Сухий атмосферне повітря є сумішшю декількох газів і містить за обсягом 21% кисню, 78% азоту, 0,95% аргону, 0,03% вуглекислоти і інші гази (наприклад, гелій, неон та ін.).

В якості домішок природний атмосферне повітря містить також невелика кількість водяної пари, т. Е. Може мати різну вологість. Вміст водяної пари в повітрі змінюється і залежить від температури останнього. Для технічних розрахунків можна вважати, що вологе повітря в межах від -30 до 150 ° С підпорядковується законам ідеального (однорідного) газу.

До основних параметрів, що характеризують фізичні властивості повітря, відносяться його питома і об'ємний вага, теплоємність, вологовміст, теплосодержание, тиск і температура.

Тиск повітря. Атмосферний тиск повітря В зазвичай називають барометричним.

Згідно із законом Дальтона атмосферний тиск складається з тиску сухого повітря і тиску водяної пари, т. Е.

На рівні моря атмосферний тиск в середньому дорівнює 760 мм рт. ст. З підвищенням рівня місцевості воно падає. Для середньої смуги європейської частини СРСР атмосферний тиск становить в середньому 745 мм рт. ст.

Зазвичай для практичних розрахунків приймають технічну атмосферу, яка дорівнює 1 кгс / см2.

У опалювально-вентиляційної техніці доводиться мати справу з відносно невеликими тисками, і за одиницю виміру тиску приймається тиск 1 кгс / м2, т. Е. 0,0001 ати. Тиск 1 кгс / м2 відповідає напору 1 мм вод. ст.

Процеси зміни стану повітря. Стан сухого повітря визначається тиском В, кгс / м2-, питомим об'ємом v, м3 / кг, об'ємною вагою у, кгс / м3 і абсолютною температурою Т в ° К (за шкалою Кельвіна).

Питомим об'ємом називається обсяг одиниці ваги повітря, а зворотна йому величина являє собою об'ємний (питома) вага повітря, т. Е.

Теплоємність повітря. Розрізняють питому вагову і питому об'ємну теплоємності.

Ваговій питомою теплоємністю св називають кількість тепла, необхідне для того, щоб 1 кг повітря нагріти на 1 °; для вентиляційних розрахунків приймають св = 0,24 ккал / кг-град.

Об'ємної питомою теплоємністю С0 називають кількість тепла, яке необхідно для того, щоб 1 ж3 повітря нагріти на 1 °. При / = 0 ° С і барометричному тиску В = 745 мм вод. ст. зі = 0,31 ккал / м3-град.

Зі зміною температури і тиску об'ємна теплоємність змінюється пропорційно об'ємній вазі повітря. Тому при визначенні витрат тепла на підігрів повітря точніше користуватися ваговій питомою теплоємністю.

Вагова питома теплоємність водяної пари, що містяться у вологому повітрі, єп = 0,43 ккал / кг-град, звідки ясно, що питома вагова теплоємність вологого повітря вище, ніж сухого. Незважаючи на це, при вентиляційних розрахунках беруть до уваги, як правило, вагову питому теплоємність сухого повітря, т. Е. З = 0,24 ккал / кг-град.

Кількість тепла, необхідного для підігріву повітря, визначають за формулами:

Вологість повітря. Як зазначалося раніше, в атмосферному повітрі завжди міститься певна кількість водяної пари.

Вологе повітря може перебувати в насиченому і ненасиченому станах. Вологе повітря, що містить максимальну кількість водяної пари при даній температурі, називають насиченим. Повітря, в якому міститься не максимально можливе при даній температурі кількість водяної пари, називають ненасиченим. Ненасичений вологе повітря складається з суміші сухого повітря і перегрітої водяної пари, а насичений вологе повітря - з сухого повітря і водяної пари.

Розрізняють абсолютну вологість, вологовміст і відносну вологість повітря.

Абсолютною вологістю повітря називається вага водяної пари, що міститься в 1 м'повітря.

Характеристичне рівняння для водяної пари, що містяться в 1 м3 вологого повітря, має вигляд

т. е. абсолютна вологість Gn, кг / м3 відома, якщо відомі парціальний тиск водяної пари і його температура.

Влагосодержанием повітря називають вага водяної пари, що містяться RO вологому повітрі, суха частина якого важить 1 кг.

Якщо на 1 кг сухого повітря, що знаходиться в суміші з парою, доводиться d кг водяної пари, то вологе повітря важить 1 кг, а тиск суміші.

Характеристичне рівняння для сухого повітря записується так:

Відносною вологістю ф називають відношення ваги містяться у вологому повітрі водяної пари D до їхньої ваги в повітрі DBac при повному насиченні і тій же температурі з%:

Зазвичай кількість парів в повітрі менше того, яке відповідає його повного насичення при даній температурі. Водяна пара, що вводиться в насичений повітря, не може їм засвоюватися і конденсується у вигляді крапель, утворюючи туман.

Парціальний тиск водяної пари насичують повітря при даній температурі, так само пружності (тиску) водяної пари при цій же температурі. Парціальний тиск пара в ненасиченому повітрі Рп менше тиску насиченої водяної пари. Тому відносну вологість р в% можна визначати як

При нагріванні і охолодженні повітря вологовміст його не змінюється, а відносна вологість або зменшується, або збільшується. При достатньому зниженні температури повітря може досягти повного насичення (т. Е. Ф = 100%). Найнижча критична температура, при якій охолоджене повітря з постійним влагосодержанием досягає повного насичення, як це зазначалося в першому розділі, називається точкою роси. Охолодження повітря нижче температури точки роси викликає конденсацію водяної пари і утворення туману.

Основні фізичні характеристики повітря (об'ємна вага, пружність водяної пари, вологовміст при повному насиченні для різних температур при тиску 760 мм рт. Ст.) Наведені в додатку 16.

Питома вага вологого повітря. Як відомо з попереднього, вологе повітря є сумішшю сухого повітря і водяної пари.

Якщо обсяг вологого повітря L, а температура його Т, то характеристичні рівняння для сухої частини повітря і водяної пари запишуться відповідно так:

З формул (XV.24) і (XV.25) слід, що при одному і тому ж барометричному тиску вологе повітря завжди легше сухого. Різниця ж у вагах їх настільки невелика, що для звичайного вентиляційного повітря нею можна знехтувати і без великих похибок приймати

При атмосферному тиску повітря (760 мм рт. Ст.) І температурі t = 20 ° C (7 = 273 + 20 = 293), т. Е. За умов, які найбільш часто зустрічаються в вентиляційних розрахунках, об'ємна вага сухого повітря можна приймати рівним 1,2 кг / м3 (див. додаток 16).

Тепломісткість вологого повітря. Теплосодержанием вологого повітря називається загальна кількість тепла, що міститься в сухій частині повітря і водяних парах.

Практично теплосодержание, як і вологовміст, зручно відносити до деякій кількості вологого повітря, суха частина якого важить 1 кг. Якщо повітря містить вологу в кількості d кг в 1 кг сухого повітря, то повне вагове його кількість буде дорівнює 1 + rf кг.

Михайлов Федір Семенович ОПАЛЕННЯ І ОСНОВИ ВЕНТИЛЯЦІЇ - М .: Стройиздат, 1972.