صفحه 1:
Chapter 4
مخلوط هوا - بسخار و تسهویه مطبوع
Thermodynamics: An Engineering
Approach, 7th edition
by Yunus A. Cengel and Michael A. Boles
صفحه 2:
* در بحث مخلوط گازها در فصل گذشته با هیچ گونه فرایند تبدیل فاز روبرو نبودیم. در اين
فصل مخلوط هوای خشک و بخار آب مورد بررسی قرار می گیرد که همکن است با چگالش
بخار و تبدیل آن به مایع روبرو باشیم. به مخلوط هوا و بخار آب. هوای اتمسفری می گویند.
* تغییرات دمای هوای اتمسفری در مسایل تهویه مطبوع معمولا از -40۳60 تا SOC
است.
* در این شرایط هوا را می توان گاز آرمانی با گرمای ویژه ثابت در نظر گرفت:
٠ )6( ,كالما 0.0006 0)
* در اين صورت انتالبى هواى خشك با فرض مقدار انتالبى صفر در دماى صفر درجه
سلسيوس به عنوان نقطه مرجع جنين خواهد بود:
J wre ۰ 5
Tin °C سا ره
kg, ۱
a 1
keg C
1005
-| kg,
صفحه 3:
* فشار اشباع متناظر با دمای 6000 ۳
برابر با ۱۲.۳ می باشد. در اين
محدوده Ed همان طور که از شکل:
روبرو پیداست. در دمای ثابت. انتالپی SS
ثابت می ماند. بنابراین. انتالپی بخار آب را
می توان معادل انتالبی بخار اشباع در
}50
دمای مخلوط هوا و بخار گرفت. f= const.
* انتالپی بخار اشباع بنابراین به صورت
تابعی از دما به شکل زیر قابل بیان خواهد
بود. :
Tin °C ف 1827+ 25013 = h, =h,(T)
kg,
vapor spixture, the portal pressure oF the water vapor te th bate مرس ote: (Por the dy
ts less thot tis suturaiivg pressure uf the tewpercure.
RB, °
صفحه 4:
جما اه مومع منت هه وت مه و اه Cousider tamreastay the total pressure
P pou fetch the process oo the (Pav dogroc retotive to th ).یی لیا ج مه
sxturcicg foes Por the water dizce yeu below. (ssucve thot the water vapor te ttc
لاصو
)(۳ ixture pressure i d uhite beet th رو سا ,ای جمس رها مه
له مهافت وا و up i the vopor sutucdicg pressure وا مور اور
be or ره ج water vapor اجه ممجو لو لا ,مومس زا مرن
to the texopercure of the winters. موه thon tte sutucuica pressure
صفحه 5:
Orrico
Orw Port, Pr
(he dew potat ip the texoperctune of uhick vapor coadeuses or subdPies wheo coved of posta
pressure.
Or fer covkegy وی ادیش و winters while te spixture tot pr we ts held covet.
Okeu the swixture ts cooled too tewopercture equal to he suturdivg tewperdure Por the wdter-vapor
pond pressure, cowdecsdiog bec.
pr wre suck that the portial و ای وا وف رورش من مه ط()
pressure oF the water vapor is 1.P Od KPa, thea the dew potal tewrperature oF that oixture i
0
Grow
20
2s sen Ws
صفحه 6:
Mass of vaporinair _m 6 ریسا معیه
۷ ۳ Mass of in saturated air ~ m,
۳4
7
aed (Pore shows oo the روشاه( ٩1 با وروت وا ۳ موب
8 دع
2
g
TM, 25 س9 ون ی صمقت عرس
بيه "2.06 kas
5
ص د _ 149117 1
P>P,<10r100% ¢ = =———— _=0A47
alo 00-5 = 3169 kPa
g 9
صفحه 7:
or spe huckky (sowekoer red huokiy rote), 0 نا سوق
Mass of water vapor in air _m, — رم
‘Mass of dry air 7
RM, _ (7,) ,7 _
RVM,/(RT) 2M,
=o62 062=
ظ بط 12
+ ری با bBo ob he sper
and w=. تن
0)P, +0622(
Ooknoe oP wate per weer oP dy air,
رس مها ۲ بو()
(Per severd steps, we ox how (you should try this)
۷ RL,
v=— =v, =
m, RB
صفحه 8:
(Go tke vokxoe of the witure per ual wos of dry air is he اس متس of the dry oir
alrukoted of the orixture tecopercune ocd the porta pressure oF the dey oir.
Os oP هب
m=n, +m, =m(1+) =m(1+0)
m
19
Ques Pow roe oP dey or,
(QBesed oa the ماس Pow rete oP winters oho qued stile, the woes Pow rote oP dey cir i
V m/s _ ky,
۲ 77/10, و
۴و بولل whdture per wuss dry dr, i
palin Ft H _ mh + mh
n m m,
لله + باع
m=
صفحه 9:
4 سس
Orxvvspheric oir ot 90050, (OO KPa, bas اه صاصم بنج و 60:۳0. Pied the retative ,اس
بالط rote, cod AP the widture per wass of dry air.
5
Since Ty =21.3 °C, P, = 2.548 |
At T= 30°C, P, = 4.247 kPa
Locate the 7°s and P’s on the 7-s plot.
Lo
مآ
9 = =0.6 or 60%
kPa 4.247 مآ
صفحه 10:
2.548 kPa
= 0622248 Pa _
° (100- 2548) kPa
=o01626
la
h=h,+oh,
=C, ,T+ o(25013+ 1827)
a 4 Ag, 17
-1005 )جک 3 0 + 0016262 (25013+ 182(30°O)
ور
71712
la
a hy
0
صفحه 11:
2 سس
و ی م۱
added or rewoved per unit wars oP dry oir? جات kot erase OP
) 90۳60, Py= 2.999 kPa.
P =P, =0.4(2.339 kPa) =0.936 kPa
w=0622_ =0622___°864Pa_
PP (@00- 0936) KPa
=00se8 2.
he chooge fo woes oP water per wase oP dry air is
و12 7 21
و 00 تسس
122
Ma" Ms _(qooses- 001626
727 yy,
ky,
=- 0.01038
ad
la
صفحه 12:
Or, <6 the winture choses Prow state (to state O, 0.00090 ky oP water vapor ts الم
Por eack ky oP dry oir.
rxople IP-O
Oxcospheric air is t OG"O, 0.0 OP a, SO pervect retative kucotdiy. PF the wixture جا cooled ot
vowstodl pressure to (DO, Pred the مج oP water rewoved per wees oP dry ir.
(Ghetck the uscter-vapor states rebiive to he suturcticg hoes oo the و 1 پمال
7
0 2 ۵ اس له ۷۳۵ 9.2۵ ع ۵ ,990 6۵
PB, =$,P,, =0.5(3.170 Pa) =1.585 kPa
Ti =Tegn =13.8°C
ae
صفحه 13:
15845 kPa
“ =0622_——
PP, (100- 15845) kPa
Vherebore, اوه تا سوه سا ری > 00۳0 - 2 #الطس طب قاد حصان nd
< 10۵۰ ۲ و
fo woes oP unter per sous oF dey cir te مان بو
Ma M,
رن دومع
ey iy,
=(000773- 0.01001)
yy,
=- noa28
1 0
صفحه 14:
Or oe the wixture chocges Prow state (to state O, 0.0D0CC9 ky oF water vapor is ranted
Por cack ky oP dry air.
Oudyer Oppied to Gas-Oupor Orturey رمق
Oe ud review the وروی oP oss ond اه وروی eueryy priacipes as they apply to
ونیم wixtures to the موم ماوت
Cxavpe IP-O
(Given the tolet cord exit hiro toy cr عند dicoer shou below. Db ts the beat trocsPer to be
re woved per ky dry oir Powis through the device? IP the تلا ماو rote oF the icdet
سمل ,ماگ 19 عزف روموت the vers teed rate oP heat trawsPer.
Coalng Aus
3 Out, insulated ftw
| | J, ict
a
1-3 ات سس
۳ مور
تم Condensate مق
= 80% و د
V = 17m%min oe
صفحه 15:
QePore we opply the steady-Abw coeervoiva of wass ond eur, we oped to devide P oy
unter is coadeused tothe proves. Is the winture covled below the dew potat Por state 1?
P, =$,P,, =0.8(4.247 kPa) =3,398 kPa
Ts =Texo, =26.00°C
Go Por 1, = OOO < Ty, 0, seve uxter-vapor ull codecs. Let's مج thot the
1 dw 1 the oie fie: AO. Gi uy the رب k the wera
oP CO an OOO; however, OO" is adequate Por pur vee here.
Opp the powservaiod oP eoerey tp the stieody-Aow اس ای
7 v
Que Sint + 2), = Whe + ¥ Uh + ,و(
fm 2 oO
Qrderioy the hrosic ced poteotd eueryies ood onttay that the work te gery, we yet
Qua + Ay +h, = Mh, + Mh, + Mh,
Cowservatca oP ware Por the steady-Apw ovoid uohke te
Sm=dm
inlets exits
as
صفحه 16:
(Por the dey oir:
in, =i, =i,
(Por the water vapor!
in, =in, + in,
he wuss of water that is cvadeused oad beaver the ovuirol uke is
in, =i, in,
=i(o,- ©)
Ovide he تاه موم ruerp eqaica by وتا
a hy +08, = By + Oh, + (,- 02),
5 =hy- hy + وطل(وه - ره) + بلره - ولو
= =C,(E- 7) +h, - oh, + (0,- 02) Bp
06
صفحه 17:
حم لحم دنه ص Wow to Pied
262233989 ,06227 رم
100- 3.398 ص-ص 1
-002 لكوع
ig,
وليف يط
kPa) 22222 kPa 0.95)(2.339(=
(0622)2222_ ,26221 إى
98-2 طصدص 2
2
iy,
=0.01443—
وهل
صفحه 18:
the his Por the water are ,واه مه ع رو(
2 a
4, = 2555677
7 25374=
253747 = ربا
4 5
283912
0
ووم موا ع رل او per uel wass او ما تفج ب؛
له و ول یه 6-10 ملگ
,253744( میرم 30)°C+ من گل ۱006
ig, gy, © روهط
z 1 وگ هو -0.02188( + ) 71 .2555.6( رت -
ذوروك_-
i,
06
صفحه 19:
صا اه موه با مت تام متا ۳
ورب با
ورس
“Dhe wars Pow rote oP day oir is divest by
ور
~= 3
arp, 7 273016 +30)ج 2 RE
kPa 17 17 mm )3.398 -00 اط 1
=-—_Itin_ -1g 992 رز ni
m= =18.89—= .0.90=
ogo = 1
iy,
Que =I Gy وروی وود Lin is
ig, 605 17
=9,04 x 0.2843 Tons iin =2.57 Tonsof reftigeration
06
صفحه 20:
Whe @dicbutc Gotrutica Process
ir kavieg رل مشاه و less hoo (OO peroeot Plows over water ولبات و و ای
chet. Gre the rhe < (OO percent, drove oP he water will evoporote sod the tecpercture
Saturated air
@— to
100%
Dew-point
هه
temperature
4
temperature
oP the i-vopor winters wil decrease.
Liquid water
Adiabatic
saturation
صفحه 21:
خن هی سا ی موس ie soturdted oad P سل سا ما عفن عل AP
.جس وه موه تلو the device ts hoowo os the بشما مهف
(Por tis iy be o stead) process, wokeup woter of the adbair scturaiog tewperchire is
اجره جات رنف سوت سا فطل
)(« عا رل موی وا ملاع ما چیه process.
Opp the cooservaiod oP ترجه ۰ the stieady-Aow جمسامب امه
Out Sites oa, =W,+E mine + 2,
inlets
QOeqerioy the hiosic ood poteutd eueryies ood ontag thot the heal ام od work ore gery, we
inh, + ,h, + ph, مرو + Mh,
] 9 oP woss Por the steady ovairol vehi ts
Sin=Sin
inlets eats
eq
صفحه 22:
or he dey ir: Mm, =M, =™,
(Por the wxter vepor: ۱ ۱ ۱
وح DY, + Nh
کاس قاس ما Bd el becom سس سا سس 1
1 - روت رو
(ره - وم) جر
Dunk be موز رو موهفم
Ay +0), + (@2- ©) Ep = Ay + Ozh,
Oko ore the یم ood voboowee int his equation?
صفحه 23:
eka Por 0 باعل رن + O (Bo He)
(2, - Ap)
_ موه +10 - )م6
(a = Bry)
P,
Gree (0, tubo deb iced by ص 7
1 uw
oP
Or van solve Por Py. Ww ARS. =
0622+ ره
4
= 0 سوب روط رها رل
gv
صفحه 24:
IPP سس
or یج قاس مج ,سبط اه سور معسفت تقططی سل cy res
Ba و EB لین ر(رطمسا حطس
Insulated flow ۹9
Atmospheric
ait
,_ =
2-2
i mite لس با
‘Makeup water
at 16°C
b=?
Py = yP,3 = L0(1818kPa)
= 1818kPa
#,=100% |] 0.622, _ 06220818
7, =16°C [|°?~ R=P, 100-1818
=00115 88
kg, oe
صفحه 25:
Oster the steccr tobbes!
hy, =6722
7
هل
4
I
hy, =2544,7
Dg, = 2463.0
(Prow the ubove undysis
له +(1 - )بر
Bi) حرو
عرو :1 ‘ 8
1.005. (16- 24)° C+ 0.0115. 2463.0.
۳ 0
(2544.7- 67.2) 1
oO, =
- 1
۳
iy,
صفحه 26:
We rm sobe Por Py.
— OF
۷ 0622+
_ 000822010013
0622+ 2
=1.3kPa
“Dhea the ا مها state Cte
-_ 13145 0,433 or 43.3%
.004.kPa
“Dhe eubulpy of the wixture ut stote (is
Aah toh,
=C,T+oh,
5 13 مين 2 47
- 05 ر zen 0+ 0/0002 25a
=a5.01 9
صفحه 27:
Oct Bub od On-Bub Properties
the wetbub ond dey وم رو اتمه هه موف prociice, the state oP وه و
bub tewopercures. (Shese tewpercures ore wecsured by usta device oiled o psychroweter.
pao stay. Our ther ie اج ما من خن لحم 8 ‘Dhe poych
qewae oad reads the wet-bub tewperckire. (Nhe other therwoweter recds the dey سب و wails لح
bub, or ordicary, texoperdture. (Ds the peychroweter ie shiry thrush the air, water vaporizes:
“Nhe ما روا لح چا وا مه جوا نوا و وا Prov the wet ysuze, nesultioy
of رخ dryer the okevspheric air, the buver the wetbub tewperdure will be. Okeo the retiive
the oir is cer (OO percent, there will be tile dPPereare betwerd the wetbulb ood dq-bub
tewperctures. The wetbulb teweperdture is opproxtotely equal to the odabatic satura
tewopercture. Nhe wetbub od dey-bub tewperdures ood the okvospheric pressure usiquely
detercntce the state of the oteospheric oir,
صفحه 28:
Phe Paychrowetric Oot
(Por a ques, Pred, total oi-vopor pressure, the properties oP the swixture ore yved موی و
همه
‘Spastic amy,
ی
وم طلست ۳
صفحه 29:
|
ساي
یداه نم
صفحه 30:
06-6 سس
oie رسمه rekive kuxokty, hucokhy roo (peoPic hurnichy), etd of the با مه
per oP dey dir, od the specie veka of th inture per ees OP dry air ofa state where
the dy bub tewpercturr ts OPO, the wetbub tewpercture & JO°O, ued uteospheric pressure
ie (OO KPa.
(Pro the psyohrowetric chor read
¢ =44%
9 Jy,
o =80 =0008™
ky, ky,
nag.
iy,
v=0953
10
0۵۵: ۳۷۵ ۵۵ ۵۵0 ۵۵ ۸
PCYOWRODENRIC CLORP 16 MLE POPOL COTULOLEY
OF PAE GIR-OGPOR OKPORE PER OOVP ۵۵۵ OF ORY
UR. k= Whe, =k, + Wh,
صفحه 31:
64 سس
air ts Pirst heated ocd theo وروت to uid تناها موه ویو رجمطلمجوسی (Por the
a ste spray, deterwine the required keul trouser rote tothe heater, sepia ord کت للم
the required steccy tewpercure tothe huspidPicaica sevica wheo the stew pressure is 1 OPa.
Heating fluid
Steam, P= 1 MPa
In Throttle
Ont
P= 100 kPa
ير[ ;= 60 m/min 9 3= 45%
60
صفحه 32:
‘Dhe psychrowetic dagran is
موه اجه ماس 0.080
1 0
j 0.040
۳ 0.035
w// 4 0.030 2
| ب بر مکی eae
ae ج72 ماهوا كته في
ae {PFO GUAGE ۰ سبال مسب هه
اب0199 سح ۵ ل و۰ عدم 0.005
0.000
10 5 0 5 10 15 20 25 30 35 40
وتو DIC}
Opp) coservaticd of woss ced pooservotize oP امه 3 وی to process
ae.
Conservatiza oP ass Por the steady-Apu ovoid uke جا
2 ۸ 22 ۶ is
inlets exits
صفحه 33:
(Por the dry oir
> ييح ريط
staple hear) رسد لسصخامصت لت لحلل جا Cor the unter vapor (cote! 0 Liter
mm, = Ny,
The,
=a, ,@
رت سا رها اج he hint ood poieutal everyes od wits hol he work ts aery, بلط سوا
of ctr Arbe deed co جنر ی بر سوت تولخ
h=h,+oh,
۲ ۲ ماه we
درط
طيضد بلي + ,©
)4 - بط وظ< ره
صفحه 34:
اعم ملاعمو ارس ع ومس عذا كس Dow Ped hell,
Bt Ty = SvO, by = OO%, aod ر 2 0:
۳
kg,
= 90%
#1= 90%) | 0.0049
R=se |
5
v, =0.793
kg,
ki
03 = 0, = 0.0049 ت١ ١
ph, - 7
1-6 ۱
Pew rate oP dey oir te ued by ودب ج11
of
صفحه 35:
60
مر سس سا 7566 = شد يذ
0.793
(De required heat troacsPer rote Por the kecttoy section te
Q, - 12614: )37- 17) 1
ky,
=2522 kW
(Dis ts the required heat و وروت نا تام List soe ways to hick this یی oF
heat ooo be supplied.
Obie ent, otis 8, T= CSO روم 1۰ 669۵۰ 2 ره له char ques
ره
۱ kg,
= 45% Be
o, = 0.0089 حك
T=25°C\| kg,
om
vy, = 0858 — 96
kg,
صفحه 36:
60۰ جوم ۰ روموت wass ced oooservoticg oP هن امه باممظ)
چا ما ای ترجه ۳ عم ۲و مشمسمم()
m= 5m
inlets exits
(Por the dey ce ۹ ۳ 8
يي لك ۶14
ی با و vapor (sete! wrier fs added chara دس لماع
Mm +m =M,
M=M,- M
in =in(w5- ©)
=1261% )00089- ۱
fa
=000501 “2
صفحه 37:
zerv, the وه عاسب لعجت او ما سا 9 1 اوه اش لمی سا سا ول(
rosea picks و له
بر
mh, + mh, =m,
mh =m(h- h)
Por the euapy oP he ste, اناو
in(o,- 0.)h =in(h- hy)
h = b- 4
37 Wy
صفحه 38:
i
48-7
_ ene
i
0.0089- 0.0049)
( ۳
کم -
2
qualiy x, = ۰ ۳ له ۶996۳0 ۶ 1 رال 960 2 ] امه 6۳۰ ) < ۵ 6
ای رای موم ,لوط لا بای رام اوه (Gee the text Por
ها بای اب له مت وه رنه
و