Havoning issiqlik sig'imi kkal m3. Havoning fizik xossalari: zichligi, yopishqoqligi, solishtirma issiqlik sig'imi. Haroratga qarab havo zichligi

Transport energiyasi (sovuq transport) Havoning namligi. Havoning issiqlik sig'imi va entalpiyasi

Havoning namligi. Havoning issiqlik sig'imi va entalpiyasi

Atmosfera havosi quruq havo va suv bug'ining aralashmasi (0,2% dan 2,6% gacha). Shunday qilib, havo deyarli har doim nam deb hisoblanishi mumkin.

Quruq havo va suv bug'ining mexanik aralashmasi deyiladi nam havo yoki havo-bug 'aralashmasi. Havodagi bug 'namligining mumkin bo'lgan maksimal miqdori m p.n. haroratga bog'liq t va bosim P aralashmalar. Qachon u o'zgaradi t Va P havo dastlab to'yinmagan holatdan suv bug'i bilan to'yingan holatga o'tishi mumkin, keyin esa ortiqcha namlik gaz hajmida va o'rab turgan sirtlarda tuman, sovuq yoki qor shaklida cho'kishni boshlaydi.

Nam havoning holatini tavsiflovchi asosiy parametrlar: harorat, bosim, solishtirma hajm, namlik, mutlaq va nisbiy namlik, molekulyar og'irlik, gaz doimiyligi, issiqlik sig'imi va entalpiya.

Gaz aralashmalari uchun Dalton qonuniga ko'ra nam havoning umumiy bosimi (P) quruq havo P c va suv bug'ining qisman bosimining yig'indisi P p: P = P c + P p.

Xuddi shunday, nam havoning V hajmi va m massasi quyidagi munosabatlar bilan aniqlanadi:

V = V c + V p, m = m c + m p.

Zichlik Va nam havoning o'ziga xos hajmi (v) belgilangan:

Nam havoning molekulyar og'irligi:

Bu erda B - barometrik bosim.

Quritish jarayonida havo namligi doimiy ravishda oshib borishi va bug '-havo aralashmasidagi quruq havo miqdori doimiy bo'lib qolishi sababli, quritish jarayoni 1 kg quruq havo uchun suv bug'ining miqdori qanday o'zgarishi va barcha ko'rsatkichlar bilan baholanadi. bug '-havo aralashmasi (issiqlik sig'imi, namlik, entalpiya va boshqalar) nam havoda joylashgan 1 kg quruq havoni anglatadi.

d = m p / m c, g / kg, yoki, X = m p / m c.

Havoning mutlaq namligi- 1 m 3 nam havodagi bug'ning massasi. Bu qiymat son jihatdan ga teng.

Nisbiy namlik - ma'lum sharoitlarda to'yinmagan havoning mutlaq namligining to'yingan havoning mutlaq namligiga nisbati:

bu erda, lekin ko'pincha nisbiy namlik foiz sifatida ko'rsatilgan.

Nam havoning zichligi uchun quyidagi bog'liqlik amal qiladi:

Maxsus issiqlik nam havo:

c = c c + c p ×d/1000 = c c + c p ×X, kJ/(kg× °C),

bu erda c c - quruq havoning solishtirma issiqlik sig'imi, c c = 1,0;

c p - bug'ning solishtirma issiqlik sig'imi; n = 1,8 bilan.

Taxminiy hisob-kitoblar uchun doimiy bosim va kichik harorat oralig'ida (100 o C gacha) quruq havoning issiqlik sig'imi 1,0048 kJ / (kg × ° C) ga teng doimiy deb hisoblanishi mumkin. O'ta qizdirilgan bug 'uchun o'rtacha izobarik issiqlik sig'imi da atmosfera bosimi va past darajada qizib ketish ham doimiy va 1,96 kJ/(kg×K) ga teng deb qabul qilinishi mumkin.

Nam havoning entalpiyasi (i).- bu uning asosiy parametrlaridan biri bo'lib, hisob-kitoblarda keng qo'llaniladi quritadigan o'simliklar asosan quritilgan materiallardan namlik bug'lanishiga sarflangan issiqlikni aniqlash uchun. Nam havoning entalpiyasi bug'-havo aralashmasidagi bir kilogramm quruq havoga aytiladi va quruq havo va suv bug'ining entalpiyalarining yig'indisi sifatida aniqlanadi, ya'ni.

i = i c + i p ×X, kJ/kg.

Aralashmalarning entalpiyasini hisoblashda har bir komponentning entalpiyalari uchun boshlang'ich nuqta bir xil bo'lishi kerak. Nam havoni hisoblash uchun 0 o C da suvning entalpiyasi nolga teng deb faraz qilishimiz mumkin, keyin quruq havoning entalpiyasini ham 0 o C dan hisoblaymiz, ya'ni i in = c in *t = 1,0048t.

ostida o'ziga xos issiqlik sig'imi moddalar, uning haroratini bir darajaga o'zgartirish uchun moddaning bir birligiga (1 kg, 1 m 3, 1 mol) qo'shilishi yoki ayirilishi kerak bo'lgan issiqlik miqdorini tushunadi.

Berilgan moddaning birligiga qarab quyidagi o'ziga xos issiqlik sig'imlari ajratiladi:

Massa issiqlik sig'imi BILAN, 1 kg gazga tegishli, J/(kg∙K);

Molar issiqlik sig'imi µS, 1 kmol gazga tegishli, J/(kmol∙K);

Volumetrik issiqlik sig'imi BILAN', 1 m 3 gazga tegishli, J / (m 3 ∙K).

Maxsus issiqlik sig'imlari bir-biriga bog'liq bo'ladi:

Qayerda y n- gazning solishtirma hajmi at normal sharoitlar(n.s.), m 3 / kg; µ - molyar massa gaz, kg/kmol.

Ideal gazning issiqlik sig'imi issiqlikni berish (yoki olib tashlash) jarayonining tabiatiga, gazning atomligiga va haroratga bog'liq (haqiqiy gazlarning issiqlik sig'imi bosimga ham bog'liq).

Massa izobarikasi o'rtasidagi bog'liqlik P bilan va izoxorik REZYUME Issiqlik sig'imlari Mayer tenglamasi bilan belgilanadi:

C P - C V = R, (1.2)

Qayerda R - gaz doimiysi, J/(kg∙K).

Ideal gaz doimiy hajmli yopiq idishda qizdirilganda issiqlik faqat uning molekulalarining harakat energiyasini o'zgartirishga sarflanadi va doimiy bosimda qizdirilganda gazning kengayishi hisobiga bir vaqtning o'zida tashqi kuchlarga qarshi ish bajariladi. .

Molyar issiqlik sig'imlari uchun Mayer tenglamasi quyidagi ko'rinishga ega:

µS r - µS v = µR, (1.3)

Qayerda µR=8314J/(kmol∙K) – universal gaz doimiysi.

Ideal gaz hajmi V n, normal holatga tushirilgan, quyidagi munosabatdan aniqlanadi:

(1.4)

Qayerda R n- normal sharoitda bosim; R n= 101325 Pa = 760 mmHg; T n- normal sharoitda harorat; T n= 273,15 K; Pt, Vt, T t– gazning ish bosimi, hajmi va harorati.

Izobarik va izoxorik issiqlik sig'imi nisbati bilan belgilanadi k va qo'ng'iroq qiling adiabatik indeks:

(1.5)

(1.2) dan va (1.5) ni hisobga olgan holda biz quyidagilarni olamiz:

To'g'ri hisob-kitoblar uchun o'rtacha issiqlik quvvati quyidagi formula bo'yicha aniqlanadi:

(1.7)

Har xil asbob-uskunalarning termal hisob-kitoblarida gazlarni isitish yoki sovutish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori ko'pincha aniqlanadi:

Q = C∙m∙(t 2 - t 1), (1.8)

Q = C′∙V n∙(t 2 - t 1), (1.9)

Qayerda V n– standart sharoitda gaz hajmi, m3.

Q = µC∙n∙(t 2 - t 1), (1.10)

Qayerda ν – gaz miqdori, kmol.

Issiqlik quvvati. Jarayonlarni tavsiflash uchun issiqlik quvvatidan foydalanish yopiq tizimlar

(4.56) tenglamaga muvofiq, agar tizim S entropiyasining o'zgarishi ma'lum bo'lsa, issiqlikni aniqlash mumkin. Biroq, entropiyani to'g'ridan-to'g'ri o'lchash mumkin emasligi, ayniqsa, izoxorik va izobar jarayonlarni tavsiflashda ba'zi qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. Eksperimental tarzda o'lchangan miqdor yordamida issiqlik miqdorini aniqlash kerak.


Bu qiymat tizimning issiqlik quvvati bo'lishi mumkin. Ko'pchilik umumiy ta'rif issiqlik sig'imi termodinamikaning birinchi qonuni (5.2), (5.3) ifodasidan kelib chiqadi. Unga asoslanib, S sistemaning m tipidagi ishga nisbatan har qanday sig'imi tenglama bilan aniqlanadi

C m = dA m / dP m = P m d e g m / dP m, (5.42)

bu erda C m - tizim sig'imi;

P m va g m mos ravishda m tipidagi umumlashtirilgan potentsial va holat koordinatasidir.

C m qiymati tizimning m-umumlashtirilgan potentsialini uning o'lchov birligi bo'yicha o'zgartirish uchun berilgan sharoitlarda m turdagi ishni qancha bajarish kerakligini ko'rsatadi.

Termodinamikada ma'lum bir ish bilan bog'liq tizimning sig'imi tushunchasi faqat tizim va atrof-muhit o'rtasidagi issiqlik o'zaro ta'sirini tavsiflashda keng qo'llaniladi.

Tizimning issiqlikka nisbatan quvvati issiqlik sig'imi deb ataladi va tenglik bilan beriladi

C = d e Q / dT = Td e S issiqlik / dT. (5,43)

Shunday qilib, Issiqlik sig'imi tizimning haroratini bir Kelvinga o'zgartirish uchun tizimga berilishi kerak bo'lgan issiqlik miqdori sifatida aniqlanishi mumkin.

Issiqlik sig'imi, ichki energiya va entalpiya kabi, moddaning miqdoriga mutanosib bo'lgan ekstensiv miqdordir. Amalda, moddaning birlik massasi uchun issiqlik sig'imi ishlatiladi - o'ziga xos issiqlik sig'imi, va moddaning bir moliga issiqlik sig'imi, - molar issiqlik sig'imi. SIda solishtirma issiqlik sig'imi J/(kg K), molyar sig'im esa J/(mol K) da ifodalanadi.

O'ziga xos va molyar issiqlik sig'imlari quyidagilar bilan bog'liq:

C mol = C urish M, (5,44)

bu erda M - moddaning molekulyar og'irligi.

Farqlash haqiqiy (differensial) issiqlik sig'imi, (5.43) tenglamadan aniqlanadi va haroratning cheksiz kichik o'zgarishi bilan issiqlikning elementar o'sishini ifodalaydi va o'rtacha issiqlik quvvati, Bu issiqlikning umumiy miqdorining ma'lum bir jarayondagi umumiy harorat o'zgarishiga nisbati:

Q/DT. (5,45)

Haqiqiy va o'rtacha solishtirma issiqlik sig'imi o'rtasidagi bog'liqlik munosabatlar bilan belgilanadi

Doimiy bosim yoki hajmda issiqlik va shunga mos ravishda issiqlik sig'imi davlat funktsiyasining xususiyatlarini oladi, ya'ni. tizimining xususiyatlariga aylanadi. Aynan shu issiqlik sig'imlari - izobar C P (doimiy bosimda) va izoxorik C V (doimiy hajmda) termodinamikada eng ko'p qo'llaniladi.

Agar tizim doimiy hajmda qizdirilsa, u holda (5.27) ifodaga muvofiq izoxorik issiqlik sig'imi C V ko'rinishda yoziladi.

C V = . (5.48)

Agar tizim doimiy bosimda qizdirilsa, (5.32) tenglamaga muvofiq, izobarik issiqlik sig'imi SR ko'rinishida paydo bo'ladi.

C P = . (5.49)

SR va S V o'rtasidagi bog'lanishni topish uchun (5.31) ifodani haroratga nisbatan farqlash kerak. Bir mol ideal gaz uchun (5.18) tenglamani hisobga olgan holda bu ifoda quyidagicha ifodalanishi mumkin.

H = U + pV = U + RT. (5,50)

dH/dT = dU/dT + R, (5.51)

va bir mol ideal gaz uchun izobar va izoxorik issiqlik sig'imlari orasidagi farq son jihatdan universal gaz doimiysi R ga teng:

C R - C V = R. (5,52)

Doimiy bosimdagi issiqlik sig'imi doimiy hajmdagi issiqlik sig'imidan har doim kattaroqdir, chunki moddani doimiy bosimda isitish gazni kengaytirish ishlari bilan birga keladi.

Ideal bir atomli gazning ichki energiyasi (5.21) ifodasidan foydalanib, biz bir mol ideal bir atomli gaz uchun uning issiqlik sig'imi qiymatini olamiz:

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)

Shunday qilib, monotomik ideal gazlar uchun C V va C p haroratga bog'liq emas, chunki hamma berilgan issiqlik energiyasi faqat oldinga harakatni tezlashtirishga sarflanadi. Ko'p atomli molekulalar uchun translatsiya harakatining o'zgarishi bilan birga aylanish va tebranish molekula ichidagi harakatning o'zgarishi ham sodir bo'lishi mumkin. Ikki atomli molekulalar uchun odatda qo'shimcha aylanish harakati hisobga olinadi, buning natijasida ularning issiqlik sig'imlarining raqamli qiymatlari:

C V = 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)

Yo'l davomida biz boshqa (gazsimon) agregatsiya holatlaridagi moddalarning issiqlik sig'imlariga to'xtalamiz. Qattiq kimyoviy birikmalarning issiqlik sig'imlarini baholash uchun ko'pincha Neyman va Kopp qo'shimchalarining taxminiy qoidasi qo'llaniladi, unga ko'ra qattiq holatdagi kimyoviy birikmalarning molyar issiqlik sig'imi elementlarning atom issiqlik sig'imlari yig'indisiga teng. berilgan birikma. Shunday qilib, kompleksning issiqlik sig'imi kimyoviy birikma Dulong va Petit qoidasini hisobga olgan holda, uni quyidagicha baholash mumkin:

C V = 25n J/(mol K), (5,57)

bu yerda n - birikmalar molekulalaridagi atomlar soni.

Suyuqlik va qattiq jismlarning erish (kristallanish) harorati yaqinidagi issiqlik sig'imlari deyarli teng. Oddiy qaynash nuqtasiga yaqin ko'pchilik organik suyuqliklarning o'ziga xos issiqlik sig'imi 1700 - 2100 J / kg K ni tashkil qiladi. Ushbu fazali o'tish temperaturalari orasidagi intervallarda suyuqlikning issiqlik sig'imi sezilarli darajada farq qilishi mumkin (haroratga qarab). IN umumiy ko'rinish Qattiq jismlarning issiqlik sig'imining 0 dan 290 K gacha bo'lgan haroratga bog'liqligi ko'p hollarda Debayning yarim empirik tenglamasi bilan yaxshi ifodalangan. kristall panjara) hududda past haroratlar

C P » C V = eT 3, (5.58)

bunda proportsionallik koeffitsienti (e) moddaning tabiatiga bog'liq (empirik doimiy).

Gazlar, suyuqliklar va qattiq jismlarning issiqlik sig'imining oddiy va yuqori haroratdagi haroratga bog'liqligi odatda kuch seriyalari ko'rinishidagi empirik tenglamalar yordamida ifodalanadi:

C P = a + bT + cT 2 (5,59)

C P = a + bT + c" T -2, (5.60)

bu erda a, b, c va c" empirik harorat koeffitsientlari.

Issiqlik sig'imi usulidan foydalangan holda yopiq tizimlardagi jarayonlarning tavsifiga qaytsak, 5.1-bandda keltirilgan ba'zi tenglamalarni biroz boshqacha shaklda yozamiz.

Izoxorik jarayon. Ichki energiyani (5.27) issiqlik sig'imi bilan ifodalab, biz olamiz

dU V = dQ V = U 2 – U 1 = C V dT = C V dT. (5,61)

Ideal gazning issiqlik sig'imi haroratga bog'liq emasligini hisobga olib, (5.61) tenglamani quyidagicha yozish mumkin:

DU V = Q V = U 2 - U 1 = C V DT. (5,62)

Haqiqiy mono- va ko'p atomli gazlar uchun integralning (5.61) qiymatini hisoblash uchun siz C V = f (T) turdagi (5.59) yoki (5.60) funktsional bog'liqlikning o'ziga xos shaklini bilishingiz kerak.

Izobarik jarayon. Moddaning gaz holati uchun bu jarayon uchun termodinamikaning birinchi qonuni (5.29) kengayish ishini (5.35) hisobga olgan holda va issiqlik sig'imi usulidan foydalangan holda quyidagicha yoziladi:

Q P = C V DT + RDT = C P DT = DH (5.63)

Q R = DH R = H 2 – H 1 = C R dT. (5,64)

Agar tizim ideal gaz bo'lsa va issiqlik sig'imi SR haroratga bog'liq bo'lmasa, (5.64) munosabatlar (5.63) ga aylanadi. Haqiqiy gazni tavsiflovchi (5.64) tenglamani yechish uchun C p = f(T) bog'liqlikning o'ziga xos shaklini bilish kerak.

Izotermik jarayon. Doimiy haroratda sodir bo'ladigan jarayonda ideal gazning ichki energiyasining o'zgarishi

dU T = C V dT = 0. (5,65)

Adiabatik jarayon. dU = C V dT ekan, u holda bir mol ideal gaz uchun ichki energiyaning o'zgarishi va bajarilgan ish mos ravishda teng bo'ladi:

DU = C V dT = C V (T 2 - T 1); (5,66)

A mo'yna = -DU = C V (T 1 - T 2). (5,67)

Har xil termodinamik jarayonlarni tavsiflovchi tenglamalarni quyidagi sharoitlarda tahlil qilish: 1) p = const; 2) V = const; 3) T = const va 4) dQ = 0 ularning barchasini umumiy tenglama bilan ifodalash mumkinligini ko'rsatadi:

pV n = const. (5,68)

Ushbu tenglamada "n" indikatori turli jarayonlar uchun 0 dan ¥ gacha qiymatlarni olishi mumkin:

1. izobarik (n = 0);

2. izotermik (n = 1);

3. izoxorik (n = ¥);

4. adiabatik (n = g; bu erda g = C P /C V - adiabatik koeffitsient).

Olingan munosabatlar ideal gaz uchun amal qiladi va uning holat tenglamasining natijasini ifodalaydi va ko'rib chiqilgan jarayonlar real jarayonlarning o'ziga xos va cheklovchi ko'rinishidir. Haqiqiy jarayonlar, qoida tariqasida, oraliq bo'lib, "n" ning ixtiyoriy qiymatlarida sodir bo'ladi va politropik jarayonlar deb ataladi.

Agar ko'rib chiqilayotgan termodinamik jarayonlarda hosil bo'lgan ideal gazning kengayish ishini hajmning V 1 dan V 2 gacha o'zgarishi bilan solishtirsak, u holda, rasmdan ko'rinib turibdiki. 5.2, eng katta ish kengayish izobarik jarayonda, izotermik jarayonda kamroq va adiabatik jarayonda kamroq sodir bo'ladi. Izoxorik jarayon uchun ish nolga teng.

Guruch. 5.2. P = f (V) - turli termodinamik jarayonlarga bog'liqlik (soyali joylar tegishli jarayonda kengayish ishini tavsiflaydi)

Laboratoriya ishi No1

Massa izobarining ta'rifi

havoning issiqlik sig'imi

Issiqlik sig'imi - bu moddaning birlik miqdorini 1 K ga qizdirish uchun unga qo'shilishi kerak bo'lgan issiqlikdir. Moddaning birlik miqdorini normada kilogramm, kubometrda o'lchash mumkin. jismoniy sharoitlar va kilo mol. Bir kilomol gaz - bu gazning kilogrammdagi massasi, son jihatdan unga teng molekulyar og'irlik. Shunday qilib, uch turdagi issiqlik sig'imlari mavjud: massa c, J / (kg⋅K); hajmli s', J/(m3⋅K) va molyar, J/(kmol⋅K). Bir kilomol gazning massasi bir kilogrammdan m marta katta bo'lganligi sababli, molyar issiqlik sig'imi uchun alohida belgi kiritilmagan. Issiqlik quvvatlari o'rtasidagi munosabatlar:

bu yerda = 22,4 m3/kmol - normal fizik sharoitda bir kilomol ideal gaz hajmi; – normal fizik sharoitda gaz zichligi, kg/m3.

Gazning haqiqiy issiqlik sig'imi haroratga nisbatan issiqlik hosilasidir:

Gazga beriladigan issiqlik termodinamik jarayonga bog'liq. Uni izoxorik va izobar jarayonlar uchun termodinamikaning birinchi qonuni bilan aniqlash mumkin:

Bu erda izobarik jarayonda 1 kg gazga beriladigan issiqlik; - gazning ichki energiyasining o'zgarishi; - gazlarning tashqi kuchlarga qarshi ishlashi.

Asosan, formula (4) termodinamikaning 1-qonunini shakllantiradi, undan Mayer tenglamasi kelib chiqadi:

Agar = 1 K ni qo'ysak, u holda, ya'ni jismoniy ma'no gaz konstantasi - 1 kg gazning harorati 1 K ga o'zgarganda izobarik jarayonda bajargan ishi.

1 kilomol gaz uchun Mayer tenglamasi shaklga ega

bu yerda = 8314 J/(kmol⋅K) universal gaz doimiysi.

Mayer tenglamasiga qo'shimcha ravishda gazlarning izobar va izoxorik massa issiqlik sig'imlari adiabatik ko'rsatkich k orqali bir-biri bilan bog'liq (1-jadval):

1.1-jadval

Ideal gazlar uchun adiabatik ko'rsatkichlarning qiymatlari

Gazlarning atomligi

Monatomik gazlar

Ikki atomli gazlar

Uch va ko'p atomli gazlar

ISHNING MAQSADI

Termodinamikaning asosiy qonunlari bo'yicha nazariy bilimlarni mustahkamlash. Amaliy rivojlanish energiya balansi asosida havoning issiqlik sig'imini aniqlash usuli.

Havoning solishtirma massa issiqlik sig'imini eksperimental aniqlash va olingan natijani etalon qiymat bilan solishtirish.

1.1. Laboratoriya jihozlarining tavsifi

O'rnatish (1.1-rasm) ichki diametri d = bo'lgan guruch quvuridan 1 iborat
= 0,022 m, uning oxirida issiqlik izolatsiyasiga ega bo'lgan elektr isitgich mavjud 10. Quvur ichida havo oqimi harakat qiladi, u etkazib beriladi 3. Havo oqimi fan tezligini o'zgartirish orqali tartibga solinishi mumkin. Quvur 1da to'liq bosimli trubka 4 va ortiqcha statik bosim 5 mavjud bo'lib, ular bosim o'lchagichlari 6 va 7 ga ulanadi. Bundan tashqari, 1-quvurga termojuft 8 o'rnatilgan bo'lib, u to'liq bosim trubkasi bilan bir vaqtning o'zida kesma bo'ylab harakatlanishi mumkin. Termojuftning emf kattaligi potansiyometr 9 bilan aniqlanadi. Quvur orqali harakatlanayotgan havoning isishi ampermetr 14 va voltmetr 13 ko'rsatkichlari bilan aniqlanadigan isitgichning quvvatini o'zgartirish orqali laboratoriya avtotransformatori 12 yordamida tartibga solinadi. Isitgichning chiqishidagi havo harorati 15-termometr bilan aniqlanadi.

1.2. EXPERIMENTAL TARTIBI

Isitgichning issiqlik oqimi, Vt:

bu erda I - oqim, A; U – kuchlanish, V; = 0,96; =
= 0,94 - issiqlik yo'qotish koeffitsienti.

1.1-rasm. Eksperimental o'rnatish diagrammasi:

1 - quvur; 2 - chalkashtiruvchi; 3 - fan; 4 - dinamik bosimni o'lchash uchun quvur;

5 - quvur; 6, 7 – differentsial bosim o'lchagichlari; 8 - termojuft; 9 - potansiyometr; 10 - izolyatsiya;

11 - elektr isitgich; 12 – laboratoriya avtotransformatori; 13 - voltmetr;

14 - ampermetr; 15 - termometr

Havo tomonidan so'rilgan issiqlik oqimi, Vt:

bu erda m - massa havo oqimi, kg / s; – eksperimental, havoning massa izobar issiqlik sig‘imi, J/(kg K); – isitish uchastkasidan chiqish va unga kirish joyidagi havo harorati, °C.

Havoning massa oqimi, kg/s:

. (1.10)

Bu yerga - o'rtacha tezlik quvur ichidagi havo, m / s; d - ichki diametri quvurlar, m; - formula bo'yicha topilgan haroratdagi havo zichligi, kg/m3:

, (1.11)

bu erda = 1,293 kg / m3 - normal jismoniy sharoitda havo zichligi; B - bosim, mm. Hg st; – quvurdagi ortiqcha statik havo bosimi, mm. suv Art.

Havoning tezligi to'rtta teng bo'limda dinamik bosim bilan aniqlanadi, m/s:

dinamik bosim qayerda, mm. suv Art. (kgf/m2); g = 9,81 m/s2 - erkin tushish tezlashishi.

Quvur kesimidagi o'rtacha havo tezligi, m/s:

Havoning o'rtacha izobar massa issiqlik sig'imi (1.9) formula bo'yicha aniqlanadi, unga issiqlik oqimi tenglama (1.8) bilan almashtiriladi. O'rtacha havo haroratida havoning issiqlik sig'imining aniq qiymati o'rtacha issiqlik sig'imlari jadvalidan yoki J/(kg⋅K) empirik formuladan topiladi:

. (1.14)

Tajribaning nisbiy xatosi, %:

. (1.15)

1.3. Tajriba o'tkazish va qayta ishlash

o'lchov natijalari

Tajriba quyidagi ketma-ketlikda amalga oshiriladi.

1. Laboratoriya stendi yoqiladi va statsionar rejim o'rnatilgandan so'ng quyidagi ko'rsatkichlar olinadi:

Teng quvur qismlarining to'rtta nuqtasida dinamik havo bosimi;

Quvurdagi ortiqcha statik havo bosimi;

Oqim I, A va kuchlanish U, V;

Kirish havosining harorati, °C (termojuft 8);

Chiqish harorati, °C (termometr 15);

Barometrik bosim B, mm. Hg Art.

Tajriba keyingi rejim uchun takrorlanadi. O'lchov natijalari 1.2-jadvalga kiritilgan. Hisob-kitoblar jadvalda amalga oshiriladi. 1.3.

1.2-jadval

O'lchov jadvali



Miqdor nomi

Havo kirish harorati, °C

Chiqish havosining harorati, °C

Dinamik havo bosimi, mm. suv Art.

Haddan tashqari statik havo bosimi, mm. suv Art.

Barometrik bosim B, mm. Hg Art.

Voltaj U, V

1.3-jadval

Hisoblash jadvali

Miqdorlarning nomi


Dinamik bosim, N/m2

O'rtacha kirish oqimi harorati, °C

TEMPERATURA. U Kelvin (K) va Selsiy darajasida (°C) o'lchanadi. Tselsiy o'lchami va Kelvin o'lchami harorat farqlari uchun bir xil. Harorat o'rtasidagi bog'liqlik:

t = T - 273,15 K,

Qayerda t- harorat, ° C, T- harorat, K.

BOSIM. Nam havo bosimi p va uning tarkibiy qismlari Pa (Paskal) va bir nechta birliklarda (kPa, GPa, MPa) o'lchanadi.
Nam havoning barometrik bosimi p b quruq havoning qisman bosimlari yig'indisiga teng p in va suv bug'lari p p :

p b = p c + p p

Zichlik. Nam havoning zichligi ρ , kg/m3 - havo-bug 'aralashmasi massasining ushbu aralashmaning hajmiga nisbati:

r = M / V = ​​M in / V + M p / V

Nam havoning zichligi formula bo'yicha aniqlanishi mumkin

r = 3,488 p b / T - 1,32 p p / T

XUSUSIY OG'IRLIK . O'ziga xos tortishish nam havo γ nam havo og'irligining uning egallagan hajmiga nisbati, N/m 3. Zichlik va solishtirma og'irlik o'zaro bog'liqdir

r = g /g,

Qayerda g— erkin tushish tezlashuvi 9,81 m/s 2 ga teng.

HAVO NAMLIGI. Havodagi suv bug'ining miqdori. ikki miqdor bilan tavsiflanadi: mutlaq va nisbiy namlik.
Mutlaq havo namligi. 1 m 3 havodagi suv bug'ining miqdori, kg yoki g.
Qarindosh havo namligi φ , % bilan ifodalangan. havo tarkibidagi suv bug'ining qisman bosimining suv bug'i bilan to'liq to'yinganida havodagi suv bug'ining qisman bosimiga nisbati p.p. :

ph = (p p /p bp) 100%

To'yingan nam havodagi suv bug'ining qisman bosimini ifodadan aniqlash mumkin

lg p p.n. = 2,125 + (156 + 8,12t h.n.)/(236 + t h.n.),

Qayerda t v.n.— toʻyingan nam havo harorati, °C.

Shudring NOKTA. Suv bug'ining qisman bosimi bo'lgan harorat p p nam havo tarkibidagi to'yingan suv bug'ining qisman bosimiga teng p p.n. bir xil haroratda. Shudring haroratida namlik havodan kondensatsiyalana boshlaydi.

d = M p / M in

d = 622p p / (p b - p p) = 6,22php bp (p b - php bp /100)

MAXSUS ISITISH. Nam havoning solishtirma issiqlik sig'imi c, kJ/(kg * °C) 1 kg quruq havo va suv bug'i aralashmasini 10 ga qizdirish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori va 1 kg quruq havoga tegishli:

c = c c + c p d /1000,

Qayerda c in- o'rtacha o'ziga xos issiqlik quruq havo, 0-1000C harorat oralig'ida 1,005 kJ/(kg * °C) ga teng; c p - suv bug'ining o'rtacha o'ziga xos issiqlik sig'imi, 1,8 kJ / (kg * ° C) ga teng. Isitish, shamollatish va havoni tozalash tizimlarini loyihalashda amaliy hisob-kitoblar uchun nam havoning solishtirma issiqlik sig'imi c = 1,0056 kJ/(kg * °C) (0 ° C haroratda va 1013,3 barometrik bosimda) foydalanishga ruxsat beriladi. GPa)

XUSUSIY ENTALPİYA. Nam havoning o'ziga xos entalpiyasi entalpiyadir I, kJ, 1 kg quruq havo massasi uchun:

I = 1.005t + (2500 + 1.8068t) d / 1000,
yoki I = ct + 2.5d

HACMIY METRIK KENAYISH KOEFFITSIENTI . Harorat koeffitsienti hajmli kengayish

a = 0,00367 °C -1
yoki a = 1/273 °C -1.

ARAŞMA PARAMETRELARI .
Havo aralashmasi harorati

t sm = (M 1 t 1 + M 2 t 2) / (M 1 + M 2)

d sm = (M 1 d 1 + M 2 d 2) / (M 1 + M 2)

Havo aralashmasining o'ziga xos entalpiyasi

I sm = (M 1 I 1 + M 2 I 2) / (M 1 + M 2)

Qayerda M1, M2- aralash havo massasi

FILTRLAR SINFLARI

Ilova Tozalash sinfi Tozalash darajasi
Standartlar DIN 24185
DIN 24184
EN 779 EUROVENT 4/5 EN 1882
No bilan qo'pol filtr yuqori talablar havo tozaligiga Qattiq tozalash EI1 G1 EI1 A%
Qo'pol tozalash, konditsioner va egzoz ventilyatsiyasi bilan yuqori konsentratsiyali chang uchun ishlatiladigan filtr, ichki havo tozaligi uchun past talablarga ega. 65
EI2 G2 EI2 80
EI3 G3 EI3 90
EI4 G4 EI4
Havo sifati talablari yuqori bo'lgan xonalarda ishlatiladigan ventilyatsiya uskunasida mayda changni ajratish. Juda nozik filtrlash uchun filtr. Havoning tozaligi uchun o'rtacha talablarga ega bo'lgan xonalarda tozalashning ikkinchi bosqichi (qo'shimcha tozalash). Nozik tozalash EI5 EI5 EI5 E%
60
EI6 EI6 EI6 80
EI7 EI7 EI7 90
EI8 EI8 EI8 95
EI9 EI9 EI9
Ultra nozik changdan tozalash. Havoning tozaligi uchun talablar yuqori bo'lgan xonalarda ("toza xona") qo'llaniladi. Nozik uskunalar bilan jihozlangan xonalarda, jarrohlik bo'limlarida, intensiv terapiya bo'limlarida va farmatsevtika sanoatida yakuniy havo tozalash. Qo'shimcha nozik tozalash EI5 BILAN%
97
EI6 99
EI7 99,99
EI8 99,999

ISITISH QUVVATINI HISOBLASH

Isitish, ° C
m 3 / soat 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

STANDARTLAR VA reglamentlar

SNiP 2.01.01-82 - Qurilish iqlimi va geofizikasi

haqida ma'lumot iqlim sharoitlari muayyan hududlar.

SNiP 2.04.05-91* - Isitish, shamollatish va havoni tozalash

Binolar va inshootlar (bundan buyon matnda binolar deb yuritiladi) binolarida isitish, ventilyatsiya va havoni tozalashni loyihalashda ushbu qurilish qoidalariga rioya qilish kerak. Loyihalashda siz tegishli binolar va binolarning SNiP-ning isitish, shamollatish va havoni tozalash talablariga, shuningdek, Rossiya Davlat qurilish qo'mitasi tomonidan tasdiqlangan va kelishilgan idoraviy standartlarga va boshqa me'yoriy hujjatlarga rioya qilishingiz kerak.

SNiP 2.01.02-85* - Yong'in xavfsizligi standartlari

Bino va inshootlar uchun loyihalarni ishlab chiqishda ushbu standartlarga rioya qilish kerak.

Ushbu standartlar binolar va inshootlarning yong'in-texnik tasnifini, ularning elementlarini, qurilish tuzilmalari binolar, binolar va inshootlarning konstruktiv va rejalashtirish echimlari uchun materiallar, shuningdek yong'inga qarshi umumiy talablar turli maqsadlar uchun.

Ushbu standartlar SNiP 2-qismida va boshqalarda belgilangan yong'in xavfsizligi talablari bilan to'ldirilgan va aniqlangan. normativ hujjatlar, Gosstroy tomonidan tasdiqlangan yoki kelishilgan.

SNiP II-3-79* - Qurilishni isitish muhandisligi

Bu standartlar qurilish isitish muhandisligi o'rab turgan tuzilmalarni loyihalashda kuzatilishi kerak (tashqi va ichki devorlar, turli maqsadlar uchun (turar-joy, jamoat, sanoat va yordamchi) yangi va rekonstruksiya qilingan binolar va inshootlarning bo'linmalari, qoplamalari, chodir va pollar orasidagi shiftlar, pollar, teshiklarni to'ldirish: derazalar, chiroqlar, eshiklar, darvozalar. sanoat korxonalari, qishloq xo'jaligi va omborxona, standartlashtirilgan harorat yoki harorat va ichki havoning nisbiy namligi).

SNiP II-12-77 - Shovqindan himoya qilish

Shovqindan himoya qilishni ta'minlash uchun loyihalashda ushbu kodlar va qoidalarga rioya qilish kerak ruxsat etilgan darajalar ishlab chiqarish va yordamchi binolardagi ish joylaridagi xonalarda, sanoat korxonalari maydonlarida, turar-joy va binolarda ovoz bosimi va tovush darajasi. jamoat binolari, shuningdek, shaharlar va boshqa aholi punktlarining turar joylarida.

SNiP 2.08.01-89* - Turar-joy binolari

Ushbu norma va qoidalar balandligi 25 metrgacha bo'lgan turar-joy binolarini (turar-joy binolari, shu jumladan nogironlar aravachalaridan foydalanadigan keksalar va nogironligi bo'lgan oilalar uchun mo'ljallangan ko'p qavatli uylar, bundan buyon nogironlar oilalari deb yuritiladi, shuningdek yotoqxonalar) loyihalashda qo'llaniladi. Qavatlar, shu jumladan.

Ushbu qoidalar va qoidalar inventar va ko'chma binolarni loyihalashda qo'llanilmaydi.

SNiP 2.08.02-89* - Jamoat binolari va inshootlari

Ushbu qoidalar va qoidalar jamoat binolari (shu jumladan 16 qavatgacha) va inshootlarni, shuningdek turar-joy binolariga qurilgan jamoat binolarini loyihalashda qo'llaniladi. Turar-joy binolariga qurilgan jamoat binolarini loyihalashda siz qo'shimcha ravishda SNiP 2.08.01-89* (turar-joy binolari) ga amal qilishingiz kerak.

SNiP 2.09.04-87* - Ma'muriy va maishiy binolar

Ushbu standartlar ma'muriy va dizayn uchun qo'llaniladi maishiy binolar 16 qavatgacha baland inklyuziv va korxona binolari. Ushbu standartlar ma'muriy binolar va jamoat binolarini loyihalashda qo'llanilmaydi.

Korxonalarni kengaytirish, rekonstruksiya qilish yoki texnik jihatdan qayta jihozlash munosabati bilan qayta qurilayotgan binolarni loyihalashda geometrik parametrlar bo‘yicha ushbu standartlardan chetga chiqishga yo‘l qo‘yiladi.

SNiP 2.09.02-85* - Sanoat binolari

Ushbu standartlar sanoat binolari va binolarni loyihalashda qo'llaniladi. Ushbu standartlar portlovchi moddalar va portlatish vositalarini ishlab chiqarish va saqlash uchun binolar va binolarni, er osti va ko'chma (inventar) binolarni loyihalashda qo'llanilmaydi.

SNiP 111-28-75 - Ishlarni ishlab chiqarish va qabul qilish qoidalari

O'rnatilgan shamollatish va konditsioner tizimlarini ishga tushirish sinovlari ventilyatsiya va tegishli quvvat uskunalarini mexanik sinovdan o'tkazgandan so'ng, SNiP 111-28-75 "Ishlarni ishlab chiqarish va qabul qilish qoidalari" talablariga muvofiq amalga oshiriladi. Shamollatish va konditsioner tizimlarini ishga tushirish sinovlari va sozlashning maqsadi ularning ish parametrlarining dizayn va standart ko'rsatkichlarga muvofiqligini aniqlashdir.

Sinov boshlanishidan oldin shamollatish va konditsionerlar 7 soat davomida uzluksiz va to'g'ri ishlashi kerak.

Ishga tushirish sinovlari paytida quyidagilar bajarilishi kerak:

  • Parametrga muvofiqligini tekshirish o'rnatilgan uskunalar va loyihada qabul qilingan shamollatish moslamalarining elementlari, shuningdek ularni ishlab chiqarish va o'rnatish sifatining Texnik shartlar va SNiP talablariga muvofiqligi.
  • Havo kanallarida va boshqa tizim elementlarida qochqinlarni aniqlash
  • Umumiy ventilyatsiya va konditsioner qurilmalarining havo olish va tarqatish moslamalari orqali o'tadigan hajmli havo oqimlarining dizayn ma'lumotlariga muvofiqligini tekshirish
  • Ishlash va bosim uchun ventilyatsiya uskunasining pasport ma'lumotlariga muvofiqligini tekshirish
  • Isitgichlarning bir xil isitilishini tekshirish. (Yilning issiq davrida sovutish suvi bo'lmasa, isitgichlarning bir xil isishi tekshirilmaydi)

FIZIKAL MAQDORLAR JADVALI

Asosiy konstantalar
Avogadro doimiysi (son) N A 6,0221367(36)*10 23 mol -1
Universal gaz konstantasi R 8,314510(70) J/(mol*K)
Boltsman doimiysi k=R/NA 1,380658(12)*10 -23 J/K
Mutlaq nol harorat 0K -273,150C
Oddiy sharoitlarda havodagi tovush tezligi 331,4 m/s
Gravitatsiya tezlashishi g 9,80665 m/s 2
Uzunlik (m)
mikron m (mkm) 1 mkm = 10 -6 m = 10 -3 sm
angstrom - 1 - = 0,1 nm = 10 -10 m
hovli yd 0,9144 m = 91,44 sm
oyoq ft 0,3048 m = 30,48 sm
dyuym ichida 0,0254 m = 2,54 sm
Maydoni, m2)
kvadrat hovli yd 2 0,8361 m2
kvadrat fut fut 2 0,0929 m2
kvadrat dyuym 2 da 6,4516 sm 2
Hajmi, m3)
kub hovli yd 3 0,7645 m 3
kub fut fut 3 28,3168 dm 3
kub dyuym 3 da 16,3871 sm 3
gallon (ingliz) gal (Buyuk Britaniya) 4,5461 dm 3
gallon (AQSh) gal (AQSh) 3,7854 dm 3
pint (ingliz) pt (Buyuk Britaniya) 0,5683 dm 3
quruq pint (AQSh) quruq pt (AQSh) 0,5506 dm 3
suyuq pint (AQSh) liq pt (AQSh) 0,4732 dm 3
suyuqlik untsiyasi (ingliz) fl.oz (Buyuk Britaniya) 29,5737 sm 3
suyuqlik untsiyasi (AQSh) fl.oz (AQSh) 29,5737 sm 3
bushel (AQSh) bu (AQSh) 35,2393 dm 3
quruq barrel (AQSh) bbl (AQSh) 115,628 dm 3
Og'irligi (kg)
funt. funt 0,4536 kg
shilimshiq shilimshiq 14,5939 kg
gran gr 64,7989 mg
savdo untsiyasi oz 28,3495 g
Zichlik (kg/m3)
kub fut uchun funt funt/ft 3 16,0185 kg/m3
kub dyuym uchun funt lb/in 3 27680 kg/m3
kub fut uchun slug slug/ft 3 515,4 kg/m3
Termodinamik harorat (K)
Rankine darajasi °R 5/9K
Harorat (K)
Farengeyt darajalari °F 5/9 K; t°C = 5/9*(t°F - 32)
Kuch, vazn (N yoki kg*m/s 2)
Nyuton N 1 kg*m/s 2
funt pdl 0.1383 H
lbf lbf 4.4482 H
kilogramm-kuch kgf 9.807 H
O'ziga xos tortishish (N/m3)
kub dyuym uchun lbf lbf/ft 3 157,087 N/m 3
Bosim (Pa yoki kg/(m*s 2) yoki N/m 2)
paskal Pa 1 N/m 2
gektopaskal Gpa 10 2 Pa
kilopaskal kPa 10 3 Pa
bar bar 10 5 N/m 2
atmosfera jismoniy atm 1,013*10 5 N/m 2
millimetr simob mm Hg 1,333*10 2 N/m 2
kub santimetr uchun kilogramm-kuch kgf/sm 3 9,807*10 4 N/m 2
kvadrat fut uchun funt pdl/ft 2 1,4882 N/m 2
kvadrat fut uchun lbf lbf/ft 2 47,8803 N/m 2
kvadrat dyuym uchun lbf lbf/da 2 6894,76 N/m 2
oyoq suv ftH2O 2989,07 N/m 2
dyuym suv inH2O 249,089 N/m 2
dyuym simob Hg da 3386,39 N/m 2
Ish, energiya, issiqlik (J yoki kg*m 2 /s 2 yoki N*m)
joule J 1 kg * m 2 / s 2 = 1 N * m
kaloriya kal 4.187 J
kilokaloriya Kkal 4187 J
kilovatt-soat kVt/soat 3,6*10 6 J
Britaniya termal birligi Btu 1055.06 J
fut-funt ft*pdl 0,0421 J
ft-lbf ft*lbf 1.3558 J
litr-atmosfera l*atm 101.328 J
Quvvat, Vt)
soniyasiga fut funt ft*pdl/s 0,0421 Vt
sekundiga ft-lbf ft*lbf/s 1,3558 Vt
Ot kuchi(inglizcha) hp 745,7 Vt
Britaniya termal birligi soatiga Btu/soat 0,2931 Vt
sekundiga kilogramm-kuch metr kgf*m/s 9,807 Vt
Massa oqimi (kg/s)
sekundiga funt-massa funt/s 0,4536 kg/s
Issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti (Vt / (m * K))
Ikkinchi fut-daraja Farengeyt uchun Britaniya termal birligi Btu/(s*ft*degF) 6230,64 Vt/(m*K)
Issiqlik uzatish koeffitsienti (Vt/(m 2 *K))
Britaniya termal birligi soniyada - kvadrat fut daraja Farengeyt Btu/(s*ft 2 *degF) 20441,7 Vt/(m 2 *K)
Issiqlik tarqalish koeffitsienti, kinematik yopishqoqlik (m 2 / s)
Stokes St 10 -4 m 2 / s
sentistoks cSt (cSt) 10 -6 m 2 / s = 1 mm 2 / s
sekundiga kvadrat fut fut 2 / s 0,0929 m 2 / s
Dinamik yopishqoqlik (Pa*s)
vazmin P (P) 0,1 Pa*s
sentipoz cP (sp) 10 6 Pa*s
kvadrat fut uchun sekund funt pdt*s/ft 2 1,488 Pa*s
kvadrat fut uchun funt-kuch soniya lbf*s/ft 2 47,88 Pa*s
Maxsus issiqlik sig'imi (J/(kg*K))
Tselsiy bo'yicha gramm uchun kaloriya kal/(g*°C) 4,1868*10 3 J/(kg*K)
Bir funt gradus Farengeyt uchun Britaniya termal birligi Btu/(lb*degF) 4187 J/(kg*K)
Maxsus entropiya (J/(kg*K))
Bir funt gradus uchun Britaniya termal birligi Rankine Btu/(lb*degR) 4187 J/(kg*K)
Issiqlik oqimining zichligi (Vt/m2)
kvadrat metr uchun kilokaloriya - soat Kkal/(m 2 *h) 1,163 Vt/m2
Kvadrat fut uchun ingliz termal birligi - soat Btu/(ft 2 *soat) 3,157 Vt/m2
Qurilish inshootlarining namlik o'tkazuvchanligi
metr millimetr suv ustuniga soatiga kilogramm kg/(h*m*mm H 2 O) 28,3255 mg(s*m*Pa)
Qurilish inshootlarining hajmli o'tkazuvchanligi
kubometr metr-millimetr suv ustunining soatiga m 3 /(h*m*mm H 2 O) 28,3255*10 -6 m 2 /(s*Pa)
Nurning kuchi
kandela cd SI asosiy birligi
Yoritish (lx)
hashamat KELISHDIKMI 1 cd*sr/m 2 (sr - steradian)
ph ph (ph) 10 4 lx
Yorqinlik (cd/m2)
stilb st (st) 10 4 cd/m 2
nit nt (nt) 1 cd/m2

INROST kompaniyalar guruhi