Parametrii aerului umed

Parametrii aerului umed

Continutul de umiditate al aerului (umiditatea absoluta) se defineste ca fiind raportul dintre masa vaporilor de apa si masa de aer uscat:

Aplicand ecuatia termica de stare a gazelor perfecte celor doua componente ale aerului umed, rezulta:

unde indicele v se refera la vaporii de apa, iar indicele a la aerul uscat.

Din relatiile de mai sus rezulta:

Dar R_v = 461 J/kg grd si R_a = 287 J/kg grd, ceea ce ne conduce la:

sau

Pentru aerul umed saturat in vapori de apa vom avea:

In cazul in care continutul de umiditate depaseste x_s (x > x_s), cantitatea de vapori de apa din aer va fi m_a x_s, in timp ce restul (x-x_s) m_a se va gasi sub forma de apa sau gheata (in functie de temperatura).

In domeniul de temperaturi cuprins intre -40⁰C si +150⁰C, presiunea de saturatie p_VS se poate determina, cu o eroare neglijabila, cu una din relatiile:

• pentru temperaturi t 0⁰C

• pentru temperaturi t >0⁰C:

Gradul de saturare cu vapori a aerului se defineste prin relatia:

Umiditatea relativa este raportul dintre cantitatea de vapori de apa din aer m_v si cantitatea maxima de vapori pe care o poate contine aerul m_vs la aceeasi temperatura:

Umiditatea relativa se poate exprima si procentual:

Evident, pentru aerul saturat in vapori de apa, umiditatea relativa este:

j =1 sau j

Tinand cont de relatia pentru gradul de saturare, rezulta:

Cum p_v si p_vs sunt mult mai mici comparativ cu p_B, obtinem:

y j

Tinand cont de relatia de definite a umiditatii relative, continutul de umiditate se poate scrie ca fiind:

Entalpia aerului umed are doua componente, referitoare la aerul uscat si respectiv la vaporii de apa:

I = I_a + I_v.

Entalpia se determina pentru o cantitate de aer umed ce contine m_a = 1 kg de aer uscat; cantitatea de vapori de apa va fi:

dar cum m_a = 1 kg rezulta m_v = x kg .

Pentru aerul uscat, entalpia specifica este (vezi si 1.3.4):

in care c_pa este caldura specifica la presiune constanta a aerului uscat, iar t_a este temperatura; cum m_a = 1 kg, iar I = m_a i_a, rezulta:

Pentru vaporii de apa, entalpia este:

unde

• m_v = x;
• c_pv - caldura specifica a vaporilor de apa;
• l_v - caldura latenta de vaporizare a apei.

Ca urmare, entalpia vaporilor de apa va fi:

iar entalpia aerului umed rezulta ca fiind:

si cum t_a = t_v = t obtinem:

Tinand cont de caldurile specifice si de caldura de vaporizare rezulta:

sau

Pentru aerul suprasaturat cu vapori de apa (x > x_s), se adauga si entalpia apei si obtinem:

in care 4,185 kJ/kg este caldura specifica a apei.