Nəm hava

Nəm hava — quru hava ilə su buxarının qarışığı. Nəm havada su buxarı qızışmış, quru doymuş və yaxud da nəm buxar halında olur. Nəm havaya ideal qazlar qarışığı kimi baxmaq olar. Dalton qanununa görə nəm havanın təzyiqi quru hava ilə su buxarının parsial təzyiqləri cəminə bərabərdir:

$P_{n.h}=P_{q.h}+P_{s.b}$

burada $P_{q.h}$ , $P_{s.b}$ –quru havanın və su buxarının parsial təzyiqləridir. Nəm havada olan su buxarının parsial təzyiqləri, nəm havanın temperaturuna uyğun olan $P_d$ doyma təzyiqindən yüksək ola bilməz, yəni $P_{s.b}⩽P_d.$ Su buxarının təzyiqi doyma təzyiqindən az, yəni $P_{s.b}<P_d$ olanda nəm havadakı su buxarı qızışmış buxar halında olur. Belə nəm havaya doymamış nəm hava deyilir. Doymamış nəm havanı sabit təzyiqdə soyutduqda nəm havada olan su buxarının parsial təzyiqi sabit qalır, temperaturu isə azalır. Temperatur azalaraq doyma temperaturuna bərabər olduqda qızışmış buxar quru doymuş buxara, doymamış nəm hava isə doymuş havaya çevrilir. Doymuş nəm hava, su buxarının parsial təzyiqinə uyğun olan doyma temperaturunda olur. Bu temperatura şeh nöqtəsi temperaturu deyilir. Şeh nöqtəsi temperaturunda olan havanı soyutduqda su buxarının bir hissəsi kondensatlaşır və nəticədə su buxarının havadan ayrılması baş verir, beləliklə su buxarının parsial təzyiqi azalır.

Havanın nəm tutumu

Nəm havadakı su buxarının kütləsinin $m_b$ quru havanın kütləsinə $m_{q.h}$ olan nisbətinə nəm tutumu və ya nəmsaxlama deyilir:

$d=m_b/m_{q.h}$

$d$-nəm tutumu, $q/kq.$ Nəm havada olan buxarın mol sayının quru havanın mol sayına olan nisbətinə mol nəm tutumu deyilir:

$x=\frac{\frac{m_b}{{\mu }_b}}{\frac{m_{q.h}}{{\mu }_{q.h}}}=\frac{m_b{\mu }_{q.h}}{m_{q.h}{\mu }_b}=\frac{{\mu }_{q.h}}{{\mu }_b}d$

Quru havanın və su buxarının molekul kütləsinin ${\mu }_{q.h}$=28,95 və ${\mu }_b$=18,016 olduğu nəzərə alınsa, mol nəm tutumu belə təyin edilər:

$x=1,61d$

buradan nəm tutumu:

$d=0,622x.$

Mol nəm tutumu aşağıdakı kimi də ifadə edilə bilər:

$x=p_b/p_{q.h}$

burada $p_b$ və $p_{q.h}$ — buxarın və quru havanın parsial təzyiqləridir və $p_{q.h}=p_{n.h}-p_b$; $p_{n.h}$-nəm havanın təzyiqidir. Bunu nəzərə aldıqda mol nəm tutumu:

$x=p_b/(p_{n.h}-p_b)$

Sonuncu ifadəni yuxarıda nəzərə alsaq nəm tutumunu belə təyin edilər:

$d=\frac{p_b}{p_{n.h}-p_b}0,622.$

Kütlə nəm tutumunun maksimal qiyməti su buxarının doymuş halına uyğun olur və belə təyin edilir:

$d_d=\frac{p_d}{p_{n.h}-p_d}0,622.$

Havanın mütləq və nisbi nəmliyi

$1m^3$ havada olan su buxarının kütləsinə (su buxarının sıxlığına) mütləq nəmlik deyilir. Su buxarı üçün hal tənliyindən $(p_b{v}_b=R_{b}T)$ ${\rho }_b=1/v_b$ olduğunu nəzərə alsaq mütləq nəmlik belə təyin edirlər:

${\rho }_b=p_b/R_{b}T.$

Mütləq nəmlik ədədi qiymətcə su buxarının sıxlığına bərabətdir. Verilmiş təzyiq və temperaturda nəm havadakı su buxarı, quru doymuş buxar halına gətirilirsə, ${\rho }_d=1/v^{{\text{'}}^{\prime }}$ — maksimum mütləq nəmliyi və ya maksimal sıxlığı ifadə etmiş olarıq. Mütləq nəmliyin maksimum mütləq nəmliyə olan nisbətinə nisbi nəmlik deyilir və belə təyin edilir:

$\varphi ={\rho }_b/{\rho }_d.$

Su buxarının hal tənliyinə əsasən ${\rho }_b/{\rho }_d=p_b/p_d$ olduğundan yazmaq olar:

$\varphi =p_b/p_d.$

Nəm havanın nisbi nəmliyi $\varphi =0-1$ arasında dəyişir. $p_b=\varphi p_d$ olduğunu nəm tutumunun ifadəsində nəzərə alsaq:

$d=\frac{0,622p_d\varphi }{p_{n.h}-p_d\varphi }$

burada $p_d$ — nəm havanın temperaturuna uyğun su buxarının doyma təzyiqidir, qiyməti quru doymuş su buxarı cədvəlindən tapılır. Doymamış nəm havanın kütlə nəm tutumunun doymuş nəm havanın kütlə nəm tutumuna nisbətinə doyma dərəcəsi deyilir:

$\psi =d/d_d.$

Nəm havanın qaz sabiti və sıxlığı

Nəm havaya ideal qaz qarışığı kimi baxıldığından onun qaz sabiti aşağıdakı kimi təyin edilə bilər:

$R_{n.h}=\frac{8314}{{\mu }_{n.h}}=\frac{8314}{(r\mu {)}_{q.h}+(r\mu {)}_b}.$

Quru havanın və su buxarının həcm hissələrinin $r_{q.h}=p_{q.h}/p_{n.h}$ , $r_b=p_b/p_{n.h}$ və quru havanın parsial təzyiqinin $p_{q.h}=p_{n.h}-p_b$ ifadələrini yuxarıdakı ifadədə nəzərə alıb bir neçə çevirmə aparılsa:

$R_{n.h}=\frac{8314}{{\mu }_{q.h}+({\mu }_b-{\mu }_{q.h})p_b/p_{n.h}}.$

burada ${\mu }_{q.h}$ və ${\mu }_b$ –nin ədədi qiymətlərini yerinə yazsaq:

$R_{n.h}=\frac{8314}{28,95-10,934p_b/p_{n.h}}$

Nəm havanın sıxlığı hal tənliyinə əsasən belə təyin edilir:

${\rho }_{n.h}=\frac{28,95p_{n.h}-10,934p_b}{8314T}$ .

Nəm havanın istilik tutumu və entalpiyası

Nəm havanın daxilində olan quru havaya və su buxarına ideal qazlar kimi baxıldığından, onların istilik tutumları $c_{p_{q.h}}=1$ və $c_{p_b}=1,8$ $kC/(kq\cdot \text{dər})$ və su buxarlarının gizli buxarlanma istiliyini $r=2500$ $kC/kq$ olduğunu bilərək quru havanın və su buxarlarının entalpiyasını belə təyin etmək olar:

$i_{q.h}=c_{p_{q.h}}\cdot t=1\cdot t,$

$i_b=2500+c_{p_b}\cdot t=2500+1,8\cdot t$

$(1+d)$ $kq$ nəm havanın entalpiyasını $(I)$, tərkibindəki $1$ $kq$ quru havanın entalpiyası $(i_{q.h})$ ilə $d$ $kq$ su buxarının entalpiyası $(d\cdot i_b)$ cəminə bərabər olduğunu nəzərə alsaq, nəm havanın entalpiyası belə təyin olunar:

$I=t+d(2500+1,8\cdot t).$

Nəm tutumunun $d=\frac{0,622p_d\varphi }{p_{n.h}-p_d\varphi }$ ifadəsini nəzərə alsaq nəm havanın entalpiyasını belə təyin etmək olar:

$I=t+0,622\frac{\varphi p_d}{p_{n.h}-\varphi p_d}(2500+1,8\cdot t).$

Nəm hava üçün "I-d" diaqramı

Fayl:Nəm havanın I-d diaqramı.JPG

Nəm havanın "I-d" diaqramı

Müəyyən praktiki məsələlərin həllini asanlaşdırmaq məqsədilə, nəm hava üçün $(p_{n.h}=0,98bar$ təzyiqə uyğun) L.K. Ramzin tərəfindən 1916-cı ildə $I-d$ diaqramı təklif edilmişdir. Bu diaqramda $d=\text{const}$ şaquli xətdir. $I=\text{const}$ isə 135°-li bucaq altında maili xətdir. $t=\text{const}$ izoterması düz xətlə, $\varphi =\text{const}$ isə əyri xətlərlə göstərilir. $\varphi =100$ % doyma xəttidir. Bunlardan başqa diaqramda su buxarının parsial təzyiqinin $p_b$ asılılığı da verilmişdir. Diaqramın köməyilə havanın qızması, soyuması, havaya su buxarının qarışması (nəmləşdirmə) və ya qurutma (havadan suyun ayrılması) proseslərini qrafiki təsvir etmək olar. $A-B$ və $D-C_1$ , havanın $d=\text{const}$ şəraitində qızma və soyuma proseslərini göstərir. $C_1-C_2$ prosesində doymuş hava soyuyur, onun içərisindəki nəmliyin bir hissəsi kondensatlaşıb ayrılır və onun nəm tutumu $d_1-d_2$ qədər azalır. $D-C_3$ prosesi havanın istiliyi hesabına 0℃-li suyun buxarlanaraq havaya qarışmasını göstərir, bu halda nəm havanın entalpiyası sabit qalır. $D-C_4$ prosesində isə buxarlanan suyun temperaturu 0℃-dən böyükdür, bu halda nəm havanın entalpiyası artır. Beləliklə müxtəlif proseslərin sonunda nəm havanın parametrlərini təyin etmək olar. $d=const$ xətti ilə . $\varphi =100$ % xəttinin kəsişmə nöqtəsindən keçən izoterma şeh temperaturuna uyğun olur.

Mənbə

• Ə.M. Quliyev. İstilik texnikası. Ali texniki məktəblər üçün dərs vəsaiti. İkinci nəşri. Bakı, "Təhsil" NPM, 2012, 302 s.