T7_WILGOTNE.pdf

TECHNIKA CIEPLNA I

GAZY WILGOTNE

WILGOTNOŚĆ WZGLĘDNA i STOPIEŃ ZAWILŻENIA:

(indeksy dolne: "p" – dotyczy pary; "g" – dotyczy gazu suchego; brak indeksu – dotyczy gazu wilgotnego)

(prawo Daltona)

wilgotność względna: gdy p s ≤ p



ϕ % p s – ciśnienie pary nasyconej przy temperaturze T









masowy ( X ) i molowy ( X z ) stopień zawilżenia parą:

⋅

−

⋅

kmol

−

⋅

gramowy i molowy udział wilgoci w gazie:

;

termiczne równanie stanu:

⋅

(

⋅

)

⋅

(

)

⋅

gdzie:

⋅

ENTALPIA i ENERGIA WEWNĘTRZNA GAZU WILGOTNEGO:

w przemianach termodynamicznych gazu wilgotnego ilość pary wodnej w stanie gazowym

może ulegać zmianie, stąd wygodniej jest odnosić ilość wilgoci w gazie, jego entalpię i

energię wewnętrzną do ilości gazu suchego, która nie ulega zmianie; za jednostkę gazu

wilgotnego przyjmuje się więc (1+X) kg lub (1+X z ) kmol gazu.

entalpia właściwa gazu wilgotnego:

i ⋅

X i

dla powietrza wilgotnego niezamglonego:

( )

⋅

(

−

)

⋅

[

⋅

−

]

005

⋅

(

2501

⋅

)

( ) kg

dla powietrza wilgotnego zamglonego:

( ) ( )

−

⋅

−

≈

005

⋅

(

2501

−

⋅

)

⋅

( ) kg

X" oznacza stopień zawilżenia parą nasyconą suchą:

′

−

entalpia całkowita:

g Mi

⋅

( )

energia wewnętrzna właściwa gazu wilgotnego:

X v

−

⋅

objętość właściwa gazu wilgotnego:

v X

+ 1

⋅

(

)

Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Śląska, Gliwice



TECHNIKA CIEPLNA I

Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Śląska, Gliwice

TECHNIKA CIEPLNA I

TYPOWE PRZEMIANY IZOBARYCZNE GAZU WILGOTNEGO

wykres i,X (p=0,1 MPa)

ogrzewanie lub chłodzenie przy stałym X :

ilość wody wykroplonej przy ochładzaniu do temperatury niższej od punktu rosy (T 2 <T R ):

−

⋅

(

−

)

G g

⋅

( )

1 X

−

′

mieszanie strug powietrza:

Punkt określający parametry gazu po zmieszaniu na wykresie i,X powietrza wilgotnego znajduje się na prostej

łączącej punkty 1 i 2. jego położenie można wyznaczyć z prawa dźwigni:

⋅

gdzie odległości

punktu m od punktów 1 i 2 oznaczono jako a

1 i a 2 .

prosta mieszania dwóch strug gazu wilgotnego:

−

gdzie: "m" – parametry po zmieszaniu

mieszanie gazu wilgotnego z wodą ciekłą lub parą wodną:

prosta mieszania gazu wilgotnego z wodą ciekłą lub parą wodną:

−

∆

−

∆

Do wyznaczenia punktu m należy posłużyć się

podziałką kierunkową ( ∆ i/ ∆ X) na wykresie i,X .

Konieczna jest również znajomość przynajmniej

jednego z parametrów gazu wilgotnego po zmieszaniu.

Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Śląska, Gliwice

ciepło pobrane przy ogrzewaniu:

TECHNIKA CIEPLNA I

GAZY WILGOTNE

50. Pomieszczenie o wymiarach 10×15×3 metry wypełnione jest powietrzem o parametrach: temperatura

20°C, wilgotność względna 60%. Oblicz ilość wody zawartej w pomieszczeniu.

G p =4,7 kg

51. Powietrze o temperaturze 0°C i wilgotności względnej 60% ogrzano izobarycznie do temperatury

25°C. Oblicz wilgotność względną po ogrzaniu.

φ=12%

52. Wilgotne powietrze o parametrach T=298 K, p=0,12 MPa i φ=80% przepływa rurociągiem o średnicy

wewnętrznej 150 mm z prędkością średnią 25 m/s. Oblicz strumień masy gazu wilgotnego.

Ġ=0,614 kg/s

53. Oblicz temperaturę rosienia powietrza, którego wilgotność względna w temperaturze 20°C wynosi

60%.

t r =12°C

54. Strumień 20 kg g.s./s powietrza o wilgotności względnej 80% i temperaturze 10°C zmieszano

izobarycznie-adiabatycznie (p=0,1 MPa) ze strumieniem 10 kg g.s./s powietrza o wilgotności

względnej 90% i temperaturze 48°C. Po zmieszaniu wydzieliła się mgła. Powstała mieszanina została

oziębiona do 26°C. Oblicz masowy stopień zawilżenia powietrza po zmieszaniu i po oziębieniu,

temperaturę powietrza po zmieszaniu, ilość ciepła odebranego od powietrza w procesie chłodzenia

oraz ilość pary wodnej o entalpii właściwej 3475 kJ/kg potrzebnej do osuszenia powietrza.

X 3 =X 4 =0,028 kg/kg; t 3 =29°C; = 360 kW; G = 1,15 kg/s

Q &

55. Urządzenie klimatyzacyjne czerpie z otoczenia powietrze o temperaturze 0°C, wilgotności względnej

50% w ilości 20 kg g.s./s. Na wyjściu z urządzenia powietrze ma temperaturę 20°C i wilgotność

względną 60%. Uzupełnienie wilgoci odbywa się poprzez wtrysk pary wodnej o entalpii właściwej

wynoszącej 2611 kJ/kg. Oblicz strumień wtryskiwanej pary oraz moc elektryczną urządzenia.

G & = 0,14 kg/s; N el =393 kW

GAZY WILGOTNE – ZADANIA DODATKOWE

d94. Zmieszano 15 kg powietrza suchego z 400 g pary wodnej. Oblicz stopień zawilżenia mieszaniny.

X=0,0267 kgH 2 O/kg pow.such.

d95. Oblicz entalpię 70 kg powietrza wilgotnego o parametrach t=50°C, p=0,08 MPa i φ=0,72.

I=17598 kJ

Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Śląska, Gliwice

TECHNIKA CIEPLNA I

d96. Oblicz wilgotność względną powietrza o ciśnieniu 0,1 MPa i temperaturze 30°C, jeżeli stopień

zawilżenia tego powietrza wynosi 0,015 kgH 2 O/kg g.s.

φ=0,55

d97. Oblicz gęstość powietrza o temperaturze 20°C, ciśnieniu 0,1 MPa i wilgotności względnej a) 10%;

b) 90%.

a) ρ=1,187 kg/m 3 ; b) ρ=1,178 kg/m 3

d98. Powietrze wilgotne o parametrach t 1 =0,01°C, p 1 =0,1 MPa i φ 1 =0,8 zostało izobarycznie podgrzane

do temperatury t 2 =25°C. Oblicz wilgotność względną powietrza po podgrzaniu.

φ 2 =0,154

d99. W zbiorniku znajduje się powietrze wilgotne o parametrach t 1 =50°C, p 1 =0,2 MPa i φ 1 =60%. Oblicz

stopień zawilżenia tego powietrza.

X=0,02833 kgH 2 O/kg pow.such.

d100. Powietrze wilgotne o parametrach T 1 =308 K, p 1 =0,1 MPa i φ 1 =100% znajduje się w zbiorniku o

objętości 0,001 km 3 . Oblicz masę wody jaka się wykropli po ochłodzeniu powietrza do T 2 =273 K.

G=35082 kg

d101. Oblicz entalpię 500 kg powietrza wilgotnego nie nasyconego wilgocią o parametrach t 1 =40°C i

X=0,02 kgH 2 O/kg g.s.

I=45862 kJ

d102. Do zaizolowanego mieszalnika dopływają dwa strumienie powietrza wilgotnego o parametrach:

Ġ 1 =20000 kg/h, t 1 =10°C i φ 1 =40% oraz Ġ 2 =30000 kg/h, t 2 =60°C i φ 2 =50%. Oblicz parametry

powietrza wilgotnego po zmieszaniu (Ġ 3 , t 3 i φ 3 ).

3 =13,9 kg/s; t 3 =39°C; φ 3 =91%

d103. Do powietrza o temperaturze 20°C nasyconego parą wodną wstrzyknięto parę wodną o entalpii

właściwej 3500 kJ/kg w ilości 0,03 kg pary/kg g.s. Oblicz parametry powietrza wilgotnego po

zmieszaniu a) analitycznie oraz b) posługując się wykresem i-X .

X=0,044 kg/kg; i 1+X =158 kJ/kg; t=45°C; φ=69%

d104. W rurociągu, którym przepływa powietrze o ciśnieniu 0,1 MPa zamontowano grzejnik elektryczny.

Parametry powietrza przed grzejnikiem wynoszą t 1 =2°C, p 1 =0,1 MPa i φ 1 =80%, temperatura

powietrza za grzejnikiem t 2 =36°C. Strumień powietrza suchego wynosi 0,2 kg/s. Przyjmując, że

ogrzewanie przebiega w sposób izobaryczny, oblicz strumień masy powietrza wilgotnego,

wilgotność względną powietrza po podgrzaniu oraz moc elektryczną pobieraną przez grzejnik.

Ġ=0,2007 kg/s; φ=0,1; N=7 kW

Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Śląska, Gliwice

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: