Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов и водяного пара. Согласно закону Дальтона наблюдаемое барометрическое давление атмосферного воздуха равно сумме парциальных давлений сухого воздуха Pс.в. и водяных паров Рп, т. е. В = Pс.в. + Рп (3.1) Температура воздуха может измеряться по термодинамической (абсолют мой) шкале и международной практической (стоградусной) шкале. Градус термодинамической шкалы обозначается символом К (кельвин), температура буквой Т. В Международной практической шкале соответственно обозначаются градус символом °С (Цельсия), а температура буквой t.Плотность воздуха при t=0°С и давлении 760 мм рт. ст. равна 1,293 кг/м3, а плотность водяного пара равна 0,768 кг/м3. Отсюда следует, что при одинаковых условиях влажный воздух легче сухого.
Упругость (парциальное давление) водяного пара выражается в миллиметрах ртутного столба (h, мм рт. ст.), в миллипаскалях (е, мПа) или Паскалях (Па), в миллибарах (е, мбар), в ньютонах на квадратный метр (е, Н/м2). Соотношение между единицами давления следующее: 1 мм рт. ст. = 133,312 Па; 1 мбар = 102 Па; 1 кгс/см2 = 9,80665! 104Па = 980,665 мбар= 735,559 мм рт. ст. Упругость насыщенного пара соответственно имеет обозначения H и E и зависит только от температуры, в интервале от 0 до 100° может быть рассчитана по формуле:
Абсолютной влажностью называется масса водяного пара в 1 м3 смеси:
где α – коэффициент объемного расширения.
Влагосодержанием называется отношение массы водяного пара к массе сухого воздуха. Обозначается через х (кг/кг), если масса пара принимается в килограммах, или через d (г/кг), если масса пара принимается в граммах
(d=0,001x). Влагосодержание (г/кг сухого воздуха) определяется по формуле:
Относительной влажностью воздуха называется отношение фактического количества водяных паров к тому максимальному количеству, которое может содержать воздух при данной температуре, находясь в состоянии насыщения, т. е.
где τ° — точка росы.
Точка росы τ называется температура воздуха, при которой количество водяных паров достаточно для насыщения воздуха, иначе говоря, если воздух охладить до такой температуры, он станет насыщенным водяными парами, а на предметах, имеющих температуру, равную или меньшую температуры точки росы, начнется конденсация водяного пара.
Точка росы зависит от абсолютной влажности воздуха и может быть определена по таблицам водяного пара либо по формуле:
Эти данные необходимы для пользования номограммой влажного воздуха (рис. 3.1), где связаны между собой пять параметров воздуха: температура, точка росы, относительная влажность, фактическое и максимальное содержание влаги в воздухе. Указанная номограмма дает возможность по двум известным параметрам воздуха найти остальные. В технических расчетах существует понятие стандартной атмосферы, под которой принято понимать температуру воздуха, равную +20°С, относительную влажность воздуха, равную 70%, и атмосферное давление, равное 760 мм рт. ст.
Для решения задач кондиционирования воздуха и груза в трюмах судов, а также для соблюдения равновесной влажности груза применяется понятие «температурный запас». Температурным запасом Θ называется разность между температурой воздуха и точкой росы. Обычно температурный запас принимается равным 3°С.
Все грузы, предъявляемые к перевозке, разделяются на гигроскопические и негигроскопические. Гигроскопическими называются грузы, которые содержат в своем составе влагу и могут отдавать ее окружающей среде или дополнительно воспринимать влагу из окружающей среды. Количество влаги, которое может содержать в своем составе груз, зависит от свойств самого груза и условий окружающей среды. Массу влажности материала qB.M. можно рассматривать как сумму масс сухого вещества qc и влаги qВЛ., т. е.:
Отношение массы влаги к массе сухого материала называется влагосодержанием. Влагосодержание, выраженное в процентах, называется абсолютной влажностью вещества:
Относительной влажностью вещества называется отношение массы жидкости, содержащейся в данном материале, к массе влажного материала, выраженное в процентах:
Для каждого гигроскопического материала установлено определенное стандартное значение влагосодержания, которое носит название кондиционной влажности.
Максимальное количество влаги, которое может поглотить единица массы сухого вещества из насыщенной
паровоздушной среды, называется максимольным гигроскопическим влагосодержанием.
Равновесным влагосодержанием называется влагосодержание материала, находящегося в состоянии термодинамического равновесия, когда температура материала равна температуре окружающего воздуха, а парциальное давление пара жидкости на поверхности материала равно парциальному давлению пара в воздухе. Если фактическая влажность груза меньше равновесной, то груз будет увлажняться и наоборот.
