+ Định nghĩa: Trọng lượng đơn vị của không khí ẩm là trọng lượng của 1 m
3
không khí ẩm:
+ Công thức: γ
â =
V
Gâ
=
V
GhnG
k
+
Rút G
k
và G
hn
từ (1-5) và (1-6) thay vào ta có:
γ
â =
T
R
P
R
P
hn
hn
k
k
+
=
T
1
(
hn
hn
k
k
R
P
R
P
+
) mà R
hn
= 3.461
Kkg.
mmHg.m
0
3
=> γ
â
=
T
1
(0,465 P
k
+ 0,289 P
hn
) =
T
1
[0,465 (P
k
+ P
hn
) – 0,176P
hn
]
γ
â
=
T
1
(0,465 P
kq
– 0,176 P
hn
)
γ
â
=
T
1
(0,465 P
kq
– 0,176φP
bh
) (1-11).
Nhận xét: Trọng lượng không khí ẩm (γ
â
) hoàn toàn phụ thuộc vào áp suất khí
quyển, nhiệt độ của không khí, độ ẩm tương đối của không khí và áp suất hơi nước
có trong không khí.
Nếu không khí hoàn toàn khô thì P
hn
= 0 và do đó:
γ
k
=
T
0,465
P
kq
=> γ
â
= γ
k
– 0,176
T
P
hn
= γ
k
– 0,176
T
öP
bh
(1-12).
ta có thể xác định được trọng lượng đơn vị của không khí ở nhiệt độ t theo công
thức sau:
γ
t
=
273
1
0
t
+
γ
[kg/m
3
]
nếu P
kq
= 760 mmHg thì
0
γ
= 1,293 Kg/m
3
nên.
γ
t
=
273
1
293,1
t
+
[kg/m
3
]
1.2.4. Nhiệt hàm (nhiệt dung hay entanpi) của không khí ẩm.Ký hiệu Iâ
5
+ Định nghĩ; Nhiẹt hàm của không khí âm là nhiệt chứa trong một khối
không khí ẩm có trọng lượng phần khô là 1 kg. Kí hiệu I
â
, đơn vị Kcal/kg không khí
khô.
+ Công thức: I
â
= I
k
+ I
hn
1000
d
Trong đó: I
â
: Nhiệt hàm của không khí ẩm, Kcal/kg không khí khô.
I
k
: Nhiệt hàm của không khí khô. I
k
= C
kh
t
C
kh
: Tỷ nhiệt của không khí khô.C
kh
= 0,24
Ckg
Kcal
0
I
hn
: Nhiệt hàm của hơi nước:
I
hn =
r + C
hn
.t
r: 597,3 (Kcal/Kg) nhiệt hoá hơi của nước.
C
hn
= 0,44(Kcal/Kg tỷ nhiệt của hơi nước.
Thau vào: I
â
= 0,24t + (597,3 + 0,44t)
1000
d
(1-14) (Kcal/Kg không khí khô)
1.2.5 Nhiệt độ không khí:
Nhiệt độ không khí là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến cảm giác nhiệt của người
ở trong nhà, nhiệt độ không khí phụ thuộc vào bức xạ mặt trời, nó luôn thay đổi
từng giờ trong ngày, từng mùa trong năm. Đường cong biểu diễn sự thay đổi nhiệt
độ không khí tương ứng với đường cong biểu diễn cường đồ bức xạ mặt trời nhưng
do quán tính nhiệt nên nó chậ
m hơn 1 số giờ. Thông thường trong một ngày đêm,
nhiệt độ cao nhất vào lúc 13
h
. Trong năm nhiệt độ cao nhất vào tháng 7 và thấp nhất
vào tháng giêng. Trong tính toán thông gió phải biết được địa điểm xây dựng ở các
địa phương – Tra bảng phụ lục một số giáo trình.
2: BIỂU ĐỒ I.D CỦA KHÔNG KHÍ ẨM:
2.1 Giới thiệu -Cấu tạo biểu đồ I.d.
Trong thông gió muốn xác định một trạng thái bất kỳ của không khí ta cần từ
3 đến 5 thông số đó là: t, φ, I, d, và P
hn
chứ không thể xác định trạng thái của không
6
khí mới chỉ biết 2 thông số: Cho nên trong tính toán sẽ gặp rất nhiều khó khăn và
phức tạp. Để tiện lợi và nhanh chóng, trong kỷ thuật người ta lập biểu đồ thể hiện
mối quan hệ giữa các thông số của trạng thái không khí ẩm. Việc lập biểu đồ ở các
nước có khác nhau. Các nước tư bản thường dùng biểu đồ I-t của Mollier (Đức).
Các nước xã hội chủ nghĩa (Liên Xô cũ) và
đa số các nước dùng biểu đồ I-d của
Giáo sư RamZin(Nga) thiết lập năm 1918. Nhờ có biểu đò này, nếu biết trước 2
trong các thông số trên ta có thể tìm được các thông số còn lại.
Để lập biểu đồ I-d người ta sử dụng 2 phương trình (1-10) và (1-14)
d = 622
bhkq
hn
'P' P
'P'
ϕ
ϕ
−
(1-10) [g/kg không khí khô]
I
a
= 0,24t + (597,3 + 0,44t)
1000
d
(1-14) [Kcal/kg không khí khô]
Cấu tạo của biểu đồ
Hai trục của biểu đồ hợp với nhau 1 góc 135
0
. Trên đồ thị biểu diễn các
thông số: t,
ϕ
, I, d, P
hn
. Đường
ϕ
= 100% chia biểu đồ thành 2 vùng: Vùng phía
trên đặc trưng cho không khí chưa bảo hoà hơi nước, nó còn có khả năng nhận thêm
hơi nước. Vùng phía dưới là vùng không ổn định. Không khí nằm trong vùng này
có xu hướng trở về trạng thái bão hoà giới hạn
ϕ
= 100%, hơi nước thừa trong
không khí sẽ ngưng lại thành nước.
Trục tung, trên đó ghi các giá trị của nhiệt hàm I (Kcal/kg) và trục hoành,
trên đó ghi các giá trị của dung ẩm d (g/kg không khí khô)
Các đường nhiệt hàm I = Const đi xiên song song với trục hoành d. Còn các
đường dung ẩm d = const có hướng thẳng đứng song song với trục tung I.
Ngoài các đường I và d, trên biểu đồ I-d còn có các đường đẳng nhiệt độ t =
const và độ ẩm tương đối
ϕ
= const. Các đường t = const là những đường thẳng gần
song song nhau hướng chếch lên trên, tại phía gốc của mỗi đường ta ghi trị số nhiệt
độ của nó. Các đường
ϕ
= const là đường cong biểu thị mức độ “no” hơi nước của
không khí được xếp lần lượt từ trên xuống dưới theo trị số
ϕ
tăng dần (Hình 1-1)
7
Hình 1-1
Để cho kích thước biểu đồ gọn nhẹ, thông thường trên biểu đồ không thể
hiện trục d thực (tức trục d xiên góc) mà chỉ có trục hoành phụ trợ hợp với trục tung
thẳng góc 90
0
như các hệ trục vuông góc khác và trên trục phụ trợ ấy người ta chiếu
tỷ lệ xích các trị số dung ẩm d từ trục d xiên góc xuống (hình1-2)
H
ÌNH
1
-
2
Khi áp suất khí quyển tăng cao thì đường bảo hoà = 100% của biểu đồ I-d dịch
chuyển lên phía trên và ngược lại. Áp suất khí quyển thay đổi trong phạm vi
±
20
Thông thường người ta lập biểu đồ I-d với áp suất khí quyển P
kq
= 760 mmHg và
P
kq
= 745 mmHg.
mmHg thì sự dịch chuyển ấy không đáng kể nên việc sử dụng biểu đồ I-d đã lập vẫn
đảm bảo độ chính xác.
Ở phía dưới biểu đồ I-d người ta vẽ đường biểu diễn áp suất riêng của hơi
nước P
hn
trong không khí ẩm.
8
Một điểm bất kỳ nào đó trên I-d cũng đặc trưng cho trạng thái nhất định của
không khí. Thật vậy, nếu A là điểm đạc trưng cho một trạng thái không khí nào đó
thì ứng với trạng thái không khí đó ta sẽ có nhiệt độ t
A
và áp suất riêng của hơi nước
P
hn(A)
Ví dụ: cho trạng thái không khí có t
A
= 32
0
C, độ ẩm
ϕ
A
= 60%. Dựa vào biểu
đồ I.d tìm các thông số còn lại: I
A
, d
A
, P
hn(A)
khi biết P
kq
= 760 mmHg.
Giải: Dùng biểu đồ I.d lập cho P
kq
= 760mmHg, ta tìm được toạ độ điểm A
(tức là giao đường t
A
=32
0
C và
ϕ
A
= 60% ). Tại điểm A ta đọc được trị số d
A
= 18
g/kg; I
A
= 18,7 Kcal/kg và P
hn(A)
=21,4 mmHg.
Cách xác định thể hiện trên ( hình 1-3)
HÌNH 1.3
9
Hình 1.3
2.2. Các điểm đặc biệt trên I.d.
2.2.1 Điểm không khí bảo hoà hơi nước. Điểm có độ ẩm tương đối
ϕ
= 100% gọi
là điểm không khí bảo hòa hơi nước. Tại đây không khí không nhận thêm hơi nước
nữa vì đã “no”. Nếu tiếp tục cung cấp hơi nước sẽ xuất hiện hiện tượng đọng sương.
2.2.2 Nhiệt độ ướt: t
ư
(
0
C)
Hình 1.4
+ Định nghĩa: nhiệt độ ướt là nhiệt độ cần thiết để có được trạng thái không
khí bão hoà hơi nước. Trong điều kiện nhiệt dung không thay đổi.
+ Ví dụ: Cho trạng thái không khí A (t
A
,
ϕ
A
). Yêu cầu tìm nhiệt độ ướt
tương ứng (A) của trạng thái A. Hình 1-4
+Giải: Từ t
A
và
ϕ
A
ta tìm được vị trí A trên biểu đồ. Qua A kẻ đường I
A
=
const. Cắt đường
ϕ
= 100% tại điểm M. Tìm nhiệt độ qua điểm M. Đó là nhiệt độ
ướt của trạng thái (A).
2.2.3. Nhiệt độ điểm sương.
+ Định nghĩa: Nhiệt độ điểm sương là nhiệt độ cần thiết để có được trạng
thái không khí bão hoà trong điều kiện dung ẩm không thay đổi.
+ Ví dụ: Cho trạng thái không khí A (t
A
,
ϕ
A
). Yêu cầu tìm nhiệt độ điểm
sương của trạng thái A (t
đs
(A)). Hình 1-5
10
+Giải: Từ t
A
và
ϕ
A
ta tìm được vị trí A trên biểu đồ. Qua A kẻ đường d
A
=
const. Cắt đường
ϕ
= 100% tại điểm S. Tìm nhiệt độ qua điểm S. Đó là nhiệt độ
điêm sương của trạng thái (A).
Hình 1.5
2.2.4. Các quá trình thay đổi trạng thái của không khí.
a) Quá trình sấy nóng và làm lạnh: Quá trình sấy nóng và làm lạnh trạng thái không
khí mà không có sự thay đổi của dung ẩm (d=const) được thực hiện trên biểu đồ I.d
Hình 1-6
Hình 1.6
11
Nếu không khí có trạng thái ban đầu biểu diễn bằng điểm 1(t
1
,
ϕ
1
) được sấy
nóng trong thiết bị trao đổi nhiệt thì quá trình được biểu diễn bằng đường thẳng
đứng hướng từ dưới lên đi qua điểm 1. Nếu làm lạnh thì chiều ngược lại (Hướng
xuống dưới). Nếu tiếp tục làm lạnh không khí đến điểm 3. Điểm 3 là nhiệt độ đọng
sương của trạng thái K (1).
b) Quá trình hoà trộn: Trong thông gió để tiết kiệm nhiệt về
mùa đông người ta hoà
trộn hai trạng thái không khí có thông số khác nhau để tạo thành trạng thái thứ 3 có
thông số phù hợp.
Giả sử khối không khí A có khối lượng G
A
(kg), nhiệt hàm I
A
và dung ẩm d
A
hoà
trộn với khối không khí B có khối lượng là G
B
(kg), nhiệt hàm I
B
, dung ẩm d
B
. Sau
khi hoà trộn khối không khí hoà trộn có trạng thái C với khối lượng G
C
= G
A
+ G
B
.
Khi cho A và B hoà trộn với nhau, chúng sẽ trao đổi nhiệt và trao đổi ẩm cho nhau.
Ta viết được phương trình cân bằng nhiệt
G
A
I
A
+ G
B
I
B
= (G
A
+ G
B
)I
C
G
A
(I
A
– I
C
) = G
B
(I
C
- I
B
)
B
A
G
G
=
CA
BC
I - I
I - I
= n (1-15)
Phương trình cân bằng ẩm:
G
A
d
A
+ G
B
d
B
= (G
A
+ G
B
) I
C
G
A
( ) = G
CA
d - d
B
( )
Bc
d - d
B
A
G
G
=
CA
BC
d - d
d - d
= n (1-16)
Từ (1-15) và (1-16) ta có:
CA
BC
I - I
I - I
=
CA
BC
d - d
d - d
=
B
A
G
G
= n (1-17)
12
Phương trình (1-17) là phương trình chính tắc của đường thẳng đi qua 3 điểm: A(I
A
,
d
A
); B (I
B
, d
B
) và C (I
C
, d
C
) hay nói cách khác điểm C có trạng thái (I
C
,d
C
) nằm trên
đường thẳng nối AB và chia đoạn AB theo tỷ số n =
B
A
G
G
.
Bây ta tìm được diểm hoà trộn C bằng cách. Đặt véctơ trọng lượng G
A
và G
B
song song và ngược chiều nhau. Tại A đặt véc tơ G
B
,t ại B đặt véc tơ G
A
. Nối 2 đầu
mút của véctơ cắt AB tại C. Điểm C là điểm hoà trộn, tại đó không khí có thông số
C(I
c,
d
c,
) và khối lượng G
c.
13
3. TÁC DỤNG CỦA MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ ĐẾN CON NGƯỜI
VÀ CÁC QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT.
3.1 Tác dụng của môi trường không khí đến con người.
3.1.1 Phương trình cân bằng nhiệt giữa cơ thể với môi trường.
Giữa cơ thể với môi trường luôn trao đổi nhiệt cho nhau. Phương trình cân
bằng nhiệt được viết như sau:
M
± Qbx Q±
ĐL
±
Q
MT
-Q
mh
+Q
LV
±
∆Q = 0 (1-18)
a. M[ Kcal/h]: Lượng nhiệt do các quá trình sinh lý trong cơ thể sinh ra. Lượng
nhiệt M phụ thuộc vào:
- Đặc điểm sinh lý của cơ thể, lứa tuổi.
- Trạng thái và mức độ lao động.
- Tình trạng sức khoẻ.
- Mức độ ăn mặc.
Thông lượng nhiệt M được tra bảng.
Bảng 1-2: Lượng nhiệt do quá trình sinh lý trong cơ thể sinh ra
Dạng công việc Dạng công việc M[Kcal/
h]
1-Người ở trạng thái yên
- Nằm
- Ngồi
- Đứng
- Đứng nghiêm
2-Lao động chân tay
-May máy, sắp chữ (in)
M
(Kcal/h)
70
75-80
85
90-100
100-120
-Đánh máy chữ,sữ dụng máy công
cụ,các công việc tương đương.
- Công tác đúc (luyện kim)
- Đào đất rèn
3-Lao động trí óc.
- Đọc sách
- Giảng bài
120-170
150-250
250-420
100
170-270
14
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét