Относительная влажность реальной паровоздушной смеси (ПВС)

[libra 558]

<br />

Предположим  генератор ПВС (паровоздушной смеси) подключен к длинному воздуховоду и процесс протекает достаточно долго для того, чтобы стабилизироваться, а генератор выдаёт 1м3/мин. ПВС проходя по нему теряет

<br />и т.д. Это несколько не по теме. Меня спросили: &quot;зачем&quot;, я ответил. Тут все несколько по иному, нежели Вы описываете, но коль вопрос возник, постараюсь покороче ответить.<br />Вначале расчитывается, какую массовую концентрацию (мг/м3) воды в ПВС на выходе генератора надо иметь, чтобы в условиях окружающей среды в лаборатории получить заданную относительную влажность ПВС. Естественно, эта влажность меньше 100%. Далее рассчитывается режим смешения, исходя из паспортной производительности (по влаге) ИМП, мкг/мин, для его паспортной температуры, т.е. температуры термостата, куда ИМП помещается. По сути, рассчитывается требуемый объемный расход сухого воздуха - разбавителя из баллона. Этот воздух омывает ИМП прямо в термостате, причем его поток поступает в термостат уже предварительно нагретый до его температуры. Трубопровод появляется только для того, чтобы соединить выход термостата с испытываемым прибором. Вот тут важно, чтобы его длина и материал обеспечивали охлаждение сгенерированной ПВС до температуры окружающей среды в лаборатории, а полость испытуемого прибора (где сенсор) должна иметь атмосферное давление (или дополнительное давление надо учесть в исходном расчете).<br />

Парогенератор от кофеварки, критическое сопло, термоизолированый сосуд для смешения и баллон или коллектор воздуха (воздух тоже через сопло или сопла). Изменено 19 Февраля 2014 пользователем libra

[Zorinav 2]

Парогенератор от кофеварки, критическое сопло, термоизолированый сосуд для смешения и баллон или коллектор воздуха (воздух тоже через сопло или сопла).

И в ГРСИ это, в ГРСИ

[nicki 0]

На #97 Ключевой фразой в определении РМГ я считаю «молярной доле насыщенного водяного пара» не потому, что эта часть определения мне нравится или наоборот не нравится, а потому, что именно насыщенному пару при температуре t1 соответствует только одно значение давления pнас1 и наоборот насыщенному пару при давлении р1 соответствует только одно значение температуры tнас1. Вы же упорно пытаетесь меня убедить, что температуре ti соответствует множество значений {piнас}.

На #99 Я не пытался предложить модель установки – я пытался объяснить, что для насыщенного пара достаточно знать только один параметр температуру (или давление), а уж по нему можно вычислить давление (или температуру). Об этом я писал в одном из предыдущих постов – жесткая связь температуры и давления для насыщенного пара называется линией насыщения. Все значения пары давление/температура лежащие вне этой линии называются не насыщенным водяным паром, а водой, льдом или водяным паром.

[nicki 0]

Дарю идею. Разбавлять водяной пар надо сухим воздухом с температурой ниже температуры пара из ИМП, при этом в камере смешения можно создавать давление во много раз превышающее атмосферное так, как конденсации водяного пара не будет происходить. Нужное давление и температуру ПВС рассчитывайте исходя из требуемой температуры, давления и относительной влажности в измерительной камере. Суть идеи в том, что при расширении ПВС будет падать и давление и температура до требуемого значения.

[libra 558]

Из интересных ресурсов: http://www.dpva.info/Guide/

http://www.spiraxsarco.com/ru/steam-academy/steam-tables.asp

Изменено 20 Февраля 2014 пользователем libra

[Zorinav 2]

Ключевой фразой в определении РМГ я считаю «молярной доле насыщенного водяного пара» не потому, что эта часть определения мне нравится или наоборот не нравится, а потому, что именно насыщенному пару при температуре t1 соответствует только одно значение давления pнас1 и наоборот насыщенному пару при давлении р1 соответствует только одно значение температуры tнас1. Вы же упорно пытаетесь меня убедить, что температуре ti соответствует множество значений {piнас}.

Да Боже упаси, я никого ни в чем не пытаюсь убедить! Самому бы в чем-то убедиться!

Ну хорошо, тогда в соответствии с Вашей "ключевой фразой" скажите мне молярную долю насыщенного водяного пара при температуре 100С. Будем потом делить на нее молярную долю водяного пара в искомой ПВС при тех же 100С, но при давлении 84 кПа.

[Zorinav 2]

Из интересных ресурсов: http://www.dpva.info/Guide/

http://www.spiraxsarco.com/ru/steam-academy/steam-tables.asp

Спасибо, Владимир Орестович! С первой ссылкой я знаком, вторую - будем посмотреть. Тем более, там опять понятие "Сухой насыщенный пар"

[nicki 0]

Ну хорошо, тогда в соответствии с Вашей "ключевой фразой" скажите мне молярную долю насыщенного водяного пара при температуре 100С.

??? Молярная доля однокомпонентной среды для любого вещества, при любой температуре и любом давлении равна 1(100%).

В Вашем калькуляторе ошибка в ячейке D25. Как только уберёте условие по ячейке D11 (не имеет физического смысла) все будет отлично.

Изменено 21 Февраля 2014 пользователем nicki

[nicki 0]

Коллеги, мне кажется, что наконец-то я понял, в чем проблема, но возможно я ошибаюсь. По моему мнению, Вы не поняли физический смысл закона Дальтона, поэтому попытаюсь его изложить, как шутку.

Закон Дальтона в моей редакции: Каждый уважающий себя газ, стремящийся быть идеальным, занимает весь предоставленный ему объём и не вмешивается в суверенные дела других газов, находящихся в этом же объёме и тоже стремящихся быть идеальными. Так как эти суверенные члены «объёмного» общества совершают какие-то действия, то результат этих действий равен сумме вкладов каждого члена «объёмного» общества. Вклад любого члена «объёмного» общества не зависит от количества членов, а зависит только от возможностей конкретного члена общества и накала страстей в данном обществе.

С наступающим днем Защитника Отечества!!!

Изменено 21 Февраля 2014 пользователем nicki

[Zorinav 2]

Ну хорошо, тогда в соответствии с Вашей "ключевой фразой" скажите мне молярную долю насыщенного водяного пара при температуре 100С.

??? Молярная доля однокомпонентной среды для любого вещества, при любой температуре и любом давлении равна 1(100%).

В Вашем калькуляторе ошибка в ячейке D25. Как только уберёте условие по ячейке D11 (не имеет физического смысла) все будет отлично.

Вот и замечательно! То есть при Рисх<Рвн в знаменателе формулы относительной влажности всегда ставим единичку, и относительная влажность, соответственно, будет равна молярной доле влаги в исходной ПВС.

Во вложении – специально для Вас исполненный файл с предложенным Вами вариантом. Красным шрифтом выделено существенное, плюс «автоматические» комментарии для нормальных и «ненормальных» давлений. For_Nicki.rar

Обратите внимание, насколько относительная влажность при таком варианте расчета будет отличаться от типового значения RH (отношения парциальных давлений), и от вычислений по уравнению газового состояния. Для демонстрации я специально ввел исходное давление ПВС 50 кПа. Относительная разность с RH и с обратным расчетом по уравнению газового состояния (п.7 файла) более 100%! И что?

Отмечу, что этот вариант с соответствующими комментариями рассматривался еще в посте 53.

Изменено 24 Февраля 2014 пользователем Zorinav

[Zorinav 2]

Закон Дальтона в моей редакции: Каждый уважающий себя газ, стремящийся быть идеальным, занимает весь предоставленный ему объём и не вмешивается в суверенные дела других газов, находящихся в этом же объёме и тоже стремящихся быть идеальными.

Ха-ха, ну как раз к празднику!

А если еще уточнить: Каждому уважающему себя газу, стремящемуся быть идеальным, кажется, что он занимает весь предоставленный объём,не мешая при этом другим, таким же суверенным газам, находящимся в этом же объеме.

С праздником взаимно!

[nicki 0]

«Во вложении – специально для Вас исполненный файл с предложенным Вами вариантом. Красным шрифтом выделено существенное, плюс «автоматические» комментарии для нормальных и «ненормальных» давлений»

Благодарю Вас за специально исполненный для меня файл. Но вдруг я дальтоник и красного шрифта не увижу?

А если серьёзно, то 2 недели я пытаюсь объяснить Вам, что Вы путаетесь в определениях. Пар будет только тогда насыщенным, когда его парциальное давление при температуре 100 ºС будет равно 101325 Па ( 1 м3 будет содержать 588.37 г водяного пара). При давлении в 50 кПа пар не будет насыщенным и, следовательно, в знаменатель его молярную долю нельзя поставить в соответствии с 35 определением РМГ. Поймите, насыщенному состоянию пара соответствует строго определённая пара t и Р, поэтому если известно, что пар насыщенный и его температура равна 100ºС, то давление насыщения будет 101325 Па. И наоборот, если известно, что пар насыщенный и его давление 84000 Па, то его температура равна 94.83ºС. И здесь нет никаких противоречий законам Физики. Вы же пытаетесь подставить параметры водяного пара в состоянии далёком от насыщения и получаете то, что и должно получиться – неверный результат и головную боль.

Чтобы Вам было до конца понятно, о чём я говорю, приведу следующий пример. Если вы испарили 40 г воды на один кубометр объёма то не важно какое давление Вы создадите сухим воздухом 50 кПа или 500 кПа, относительная влажность будет зависить только от температуры, созданной Вами ПВС ( при 100 ºС это 6,79%). Но если Вы измените объём, полученной ПВС, то и влажность изменится так, как изменится содержание паров воды в единице объёма. При температуре 100ºС относительная влажность увеличится, если Вы сжали исходную смесь, и уменьшится, если Вы расширили занимаемый объём.

Изменено 24 Февраля 2014 пользователем nicki

[Zorinav 2]

Чтобы Вам было до конца понятно, о чём я говорю, приведу следующий пример. Если вы испарили 40 г воды на один кубометр объёма то не важно какое давление Вы создадите сухим воздухом 50 кПа или 500 кПа, относительная влажность будет зависить только от температуры, созданной Вами ПВС ( при 100 ºС это 6,79%).

Нет уж извольте! Это Вы никак не можете понять, в чем изначально состоит вопрос. Привожу последовательно диалог с Вами:

На #97 Ключевой фразой в определении РМГ я считаю «молярной доле насыщенного водяного пара»

Мой ответ:

Ну хорошо, тогда в соответствии с Вашей "ключевой фразой" скажите мне молярную долю насыщенного водяного пара при температуре 100С. Будем потом делить на нее молярную долю водяного пара в искомой ПВС

Ваше:

??? Молярная доля однокомпонентной среды для любого вещества, при любой температуре и любом давлении равна 1(100%)

Мой ответ:

Вот и замечательно! То есть при Рисх<Рвн в знаменателе формулы относительной влажности всегда ставим единичку, и относительная влажность, соответственно, будет равна молярной доле влаги в исходной ПВС.

Если при температуре 100С испарить 40 г воды в 1 м3 объема, то парциальное давление водяного пара составит 6888,56 Па. При давлении ПВС 50000 Па количество влаги составит 2,22 моль, а ее молярная доля 13,77% (остальное - сухой воздух).

Соответственно, относительная влажность, по определению РМГ и с учетом Вашей "ключевой фразы" и составит 13,77%. Значение, которое Вы указали в скобках (6,79%) получится, только если брать отношение парциальных давлений (6888,56 / 101325 * 100), т.е. RH. Но мы-то рассматриваем определение РМГ, где речь о молярных долях.

[nicki 0]

__Ну хорошо, тогда в соответствии с Вашей "ключевой фразой" скажите мне молярную долю насыщенного водяного пара при температуре 100С. Будем потом делить на нее молярную долю водяного пара в искомой ПВС»__

Уважаемый Алексей Васильевич, каков вопрос такой и ответ. Если Вы не определили мне другие параметры водяного пара, я в праве был предположить, что в каком-то объёме находится один моль насыщенного водяного пара, давление для меня не важно, а, следовательно, разделив 1 моль насыщенного пара на 1 моль насыщенного пара, я получил единицу. Некорректность поставленного вопроса я обозначил знаком (???).

__Вот и замечательно! То есть при Рисх<Рвн в знаменателе формулы относительной влажности всегда ставим единичку, и относительная влажность, соответственно, будет равна молярной доле влаги в исходной ПВС.__

Уважаемый Алексей Васильевич, конечно нет. В соответствие с определением в РМГ Вы должны подставить в знаменатель молярную долю водяного пара находящегося в насыщении при тех же параметрах, которые определяют Вашу ПВС ( температура- то что Вы обязаны контролировать так, как она однозначно определяет параметры пара находящегося в состоянии насыщения {линия насыщения водяного пара}). Но если, Вы потрудитесь 2 раза написать уравнение Менделеева-Клайперона для определения парциального давления водяного пара в Вашей ПВС (паровоздушной среде) и для определения давления насыщения водяных паров при температуре Вашей ПВС (паровоздушной среды) , то очевидно Вы увидите, что отношение этих давлений тождественно равно определению данному в РМГ.

Вы же, уважаемый, при вычислении в ячейке D35 установили условие по ячейке D11 не имеющее физического смысла {давлением Рисх нельзя заменять давление Рнас}, и для вычислений в ячейке D36 используете то же условие. Поэтому, когда давление Рисх больше Рнас , во всех 3-х ячейках (D35;D36; D37) Вы имеете правильный результат , а когда Рисх меньше Рнас, Вы делаете ошибку подменив Рнас на Рисх.

Поэтому предлагаю не искать чёрную кошку в тёмной комнате, тем более, что её там нет.

[Zorinav 2]

предлагаю не искать чёрную кошку в тёмной комнате, тем более, что её там нет.

Согласен, прекращаем поиски. Главное, что Вам все понятно, а я со своей черной кошкой уж как-нибудь сам разберусь.

[libra 558]

Давление насыщенных паров воды и любой другой жидкости можно расчитать при помощи уравнения Антуана: http://c2h5oh.ucoz.ru/publ/khimicheskaja_tekhnologija/vvedenie_v_khimicheskuju_tekhnologiju_2/2-1-0-20Есть ошибка в формуле, на этой странице. Должно быть: P=10^(A-B/(C+T)). Размерность единиц правильная. Также видно, что при температуре выше 60С коэффициенты меняються.

[libra 558]

Обращайте внимание на то, что значение коэффициентов зависит от того, какой логарифм стоит в формуле -натуральный или десятичный.

[Zorinav 2]

Давление насыщенных паров воды и любой другой жидкости можно расчитать при помощи уравнения Антуана: http://c2h5oh.ucoz.ru/publ/khimicheskaja_tekhnologija/vvedenie_v_khimicheskuju_tekhnologiju_2/2-1-0-20Есть ошибка в формуле, на этой странице. Должно быть: P=10^(A-B/(C+T)). Размерность единиц правильная. Также видно, что при температуре выше 60С коэффициенты меняються.

Я использую для сверки с формулой ГОСТ 8.524 уравнение Антуана:

Рн = 10^(8,07131-1730,63/(tисх+233,426))/0,00750062 (с переводом из мм.рт.ст. в Па - последний делитель)

Максимальное относительное отклонение от формулы ГОСТ не превышает 0,5% (при t = 10С)

[libra 558]

Давление насыщенных паров воды и любой другой жидкости можно расчитать при помощи уравнения Антуана: http://c2h5oh.ucoz.r..._2/2-1-0-20Есть ошибка в формуле, на этой странице. Должно быть: P=10^(A-B/(C+T)). Размерность единиц правильная. Также видно, что при температуре выше 60С коэффициенты меняються.

Я использую для сверки с формулой ГОСТ 8.524 уравнение Антуана:

Рн = 10^(8,07131-1730,63/(tисх+233,426))/0,00750062 (с переводом из мм.рт.ст. в Па - последний делитель)

Максимальное относительное отклонение от формулы ГОСТ не превышает 0,5% (при t = 10С)

Откуда взяты коэффициенты ANTA, ANTB, ANTC?

[libra 558]

Я использую для сверки с формулой ГОСТ 8.524 уравнение Антуана:

Рн = 10^(8,07131-1730,63/(tисх+233,426))/0,00750062 (с переводом из мм.рт.ст. в Па - последний делитель)

Для перевода мм Hg в Па умножать надо на 133.

[Zorinav 2]

Для перевода мм Hg в Па умножать надо на 133.

Уж если совсем точно, то умножать надо на 133,3224 (Приложение 3 к "Положению о единицах величин..." утв. постановлением правительства РФ от 31.10.2009 №879). У меня 1/0,00750062 = 133,32231, отличается пренебрежимо мало. Коэффициенты уравнения Антуана взял где-то-из-интернета, они усредненные для интересующего меня диапазона. Потому и привожу их значения, чтобы заблуждений не было. Эта формула для меня не рабочая, я использую формулу ГОСТ. Но отклонение всего в 0,5% впечатлило!

[libra 558]

Наименьшие значения погрешности получаються при использовании формул, до 50С по ГОСТ, а свыше 50С по формуле Антуана Pn=exp(ANTA-ANTB/(ANTC+T)) , где ANTA=18,3036; ANTB=3816,44; ANTC=-46,13; T температура в К.

[Zorinav 2]

Наименьшие значения погрешности получаються при использовании формул, до 50С по ГОСТ, а свыше 50С по формуле Антуана Pn=exp(ANTA-ANTB/(ANTC+T)) , где ANTA=18,3036; ANTB=3816,44; ANTC=-46,13; T температура в К.

Да, выше 50С очень хорошая сходимость с ГОСТ, лучше 0,1%. Но на 10С, увы, отклонение уже (-1,76%). Формула, которой я пользуюсь, на 10С дает отклонение (-0,49%), на 90С (-0,12%), что для интересующего меня диапазона более пригодно.

Только Вы забыли сказать, что результат по Вашей формуле в мм.рт.ст.

[libra 558]

Наименьшие значения погрешности получаються при использовании формул, до 50С по ГОСТ, а свыше 50С по формуле Антуана Pn=exp(ANTA-ANTB/(ANTC+T)) , где ANTA=18,3036; ANTB=3816,44; ANTC=-46,13; T температура в К.

Да, выше 50С очень хорошая сходимость с ГОСТ, лучше 0,1%. Но на 10С, увы, отклонение уже (-1,76%). Формула, которой я пользуюсь, на 10С дает отклонение (-0,49%), на 90С (-0,12%), что для интересующего меня диапазона более пригодно.

Только Вы забыли сказать, что результат по Вашей формуле в мм.рт.ст. :scribbler:/>

Ну не забыл , а для "хода мысли" оставил :biggrin:/>

[nicki 0]

Да, выше 50С очень хорошая сходимость с ГОСТ, лучше 0,1%. Но на 10С, увы, отклонение уже (-1,76%). Формула, которой я пользуюсь, на 10С дает отклонение (-0,49%), на 90С (-0,12%), что для интересующего меня диапазона более пригодно.

Только Вы забыли сказать, что результат по Вашей формуле в мм.рт.ст.

Уравнение Антуана это приблизительная формула описывающая зависимость насыщенных паров от температуры для разных жидкостей. Поэтому она не может дать точного результата. Если Вы хотите иметь точные значения обратитесь к "Теплофизическим свойствам воды и водяного пара".

Во всём "виновата" Термодинамика ( один из разделов Общей Физики).

Успехов Вам коллеги!

Изменено 28 Февраля 2014 пользователем nicki