Vlažan vazduh

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