ng i so n: ts. hà anh tùng 1/2009 Đhbk tp hcm trinh_nhiet dong luc hoc/c7_1_khong khi am.pdf ·...

Chương 7 (Phần 1): KHÔNG KHÍ ẨM

Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM

1/2009

p.1p.1

7.3 PP đo độ ẩm tương đối của KK ẩm

7.2 Các thông số đặc trưng của KK ẩm

Id

h

ϕρ

7.1 Khái niệm cơ bảnKK khôKK ẩm

7.4 Đồ thị KK ẩmĐồ thị t-dĐồ thị I-d


1/2009

p.2p.2

7.1 Khái niệm cơ bản

KK ẩm = KK khô + hơi nước

- KK khô : hỗn hợp gồm O2 + N2KK khô được xem như khí lý tưởng ở điều kiện bình thường

Theo tính chất hỗn hợp khí:

ha ppp +=

ha TTT ==

ha GGG +=KK khô

KK ẩm (T, G, p)

Ta Ga pa

Th Gh ph Thường phân áp suất ph của hơi nước trong không khí ẩm rất nhỏ (15-20 mmHg)

- Tùy theo giá trị (Th, ph) của hơi nước trong KK ẩm

Hơi bão hòa ẩm

Hơi quá nhiệtHơi nước trong KK ẩm sẽ ở trạng thái

KK khô và KK ẩm

V = Va = Vh


1/2009

p.3p.3

Ví dụ 1: xác định trạng thái của hơi nước trong KK ẩm ở các điều kiện sau

T

s

x = 1

x =

0 x = const

3 2 1

a) Không khí có nhiệt độ T = 25oC, phân áp suất của hơi nước trong KK là ph = 20 mmHg

b) Không khí có nhiệt độ T = 25oC, phân áp suất của hơi nước trong KK là ph = 35 mmHg

Đáp án: HƠI QUÁ NHIỆT

Đáp án: HƠI BÃO HÒA ẨM

?


1/2009

p.4p.4

Phân loại KK ẩm: KK ẩm có thể có 1 trong 3 trạng thái

T

s

x = 1

x =

0

D B

pB= phbh

TA

pA= ph

a) KK ẩm chưa bão hòa

A

tồn tại khi chứa hơi nước ở trạng thái HƠI QUÁ NHIỆT (Điểm A) : ph < phbh

Còn có thể nhận tiếp được hơi nước

b) KK ẩm bão hòa

tồn tại khi có chứa hơi nước ở trạng thái BÃO HÒA KHÔ (Điểm B): pB = phbh

Đồ thị T-s của hơi nước trong KK ẩm

c) KK ẩm quá bão hòa

+ hơi nước

+ hơi nước

khi có chứa hơi nước ở trạng thái BÃO HÒA ẨM

(Điểm D)

Trạng thái không bền vững trở về KK ẩm bão hòa + 1 lượng nước ngưng tụ

- Giữ nhiệt độ KK không thay đổi (T= const)


1/2009

p.5p.5

T

x = 1

x = 0

B

CTđs

pB= phbhKK ẩm chưa bão hòa

(trạng thái A) là trạng thái thường gặp trong thực tế

KK ẩm chưa bão hòa (A) có thể chuyển sang trạng thái KK ẩm bão hòa bằng 2 cách sau:

* Cách 1:tăng lượng hơi nước bay hơi vào KK tăng phân áp suất của hơi nước đến khi đạt trạng thái bão hòa B

Đường AB

* 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 thái bão hòa C (TC = Tđs: nhiệt độ đọng sương)

Đường AC

ATA

pA= ph

s

T

x = 1

x = 0

Tđs

ATA

p = const

s


1/2009

p.6p.6

Ví dụ 2: nhiệt độ đọng sương

C

Trạng thái KK trước (A) và sau (C) khi làm lạnh


1/2009

p.7p.7

7.2 Các thông số đặc trưng của KK ẩmĐộ ẩm tuyệt đối

Gh : khối lượng hơi nước chứa trong khối KK ẩm

V : Thể tích khối KK ẩm

Chú ý: a) độ ẩm tuyệt đối không quan trọng bằng độ ẩm tương đốib) Vì phân áp suất của hơi nước trong KK ẩm rất nhỏ có

thể xem hơi nước trong KK ẩm là khí lý tưởng.

TRGVp hhh =

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

( )gkg

TRp

TRph

hhhhh 15015.0

27325*18

8314

10*75015 5

==+

==⇒= ρρ

hay TRp hhh ρ=

)/( 3mkgVGh

h =ρpt (1)


1/2009

p.8p.8

Độ ẩm tương đối

==hbh

h

GG

ϕKhối lượng hơi nước đang chứa trong khối KK

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

74 71 71 74 81 84 84 85 86 85 82 78( )%ϕ

* Công thức tính ϕ

TRVpTRVp

GG

hhbh

hh

hbh

h

//

==ϕhbh

h

pp

=ϕ (%) pt (2)


1/2009

p.9p.9

hbh

h

pp

=ϕ* Ý nghĩa công thứcT

s

x = 1

x =

0

B

phbh

ATA

ph Muốn xác định phbh tại nhiệt độ T

Từ nhiệt độ T (oC) tra bảng “Nước và hơi nước bão hòa” theo nhiệt độ

Áp suất phbh

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 ?

T = 25oC tra bảng “Nước vàhơi nước bão hòa”theo nhiệt độ %6363.0

7.2315

===ϕ

phbh = 0.03166 (bar) = 23.7 mmHg


1/2009

p.10p.10

Độ chứa hơi Khối lượng hơi nước trong khối KK ẩm

Khối lượng không khí khô trong khối KK ẩm==

a

h

GG

d

( kg/kga )

Ta có: TRVp

Gh

hh =

TRVp

Ga

aa =

188314

298314

a

h

h

a

a

h

pp

RR

pp

d ==

h

h

ppp

d−

= 622.0

với p = pa + ph

Ví dụ 5: KK ẩm ở áp suất p = 1bar, nhiệt độ 25oC có độ ẩm tương đối Hỏi độ chứa hơi d của KK ẩm là bao nhiêu ?

6.0=ϕ

T = 25oC phbh = 0.03166 (bar) akgkgd /012.003166.0*6.01

03166.0*6.0622.0 =−

=

hayhbh

hbh

ppp

dϕ

ϕ−

= 622.0 (kg/kga)pt (3)


1/2009

p.11p.11

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

ih (kJ/kgh): entanpi của hơi nước có trong KK ẩm

ia (kJ/kga): entanpi của KK khô có trong KK ẩm( )ha idiI *+=

Nếu qui ước chọn điểm gốc tại t = 0oC và p = 101.325 kPa thì:

tia 006.1=

tih 84.177.2500 +=với t (oC) : nhiệt độ KK ẩm

( ) dttI 84.177.2500006.1 ++=

( ) dttI 22500 ++≈

Ví dụ 6: KK ẩm ở áp suất p = 1bar, nhiệt độ 25oC có độ ẩm tương đối Xác định Entanpi I của KK ẩm ?

6.0=ϕ

Từ Ví dụ 5 d = 0.012 kg/kga ( ) 6.55012.025*2250025 =++=I(kJ/kga)

(kJ/kga) pt (4)


1/2009

p.12p.12

7.3 Nhiệt độ nhiệt kế ướt và phương pháp đo độẩm tương đối của KK

* Để xác định độ chứa hơi d và độ ẩm tương đối ϕ của KK ẩm phải dùngphương pháp đo gián tiếp : Phương pháp NHIỆT KẾ ƯỚT

Nhiệt độ nhiệt kế KHÔtk (oC)

Nhiệt độ nhiệt kế ƯỚTtư (oC)

Dòng KK ẩm Bấc nhúng nước

- Nhiệt độ dòng KK ẩm được đo bằng tk

- tư là nhiệt độ của bấc nhúng nước, tư phụ thuộc vào tốc độ bay hơi của nước vào KK ẩm quanh bấc

( )uk ttf −=ϕ


1/2009

p.13p.13

Độ chứa hơi d của dòng KK ẩm được tính bằng công thức:

( )nuh

ukupa

iirdttc

d−

+−= kg/kga

với:cpa : nhiệt dung riêng đẳng áp của không khí khô kgKkJc pa /1≈

tư, tk : nhiệt độ nhiệt kế ướt và nhiệt kế khô (oC)

r : tra từ bảng hơi nước bão hòa ứng với tưih : entanpi của hơi nước trong KK ẩm ứng với nhiệt độ tk kh ti 84.177.2500 +=inư : entanpi của nước trên bấc ứng với nhiệt độ tư )/(18.4 kgkJti unu =

dư : độ chứa hơi của KK ẩm bão hòa trên bề mặt bấc ứng với nhiệt độ tư 1

)(

1622.0−

=

uhbh

u

tpp

d

)(622.0 khbh tpp

dd

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

+=ϕ

Ví dụ 7: tham khảo Ví dụ 7.1 trong sách “Nhiệt động lực học kỹ thuật”


1/2009

p.14p.14

Tóm tắt các công thức quan trọng về KK ẩm

hbh

h

hbh

h

pp

GG

==ϕ

- Độ ẩm tương đối

(%)

Muốn xác định phbh tại nhiệt độ T

Từ nhiệt độ T (oC) tra bảng “Nước và hơi nước bão hòa” theo nhiệt độ Áp suất phbh

h

h

ppp

d−

= 622.0

chú ý: p = pa + ph

hayhbh

hbh

ppp

dϕ

ϕ−

= 622.0 (kg/kga)

- Độ chứa hơi

- Entanpi của KK ẩm

( ) dttI 22500 ++≈ (kJ/kga) với t (oC) : nhiệt độ KK ẩm


1/2009

p.15p.15

7.4 Đồ thị KK ẩmĐể 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-dhoặc

Nguyên tắc sử dụng:

Từ 2 thông số nào đó đã biết của KK ẩm trong số Độ ẩm tương đối ϕ (%)

Nhiệt độ t (oC)Phân áp suất hơi nước ph

Độ chứa hơi d (g/kga)

Entanpi KK ẩm I (kJ/kga)Xác định được VỊ TRÍcủa KK ẩm trên đồ thị

Các thông số còn lại


1/2009

p.16p.16

Đồ thị I-d của KK ẩmEn

tanp

i I(k

cal/k

g K

K k

hô)

Độ chứa hơi d (g/kg KK khô)

p h(m

mH

g)d1

p h1

ϕ = 5%

ϕ = 100%

ϕ = 20%

ϕ = 60%

I = const

t = const

- Ví dụ 8: KK ẩm ở 25oC có ϕ = 60%

t = 25oCϕ = 60%I = ?

d = ?- Tìm nhiệt độ đọng sương tđsvà nhiệt độ nhiệt kế ướt tư

tđs

ϕ = 60%t = 25oC

ϕ = 60%

t = 25oC

ϕ = 100%

I = const

tưϕ = 100%

I = const

Đồ thị t-d của KK ẩm


1/2009

p.17p.17

Nhiệt độ t (oC)

Độ

chứa

hơi

d (g

/kg a

)

Entanp

i I (kJ

/kga)

ϕ = 100 %

ϕ = 60 %

tk = 25oCtđs tư

d = const


1/2009

p.18p.18

Phòng 5m x 5m x 3m

T = 25 oC

p = 100 kPa

ϕ = 75 %

Bài tập 1:Xác định:

- Độ chứa hơi d (g/kga)

- Entanpi I (kJ/kga)

- Khối lượng hơi nước trong phòng

- 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.

BÀI TẬP

BÀI GIẢIBài tập 1:

T = 25oC phbh = 0.03166 bar

Suy ra:

ah

h kgkgpp

pd /015.0

023745.01023745.0622.0622.0 =

−=

−=

ph = ϕ ∗ phbh = 0.023745 bar

( ) akgkJdttI /25.63015.0*)25*22500(2522500 =++=++≈

kgTRVp

Gh

hh 294.1

)27325(*18

83143*5*5*10*023745.0 5

=+

==

Đồ thị I-d akggd /15≈

aa kgkJkgkcalI /63/15 =≈


1/2009

p.19p.19

ng i so n: ts. hà anh tùng 1/2009 Đhbk tp hcm trinh_nhiet dong luc hoc/c7_1_khong khi am.pdf ·...

Documents