Ami szükséges a munkafolyadék, ebben az esetben a levegő hőmérsékletének egy fokos megváltoztatásához. A levegő hőkapacitása közvetlenül függ a hőmérséklettől és a nyomástól. Ugyanakkor különféle módszerekkel lehet tanulmányozni a különböző típusú hőkapacitásokat.

Matematikailag a levegő hőkapacitását a hőmennyiség és a hőmérséklet növekedésének arányában fejezzük ki. Az 1 kg tömegű test hőkapacitását általában fajhőnek nevezzük. A levegő moláris hőkapacitása egy mól anyag hőkapacitása. Meghatározott hőkapacitás - J / K. Moláris hőkapacitás, J / (mol * K).

A hőkapacitás egy anyag, jelen esetben a levegő fizikai jellemzőjének tekinthető, ha a mérést állandó körülmények között végzik. Leggyakrabban ezeket a méréseket állandó nyomáson végzik. Így határozzák meg a levegő izobár hőteljesítményét. A hőmérséklet és a nyomás növekedésével nő, és ezen értékek lineáris függvénye is. Ebben az esetben a hőmérsékletváltozás állandó nyomáson következik be. Az izobár hőteljesítmény kiszámításához meg kell határozni az ál -kritikus hőmérsékletet és nyomást. Referenciaadatok felhasználásával határozzák meg.

A levegő hőkapacitása. Sajátosságok

A levegő gázkeverék. Ha figyelembe vesszük őket a termodinamikában, akkor a következő feltételezések vannak. A keverékben lévő minden gázt egyenletesen kell elosztani a térfogatban. Így a gáz térfogata egyenlő a teljes keverék térfogatával. A keverékben lévő minden gáznak saját parciális nyomása van, amelyet az edény falára gyakorol. A gázkeverék minden összetevőjének hőmérsékletének meg kell egyeznie a teljes keverék hőmérsékletével. Ebben az esetben az összes komponens résznyomásának összege megegyezik a keverék nyomásával. A levegő hőkapacitásának kiszámítását a gázkeverék összetételére és az egyes alkatrészek hőkapacitására vonatkozó adatok alapján végzik.

A fajlagos hő kétértelműen jellemzi az anyagot. A termodinamika első törvényéből azt a következtetést vonhatjuk le, hogy a test belső energiája nemcsak a kapott hőmennyiségtől függően változik, hanem a test által végzett munkától is. A hőátadási folyamat különböző körülményei között a test munkája eltérő lehet. Így a testhez juttatott azonos mennyiségű hő értékekben eltérő hőmérséklet- és belső energiaváltozásokat okozhat. Ez a jellemző csak a gáz halmazállapotú anyagokra jellemző. A szilárd anyagokkal és folyadékokkal ellentétben a gáz halmazállapotú anyagok nagymértékben megváltoztathatják a térfogatot és működhetnek. Ezért a levegő hőkapacitása határozza meg magának a termodinamikai folyamatnak a jellegét.

Állandó térfogat mellett azonban a levegő nem működik. Ezért a belső energia változása arányos a hőmérséklet változásával. Az állandó nyomású folyamat hőteljesítményének és az állandó térfogatú folyamat hőteljesítményének aránya az adiabatikus folyamat képletének része. Ezt a görög gamma betű jelöli.

A történelemből

A "hőkapacitás" és a "hőmennyiség" kifejezések nem nagyon írják le lényegüket. Ez annak köszönhető, hogy a XVIII. Században népszerű kalóriaelméletből jutottak el a modern tudományhoz. Ennek az elméletnek a követői a hőt egyfajta súlytalan anyagnak tekintették, amelyet a testek tartalmaznak. Ezt az anyagot nem lehet sem megsemmisíteni, sem létrehozni. A testek hűtését és felmelegedését a kalóriatartalom csökkenésével, illetve növekedésével magyarázták. Idővel ezt az elméletet tarthatatlannak találták. Nem tudta megmagyarázni, hogy miért érhető el ugyanaz a változás bármely test belső energiájában, amikor különböző hőmennyiségek kerülnek át a testbe, és ez függ a test munkájától is.

Laboratóriumi munka 1. sz

Az izobár tömeg meghatározása

a levegő hőkapacitása

A hőkapacitás az a hő, amelyet egységnyi mennyiségű anyaghoz kell juttatni ahhoz, hogy 1 K -val felmelegítse. Egy anyag egységnyi mennyisége kilogrammban, köbméterben mérhető normál fizikai körülmények között és kilogramm molban. A kilomól gáz a gáz tömege kilogrammban, ami számszerűen megegyezik a molekulatömegével. Így háromféle hőkapacitás létezik: c, J / (kg⋅K) tömeg; térfogati s ′, J / (m3⋅K) és moláris, J / (kmol⋅K). Mivel egy kilomol gáz tömege μ -szer nagyobb, mint egy kilogramm, a moláris hőteljesítményre nincs külön jelölés. A hőkapacitások kapcsolata:

ahol = 22,4 m3 / kmol normál fizikai körülmények között egy kilomol ideális gáz térfogata; - gáz sűrűsége normál fizikai körülmények között, kg / m3.

A gáz valódi hőkapacitása a hő deriváltja a hőmérséklethez képest:

A gázhoz juttatott hő a termodinamikai folyamattól függ. Ezt az izokorikus és izobár folyamatok termodinamikai első törvénye határozhatja meg:

Itt látható az 1 kg gáznak az izobárikus folyamat során szolgáltatott hő; - a gáz belső energiájának változása; - gázok munkája a külső erők ellen.

Lényegében a (4) képlet megfogalmazza a termodinamika első törvényét, amelyből a Mayer -egyenlet következik:

Ha = 1 K -t teszünk, akkor a gázállandó fizikai jelentése 1 kg gáz munkája az izobár folyamatban, amikor annak hőmérséklete 1 K -val változik.

Mayer egyenlete 1 kiló mól gázra a következő

ahol = 8314 J / (kmol⋅K) az univerzális gázállandó.

A Mayer -egyenlet mellett a gázok izobár és izokórikus tömegű hőkapacitása az adiabatikus k kitevőn keresztül kapcsolódik egymáshoz (1. táblázat):

1.1. Táblázat

Az ideális gázok adiabatikus kitevőinek értékei

A gázok atomi jellege
Egyatomos gázok
Kétatomos gázok
Három- és többatomos gázok

A MUNKA CÉLJA

A termodinamika alapvető törvényeiről szóló elméleti ismeretek megszilárdítása. A levegő hőkapacitásának energiamérleg alapján történő meghatározására szolgáló módszer gyakorlati kidolgozása.

A levegő fajlagos hő -kapacitásának kísérleti meghatározása és a kapott eredmény összehasonlítása egy referenciaértékkel.

1.1. A laboratórium beállításának leírása

A berendezés (1.1. Ábra) 1 rézcsőből áll, belső átmérője d =
= 0,022 m, amelynek végén elektromos fűtés van, hőszigeteléssel 10. A cső belsejében egy légáramlás mozog, amelyet ellátnak 3. A légáramlás a ventilátor fordulatszámának változtatásával szabályozható. Az 1. csőbe egy 4 teljes fejű és 5 statikus túlnyomású cső van felszerelve, amelyek a 6 és 7 manométerekhez vannak csatlakoztatva. Ezenkívül az 1 csőbe 8 hőelem van felszerelve, amely a csővel egyidejűleg mozoghat a keresztmetszet mentén teli fejből. A hőelem emf értékét a 9 potenciométer határozza meg. A csövön áthaladó levegő felmelegedését a 12 laboratóriumi autotranszformátor segítségével szabályozzuk a fűtőteljesítmény megváltoztatásával, amelyet a 14 ampermérő és a 13 voltmérő leolvasása határoz meg. A fűtőberendezés kimenetén lévő levegő hőmérsékletét a 15 hőmérő határozza meg.

1.2. KÍSÉRLETI TECHNIKA

A fűtőelem hőáramlása, W:

ahol I az áram, A; U - feszültség, V; = 0,96; =
= 0,94 - hőveszteségi együttható.

1.1. Ábra Kísérleti beállítási diagram:

1 - cső; 2 - zavaró; 3 - ventilátor; 4 - cső a dinamikus nyomás mérésére;

5 - elágazó cső; 6, 7 - nyomáskülönbség -mérők; 8 - hőelem; 9 - potenciométer; 10 - szigetelés;

11 - elektromos fűtés; 12 - laboratóriumi autotranszformátor; 13 - voltmérő;

14 - ampermérő; 15 - hőmérő

A levegő által kapott hőáram, W:

ahol m a légtömeg áramlási sebessége, kg / s; - a levegő kísérleti, tömeges izobár hőkapacitása, J / (kg · K); - levegő hőmérséklete a fűtési szakasz kijáratánál és a bejáratnál, ° С.

Légtömeg, kg / s:

. (1.10)

Itt az átlagos légsebesség a csőben, m / s; d a cső belső átmérője, m; - levegő sűrűsége hőmérsékleten, amelyet a következő képlettel találunk meg, kg / m3:

, (1.11)

ahol = 1,293 kg / m3 - normál fizikai körülmények között a levegő sűrűsége; B - nyomás, mm. rt. utca; - túl nagy statikus légnyomás a csőben, mm. víz Művészet.

A légsebességeket a dinamikus nyomás határozza meg négy egyenlő szakaszban, m / s:

hol van a dinamikus fej, mm. víz Művészet. (kgf / m2); g = 9,81 m / s2 - a gravitáció gyorsulása.

Átlagos légsebesség a csőszakaszban, m / s:

A levegő átlagos izobár tömegű hőkapacitását az (1.9) képlet határozza meg, amelybe a hőáramot az (1.8) egyenlet helyettesíti. A levegő hőteljesítményének pontos értéke átlagos léghőmérsékleten az átlagos hőkapacitások táblázata vagy a J / (kg⋅K) empirikus képlet szerint található:

. (1.14)

A kísérlet relatív hibája,%:

. (1.15)

1.3. Kísérletezés és feldolgozás

mérési eredmények

A kísérletet a következő sorrendben hajtjuk végre.

1. A laboratóriumi állvány be van kapcsolva, és az álló mód létrehozása után a következő értékeket olvassuk le:

Dinamikus légnyomás az egyenlő csőszakaszok négy pontján;

Túlzott statikus légnyomás a csőben;

I, A áram és U, V feszültség;

Belépő levegő hőmérséklete, ° С (8. hőelem);

Kimeneti hőmérséklet, ° С (15. hőmérő);

Barometrikus nyomás B, mm. rt. Művészet.

A kísérletet megismétlik a következő módban. A mérési eredményeket az 1.2. Táblázat tartalmazza. A számításokat a táblázat tartalmazza. 1.3.

1.2. Táblázat

Mérőasztal

	A mennyiség neve
	Belépő levegő hőmérséklete, ° C
	Kilépő levegő hőmérséklete, ° C
	Dinamikus légnyomás, mm. víz Művészet.
	Túlzott statikus légnyomás, mm. víz Művészet.
	Barometrikus nyomás B, mm. rt. Művészet.
	Feszültség U, V

1.3. Táblázat

Számítási táblázat

	Mennyiségek neve
	Dinamikus fej, N / m2
	Átlagos előremenő hőmérséklet a bemeneten, ° C

HŐFOK... Kelvinben (K) és Celsius -fokban (° C) is mérik. A Celsius fok és a Kelvin mérete megegyezik a hőmérsékletkülönbséggel. A hőmérséklet közötti kapcsolat:

t = T - 273,15 K,

ahol t- hőmérséklet, ° С, T- hőmérséklet, K.

NYOMÁS... Nedves légnyomás oés összetevőit Pa (Pascal) és többszörös egységekben (kPa, GPa, MPa) mérik.
Nedves levegő légköri nyomása p b egyenlő a száraz levegő résznyomásának összegével p inés vízgőz o :

p b = p b + p p

SŰRŰSÉG... Nedves levegő sűrűsége ρ , kg / m3, a levegő-gőz keverék tömegének és a keverék térfogatának aránya:

ρ = M / V = ​​M in / V + M p / V

A párás levegő sűrűségét a képlettel lehet meghatározni

ρ = 3,488 p b / T - 1,32 p p / T

FAJSÚLY... Nedves levegő fajsúlya γ A nedves levegő tömegének és térfogatának aránya, N / m 3. A sűrűség és a fajsúly ​​függőséggel függ össze

ρ = γ / g,

ahol g- gravitációs gyorsulás, 9,81 m / s 2.

LEVEGŐ PÁRÁS... A vízgőz tartalma a levegőben. két érték jellemzi: abszolút és relatív páratartalom.
Abszolút levegő páratartalma. az 1 m 3 levegőben lévő vízgőz, kg vagy g mennyisége.
Relatív levegő páratartalma φ valamiben kifejezve%. a levegőben lévő vízgőz parciális nyomásának, pp, és a levegőben lévő vízgőz parciális nyomásának aránya, amikor a vízgőz teljesen telített, p p.n. :

φ = (p p / p p.n.) 100%

A vízgőz parciális nyomása telített nedves levegőben a kifejezésből határozható meg

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

ahol t c.n.- a telített párás levegő hőmérséklete, ° С.

HARMATPONT... Az a hőmérséklet, amelynél a vízgőz parciális nyomása o a nedves levegőben található telített vízgőz parciális nyomásával egyenlő p bp azonos hőmérsékleten. Harmathőmérsékleten megkezdődik a levegőből a páralecsapódás.

d = M p / M in

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

FAJLAGOS HŐ... A nedves levegő fajlagos hőteljesítménye c, kJ / (kg * ° C) az a hőmennyiség, amely ahhoz szükséges, hogy 1 kg száraz levegő és vízgőz keverékét 10 -cel felmelegítsük, és 1 kg száraz levegőre vonatkoztatva:

c = c b + c n d / 1000,

ahol c be- a száraz levegő átlagos fajlagos hője, a 0–1000 ° C hőmérséklettartományban, 1,005 kJ / (kg * ° C); n - a vízgőz átlagos fajhője, 1,8 kJ / (kg * ° C). A fűtési, szellőztető és légkondicionáló rendszerek kialakításának gyakorlati számításaihoz megengedett a nedves levegő fajlagos hőteljesítménye c = 1,0056 kJ / (kg * ° C) (0 ° C hőmérsékleten és légköri nyomáson) 1013,3 GPa)

KÜLÖNLEGES ENTHALPY... A nedves levegő fajlagos entalpiája az entalpia én, kJ, 1 kg száraz légtömegre vonatkoztatva:

I = 1,005t + (2500 + 1,8068t) d / 1000,
vagy I = ct + 2,5d

HANGERŐ BŐVÍTÉSI ARÁNY... A térfogat -tágulás hőmérsékleti együtthatója

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

KEVERÉSI PARAMÉTEREK .
Levegő keverék hőmérséklete

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

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

A légkeverék fajlagos entalpiája

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

ahol M 1, M 2- vegyes légtömegek

SZŰRŐ OSZTÁLYOK

Alkalmazás	Takarítási osztály					Tisztítási fok
	Szabványok	DIN 24185 DIN 24184	EN 779	EUROVENT 4/5	EN 1882
Durva szűrő alacsony légtisztasági követelményekkel	Durva tisztítás	EU1	G1	EU1	—	A%
Szűrő, amelyet nagy porkoncentrációhoz használnak durva tisztítással, Légkondicionáló és elszívó szellőzés, alacsony beltéri levegőtisztasági követelményekkel.						65
		EU2	G2	EU2	—	80
		EU3	G3	EU3	—	90
		EU4	G4	EU4	—
A finom por elkülönítése a légáramlással szemben támasztott helyiségekben használt szellőzőberendezésekben. Szűrő a nagyon finom szűréshez. A tisztítás második szakasza (utókezelés) azokban a helyiségekben, ahol átlagosan szükséges a levegőtisztaság.	Finom tisztítás	EU5	EU5	EU5	—	E%
						60
		EU6	EU6	EU6	—	80
		EU7	EU7	EU7	—	90
		EU8	EU8	EU8	—	95
		EU9	EU9	EU9	—
Szuperfinom portisztítás. Olyan helyiségekben használják, ahol fokozott a levegőtisztaság követelménye ("tiszta szoba"). A levegő végső tisztítása helyiségekben precíziós technológiával, sebészeti egységekben, intenzív osztályokon, a gyógyszeriparban.	Extra finom tisztítás	—	—	—	EU5	VAL VEL%
						97
		—	—	—	EU6	99
		—	—	—	EU7	99,99
		—	—	—	EU8	99,999

A KALORIFIKÁCIÓS ERŐ SZÁMÍTÁSA

Fűtés, ° С
m 3 / h	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

SZABVÁNYOK ÉS SZABÁLYOK

SNiP 2.01.01-82 - Építési klimatológia és geofizika

Információ az egyes területek éghajlati viszonyairól.

SNiP 2.04.05-91 * - Fűtés, szellőzés és légkondicionálás

Ezeket az építési szabályokat figyelembe kell venni az épületek és építmények (a továbbiakban: épületek) fűtésének, szellőztetésének és légkondicionálásának tervezésekor. A tervezés során be kell tartania a megfelelő épületek és helyiségek SNiP -jének fűtési, szellőztetési és légkondicionálási követelményeit, valamint az Oroszországi Goszsztrojjal jóváhagyott és jóváhagyott osztályok szabványait és egyéb szabályozási dokumentumokat.

SNiP 2.01.02-85 * - Tűzvédelmi szabványok

Ezeket a szabványokat be kell tartani az épületekre és építményekre vonatkozó projektek kidolgozásakor.

Ezek a szabványok határozzák meg az épületek és szerkezetek, azok elemeinek, épületszerkezeteinek, anyagainak tűztechnikai besorolását, valamint az általános tűzvédelmi követelményeket a különböző célú helyiségek, épületek és építmények szerkezeti és tervezési megoldásaira.

Ezeket a szabványokat az SNiP 2. részében és a Gosstroy által jóváhagyott vagy jóváhagyott egyéb szabályozási dokumentumokban meghatározott tűzvédelmi követelmények egészítik ki és tisztázzák.

SNiP II-3-79 *-Építőipari hőtechnika

Ezeket az épületek hőtechnikai normáit be kell tartani, amikor új és rekonstruált épületekhez és épületekhez zárt szerkezeteket (külső és belső falak, válaszfalak, bevonatok, tetőtéri és közbenső padló, padló, nyílások kitöltése: ablakok, lámpák, ajtók, kapuk) terveznek. különböző célokra (lakó-, köz-, ipari és segédipari vállalkozások, mezőgazdasági és raktári, normalizált hőmérsékletű vagy hőmérsékletű és relatív páratartalmú beltéri levegővel).

SNiP II-12-77-Zajvédelem

Ezeket a normákat és szabályokat be kell tartani a zajvédelem tervezésekor, hogy biztosítsák a megengedett hangnyomásszintet és zajszintet az ipari és melléképületek munkahelyi helyiségeiben, valamint ipari területeken, lakó- és középületekben, valamint a városok és más lakónegyedekben. települések.

SNiP 2.08.01-89 * - Lakóépületek

Ezek a normák és szabályok a lakóépületek (lakóépületek, ideértve az idősek és fogyatékkal élő, kerekesszékkel mozgó családok lakóépületeit, a továbbiakban: fogyatékkal élő családokat, valamint kollégiumokat) tervezésére vonatkoznak 25 -ig. emeletek.

Ezek a szabályok és előírások nem vonatkoznak a készletek és a mobil épületek tervezésére.

SNiP 2.08.02-89 * - Középületek és épületek

Ezeket a szabályokat és előírásokat kell alkalmazni a középületek (legfeljebb 16 emelet beleértve) és építmények, valamint a lakóépületekbe épített közterületek tervezésére. A lakóépületekbe épített közterületek tervezésekor az SNiP 2.08.01-89 * (Lakóépületek) kiegészítő útmutatást kell adni.

SNiP 2.09.04-87 * - Igazgatási és háztartási épületek

Ezek a szabványok az adminisztratív és lakóépületek tervezésére vonatkoznak, legfeljebb 16 emeletig bezárólag, valamint a vállalkozások helyiségeire. Ezek a szabványok nem vonatkoznak az adminisztratív épületek és közterületek tervezésére.

A vállalkozások bővítésével, rekonstrukciójával vagy műszaki átépítésével összefüggésben átépített épületek tervezésekor megengedettek a szabványoktól való eltérések a geometriai paraméterek tekintetében.

SNiP 2.09.02-85 * - Ipari épületek

Ezek a szabványok az ipari épületek és helyiségek tervezésére vonatkoznak. Ezek a szabványok nem vonatkoznak robbanóanyagok és robbanóanyagok előállítására és tárolására szolgáló épületek és helyiségek, földalatti és mobil (leltári) épületek tervezésére.

SNiP 111-28-75-A munkák előállítására és elfogadására vonatkozó szabályok

A telepített szellőző- és légkondicionáló rendszerek indítási tesztjeit az SNiP 111-28-75 "A munkák előállításának és elfogadásának szabályai" követelményeinek megfelelően kell elvégezni a szellőztetés és a kapcsolódó elektromos berendezések mechanikai tesztelése után. A szellőző- és légkondicionáló rendszerek üzembe helyezési tesztjeinek és beállításának célja annak megállapítása, hogy működési paramétereik megfelelnek -e a tervezési és szabályozási mutatóknak.

A vizsgálat előtt a szellőző- és légkondicionáló egységeknek folyamatosan és megfelelően működniük kell 7 órán keresztül.

Az indítási tesztek során a következőket kell elvégezni:

• A telepített berendezések paramétereinek és a projektben elfogadott szellőztetőberendezések elemeinek megfelelőségének ellenőrzése, valamint gyártásuk és beszerelésük minősége megfelel a TU és az SNiP követelményeinek.
• A légcsatornák és a rendszerek egyéb elemeinek szivárgásainak azonosítása
• Az általános szellőző- és légkondicionáló berendezések levegőbeszívó és -elosztó berendezésein áthaladó levegő térfogatáramának tervezési adatainak való megfelelés ellenőrzése
• A szellőztető berendezések útlevél -adatainak való megfelelés ellenőrzése a teljesítmény és a nyomás tekintetében
• A fűtőkészülékek fűtésének egyenletességének ellenőrzése. (Ha az év meleg időszakában nincs hőhordozó, a fűtőkészülékek fűtésének egyenletességét nem ellenőrzik)

FIZIKAI ÉRTÉKEK TÁBLÁZATA

Alapvető állandók
Állandó (szám) Avogadro	N A	6,0221367 (36) * 10 23 mol -1
Univerzális gázállandó	R	8.314510 (70) J / (mol * K)
Boltzmann -állandó	k = R / NA	1,380658 (12) * 10-23 J / K
Abszolút nulla hőmérséklet	0K	-273,50 ° C
Hangsebesség levegőben normál körülmények között		331,4 m / s
A gravitáció gyorsulása	g	9,80665 m / s 2
Hossz (m)
mikron	μ (μm)	1 mikron = 10-6 m = 10-3 cm
angström	-	1 - = 0,1 nm = 10-10 m
udvar	yd	0,9144 m = 91,44 cm
láb	ft	0,3048 m = 30,48 cm
hüvelyk	ban ben	0,0254 m = 2,54 cm
Terület, m2)
négyzetméteres udvar	yd 2	0,8361 m 2
négyzetméteres	ft 2	0,0929 m 2
négyzet hüvelyk	2 -ben	6,4516 cm 2
Térfogat, m3)
köbméter	yd 3	0,7645 m 3
köbméter	ft 3	28.3168 dm 3
köbhüvelyk	3 -ban	16,3871 cm 3
gallon (angolul)	gal (Egyesült Királyság)	4,5461 dm 3
gallon (USA)	gal (USA)	3.7854 dm 3
pint (angolul)	pt (Egyesült Királyság)	0,5683 dm 3
száraz pint (USA)	száraz pt (USA)	0,5506 dm 3
folyékony pint (USA)	liq pt (USA)	0,4732 dm 3
folyadék uncia (angolul)	fl.oz (Egyesült Királyság)	29,5737 cm 3
folyadék uncia (USA)	fl.oz (USA)	29,5737 cm 3
bushel (USA)	bu (USA)	35,2393 dm 3
száraz hordó (USA)	bbl (USA)	115,628 dm 3
Súly (kg)
lb.	lb	0,4536 kg
meztelen csiga	meztelen csiga	Súly 14,5939 kg
nagyi	gr	64,7989 mg
kereskedelmi uncia	oz	28,3495 g
Sűrűség (kg / m 3)
font köbméterenként	lb / ft 3	16,0185 kg / m 3
font / köbcentiméter	lb / in 3	27680 kg / m 3
csiga köbméterenként	csiga / ft 3	515,4 kg / m 3
Termodinamikai hőmérséklet (K)
Rankine diploma	° R	5/9 K
Hőmérséklet (K)
Fahrenheit fok	° F	5/9 K; t ° C = 5/9 * (t ° F - 32)
Erő, súly (N vagy kg * m / s 2)
newton	H	1 kg * m / s 2
font	pdl	0,1383 H
lbf	lbf	4,4482 H
kilogramm erő	kgf	9,807 H
Fajsúly ​​(N / m 3)
lbf köbcentiméterenként	lbf / ft 3	157,087 N / m 3
Nyomás (Pa vagy kg / (m * s 2) vagy N / m 2)
pascal	Pa	1 N / m 2
hectopascal	GPa	10 2 Pa
kilopascal	Kpa	10 3 Pa
rúd	rúd	10 5 N / m 2
fizikai légkör	atm	1,013 * 105 N / m 2
milliméter higany	Hgmm	1,333 * 10 2 N / m 2
kilogramm-erő köbcentiméterenként	kgf / cm 3	9,807 * 10 4 N / m 2
font négyzetméterenként	pdl / ft 2	1,4882 N / m 2
font-erő négyzetméterenként	lbf / ft 2	47,8803 N / m 2
font-erő négyzetcentiméterenként	lbf / in 2	6894,76 N / m 2
vízoszlop lába	ft H 2 O	2989,07 N / m 2
hüvelyk víz	H 2 O -ban	249,089 N / m 2
hüvelyk higany	Hg -ban	3386,39 N / m 2
Munka, energia, hő (J vagy kg * m 2 / s 2 vagy N * m)
joule	J	1 kg * m 2 / s 2 = 1 N * m
kalória	cal	4,187 J
kilokalória	Kcal	4187 J.
kilowattóra	kwh	3,6 * 10 6 J
Brit hőegység	Btu	1055,06 J
láb font	ft * pdl	0,0421 J
láb lbf	ft * lbf	1,3558 J
literes légkör	l * atm	101,328 J
Teljesítmény, W)
láb font másodpercenként	ft * pdl / s	0,0421 W
láb-font erő másodpercenként	ft * lbf / s	1.3558 Watt
lóerő (angolul)	hp	745,7 Watt
Brit hőegység óránként	Btu / óra	0,2931 Watt
kilogramm-erő-méter másodpercenként	kgf * m / s	9,807 Watt
Tömegáram (kg / s)
font-tömeg másodpercenként	lbm / s	0,4536 kg / s
Hővezetési együttható (W / (m * K))
Brit termikus egység másodpercenként-Fahrenheit	Btu / (s * ft * degF)	6230,64 W / (m * K)
Hőátbocsátási együttható (W / (m 2 * K))
Brit termikus egység másodpercenként - négyzetláb -fok Fahrenheit	Btu / (s * ft 2 * degF)	20441,7 W / (m 2 * K)
Termikus diffúzivitás, kinematikai viszkozitás (m 2 / s)
Stokes	St (St)	10-4 m 2 / s
centistokes	cSt (cSt)	10-6 m 2 / s = 1 mm 2 / s
négyzetláb másodpercenként	ft 2 / s	0,0929 m 2 / s
Dinamikus viszkozitás (Pa * s)
egyensúly	P (P)	0,1 Pa * s
centipoise cP	(cp)	10 6 Pa * s
font másodperc négyzetméterenként	pdt * s / ft 2	1,488 Pa * s
font-erő másodperc négyzetméterenként	lbf * s / ft 2	47,88 Pa * s
Fajlagos hő (J / (kg * K))
kalória gramm Celsius-fokonként	cal / (g * ° C)	4,1868 * 10 3 J / (kg * K)
Brit hőegység font Fahrenheit-fokban	Btu / (lb * degF)	4187 J / (kg * K)
Fajlagos entrópia (J / (kg * K))
Brit hőegység font Rankine-onként	Btu / (lb * degR)	4187 J / (kg * K)
Hőáram -sűrűség (W / m 2)
kilokalória négyzetméterenként - óra	Kcal / (m 2 * h)	1,163 W / m 2
Brit termikus egység négyzetméterenként - óra	Btu / (ft 2 * h)	3,157 W / m 2
Az épületszerkezetek nedvességáteresztő képessége
kilogramm / óra / méter milliméter vízoszlop	kg / (h * m * mm H 2 O)	28,3255 mg (s * m * Pa)
Az épületszerkezetek térfogatáteresztő képessége
köbméter per óra vízmillió méter-milliméterre	m 3 / (h * m * mm H 2 O)	28,3255 * 10-6 m 2 / (s * Pa)
A fény ereje
kandela	CD	SI alapegység
Világítás (lx)
luxus	rendben	1 cd * sr / m2 (sr - szteradián)
ph	ph (ph)	10 4 lx
Fényerő (cd / m2)
stilb	st (st)	10 4 cd / m2
serke	nt (nt)	1 cd / m2

INROST vállalatcsoport

Energia szállítása (hűtött szállítás) Levegő páratartalma. Hőkapacitás és a levegő entalpiája

Levegő páratartalma. Hőkapacitás és a levegő entalpiája

A légköri levegő száraz levegő és vízgőz (0,2-2,6%) keveréke. Így a levegő szinte mindig nedvesnek tekinthető.

A száraz levegő és a vízgőz mechanikus keverékét nevezik párás levegő vagy levegő-gőz keverék. A lehető legnagyobb páratartalom a levegőben m bp hőmérséklettől függ tés nyomás P keverékek. Amikor megváltozik tés P a levegő kezdetben telítetlenből vízpára -telítettséggé válhat, majd a felesleges nedvesség a gáztérfogatban és a környező felületeken köd, fagy vagy hó formájában kiesik.

A párás levegő állapotát jellemző fő paraméterek: hőmérséklet, nyomás, fajlagos térfogat, nedvességtartalom, abszolút és relatív páratartalom, molekulatömeg, gázállandó, hőkapacitás és entalpia.

Dalton törvénye a gázkeverékekre nedves levegő teljes nyomása (P) a száraz levegő P c és a vízgőz részleges nyomásának összege P p: P = P c + P p.

Hasonlóképpen, a V térfogatot és a nedves levegő m tömegét az alábbi arányok határozzák meg:

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

Sűrűségés nedves levegő fajlagos térfogata (v) határozza meg:

A nedves levegő molekulatömege:

ahol B légköri nyomás.

Mivel a szárítási folyamat során a levegő páratartalma folyamatosan növekszik, és a gőz-levegő keverékben a száraz levegő mennyisége állandó marad, a szárítási folyamatot az alapján ítélik meg, hogy a vízgőz mennyisége hogyan változik 1 kg száraz levegőre, és a a gőz-levegő keverék (hőkapacitás, nedvességtartalom, entalpia stb.) stb.) 1 kg száraz levegőre vonatkozik nedves levegőben.

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

Abszolút páratartalom- gőztömeg 1 m 3 nedves levegőben. Ez az érték számszerűen megegyezik.

Relatív páratartalom - a telítetlen levegő abszolút páratartalmának és a telített levegő abszolút nedvességének aránya adott körülmények között:

itt, de gyakrabban a relatív páratartalmat adják meg százalékban.

A párás levegő sűrűségére az arány érvényes:

Fajlagos hő párás levegő:

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

ahol c c a száraz levegő fajlagos hőkapacitása, c c = 1,0;

c p - a gőz fajlagos hőkapacitása; n = 1,8.

A száraz levegő hőkapacitása állandó nyomáson és kis hőmérsékleti tartományokban (100 ° C -ig) a közelítő számításokhoz állandónak tekinthető, 1,0048 kJ / (kg × ° С). Túlhevített gőz esetében az átlagos izobár hőteljesítmény légköri nyomáson és alacsony túlhevítési fokon is feltételezhető állandónak és egyenlőnek 1,96 kJ / (kg × K) értékkel.

A nedves levegő entalpiája (i)- ez az egyik fő paramétere, amelyet széles körben használnak a szárítóberendezések számításai során, főként a szárítandó anyagokból a nedvesség elpárologtatásához felhasznált hő meghatározására. A párás levegő entalpiája egy kilogramm száraz levegőhöz kapcsolódik a gőz-levegő keverékben, és a száraz levegő és a vízgőz entalpiáinak összegeként van definiálva.

i = i c + i n × X, kJ / kg.

A keverékek entalpiájának kiszámításakor az egyes összetevők entalpiájának kiindulási pontjának azonosnak kell lennie. A nedves levegő kiszámításához feltételezhető, hogy a víz entalpiája 0 ° C -on nulla, akkor a száraz levegő entalpiáját is 0 ° C -tól számoljuk, vagyis i in = with in * t = 1,0048t.

Figyelembe veszik a levegő fő fizikai tulajdonságait: a levegő sűrűségét, dinamikus és kinematikai viszkozitását, fajhőjét, hővezetőképességét, termikus diffúzivitását, Prandtl -számát és entrópiáját. A levegő tulajdonságait táblázatokban adjuk meg, normál légköri nyomáson mért hőmérséklettől függően.

A levegő sűrűsége a hőmérséklettel szemben

Részletes táblázat található a száraz állapotban lévő levegő sűrűségének értékeiről különböző hőmérsékleten és normál légköri nyomáson. Mekkora a levegő sűrűsége? A levegő sűrűségét analitikusan meg lehet határozni úgy, hogy elosztjuk tömegét az elfoglalt térfogattal meghatározott körülmények között (nyomás, hőmérséklet és páratartalom). Sűrűségét az ideális gázállapot képletével is kiszámíthatja. Ehhez ismerni kell a levegő abszolút nyomását és hőmérsékletét, valamint a gázállandóját és a moláris térfogatát. Ez az egyenlet kiszámítja a levegő száraz sűrűségét.

A gyakorlatról, hogy megtudja, mekkora a levegő sűrűsége különböző hőmérsékleten, kényelmes a kész asztalok használata. Például az adott táblázat a légköri légsűrűség értékeinek hőmérsékletétől függően. A táblázatban szereplő légsűrűséget kilogramm / köbméterben fejezzük ki, és a normál légköri nyomáson (101325 Pa) mínusz 50 és 1200 Celsius fok közötti hőmérséklet -tartományban adjuk meg.

Légsűrűség a hőmérséklettől függően - táblázat

t, ° С	ρ, kg / m 3	t, ° С	ρ, kg / m 3	t, ° С	ρ, kg / m 3	t, ° С	ρ, kg / m 3
-50	1,584	20	1,205	150	0,835	600	0,404
-45	1,549	30	1,165	160	0,815	650	0,383
-40	1,515	40	1,128	170	0,797	700	0,362
-35	1,484	50	1,093	180	0,779	750	0,346
-30	1,453	60	1,06	190	0,763	800	0,329
-25	1,424	70	1,029	200	0,746	850	0,315
-20	1,395	80	1	250	0,674	900	0,301
-15	1,369	90	0,972	300	0,615	950	0,289
-10	1,342	100	0,946	350	0,566	1000	0,277
-5	1,318	110	0,922	400	0,524	1050	0,267
0	1,293	120	0,898	450	0,49	1100	0,257
10	1,247	130	0,876	500	0,456	1150	0,248
15	1,226	140	0,854	550	0,43	1200	0,239

25 ° C -on a levegő sűrűsége 1,185 kg / m 3. Fűtéskor a levegő sűrűsége csökken - a levegő kitágul (fajlagos térfogata nő). A hőmérséklet emelkedésével, például 1200 ° C -ig, nagyon alacsony légsűrűség érhető el, ami 0,239 kg / m 3, ami ötször kevesebb, mint szobahőmérsékleten. Általánosságban elmondható, hogy a fűtéscsökkentés lehetővé teszi egy olyan folyamat lebonyolítását, mint a természetes konvekció, és ezt használják például a repülésben.

Ha viszonylag összehasonlítjuk a levegő sűrűségét, akkor a levegő három nagyságrenddel könnyebb - 4 ° C hőmérsékleten a víz sűrűsége 1000 kg / m 3, a levegő sűrűsége pedig 1,27 kg / m 3. Szükséges megjegyezni a légsűrűség értékét is normál körülmények között. A gázok normál körülményei azok, amelyeknél a hőmérséklet 0 ° C, és a nyomás megegyezik a normál légköri értékkel. A táblázat szerint tehát a levegő sűrűsége normál körülmények között (NU) 1,293 kg / m 3.

A levegő dinamikus és kinematikai viszkozitása különböző hőmérsékleten

A termikus számítások elvégzésekor ismerni kell a levegő viszkozitásának (viszkozitási együttható) értékét különböző hőmérsékleteken. Ez az érték szükséges a Reynolds, Grashof, Rayleigh számok kiszámításához, amelyek értékei meghatározzák a gáz áramlási rendszerét. A táblázat a dinamika együtthatóinak értékeit mutatja μ és kinematikai ν levegő viszkozitása -50 és 1200 ° C közötti hőmérséklet -tartományban, légköri nyomáson.

A levegő viszkozitási együtthatója jelentősen megnő a hőmérséklet emelkedésével. Például a levegő kinematikai viszkozitása 15,06 · 10 -6 m 2 / s 20 ° C hőmérsékleten, és a hőmérséklet 1200 ° C -ra történő emelkedésével a levegő viszkozitása 233,7 · 10 -6 m 2 / s, azaz 15,5 -szeresére nő! A levegő dinamikus viszkozitása 20 ° C hőmérsékleten 18,1 · 10 -6 Pa · s.

Amikor a levegőt felmelegítik, mind a kinematikai, mind a dinamikus viszkozitás értéke növekszik. Ez a két mennyiség összekapcsolódik a levegősűrűség értékén keresztül, amelynek értéke csökken, amikor ezt a gázt felmelegítik. A levegő (valamint más gázok) kinematikai és dinamikus viszkozitásának növekedése melegítés közben a légmolekulák intenzívebb rezgésével jár egyensúlyi állapotuk körül (az MKT szerint).

A levegő dinamikus és kinematikai viszkozitása különböző hőmérsékleten - táblázat

t, ° С	μ · 10 6, Pa · s	ν · 10 6, m 2 / s	t, ° С	μ · 10 6, Pa · s	ν · 10 6, m 2 / s	t, ° С	μ · 10 6, Pa · s	ν · 10 6, m 2 / s
-50	14,6	9,23	70	20,6	20,02	350	31,4	55,46
-45	14,9	9,64	80	21,1	21,09	400	33	63,09
-40	15,2	10,04	90	21,5	22,1	450	34,6	69,28
-35	15,5	10,42	100	21,9	23,13	500	36,2	79,38
-30	15,7	10,8	110	22,4	24,3	550	37,7	88,14
-25	16	11,21	120	22,8	25,45	600	39,1	96,89
-20	16,2	11,61	130	23,3	26,63	650	40,5	106,15
-15	16,5	12,02	140	23,7	27,8	700	41,8	115,4
-10	16,7	12,43	150	24,1	28,95	750	43,1	125,1
-5	17	12,86	160	24,5	30,09	800	44,3	134,8
0	17,2	13,28	170	24,9	31,29	850	45,5	145
10	17,6	14,16	180	25,3	32,49	900	46,7	155,1
15	17,9	14,61	190	25,7	33,67	950	47,9	166,1
20	18,1	15,06	200	26	34,85	1000	49	177,1
30	18,6	16	225	26,7	37,73	1050	50,1	188,2
40	19,1	16,96	250	27,4	40,61	1100	51,2	199,3
50	19,6	17,95	300	29,7	48,33	1150	52,4	216,5
60	20,1	18,97	325	30,6	51,9	1200	53,5	233,7

Megjegyzés: Legyen óvatos! A levegő viszkozitását 10 6 teljesítményben adjuk meg.

A levegő fajlagos hőkapacitása -50 és 1200 ° C között

A táblázat bemutatja a levegő fajlagos hőkapacitását különböző hőmérsékleten. A táblázatban megadott hőteljesítményt állandó nyomáson (a levegő izobár hőkapacitása) adjuk meg, a száraz levegő mínusz 50 és 1200 ° C közötti hőmérséklettartományában. Mekkora a levegő fajlagos hője? A fajlagos hőérték határozza meg a hőmennyiséget, amelyet egy kilogramm levegőhöz kell szállítani állandó nyomáson, hogy annak hőmérséklete 1 fokkal emelkedjen. Például 20 ° C -on 1005 J hőre van szükség ahhoz, hogy 1 kg gázt 1 ° C -ra melegítsünk 1 ° C -on izobár eljárásban.

A levegő fajlagos hőkapacitása nő a hőmérséklet növekedésével. A levegő tömeges hőkapacitásának függése azonban a hőmérséklettől nem lineáris. A -50 és 120 ° C közötti tartományban értéke gyakorlatilag nem változik - ilyen körülmények között a levegő átlagos hőkapacitása 1010 J / (kg · deg). A táblázat szerint látható, hogy a hőmérséklet 130 ° C -tól kezd jelentős hatást gyakorolni. A levegő hőmérséklete azonban sokkal gyengébben befolyásolja a fajlagos hőjét, mint a viszkozitás. Tehát 0 és 1200 ° C között melegítve a levegő hőkapacitása csak 1,2 -szeresére nő - 1005 -ről 1210 J / (kg -ra).

Meg kell jegyezni, hogy a nedves levegő hőkapacitása magasabb, mint a száraz levegőé. Ha a levegőt is összehasonlítjuk, akkor nyilvánvaló, hogy a víz értéke magasabb, és a levegő víztartalma a fajlagos hőkapacitás növekedéséhez vezet.

A levegő fajlagos hőkapacitása különböző hőmérsékleteken - táblázat

t, ° С	C p, J / (kg fok)	t, ° С	C p, J / (kg fok)	t, ° С	C p, J / (kg fok)	t, ° С	C p, J / (kg fok)
-50	1013	20	1005	150	1015	600	1114
-45	1013	30	1005	160	1017	650	1125
-40	1013	40	1005	170	1020	700	1135
-35	1013	50	1005	180	1022	750	1146
-30	1013	60	1005	190	1024	800	1156
-25	1011	70	1009	200	1026	850	1164
-20	1009	80	1009	250	1037	900	1172
-15	1009	90	1009	300	1047	950	1179
-10	1009	100	1009	350	1058	1000	1185
-5	1007	110	1009	400	1068	1050	1191
0	1005	120	1009	450	1081	1100	1197
10	1005	130	1011	500	1093	1150	1204
15	1005	140	1013	550	1104	1200	1210

Hővezető képesség, termikus diffúzivitás, Prandtl számú levegő

A táblázat a légköri levegő olyan fizikai tulajdonságait mutatja be, mint a hővezető képesség, a diffúzitás és a Prandtl -szám a hőmérséklettől függően. A levegő termofizikai tulajdonságai száraz levegő esetén -50 és 1200 ° C között vannak. A táblázat adatai szerint látható, hogy a levegő jelzett tulajdonságai jelentősen függenek a hőmérséklettől, és ennek a gáznak a figyelembe vett tulajdonságainak hőmérsékletfüggése eltérő.