Определение характеристик воздуха.

К основным характеристикам влажного воздуха относятся:

- Абсолютная влажность D, которая определяет массу водяного пара (влаги), содержащегося в 1 м³ влажного воздуха.

Абсолютную влажность из-за малой величины обычно измеряют в г/м³. Но в связи с тем, что при определённой температуре воздуха в нем может максимально содержаться только определённое количество влаги (с увеличением температуры это максимально возможное количество влаги увеличивается, с уменьшением температуры воздуха максимальное возможное количество влаги уменьшается), введено понятие относительной влажности.

- Относительная влажность, которая определяет степень насыщения воздуха водяным паром: , т. е. отношение действительной абсолютной влажности к максимально возможной абсолютной влажности в насыщенном воздухе при той же температуре, выраженных через отношение плотностей ( ) или давлений (p) по закону Бойля-Мариотта, где индекс «п» и «н» относятся к пару в ненасыщенном и насыщенном состояниях.

В отсутствие центров конденсации при снижении температуры возможно образование пересыщенного состояния, то есть относительная влажность становится более 100 %. В качестве центров конденсации могут выступать ионы или частицы аэрозолей, именно на конденсации пересыщенного пара на ионах, образующихся при прохождении заряженной частицы в таком паре основан принцип действия камеры Вильсона и диффузионных камер: капельки воды, конденсирующиеся на образовавшихся ионах образуют видимый след (трек) заряженной частицы.

Другим примером конденсации перенасыщенного водяного пара являются инверсионные следы самолётов, возникающие при конденсации перенасыщенного водяного пара на частицах сажи выхлопа двигателей.

Для насыщенного воздуха =1 или 100%, а для ненасыщенного влажного воздуха <1, для перенасыщенного паром состояния воздуха 1.

- Влагосодержание воздуха d, г/кг сухого воздуха, т. е. отношение массы водяного пара к единице массы сухого воздуха, содержащегося во влажном воздухе:

,

где , - масса водяного пара и сухого воздуха во влажном воздухе.

С учётом уравнения состояния Клапейрона влагосодержание воздуха можно определить

где , - молекулярная масса водяного пара и воздуха; p_п и p_в – парциальные давления водяного пара и сухого воздуха.

Подставив соответствующие значения молекулярных масс, получим:

Наряду с вышеназванными характеристиками энтальпия i влажного воздуха является одним из основных его параметров и широко используется при расчетах сушильных установок, систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Энтальпию влажного воздуха обычно относят к единице массы сухого воздуха, т. е. к 1кг, и определяют как сумму сухого воздуха и водяного пара, кДж/кг сухого воздуха:

i=1.005t+(2500+1.8068t)d

Так как теплоемкость влажного воздуха 1.005+1.8068 d кДж/кг сухого воздуха, то

i= t+2500 d .