Capacidad calorífica del aire kcal m3. Propiedades físicas del aire: densidad, viscosidad, capacidad calorífica específica. Densidad del aire dependiendo de la temperatura.
Transporte de energía (transporte en frío) Humedad del aire. Capacidad calorífica y entalpía del aire.Humedad del aire. Capacidad calorífica y entalpía del aire.
El aire atmosférico es una mezcla de aire seco y vapor de agua (del 0,2% al 2,6%). Por tanto, el aire casi siempre puede considerarse húmedo.
La mezcla mecánica de aire seco y vapor de agua se llama aire húmedo o una mezcla de aire y vapor. El máximo contenido posible de humedad vaporosa en el aire. m p.n. depende de la temperatura t y presión PAG mezclas. cuando cambia t Y PAG el aire puede pasar de un estado inicialmente insaturado a un estado de saturación con vapor de agua, y luego el exceso de humedad comenzará a precipitarse en el volumen de gas y en las superficies circundantes en forma de niebla, escarcha o nieve.
Los principales parámetros que caracterizan el estado del aire húmedo son: temperatura, presión, volumen específico, contenido de humedad, humedad absoluta y relativa, peso molecular, constante de gas, capacidad calorífica y entalpía.
Según la ley de Dalton para mezclas de gases. presión total del aire húmedo (P) es la suma de las presiones parciales del aire seco P c y del vapor de agua P p: P = P c + P p.
De manera similar, el volumen V y la masa m de aire húmedo estarán determinados por las relaciones:
V = V c + V p, m = m c + m p.
Densidad Y volumen específico de aire húmedo (v) definido:
Peso molecular del aire húmedo:
donde B es la presión barométrica.
Dado que la humedad del aire aumenta continuamente durante el proceso de secado y la cantidad de aire seco en la mezcla de vapor y aire permanece constante, el proceso de secado se juzga por cómo cambia la cantidad de vapor de agua por 1 kg de aire seco y todos los indicadores de la La mezcla vapor-aire (capacidad calorífica, contenido de humedad, entalpía, etc.) se refiere a 1 kg de aire seco ubicado en aire húmedo.
d = m p / m c, g/kg, o, X = m p / m c.
Humedad absoluta del aire- masa de vapor en 1 m 3 de aire húmedo. Este valor es numéricamente igual a .
Humedad relativa - es la relación entre la humedad absoluta del aire no saturado y la humedad absoluta del aire saturado en determinadas condiciones:
aquí, pero más a menudo la humedad relativa se especifica como porcentaje.
Para la densidad del aire húmedo es válida la siguiente relación:
Calor especifico aire húmedo:
c = c c + c p ×d/1000 = c c + c p ×X, kJ/(kg× °C),
donde c c es la capacidad calorífica específica del aire seco, c c = 1,0;
c p - capacidad calorífica específica del vapor; con n = 1,8.
La capacidad calorífica del aire seco a presión constante y pequeños rangos de temperatura (hasta 100 o C) para cálculos aproximados puede considerarse constante, igual a 1,0048 kJ/(kg × ° C). Para vapor sobrecalentado, la capacidad calorífica isobárica promedio a presión atmosférica y los grados bajos de sobrecalentamiento también pueden considerarse constantes e iguales a 1,96 kJ/(kg×K).
Entalpía (i) del aire húmedo- este es uno de sus principales parámetros, que se utiliza ampliamente en los cálculos plantas de secado principalmente para determinar el calor gastado en la evaporación de la humedad de los materiales secos. La entalpía del aire húmedo se refiere a un kilogramo de aire seco en una mezcla de vapor y aire y se determina como la suma de las entalpías del aire seco y el vapor de agua, es decir
i = i c + i p ×Х, kJ/kg.
Al calcular la entalpía de mezclas, el punto de partida para las entalpías de cada componente debe ser el mismo. Para cálculos de aire húmedo, podemos suponer que la entalpía del agua es cero a 0 o C, luego también contamos la entalpía del aire seco a partir de 0 o C, es decir, i in = c in *t = 1,0048t.
Bajo capacidad calorífica específica Las sustancias entienden la cantidad de calor que se debe sumar o restar a una unidad de sustancia (1 kg, 1 m 3, 1 mol) para cambiar su temperatura en un grado.
Dependiendo de la unidad de una sustancia determinada, se distinguen las siguientes capacidades caloríficas específicas:
Capacidad calorífica masiva CON, referido a 1 kg de gas, J/(kg∙K);
Capacidad calorífica molar µС, referido a 1 kmol de gas, J/(kmol∙K);
Capacidad calorífica volumétrica CON', referido a 1 m 3 de gas, J/(m 3 ∙K).
Las capacidades caloríficas específicas están relacionadas entre sí mediante la relación:
Dónde υ norte- volumen específico de gas en condiciones normales(n.s.), m3/kg; µ - masa molar gas, kg/kmol.
La capacidad calorífica de un gas ideal depende de la naturaleza del proceso de suministro (o eliminación) de calor, de la atomicidad del gas y de la temperatura (la capacidad calorífica de los gases reales también depende de la presión).
Relación entre masa isobárica Con p e isocórico CV Las capacidades caloríficas se establecen mediante la ecuación de Mayer:
C P - C V = R, (1.2)
Dónde R – constante del gas, J/(kg∙K).
Cuando se calienta un gas ideal en un recipiente cerrado de volumen constante, el calor se gasta solo en cambiar la energía del movimiento de sus moléculas, y cuando se calienta a presión constante, debido a la expansión del gas, se realiza simultáneamente trabajo contra fuerzas externas. .
Para capacidades caloríficas molares, la ecuación de Mayer tiene la forma:
µС р - µС v = µR, (1.3)
Dónde µR=8314J/(kmol∙K) – constante universal de los gases.
Volumen de gas ideal V n, reducido a condiciones normales, se determina a partir de la siguiente relación:
(1.4)
Dónde rn– presión en condiciones normales, rn= 101325 Pa = 760 mm Hg; Tennesse– temperatura en condiciones normales, Tennesse= 273,15 K; punto, V t, t t– presión de funcionamiento, volumen y temperatura del gas.
La relación entre la capacidad calorífica isobárica y la isocórica se denota por k y llama índice adiabático:
(1.5)
De (1.2) y teniendo en cuenta (1.5) obtenemos:
Para cálculos precisos, la capacidad calorífica promedio está determinada por la fórmula:
(1.7)
En los cálculos térmicos de diversos equipos, a menudo se determina la cantidad de calor necesaria para calentar o enfriar gases:
Q = C∙m∙(t 2 - t 1), (1.8)
Q = C′∙V norte∙(t 2 - t 1), (1.9)
Dónde V n– volumen de gas en condiciones estándar, m3.
Q = µC∙ν∙(t 2 - t 1), (1.10)
Dónde ν – cantidad de gas, kmol.
Capacidad calorífica. Usar la capacidad calorífica para describir procesos en sistemas cerrados
De acuerdo con la ecuación (4.56), el calor se puede determinar si se conoce el cambio de entropía S del sistema. Sin embargo, el hecho de que la entropía no pueda medirse directamente crea algunas complicaciones, especialmente al describir procesos isocóricos e isobáricos. Es necesario determinar la cantidad de calor utilizando una cantidad medida experimentalmente.
Este valor puede ser la capacidad calorífica del sistema. Mayoría definición general la capacidad calorífica se deriva de la expresión de la primera ley de la termodinámica (5.2), (5.3). En base a esto, cualquier capacidad del sistema C con respecto al trabajo del tipo m está determinada por la ecuación
C m = dA m / dP m = P m d e g m / dP m , (5.42)
donde C m es la capacidad del sistema;
P m y g m son, respectivamente, el potencial generalizado y la coordenada de estado de tipo m.
El valor C m muestra cuánto trabajo de tipo m se debe realizar en determinadas condiciones para cambiar el m-ésimo potencial generalizado del sistema por su unidad de medida.
El concepto de capacidad de un sistema en relación con un trabajo particular en termodinámica se usa ampliamente solo cuando se describe la interacción térmica entre el sistema y el medio ambiente.
La capacidad del sistema en relación al calor se llama capacidad calorífica y viene dada por la igualdad
C = d e Q / dT = Td e S calor / dT. (5.43)
De este modo, La capacidad calorífica se puede definir como la cantidad de calor que se debe impartir a un sistema para cambiar su temperatura en un Kelvin.
La capacidad calorífica, al igual que la energía interna y la entalpía, es una cantidad extensa proporcional a la cantidad de materia. En la práctica, se utiliza la capacidad calorífica por unidad de masa de una sustancia: capacidad calorífica específica, y la capacidad calorífica por mol de la sustancia, – capacidad calorífica molar. La capacidad calorífica específica en el SI se expresa en J/(kg K) y la capacidad molar en J/(mol K).
Las capacidades caloríficas específicas y molares están relacionadas por la relación:
C mol = C venció a M, (5.44)
donde M es el peso molecular de la sustancia.
Distinguir capacidad calorífica verdadera (diferencial), determinado a partir de la ecuación (5.43) y que representa el incremento elemental de calor con un cambio infinitesimal de temperatura, y capacidad calorífica media, que es la relación entre la cantidad total de calor y el cambio total de temperatura en un proceso dado:
Q/DT. (5.45)
La relación entre la capacidad calorífica específica verdadera y media se establece mediante la relación
A presión o volumen constante, el calor y, en consecuencia, la capacidad calorífica adquieren las propiedades de una función de estado, es decir, se convierten en características del sistema. Son estas capacidades caloríficas: C P isobárica (a presión constante) y C V isocórica (a volumen constante) las que se utilizan más ampliamente en termodinámica.
Si el sistema se calienta a un volumen constante, entonces, de acuerdo con la expresión (5.27), la capacidad calorífica isocórica C V se escribe en la forma
C V = 
. (5.48)
Si el sistema se calienta a presión constante, entonces, de acuerdo con la ecuación (5.32), la capacidad calorífica isobárica С Р aparece en la forma
CP = 
. (5.49)
Para encontrar la conexión entre С Р y С V, es necesario derivar la expresión (5.31) con respecto a la temperatura. Para un mol de gas ideal, esta expresión, teniendo en cuenta la ecuación (5.18), se puede representar como
H = U + pV = U + RT. (5.50)
dH/dT = dU/dT + R, (5.51)
y la diferencia entre las capacidades caloríficas isobáricas e isocóricas de un mol de un gas ideal es numéricamente igual a la constante universal de los gases R:
C R - C V = R . (5.52)
La capacidad calorífica a presión constante es siempre mayor que la capacidad calorífica a volumen constante, ya que calentar una sustancia a presión constante va acompañado de un trabajo de expansión del gas.
Utilizando la expresión de la energía interna de un gas monoatómico ideal (5.21), obtenemos el valor de su capacidad calorífica para un mol de un gas monoatómico ideal:
C V = dU/dT = d(3/2 RT)dT = 3/2 R » 12,5 J/(mol K); (5.53)
C P = 3/2R + R = 5/2 R » 20,8 J/(mol K). (5.54)
Por lo tanto, para gases ideales monoatómicos C V y C p no dependen de la temperatura, ya que todos los suministrados energía térmica se gasta únicamente en acelerar el movimiento hacia adelante. Para las moléculas poliatómicas, junto con un cambio en el movimiento de traslación, también puede ocurrir un cambio en el movimiento intramolecular de rotación y vibración. Para las moléculas diatómicas, generalmente se tiene en cuenta el movimiento de rotación adicional, como resultado de lo cual los valores numéricos de sus capacidades caloríficas son:
CV = 5/2 R » 20,8 J/(mol K); (5.55)
C p = 5/2 R + R = 7/2 R » 29,1 J/(mol K). (5.56)
A lo largo del camino, abordaremos las capacidades caloríficas de sustancias en otros estados de agregación (excepto gaseosos). Para estimar las capacidades caloríficas de compuestos químicos sólidos, a menudo se utiliza la regla de aditividad aproximada de Neumann y Kopp, según la cual la capacidad calorífica molar de los compuestos químicos en estado sólido es igual a la suma de las capacidades caloríficas atómicas de los elementos incluidos en un compuesto dado. Por tanto, la capacidad calorífica de un complejo compuesto químico Teniendo en cuenta la regla de Dulong y Petit se puede estimar de la siguiente manera:
C V = 25 n J/(mol K), (5,57)
donde n es el número de átomos en las moléculas de los compuestos.
Las capacidades caloríficas de líquidos y sólidos cerca del punto de fusión (cristalización) son casi iguales. Cerca del punto de ebullición normal, la mayoría de los líquidos orgánicos tienen una capacidad calorífica específica de 1700 - 2100 J/kg K. En los intervalos entre estas temperaturas de transición de fase, la capacidad calorífica del líquido puede variar significativamente (dependiendo de la temperatura). EN vista general La dependencia de la capacidad calorífica de los sólidos de la temperatura en el rango de 0 a 290 K en la mayoría de los casos queda bien expresada por la ecuación semiempírica de Debye (para red cristalina) en la zona temperaturas bajas
C P » C V = eT 3, (5.58)
en el que el coeficiente de proporcionalidad (e) depende de la naturaleza de la sustancia (constante empírica).
La dependencia de la capacidad calorífica de gases, líquidos y sólidos de la temperatura a temperaturas normales y altas se suele expresar mediante ecuaciones empíricas en forma de series de potencias:
C P = a + bT + cT 2 (5.59)
C P = a + bT + c"T -2, (5.60)
donde a, b, cyc" son coeficientes de temperatura empíricos.
Volviendo a la descripción de procesos en sistemas cerrados utilizando el método de la capacidad calorífica, escribamos algunas de las ecuaciones dadas en el párrafo 5.1 en una forma ligeramente diferente.
proceso isocórico. Expresando la energía interna (5.27) en términos de capacidad calorífica, obtenemos
dU V = dQ V = U 2 – U 1 = C V dT = C V dT . (5.61)
Teniendo en cuenta que la capacidad calorífica de un gas ideal no depende de la temperatura, la ecuación (5.61) se puede escribir de la siguiente manera:
DU V = Q V = U 2 - U 1 = C V DT . (5.62)
Para calcular el valor de la integral (5.61) para gases mono y poliatómicos reales, es necesario conocer la forma específica de la dependencia funcional C V = f(T) tipo (5.59) o (5.60).
Proceso isobárico. Para el estado gaseoso de una sustancia, la primera ley de la termodinámica (5.29) para este proceso, teniendo en cuenta el trabajo de expansión (5.35) y utilizando el método de la capacidad calorífica, se escribe de la siguiente manera:
Q P = C V DT + RDT = C P DT = DH (5.63)
Q Р = DH Р = H 2 – H 1 = C Р dT. (5.64)
Si el sistema es un gas ideal y la capacidad calorífica С Р no depende de la temperatura, la relación (5.64) se convierte en (5.63). Para resolver la ecuación (5.64), que describe un gas real, es necesario conocer la forma específica de la dependencia C p = f(T).
Proceso isotérmico. Cambio en la energía interna de un gas ideal en un proceso que ocurre a temperatura constante
dU T = CV dT = 0. (5.65)
Proceso adiabático. Dado que dU = C V dT, entonces para un mol de gas ideal el cambio de energía interna y el trabajo realizado son iguales, respectivamente:
DU = C V dT = C V (T 2 - T 1); (5.66)
Una piel = -DU = C V (T 1 - T 2). (5.67)
Análisis de ecuaciones que caracterizan varios procesos termodinámicos en las condiciones: 1) p = const; 2) V = constante; 3) T = const y 4) dQ = 0 muestra que todos ellos pueden representarse mediante la ecuación general:
pV n = const. (5.68)
En esta ecuación, el indicador “n” puede tomar valores de 0 a ¥ para diferentes procesos:
1. isobárico (n = 0);
2. isotérmico (n = 1);
3. isocórico (n = ¥);
4. adiabático (n = g; donde g = C P /C V – coeficiente adiabático).
Las relaciones resultantes son válidas para un gas ideal y representan una consecuencia de su ecuación de estado, y los procesos considerados son manifestaciones particulares y limitantes de procesos reales. Los procesos reales, por regla general, son intermedios, ocurren con valores arbitrarios de "n" y se denominan procesos politrópicos.
Si comparamos el trabajo de expansión de un gas ideal producido en los procesos termodinámicos considerados con el cambio de volumen de V 1 a V 2, entonces, como puede verse en la Fig. 5.2, mejor trabajo la expansión ocurre en un proceso isobárico, menos en un proceso isotérmico y aún menos en un proceso adiabático. Para un proceso isocórico, el trabajo es cero.
Arroz. 5.2. P = f (V) – dependencia de varios procesos termodinámicos (las áreas sombreadas caracterizan el trabajo de expansión en el proceso correspondiente)
Trabajo de laboratorio No. 1
Definición de isobara de masa
capacidad calorífica del aire
La capacidad calorífica es el calor que se debe agregar a una cantidad unitaria de una sustancia para calentarla en 1 K. Una cantidad unitaria de una sustancia se puede medir en kilogramos, metros cúbicos en condiciones normales. condiciones físicas y kilomoles. Un kilomol de gas es la masa de gas en kilogramos, numéricamente igual a su peso molecular. Así, existen tres tipos de capacidades caloríficas: masa c, J/(kg⋅K); s′ volumétrico, J/(m3⋅K) y molar, J/(kmol⋅K). Dado que un kilomol de gas tiene una masa μ veces mayor que un kilogramo, no se introduce una designación separada para la capacidad calorífica molar. Relaciones entre capacidades caloríficas:
donde = 22,4 m3/kmol es el volumen de un kilomol de un gas ideal en condiciones físicas normales; – densidad del gas en condiciones físicas normales, kg/m3.
La verdadera capacidad calorífica de un gas es la derivada del calor con respecto a la temperatura:
El calor suministrado al gas depende del proceso termodinámico. Puede determinarse mediante la primera ley de la termodinámica para procesos isocóricos e isobáricos:
Aquí está el calor suministrado a 1 kg de gas en un proceso isobárico; – cambio en la energía interna del gas; – trabajo de los gases contra fuerzas externas.
Esencialmente, la fórmula (4) formula la primera ley de la termodinámica, de la que se desprende la ecuación de Mayer:
Si ponemos = 1 K, entonces, es decir significado fisico La constante de los gases es el trabajo realizado por 1 kg de gas en un proceso isobárico cuando su temperatura cambia en 1 K.
La ecuación de Mayer para 1 kilomol de gas tiene la forma
donde = 8314 J/(kmol⋅K) es la constante universal de los gases.
Además de la ecuación de Mayer, las capacidades caloríficas de masa isobárica e isocórica de los gases están relacionadas entre sí a través del exponente adiabático k (Tabla 1):
Tabla 1.1
Valores de exponentes adiabáticos para gases ideales
Atomicidad de los gases | |
Gases monoatómicos | |
gases diatómicos | |
Gases triatómicos y poliatómicos |
OBJETIVO DEL TRABAJO
Consolidación de conocimientos teóricos sobre las leyes básicas de la termodinámica. Desarrollo práctico Método para determinar la capacidad calorífica del aire basándose en el balance energético.
Determinación experimental de la capacidad calorífica de la masa específica del aire y comparación del resultado obtenido con el valor de referencia.
1.1. Descripción de la configuración del laboratorio.
La instalación (Fig. 1.1) consta de un tubo de latón 1 con diámetro interior d =
= 0,022 m, en cuyo extremo hay un calentador eléctrico con aislamiento térmico 10. Un flujo de aire se mueve dentro de la tubería, que se suministra 3. El flujo de aire se puede regular cambiando la velocidad del ventilador. El tubo 1 contiene un tubo de presión total 4 y un exceso de presión estática 5, que están conectados a los manómetros 6 y 7. Además, en el tubo 1 está instalado un termopar 8, que puede moverse a lo largo de la sección transversal simultáneamente con el tubo de presión total. La magnitud de la fem del termopar se determina mediante el potenciómetro 9. El calentamiento del aire que se mueve a través de la tubería se regula mediante un autotransformador de laboratorio 12 cambiando la potencia del calentador, que está determinada por las lecturas del amperímetro 14 y el voltímetro 13. La temperatura del aire a la salida del calentador se determina mediante el termómetro 15.
1.2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Flujo de calor del calentador, W:
donde I – actual, A; U – voltaje, V; = 0,96; =
= 0,94 – coeficiente de pérdida de calor.
Fig.1.1. Diagrama de configuración experimental:
1 – tubería; 2 – confuso; 3 – ventilador; 4 – tubo para medir la presión dinámica;
5 – tubería; 6, 7 – manómetros de presión diferencial; 8 – termopar; 9 – potenciómetro; 10 – aislamiento;
11 – calentador eléctrico; 12 – autotransformador de laboratorio; 13 – voltímetro;
14 – amperímetro; 15 – termómetro
Flujo de calor absorbido por el aire, W:
donde m – flujo másico de aire, kg/s; – experimental, capacidad calorífica isobárica de masa del aire, J/(kg K); – temperatura del aire a la salida de la sección de calefacción y a la entrada de la misma, °C.
Flujo másico de aire, kg/s:
. (1.10)
Aquí - velocidad media aire en la tubería, m/s; d - diámetro interno tuberías, m; – densidad del aire a temperatura, que se obtiene mediante la fórmula kg/m3:
, (1.11)
donde = 1,293 kg/m3 – densidad del aire en condiciones físicas normales; B – presión, mm. rt. calle; – exceso de presión estática de aire en la tubería, mm. agua Arte.
Las velocidades del aire están determinadas por la presión dinámica en cuatro secciones iguales, m/s:
¿Dónde está la presión dinámica, mm? agua Arte. (kgf/m2); g = 9,81 m/s2 – aceleración de caída libre.
Velocidad media del aire en la sección transversal del tubo, m/s:
La capacidad calorífica de la masa isobárica promedio del aire se determina a partir de la fórmula (1.9), en la que se sustituye el flujo de calor de la ecuación (1.8). El valor exacto de la capacidad calorífica del aire a la temperatura media del aire se encuentra en la tabla de capacidades caloríficas medias o en la fórmula empírica, J/(kg⋅K):
. (1.14)
Error relativo del experimento, %:
. (1.15)
1.3. Realización del experimento y procesamiento.
resultados de la medición
El experimento se lleva a cabo en la siguiente secuencia.
1. Se enciende el soporte del laboratorio y luego de establecer el modo estacionario, se toman las siguientes lecturas:
Presión de aire dinámica en cuatro puntos de secciones de tubería iguales;
Presión de aire estática excesiva en la tubería;
Corriente I, A y tensión U, V;
Temperatura del aire de entrada, °C (termopar 8);
Temperatura de salida, °C (termómetro 15);
Presión barométrica B, mm. rt. Arte.
El experimento se repite para el siguiente modo. Los resultados de la medición se ingresan en la Tabla 1.2. Los cálculos se realizan en la tabla. 1.3.
Tabla 1.2
tabla de medidas
Nombre de la cantidad | |||
Temperatura de entrada de aire, °C | |||
Temperatura del aire de salida, °C |
|||
Presión de aire dinámica, mm. agua Arte. | |||
Presión de aire estática excesiva, mm. agua Arte. |
|||
Presión barométrica B, mm. rt. Arte. |
|||
Tensión U, V |
Tabla 1.3
tabla de cálculo
Nombre de las cantidades |
|
|||
Presión dinámica, N/m2 | ||||
Temperatura media del flujo de entrada, °C |
TEMPERATURA. Se mide tanto en Kelvin (K) como en grados Celsius (°C). El tamaño Celsius y el tamaño Kelvin son los mismos para las diferencias de temperatura. Relación entre temperaturas:
t = T - 273,15K,
Dónde t— temperatura, °C, t— temperatura, k.
PRESIÓN. Presión de aire húmedo pag y sus componentes se miden en Pa (Pascal) y múltiples unidades (kPa, GPa, MPa).
Presión barométrica del aire húmedo. pb igual a la suma de las presiones parciales del aire seco alfiler y vapor de agua p p :
p segundo = p c + p p
DENSIDAD. Densidad del aire húmedo. ρ , kg/m3, es la relación entre la masa de la mezcla de aire y vapor y el volumen de esta mezcla:
ρ = M/V = M en /V + M p /V
La densidad del aire húmedo se puede determinar mediante la fórmula.
ρ = 3,488 p b /T - 1,32 p p /T
GRAVEDAD ESPECÍFICA . Gravedad específica aire húmedo γ es la relación entre el peso del aire húmedo y el volumen que ocupa, N/m 3. La densidad y la gravedad específica están relacionadas por la relación
ρ = γ/g,
Dónde gramo— aceleración en caída libre igual a 9,81 m/s 2 .
HUMEDAD DEL AIRE. Contenido de vapor de agua en el aire. caracterizado por dos cantidades: humedad absoluta y relativa.
Absoluto humedad del aire. la cantidad de vapor de agua, kg o g, contenida en 1 m 3 de aire.
Relativo humedad del aire φ
, Expresado en %. la relación entre la presión parcial del vapor de agua contenida en el aire y la presión parcial del vapor de agua en el aire cuando está completamente saturado con vapor de agua p.p. :
φ = (p p /p pb) 100%
La presión parcial del vapor de agua en aire húmedo saturado se puede determinar a partir de la expresión
lg p p.n. = 2,125 + (156 + 8,12t h.n.)/(236 + t h.n.),
Dónde t v.n.— temperatura del aire saturado húmedo, °C.
PUNTO DE ROCÍO. La temperatura a la cual la presión parcial del vapor de agua p p contenida en el aire húmedo es igual a la presión parcial del vapor de agua saturado p p.n. a la misma temperatura. A la temperatura del rocío, la humedad del aire comienza a condensarse.
d = M p / M en
d = 622p p / (p b - p p) = 6,22φp pb (p b - φp pb /100)
CALOR ESPECIFICO. La capacidad calorífica específica del aire húmedo c, kJ/(kg * °C) es la cantidad de calor necesaria para calentar 1 kg de una mezcla de aire seco y vapor de agua en 10 y referido a 1 kg de aire seco:
c = c c + c p d /1000,
Dónde c en- promedio calor especifico aire seco, tomado en el rango de temperatura 0-1000C igual a 1,005 kJ/(kg * °C); c p es la capacidad calorífica específica promedio del vapor de agua, igual a 1,8 kJ/(kg * °C). Para cálculos prácticos al diseñar sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, se permite utilizar la capacidad calorífica específica del aire húmedo c = 1,0056 kJ/(kg * °C) (a una temperatura de 0°C y una presión barométrica de 1013,3 GPa)
ENTALPÍA ESPECÍFICA. La entalpía específica del aire húmedo es la entalpía. I, kJ, referido a 1 kg de masa de aire seco:
yo = 1,005t + (2500 + 1,8068t)d/1000,
o I = ct + 2,5d
COEFICIENTE DE EXPANSIÓN VOLUMÉTRICA . Coeficiente de temperatura expansión volumétrica
α = 0,00367 ºC -1
o α = 1/273 °C -1.
PARÁMETROS DE LA MEZCLA
.
Temperatura de la mezcla de aire
t cm = (M 1 t 1 + M 2 t 2) / (M 1 + M 2)
re cm = (M 1 re 1 + M 2 re 2) / (M 1 + M 2)
Entalpía específica de la mezcla de aire.
Yo cm = (M 1 Yo 1 + M 2 Yo 2) / (M 1 + M 2)
Dónde M1, M2- masa de aire mezclado
CLASES DE FILTROS
| Solicitud | clase de limpieza | Grado de purificación | ||||
| Estándares | DIN 24185 DIN 24184 |
EN 779 | EUROVENT 4/5 | ES 1882 | ||
| Filtro grueso sin altos requisitos a la pureza del aire | limpieza dura | UE1 | G1 | UE1 | — | A% |
| Un filtro utilizado para altas concentraciones de polvo con limpieza profunda, aire acondicionado y ventilación por extracción con bajos requisitos de pureza del aire interior. | 65 | |||||
| UE2 | G2 | UE2 | — | 80 | ||
| UE3 | G3 | UE3 | — | 90 | ||
| UE4 | G4 | UE4 | — | |||
| Separación de polvo fino en equipos de ventilación utilizados en estancias con altos requisitos de calidad del aire. Filtro para una filtración muy fina. La segunda etapa de purificación (purificación adicional) en habitaciones con requisitos medios de pureza del aire. | limpieza fina | UE5 | UE5 | UE5 | — | MI% |
| 60 | ||||||
| UE6 | UE6 | UE6 | — | 80 | ||
| UE7 | UE7 | UE7 | — | 90 | ||
| UE8 | UE8 | UE8 | — | 95 | ||
| UE9 | UE9 | UE9 | — | |||
| Limpieza de polvo ultrafino. Se utiliza en habitaciones con mayores requisitos de pureza del aire ("sala limpia"). Purificación final del aire en salas con equipos de precisión, quirófanos, salas de cuidados intensivos y en la industria farmacéutica. | Limpieza extrafina | — | — | — | UE5 | CON% |
| 97 | ||||||
| — | — | — | UE6 | 99 | ||
| — | — | — | UE7 | 99,99 | ||
| — | — | — | UE8 | 99,999 | ||
CÁLCULO DE POTENCIA CALORÍFICA
| Calefacción, °C | ||||||||||
| metros cúbicos / hora | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
| 100 | 0.2 | 0.3 | 0.5 | 0.7 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.5 | 1.7 |
| 200 | 0.3 | 0.7 | 1.0 | 1.4 | 1.7 | 2.0 | 2.4 | 2.7 | 3.0 | 3.4 |
| 300 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.6 | 4.1 | 4.6 | 5.1 |
| 400 | 0.7 | 1.4 | 2.0 | 2.7 | 3.4 | 4.1 | 4.7 | 5.4 | 6.1 | 6.8 |
| 500 | 0.8 | 1.7 | 2.5 | 3.4 | 4.2 | 5.1 | 5.9 | 6.8 | 7.6 | 8.5 |
| 600 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.1 | 5.1 | 6.1 | 7.1 | 8.1 | 9.1 | 10.1 |
| 700 | 1.2 | 2.4 | 3.6 | 4.7 | 5.9 | 7.1 | 8.3 | 9.5 | 10.7 | 11.8 |
| 800 | 1.4 | 2.7 | 4.1 | 5.4 | 6.8 | 8.1 | 9.5 | 10.8 | 12.2 | 13.5 |
| 900 | 1.5 | 3.0 | 4.6 | 6.1 | 7.6 | 9.1 | 10.7 | 12.2 | 13.7 | 15.2 |
| 1000 | 1.7 | 3.4 | 5.1 | 6.8 | 8.5 | 10.1 | 11.8 | 13.5 | 15.2 | 16.9 |
| 1100 | 1.9 | 3.7 | 5.6 | 7.4 | 9.3 | 11.2 | 13.0 | 14.9 | 16.7 | 18.6 |
| 1200 | 2.0 | 4.1 | 6.1 | 8.1 | 10.1 | 12.2 | 14.2 | 16.2 | 18.3 | 20.3 |
| 1300 | 2.2 | 4.4 | 6.6 | 8.8 | 11.0 | 13.2 | 15.4 | 17.6 | 19.8 | 22.0 |
| 1400 | 2.4 | 4.7 | 7.1 | 9.5 | 11.8 | 14.2 | 16.6 | 18.9 | 21.3 | 23.7 |
| 1500 | 2.5 | 5.1 | 7.6 | 10.1 | 12.7 | 15.2 | 17.8 | 20.3 | 22.8 | 25.4 |
| 1600 | 2.7 | 5.4 | 8.1 | 10.8 | 13.5 | 16.2 | 18.9 | 21.6 | 24.3 | 27.1 |
| 1700 | 2.9 | 5.7 | 8.6 | 11.5 | 14.4 | 17.2 | 20.1 | 23.0 | 25.9 | 28.7 |
| 1800 | 3.0 | 6.1 | 9.1 | 12.2 | 15.2 | 18.3 | 21.3 | 24.3 | 27.4 | 30.4 |
| 1900 | 3.2 | 6.4 | 9.6 | 12.8 | 16.1 | 19.3 | 22.5 | 25.7 | 28.9 | 32.1 |
| 2000 | 3.4 | 6.8 | 10.1 | 13.5 | 16.9 | 20.3 | 23.7 | 27.1 | 30.4 | 33.8 |
NORMAS Y REGULACIONES
SNiP 2.01.01-82 – Climatología y geofísica de la construcción
Información sobre condiciones climáticas territorios específicos.
SNiP 2.04.05-91* - Calefacción, ventilación y aire acondicionado
Estos códigos de construcción deben observarse al diseñar calefacción, ventilación y aire acondicionado en las instalaciones de edificios y estructuras (en lo sucesivo, edificios). Al diseñar, también se deben cumplir los requisitos de calefacción, ventilación y aire acondicionado de SNiP para los edificios y locales correspondientes, así como las normas departamentales y otros documentos reglamentarios aprobados y acordados por el Comité Estatal de Construcción de Rusia.
SNiP 2.01.02-85* - Normas de seguridad contra incendios
Estas normas deben observarse al desarrollar proyectos de edificios y estructuras.
Estas normas establecen la clasificación técnica contra incendios de edificios y estructuras, sus elementos, estructuras de construccion, materiales, así como requisitos generales de seguridad contra incendios para soluciones estructurales y de planificación de locales, edificios y estructuras. para varios propósitos.
Estos estándares se complementan y aclaran con los requisitos de seguridad contra incendios establecidos en SNiP parte 2 y otros. documentos reglamentarios, aprobado o acordado por Gosstroy.
SNiP II-3-79* - Ingeniería de calefacción para la construcción
Estos estándares ingeniería de calefacción de construcción Se debe tener en cuenta al diseñar estructuras de cerramiento (externas y paredes interiores, tabiques, revestimientos, techos de áticos y entre pisos, pisos, relleno de aberturas: ventanas, faroles, puertas, portones) de edificios y estructuras nuevas y reconstruidas para diversos fines (residencial, público, industrial y auxiliar empresas industriales, agrícola y de almacén, con temperatura normalizada o temperatura y humedad relativa del aire interno).
SNiP II-12-77 - Protección acústica
Estos códigos y regulaciones deben seguirse al diseñar la protección contra el ruido para garantizar niveles permitidos presión sonora y niveles de sonido en habitaciones en lugares de trabajo en edificios de producción y auxiliares y en sitios de empresas industriales, en residencial y edificios públicos, así como en zonas residenciales de ciudades y otras zonas pobladas.
SNiP 2.08.01-89* - Edificios residenciales
Estas normas y reglas se aplican al diseño de edificios residenciales (edificios de apartamentos, incluidos edificios de apartamentos para personas mayores y familias con personas discapacitadas que utilizan sillas de ruedas, en lo sucesivo denominadas familias con personas discapacitadas, así como dormitorios) con una altura de hasta 25 pisos inclusive.
Estas reglas y regulaciones no se aplican al diseño de inventarios y edificios móviles.
SNiP 2.08.02-89* - Edificios y estructuras públicas
Estas normas y reglamentos se aplican al diseño de edificios y estructuras públicos (hasta 16 pisos inclusive), así como a locales públicos integrados en edificios residenciales. Al diseñar locales públicos integrados en edificios residenciales, también debe guiarse por SNiP 2.08.01-89* (Edificios residenciales).
SNiP 2.09.04-87* - Edificios administrativos y domésticos
Estas normas se aplican al diseño de instalaciones administrativas y edificios domesticos hasta 16 pisos de altura inclusive y locales empresariales. Estas normas no se aplican al diseño de edificios administrativos y locales públicos.
Al diseñar edificios que se están reconstruyendo en relación con la ampliación, reconstrucción o reequipamiento técnico de empresas, se permiten desviaciones de estos estándares en términos de parámetros geométricos.
SNiP 2.09.02-85* - Edificios industriales
Estas normas se aplican al diseño de edificios y locales industriales. Estas normas no se aplican al diseño de edificios y locales para la producción y almacenamiento de explosivos y medios de voladura, edificios subterráneos y móviles (de inventario).
SNiP 111-28-75 - Reglas para la producción y aceptación del trabajo.
Las pruebas de puesta en marcha de los sistemas instalados de ventilación y aire acondicionado se llevan a cabo de acuerdo con los requisitos de SNiP 111-28-75 "Reglas para la producción y aceptación del trabajo" después de las pruebas mecánicas de ventilación y equipos eléctricos relacionados. El objetivo de las pruebas de puesta en servicio y ajuste de los sistemas de ventilación y aire acondicionado es establecer el cumplimiento de sus parámetros operativos con los indicadores de diseño y estándar.
Antes de que comiencen las pruebas, las unidades de ventilación y aire acondicionado deben funcionar de forma continua y adecuada durante 7 horas.
Durante las pruebas de arranque se debe realizar lo siguiente:
- Comprobación del cumplimiento de los parámetros equipo instalado y elementos de los dispositivos de ventilación adoptados en el proyecto, así como el cumplimiento de la calidad de su fabricación e instalación con los requisitos de las Especificaciones y SNiP.
- Detección de fugas en conductos de aire y otros elementos del sistema.
- Comprobación del cumplimiento de los datos de diseño de los caudales volumétricos de aire que pasan a través de los dispositivos de entrada y distribución de aire de instalaciones generales de ventilación y climatización.
- Comprobación del cumplimiento de los datos del pasaporte de los equipos de ventilación en cuanto a rendimiento y presión.
- Comprobación del calentamiento uniforme de calentadores. (Si no hay refrigerante durante la estación cálida, no se comprueba el calentamiento uniforme de los calentadores)
TABLA DE CANTIDADES FÍSICAS
| Constantes fundamentales | ||
| Constante de Avogadro (número) | N / A | 6,0221367(36)*10 23 moles -1 |
| constante universal de gas | R | 8,314510(70)J/(mol*K) |
| constante de Boltzmann | k=R/NA | 1,380658(12)*10 -23 J/K |
| Temperatura cero absoluta | 0K | -273.150C |
| Velocidad del sonido en el aire en condiciones normales. | 331,4 m/s | |
| aceleración de la gravedad | gramo | 9,80665 m/s2 |
| Longitud (m) | ||
| micrón | μ(μm) | 1 µm = 10 -6 m = 10 -3 cm |
| angstrom | - | 1 - = 0,1 nm = 10 -10 m |
| patio | yarda | 0,9144 m = 91,44 cm |
| pie | pie | 0,3048 m = 30,48 cm |
| pulgada | en | 0,0254 m = 2,54 cm |
| Área, m2) | ||
| yarda cuadrada | yarda 2 | 0,8361 m2 |
| pie cuadrado | pies 2 | 0,0929 m2 |
| pulgada cuadrada | en 2 | 6,4516cm2 |
| Volumen, m3) | ||
| Yarda cúbica | yarda 3 | 0,7645m3 |
| pie cubico | pies 3 | 28,3168dm3 |
| pulgada cúbica | en 3 | 16.3871cm3 |
| galón (inglés) | chica (Reino Unido) | 4.5461dm3 |
| galón (EE.UU.) | gal (Estados Unidos) | 3,7854dm3 |
| pinta (inglés) | punto (Reino Unido) | 0,5683dm3 |
| pinta seca (EE.UU.) | pt seco (EE. UU.) | 0,5506dm3 |
| pinta líquida (EE. UU.) | liq pt (Estados Unidos) | 0,4732dm3 |
| onza líquida (inglés) | onzas líquidas (Reino Unido) | 29,5737cm3 |
| onza líquida (EE.UU.) | onzas líquidas (EE. UU.) | 29,5737cm3 |
| bushel (Estados Unidos) | bu (Estados Unidos) | 35,2393dm3 |
| barril seco (EE.UU.) | barril (Estados Unidos) | 115.628dm3 |
| Peso (kg) | ||
| libra | libra | 0,4536 kilogramos |
| babosa | babosa | 14,5939 kilogramos |
| abuela | gramo | 64,7989 mg |
| onza comercial | onz | 28,3495 gramos |
| Densidad (kg/m3) | ||
| libra por pie cúbico | libras/pie 3 | 16,0185 kg/m3 |
| libra por pulgada cúbica | libras/pulg 3 | 27680 kg/m3 |
| slug por pie cúbico | slug/pie 3 | 515,4 kg/m3 |
| Temperatura termodinámica (K) | ||
| grado Rankine | °R | 5/9K |
| Temperatura (K) | ||
| grados Fahrenheit | °F | 5/9K; t°C = 5/9*(t°F - 32) |
| Fuerza, peso (N o kg*m/s 2) | ||
| Newton | norte | 1kg*m/s2 |
| libra | pdl | 0,1383H |
| libras | libras | 4.4482H |
| kilogramo-fuerza | kgf | 9.807H |
| Gravedad específica (N/m3) | ||
| lbf por pulgada cúbica | lbf/pie 3 | 157,087 N/m3 |
| Presión (Pa o kg/(m*s 2) o N/m 2) | ||
| pascal | Pensilvania | 1 N/m2 |
| hectopascal | GPa | 10 2 años |
| kilopascal | kPa | 10 3 Pa |
| bar | bar | 10 5 N/m 2 |
| la atmósfera es física | Cajero automático | 1,013*105N/m2 |
| milímetro de mercurio | mm Hg | 1,333*102N/m2 |
| kilogramo-fuerza por centímetro cúbico | kgf/cm3 | 9,807*104N/m2 |
| libra por pie cuadrado | pdl/pie 2 | 1,4882 N/m2 |
| libras por pie cuadrado | lbf/pie 2 | 47,8803 N/m2 |
| lbf por pulgada cuadrada | lbf/pulg 2 | 6894,76 N/m2 |
| pie de agua | ftH2O | 2989,07 N/m2 |
| pulgada de agua | en H2O | 249,089 N/m2 |
| pulgada de mercurio | en Hg | 3386,39 N/m2 |
| Trabajo, energía, calor (J o kg * m 2 / s 2 o N * m) | ||
| joule | j | 1 kg*m 2 /s 2 = 1 N*m |
| caloría | California | 4,187J |
| kilocaloría | calorías | 4187J |
| kilovatio-hora | kWh | 3,6*106J |
| Unidad Térmica Británica | BTU | 1055,06J |
| libra-pie | pies*pdl | 0,0421J |
| pies-lbf | pies*lbf | 1,3558J |
| atmósfera de litro | l*cajero automático | 101.328J |
| Potencia, W) | ||
| libra pie por segundo | pies*pdl/s | 0,0421W |
| pies-libras por segundo | pies*lbf/s | 1,3558 vatios |
| Caballo de fuerza(Inglés) | caballos de fuerza | 745,7 vatios |
| unidad térmica británica por hora | BTU/h | 0,2931W |
| kilogramo-fuerza metro por segundo | kgf*m/s | 9,807 vatios |
| Flujo másico (kg/s) | ||
| libra de masa por segundo | lbm/s | 0,4536 kg/s |
| Coeficiente de conductividad térmica (W/(m*K)) | ||
| Unidad térmica británica por segundo pie-grado Fahrenheit | Btu/(s*pies*gradosF) | 6230,64 W/(m*K) |
| Coeficiente de transferencia de calor (W/(m 2 *K)) | ||
| Unidad térmica británica por segundo - pies cuadrados grados Fahrenheit | Btu/(s*pies 2 *gradosF) | 20441,7 W/(m2*K) |
| Coeficiente de difusividad térmica, viscosidad cinemática (m 2 /s) | ||
| alimenta | Calle | 10-4m2/s |
| centistokes | cSt (cSt) | 10-6 m2/s = 1 mm2/s |
| pies cuadrados por segundo | pies 2 /s | 0,0929 m2/s |
| Viscosidad dinámica (Pa*s) | ||
| equilibrio | P(P) | 0,1 Pa*s |
| centipoise cP | (sp) | 10 6 Pa*s |
| libra segundo por pie cuadrado | pdt*s/pies 2 | 1.488 Pa*s |
| libra fuerza segundo por pie cuadrado | lbf*s/pie 2 | 47,88 Pa*s |
| Capacidad calorífica específica (J/(kg*K)) | ||
| calorias por gramo grados centigrados | cal/(g*°C) | 4,1868*10 3 J/(kg*K) |
| Unidad térmica británica por libra grado Fahrenheit | Btu/(lb*grados F) | 4187 J/(kg*K) |
| Entropía específica (J/(kg*K)) | ||
| Unidad térmica británica por libra grado Rankine | Btu/(lb*grados) | 4187 J/(kg*K) |
| Densidad de flujo de calor (W/m2) | ||
| kilocaloría por metro cuadrado - hora | Kcal/(m 2 *h) | 1.163W/m2 |
| Unidad térmica británica por pie cuadrado - hora | Btu/(pies 2 *h) | 3.157W/m2 |
| Permeabilidad a la humedad de las estructuras de construcción. | ||
| kilogramo por hora por metro milímetro de columna de agua | kg/(h*m*mm H2O) | 28,3255 mg(s*m*Pa) |
| Permeabilidad volumétrica de estructuras de construcción. | ||
| metro cúbico por hora por metro-milímetro de columna de agua | m 3 /(h*m*mm H 2 O) | 28,3255*10 -6 m 2 /(s*Pa) |
| El poder de la luz | ||
| candela | cd | unidad básica SI |
| Iluminación (lx) | ||
| lujo | DE ACUERDO | 1 cd*sr/m 2 (sr - estereorradián) |
| ph | ph (ph) | 10 4 litros |
| Brillo (cd/m2) | ||
| estilete | st (st) | 10 4 cd/m 2 |
| liendre | nt (nt) | 1cd/m2 |
Grupo de empresas INROST