základy procesního inženýrství - Vysoká škola báňská - Technická ...

5. sdílení hmoty mezi fázemi
Většina procesů s vlhkým vzduchem je zajímavá za tlaků blízkých běžnému atmosférickém tlaku a o
vliv tlaku na proces se nemusíme zajímat. Avšak např. adiabatickým snížením tlaku se dá vzduch
přesytit, takže z něj vypadne vlhkost čímž se enthalpie vzduchu výrazně zvýší.
To je typický meteorologický proces při proudění vlhkého vzduchu z jihu přes Alpské hřebeny, na
nichž vypadne déšť nebo sníh a na severní stranu postupuje do zvyšujícího se tlaku teplý suchý vítr,
nazývaný Föhn (tento název byl převzat pro sušiče vlasů).
60
20
T W =30
40
T =konst.
50
T
W
=konst.
50
40
30
10
0.2
0.4
ϕ=konst.
0.6
0.8
Čára nasycení ϕ=1
20
10
YA=konst.
I =konst.
0
-10
0 0.02 0.04 0.06 0.08 Y A 0.1
Obr.5.31. Enthalpický diagram vlhkého vzduchu
(teploty ve stupních °C)
Procesy, využívající rovnováhy voda – vzduch
U fázového rozhraní mezi vodou a vzduchem můžeme předpokládat v obou fázích stejnou teplotu a
můžeme předpokládat, že vzduch je zde vodní parou při této teplotě právě nasycen. V uzavřených
systémech se teplota a vlhkost v celém systému praxi se ustálí na těchto hodnotách. Uvedeme-li
vzduch do styku s vodou, mající vyšší teplotu než je teplota vlhkého teploměru, dojde k na fázovém
rozhraní k odpařování vody a k ochlazování (foukání do horké polévky). Obráceně, na studenějším
povrchu dochází ke kondenzaci vzdušné vlhkosti a k ohřevu (dýchání na chladné ruce). Na vyrovnávání
teplot se podílí v první etapě jak kapalná tak plynná fáze, pozvolna však se teplotní pole ustaví tak, že
se teplo bude především pohybovat od nejvýznamnějšího zdroje k nejvýznamnějšímu spotřebiči.
Rychlost změn je řízena jednak rychlostí odvodu nasyceného vzduchu od povrchu do vzdušného
prostoru, jednak rychlostmi sdílení tepla ve vodě a ve vzduchu.
Změna vlhkosti na účet enthalpie vody.
Při styku velkého množství vody s menším množstvím vzduchu nedojde k výrazné změně teploty
vody, teplota vzduchu se s teplotou vody vyrovnává a dojde při této teplotě k nasycení vzduchu.
Použijeme toho například při vlhčení suchého vzduchu probubláváním promývačkou. Stykem
vzduchu s podstatně chladnější vodou, případně vymražením, můžeme naproti tomu absolutní vlhkost
vzduchu snížit.
Změna vlhkosti na účet enthalpie vzduchu
Styk menšího množství vody s velkým množstvím vzduchu.je běžnější jak v přírodě tak i
v technických aplikacích. Ať již je voda na počátku teplejší nebo chladnější, o konečném stavu
rozhoduje rychlost přívodu tepla z vzdušného prostoru k fázovému rozhraní a rychlost odvodu
134