) và sau (C) khi làm lạnh p.6
1/2009 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM 7.2 Các thông số đặc trưng của KK ẩm Độ ẩm tuyệt đối Gh : khối lượng hơi nước chứa Gh trong khối KK ẩm ρh = (kg / m 3 ) V V : Thể tích khối KK ẩm pt (1) Chú ý: a) độ ẩm tuyệt đối không quan trọng bằng độ ẩm tương đối b) Vì phân áp suất của hơi nước trong KK ẩm rất nhỏ có thể xem hơi nước trong KK ẩm là khí lý tưởng. p h = ρ h Rh T p hV = G h RhT hay Ví dụ 3: tính khối lượng hơi nước chứa trong 1m3 KK ẩm nếu biết KK ẩm có nhiệt độ 25oC và phân áp suất của hơi nước là ph = 15 mmHg 15 * 10 5 ph 750 p h = ρ h Rh T ⇒ ρ h = = = 0.015 kg = 15 g Rh T 8314 * (25 + 273) 18 p.7
1/2009 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM Độ ẩm tương đối Gh Khối lượng hơi nước đang chứa trong khối KK (%) ϕ= = Ghbh Khối lượng hơi nước TỐI ĐA có thể chứa trong khối KK ở trạng thái bão hòa Chú ý: Độ ẩm tương đối càng nhỏ KK càng có khả năng nhận thêm hơi nước bốc hơi vào Ví dụ: bảng độ ẩm tương đối của tp HCM Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ϕ (% ) 74 71 71 74 81 84 84 85 86 85 82 78 * Công thức tính ϕ ph G p V / Rh T ϕ= ϕ= h = h (%) pt (2) p hbh Ghbh p hbhV / RhT p.8
1/2009 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM ph * Ý nghĩa công thức ϕ= p hbh T phbh 0 ph Muốn xác định phbh tại nhiệt độ T B x= A TA Từ nhiệt độ T (oC) tra bảng “Nước và hơi nước bão hòa” theo nhiệt độ x= Áp suất phbh 1 s Ví dụ 4: KK ẩm ở áp suất p = 1bar, nhiệt độ 25oC có phân áp suất của hơi nước là ph = 15 mmHg Hỏi độ ẩm tương đối của KK là bao nhiêu ? tra bảng “Nước và T= 25oC phbh = 0.03166 (bar) = 23.7 mmHg hơi nước bão hòa” 15 theo nhiệt độ ϕ= = 0.63 = 63 % 23.7 p.9
1/2009 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM Độ chứa hơi Khối lượng hơi nước trong khối KK ẩm Gh d= = Ga Khối lượng không khí khô trong khối KK ẩm ( kg/kga ) 8314 pV Gh = h ph Ra p h 29 Rh T d= = Ta có: p a 8314 pV pa Rh Ga = a Ra T 18 v ới p = p a + p h ϕ p hbh ph hay d = 0.622 d = 0.622 (kg/kga) p − ϕ p hbh p − ph pt (3) Ví dụ 5: KK ẩm ở áp suất p = 1bar, nhiệt độ 25oC có độ ẩm tương đối ϕ = 0.6 Hỏi độ chứa hơi d của KK ẩm là bao nhiêu ? 0.6 * 0.03166 d = 0.622 = 0.012 kg / kg a T = 25oC phbh = 0.03166 (bar) 1 − 0.6 * 0.03166 p.10
1/2009 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM Entanpi của KK ẩm: trong kỹ thuật thường tính Entanpi của 1 kg KK khô và d kg hơi nước chứa trong (1+d) kg KK ẩm ia (kJ/kga): entanpi của KK khô có trong KK ẩm I = ia + (d * ih ) ih (kJ/kgh): entanpi của hơi nước có trong KK ẩm Nếu qui ước chọn điểm gốc tại t = 0oC và p = 101.325 kPa thì: ia = 1.006 t với t (oC) : nhiệt độ KK ẩm ih = 2500.77 + 1.84 t I = 1.006 t + (2500.77 + 1.84t ) d I ≈ t + (2500 + 2t ) d (kJ/kga) pt (4) Ví dụ 6: KK ẩm ở áp suất p = 1bar, nhiệt độ 25oC có độ ẩm tương đối ϕ = 0.6 Xác định Entanpi I của KK ẩm ? I = 25 + (2500 + 2 * 25) 0.012 = 55.6 Từ Ví dụ 5 d = 0.012 kg/kga (kJ/kga) p.11
1/2009 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM 7.3 Nhiệt độ nhiệt kế ướt và phương pháp đo độ ẩm tương đối của KK * Để xác định độ chứa hơi d và độ ẩm tương đối ϕ của KK ẩm phải dùng phương pháp đo gián tiếp : Phương pháp NHIỆT KẾ ƯỚT Nhiệt độ nhiệt kế KHÔ Nhiệt độ nhiệt kế ƯỚT tk (oC) tư (oC) Dòng KK Bấc nhúng nước ẩm - Nhiệt độ dòng KK ẩm được đo bằng tk ϕ = f (t k − t u ) - tư là nhiệt độ của bấc nhúng nước, tư phụ thuộc vào tốc độ bay hơi của nước vào KK ẩm quanh bấc p.12
1/2009 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM Độ chứa hơi d của dòng KK ẩm được tính bằng công thức: c pa (t u − t k ) + d u r ⎛ ⎞ d p ϕ =⎜ ⎟ d= kg/kga ⎝ 0.622 + d ⎠ p hbh (t k ) ih − inu với: c pa ≈ 1 kJ / kgK cpa : nhiệt dung riêng đẳng áp của không khí khô tư, tk : nhiệt độ nhiệt kế ướt và nhiệt kế khô (oC) r : tra từ bảng hơi nước bão hòa ứng với tư ih : entanpi của hơi nước trong KK ẩm ứng với nhiệt độ tk ih = 2500.77 + 1.84 t k inu = 4.18 t u (kJ / kg ) inư : entanpi của nước trên bấc ứng với nhiệt độ tư 1 dư : độ chứa hơi của KK ẩm bão hòa trên bề mặt d u = 0.622 p bấc ứng với nhiệt độ tư −1 p hbh (t u ) Ví dụ 7: tham khảo Ví dụ 7.1 trong sách “Nhiệt động lực học kỹ thuật” p.13
1/2009 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM Tóm tắt các công thức quan trọng về KK ẩm - Độ ẩm tương đối Muốn xác định phbh tại nhiệt độ T Gh p ϕ= =h (%) Từ nhiệt độ T (oC) tra bảng “Nước và hơi Ghbh p hbh Áp suất phbh nước bão hòa” theo nhiệt độ - Độ chứa hơi ϕ p hbh ph d = 0.622 d = 0.622 hay (kg/kga) p − ϕ p hbh p − ph chú ý: p = pa + ph - Entanpi của KK ẩm I ≈ t + (2500 + 2t ) d với t (oC) : nhiệt độ KK ẩm (kJ/kga) p.14
1/2009 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM 7.4 Đồ thị KK ẩm Để giải các bài toán về KK ẩm, ngoài các công thức tính toán, chúng ta còn có thể giải bằng phương pháp dùng đồ thị. Thường sử dụng 1 trong 2 loại đồ thị sau: Đồ thị I-d Đồ thị t-d hoặc Nguyên tắc sử dụng: Nhiệt độ t (oC) Phân áp suất hơi nước ph Từ 2 thông số nào đó đã biết của KK ẩm trong số Độ chứa hơi d (g/kga) Độ ẩm tương đối ϕ (%) Các thông Xác định được VỊ TRÍ Entanpi KK ẩm I (kJ/kga) số còn lại của KK ẩm trên đồ thị p.15
1/2009 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM Entanpi I (kcal/kg KK khô) Đồ thị I-d của KK ẩm - Ví dụ 8: KK ẩm ở 25oC có ϕ = 60% I= % ϕ = 20 = 5% 0% I= ? =6 ϕ ϕ t = 25oC co % ϕ = 60 ns t 100% = d=? ϕ t = const ph (mmHg) - Tìm nhiệt độ đọng sương tđs và nhiệt độ nhiệt kế ướt tư ph1 I= % = 60 co 0% ϕ =6 ns t = 25oC ϕ t = 25oC t d1 Độ chứa hơi d (g/kg KK khô) tư t đs ϕ = 100% ϕ = 100% p.16
1/2009 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM Đồ thị t-d của KK ẩm ) Độ chứa hơi d (g/kga) ga J/k I (k = I co pi % ns 60 tan t = En ϕ d = const 00 % ϕ=1 tk = 25oC tđs tư Nhiệt độ t (oC) p.17
1/2009 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM BÀI TẬP Bài tập 1: Xác định: - Độ chứa hơi d (g/kga) Phòng 5m x 5m x 3m T = 25 oC - Entanpi I (kJ/kga) p = 100 kPa - Khối lượng hơi nước trong phòng ϕ = 75 % - Tính lại d và I bằng cách dùng đồ thị I-d. Bài tập 2: 10 m3 không khí ẩm ở áp suất p1 = 1 bar, nhiệt độ t1 = 20oC, nhiệt độ đọng sương tđs = 10oC. Xác định độ ẩm tương đối ϕ , độ chứa hơi d, entanpi I và khối lượng không khí ẩm G. p.18
1/2009 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM BÀI GIẢI Bài tập 1: ph = ϕ ∗ phbh = 0.023745 bar T = 25oC phbh = 0.03166 bar Suy ra: ph 0.023745 d = 0.622 = 0.622 = 0.015 kg / kg a p − ph 1 − 0.023745 I ≈ t + (2500 + 2t ) d = 25 + (2500 + 2 * 25) * 0.015 = 63.25 kJ / kg a p hV 0.023745 *10 5 * 5 * 5 * 3 Gh = = = 1.294 kg 8314 Rh T * (25 + 273) 18 d ≈ 15 g / kg a Đồ thị I-d I ≈ 15 kcal / kg a = 63 kJ / kg a p.19