SEMINARKI RAD
Predmet:Inžinjerska termodinamika
Tema:Vlažan vazduh
Student: Profesor:
1.UVOD
Vlažan vazduh je dvo-komponentna mješavina, suhog vazduha i vodene pare. Za suh vazduh kao komponentu
vlažnog vazduha važe zakonitosti idealnog gasa. Za vodenu paru kao komponentu vlažnog vazduha važe zakonitosti
realnog gasa.
U zavisnosti u kojem obliku se vodena para nalazi u vlažnom vazduhu razlikujemo:
1. nezasićen vlažan vazduh ( suh vazduh + pregrejana para)
2. zasićen vlažan vazduh ( suh vazduh + suhozasićena vodena para)
3. presićen vlažan vazduh, magla ( suh vazduh + suhozasićena vodena para + voda + led)
napomena: Presićenost se može postici i vodenom parom u tečnom i čvrtstom stanju (ledena magla).
Među mješavinama gasova i para, koje predstavljaju radne materije u mnogim aparatima i postrojenjima različitih
grana mašinske i procesne tehnike, najrasprostranjenija je mješavina
vazduha i vodene pare. Ova mješavina predstavlja osnovnu radnu materiju u postrojenjima za klimatizaciju,
konvektivno sušenje itd. Za pravilnu eksploataciju i proračun ovih postrojenja, kao i za analizu odgovarajućih
procesa, potrebno je posebnu pažnju posvetiti izučavanju osobina vlažnog vazduha. S obzirom da se u mnogim
procesima u klimatizacionim postrojenjjma i sušarama vlažnost vazduha mijenja, za analizu takvih procesa ne mogu
se primjeniti klasične metode, koje se primenjuju za mješavine konstantnog sastava. Za homogenu mješavinu
vazduha i vodene pare (nezasićen vlažan vazduh), karakteristična je ne samo činjenica da se u pojedinim procesima
količina jedne komponente (vodene pare) mijenja, već i to da udio te komponente u mješavini ne može biti
proizvoljan, što posebno karakteriše ovu mješavinu u odnosu na obične gasne mješavine.
2. TERMODINAMIČKE OSOBINE VLAŽNOG VAZDUHA
Pošto se, u najopštijem slučaju, vlaga u vlažnom vazduhu može naći u sva tri agregatna stanja (gasovitom- vodena
para, tečnom -voda, čvršitom - led), vlažan vazduh se tretira, u termodinamičkom smislu, kao heterogena
dvokomponentna mešavina suhog vazduha i vlage. Nezasićen vlažan vazduh predstavlja u termodinamičkom smislu
homogenu dvokomponentnu mješavinu pregrejane vodene pare i suhog vazduha, pri čemu se obje komponente
mogu smatrati idealnim gasovima, jer je odstupanje u ponašanju suhog vazduha i pregrejane vodene pare u vlažnom
vazduhu na uobičajenim temperaturama i pritiscima neznatno. Prema osnovnim termodinamičkim zakonima za
određivanje toplotnog stanja jedne dvokomponentne mješavine, potrebno je poznavati tri veličine stanja, što znači
da se grafička analiza promjena stanja jedne dvokomponentne mješavine može sprovesti u prostornom dijagramu,
koristeći tri koordinatne ose, od kojih svaka odgovara jednoj od veličina stanja. Grafička analiza procesa, koji se
najčešće pojavljuju u tehnici klimatizacije i sušenja, znatno je prostija, pošto se može smatrati da se jedna veličina
stanja tokom procesa ne menja (pritisak ostaje približno konstantan, p = const.). Za termodinamičku analizu takvih
izobarskih procesa može se koristiti ravanski dijagram (najčešće za p = 1 bar = const.) sa dvije koordinatne ose, pri
čemu se na ordinatu nanose obično vrijednosti specifične entalpije vlažnog vazduha (toplotni bilans kod izobarskih
procesa svodi se na definisanje razlika entalpija), a na apscisu sastav vlažnog vazduha. Sastav vlažnog vazduha
definiše se najčešće apsolutnom vlažnošću (x), koja predstavlja odnos količine vlage (mw) i količine suhog vazduha
(msv) u posmatranom vlažnom vazduhu:
x = mw/msv , kg vlage/kg suhog vazduha
Sastav vlažnog vazduha izražen je na ovaj način koncentracijom (odnosom količine jedne komponente prema
količini druge komponente), pa se vrijednost apsolutne vlažnosti može mijenjati od 0 do ∞. Suh vazduh (mw = 0)
može se smatrati vlažnim vazduhom sa x = 0, a čista vlaga (msv = 0) vlažnim vazduhom sa x = ∞. Pošto je ranije
naglašeno da se vlaga u vlažnom vazduhu može naći u tri agregatna stanja, ukupna apsolutna vlažnost, u najopštijem
slučaju, iznosi:
x = xp +xt +xč
gdje su: xp , kg/kg, — vlaga u parnom stanju (vodena para) u odnosu na jedan kilogram suhog vazduha,
xt , kg/kg, — vlaga u tečnom stanju (voda) u odnosu na jedan kilogram suhog vazduha,
xč , kg/kg, — vlaga u čvršitom stanju (led) u odnosu na jedan kilogram suhog vazduha.
3.
NEZASIĆEN VLAŽAN VAZDUH
3.3.2. Relativna vlažnost vlažnog vazduha, ϕ
Relativna vlažnost vlažnog vazduha,ϕ, predstavlja odnos parcijalnog pritiska vodene pare u posmatranom vlažnom
vazduhu (pp) i pritiska suhozasićene vodene pare iste temperature (psp). Ako se želi da se izrazi u % potrebno je
pomnožiti ga sa 100.
- pps, je tablična veličina i čita se u priručniku za temeraturu posmatranog vlažnog vazduha.
Za odredjivanje bilo koje veličina stanja nezasićenog vlažnog vazduha (A) potrebno je znati neke druge dvije
velične stanja (B, C) tj A=f(B,C).
Uociti da je u nekim situacijama neophodno koristiti Molijerov ix dijagram za odredjivanja veličina stanja. Takve
situacije su:
1. A=f(ϕ, i)
2. A=f(ϕ, prava vlaženja)
4. ZASIĆEN VLAŽAN VAZDUH
Mehaničke i toplotne veličine stanja zasićenog vlažnog vazduha mogu se odredjivati na isti način kao i mehaničke i
toplotne veličine stanja nezasićenog vazduha. Medjutim takav jedan postupak je potpuno nepotreban jer su veličine
stanja zasićenog vazduha vec izracunate i nalaze se u prirucniku za termodinamiku na str.59-60. Za odredjivanje
veličina stanja zasićenog vazduha potrebo je znati samo jednu (neku drugu) veličinu stanja, tj vazi jednačina tipa
A=f(B). Uociti da za zasićen vlažan vazduh vazi:
1. Relativna vlažnost zasićenog vlažnog vazduha, ϕ, iznosi 1.
2. Parcijalni pritisak pare u zasićenom vazduhu iznosi pps tj pp = pps
3. Gustina zasićenog vlažnog vazduha odredjuje se izraza:
v" - specifična zapremina suhozasićene vodene pare.
Uociti da je u situaciji tipa A=f( prava vlaženja) neophodno koristiti Molijerov ix dijagram za odredjivanja veličina
stanja zasićenog vlažnog vazduha.
5. PRESIĆEN VLAŽAN VAZDUH
Kad govorimo o apslutnoj vlažnosti presićenog vlažnog vazduha (x) moramo znati da se jedan dio vodene pare
nalazi u obliku suhozasićene vodene pare i ima vlažnost xs (vlaga u parnom stanju), a da se drugi dio vodene pare
nalazi u obliku ključale vode (x-xs) (vlaga u tečnom stanju). Vlažnost u parnom stanju (xs), odredjuje se citanjem u
prirucniku za temperaturu posmatranog presićenog vlažnog vazduha.
Za odredjivanje veličina stanja presićenog vlažnog (i, x, t) vazduha koristi se Molijerov ix dijagram, izuzetak je
situacija i=f(t,x) kada se može se koristiti jednačina:
isv + xsi" +(x-xs)i'
i', i" - entalpije ključale vode i suhozasićene vodene pare, čitaju se u prirucniku na str.39-40 za temperaturu
presićenog vlažnog vazduha
Takodje se može koristiti i aproksimativna jednačina:
i = c
psv
.t + x
s(1.86
.t+2500) + (x-x
s)4.186
.t
5.1. Molijer-ov ix dijagram za vlažan vazduh
Trikovi, tj “skrivalice”
za pojedine veličine stanja vlažnog vazduha.
- Temperatura tačke rose predstavlja temperaturu do koje bi trebalo hladiti vlažan vazduh da bi došlo do
kondenzacije pregrejane vodene pare koja se nalazi u njemu. Drugim riječima to je temperatura zasićenog vlažnog
vazduha koji ima istu apsolutnu vlažnost kao posmatrani vazduh. Temperatura tačke rose u zadacima služi da se
pomoću nje sakrije apsolutna vlažnost vlažnog vzazduha (x).
