Адиабатное насыщение воздуха влагой

Практический интерес представляет процесс адиабатного насыщения воздуха влагой. Представим, что воздух движется по длинному теплоизолированному каналу, в котором находится резервуар с водой (рис. 18.8).

Рис. 18.8. Адиабатное насыщение воздуха влагой Если относительная влажность воздуха на входе в канал меньше 100%, то при движении его по каналу часть воды из резервуара испаряется, при этом температура воды и воздуха понижаются. Очевидно, если канал с водой достаточно протяженный, воздух на выходе из канала является насыщенным. При этом температура воздуха является температурой адиабатного насыщения. Для того чтобы процесс протекал непрерывно, необходимо добавлять воду в резервуар, расположенный в канале.

Допустим, что течение воздуха является стационарным. В этом случае, пренебрегая изменением кинетической и потенциальной энергии потока, закон сохранения энергии можно записать в таком виде (см. пример 18.2):

или, полагая, что теплоемкость воздуха постоянна,.

где.

поскольку воздух на выходе канала в сечении 2 по предположению является насыщенным.

Следует отметить, что температура воздуха в сечении 2 Т₂ при адиабатном течении является функцией температуры, давления и относительной влажности воздуха на входе в канал, а также давления воздуха на выходе из канала. Поэтому величину относительной влажности и массовое влагосодержание воздуха на входе в канал можно определить по результатам измерения температуры и давления на входе и выходе канала. Поскольку такие измерения довольно легко осуществить, с их помощью удобно определять относительную влажность воздуха.

Следующий пример рассматривает определение параметров влажного воздуха.

Пример 18.3.

Давление влажного воздуха на входе и выходе теплоизолированного канала, в котором находится резервуар с водой, равно 1 бар. Температура воздуха на входе в канал t_{ = 30 °C, температура воздуха на выходе t₂ = 20X. Рассчитайте относительную влажность и массовое влагосодсржанис воздуха на входе в канал, предполагая, что процесс течения является стационарным, а относительная влажность воздуха на выходе канала равна 100%.

Решение

Поскольку воздух на выходе является насыщенным, p_v2 = p_s2, то.

Значение d_{ можно рассчитать из (18.4):

откуда р_г1 = 1,691 кПа;