Воздух

Воздух представляет собой смесь различных газообразных веществ:

• азота
• кислорода
• аргона
• углекислого газа
• водяных паров
• гелия
• неона
• криптона
•  ксенона
• озона
• радона

Главнейшие газы входят в состав чистого атмосферного воздуха в следующих соотношениях (% по объему): азот — 78,03; кислород — 20,95; озон и другие инертные газы: аргон, гелий, неон, криптон, ксенон, радон — 0,94; углекислый газ — 0,03; водяной пар — 0,05. Содержание углекислого газа в атмосферном воздухе принимается равным (% по объему): в сельской местности — 0,03, в городах — 0,04—0,07. Содержание водяных паров в воздухе зависит от его температуры. Озон присутствует в лесном, горном и морском воздухе. Наружный воздух загрязняется отходящими от промышленных предприятий вредными для здоровья человека газами и пылью.

Состояние воздуха характерезуется следующими основными параметрами:

• плотность
• влажность
• температурой
• давлением
• теплоемкость
• энтальпия
• влагосодержание

Плотностью воздуха называется отношение массы воздуха  его объему и выражается в кг/м³. Плотность влажного воздуха представляет собой сумму плотности сухой части воздуха и водяных паров. Следует помнить, что влажный воздух при равных температуре и давлении всегда легче сухого.

Степень влажности воздуха определяется абсолютной и относительной влажностью.

Абсолютная влажность характеризуется отношением массы водяного пара в граммах к единице объема воздуха.

Относительная влажность — это отношение фактической массы водяного пара, содержащегося в воздухе, к максимально возможной (насыщающей) массе в данном объеме воздуха при данной температуре; относительную влажность воздуха выражают в процентах.

Под полным насыщением воздуха понимают такое состояние, при котором воздух при данной температуре не может больше воспринимать водяные пары. Чем выше температура воздуха, тем большее количество водяных паров требуется для его полного насыщения. При относительной влажности, равной 100%, воздух полностью насыщен водяными парами; при относительной влажности, равной нулю, воздух не содержит водяных паров и является абсолютно сухим.

Температура воздуха показывает степень его нагрева. Температуру выражают в градусах различных температурных шкал. В Международной практической температурной шкале различают температуру Кельвина (Т) и температуру Цельсия (/), которые связаны соотношением t = T - 273,15 К.

Давление — сила, действующая на единицу поверхности в направлении, перпендикулярном этой поверхности. Давление воздуха (барометрическое)—это сумма парциальных давлений сухого воздуха и водяных паров. В СИ¹ за единицу давления принят паскаль (Па).
При движении воздуха по воздуховодам различают статическое и динамическое давления.
Статическое давление, действующее на стенки воздуховодов, показывает, на какую величину внутреннее давление в воздуховоде больше или меньше атмосферного. Статическое давление наблюдается также и в неподвижном воздухе, находящемся внутри сосуда. Если в воздуховоде статическое давление будет меньше атмосферного, оно называется отрицательным (-), если больше, то — положительным ( + ).
Динамическое давление, или скоростной напор,— давление, которым обладает движущийся воздух. Сумма статического и динамического давлений называется общим или полным давлением.

Влагосодержание воздуха — это количество водяных паров, приходящихся на 1 м³ сухого воздуха.

Энтальпия (теплосодержание)  влажного воздуха—это количество содержащейся в нем теплоты, отнесенное к 1 кг сухого воздуха (кДж/кг сух. возд.),

I=С _вt + (t + С_пt) d/1000, 

где С_в — удельная теплоемкость сухого воздуха, равная 1,005 кДж / (кг•град); t — температура влажного воздуха; I — скрытая теплота парообразования (I ≈ 2500 кДж/кг); С_п — теплоемкость пара [С_п = 1,8 кДж/(кг•град)]; d — влагосодержание (на 1 кг сух. возд.).
Как видно, энтальпия влажного воздуха складывается из энтальпии сухого воздуха (I _с.в= C_в t) и энтальпии водяного пара (I_п = (2500+ 1,80t)d/1000).
Таким образом, энтальпия влажного воздуха, отнесенная к 1 кг сухой части влажного воздуха (кДж/кг) при произвольной температуре   t   и   влагосодержании   d,   определится   по   формуле:

I = 1,005 t +(2500 + l,8 t) d/1000