как посчитать температуру?

[Garz]

Добрый день, иии сразу к делу

Смешиваются потоки горячего влажного воздуха (20%, 170°С, 1 поток) и воды (30°С, 2 поток) примерно в соотношении 1:1

Какая температура у них станет и сколько воды испарится?

Пытался составить систему для решения, но на количество неизвестных не хватает уравнений

 

G1 + G2 = G3(G3.H2O) + G4(G4.H2O)

Q1 + Q2 - Q.vap = Q3(t3,G3.H2O) + Q4(t4,G4.H2O)

G3.H2O = G3.возд*пар(t3)

 

 - 3 поток - паровоздушная смесь

 - 4 поток - вода

 - Q.vap - тепло испарения, как функция t4, G3.H2O

 - в скобках отметил неизвестные

 - последние добавил как условие, что на выходе воздух насыщается водой

 

мб, есть у товарищей-химиков идеи какие? а то как технолог уже ничего не могу придумать

Изменено 29 Мая, 2019 в 09:18 пользователем Garz

[Иван1978]

1 к 1 это по массе или объему? Расчеты можно делать с разной точностью. Если вам просто прикинуть надо, то возьмите теплоемкость воздуха и воды. Вычислите сколько надо теплоты чтобы воду нагреть до 100 градусов. Вычислите упавшую температуру воздуха. Если воздух все равно горячее 100 градусов вычислите количество теплоты которое от него надо отнять чтобы температуры уравнялись (то есть температура воздуха будет 100 градусов и воды тоже) и по этой теплоте вычислите массу испарившейся жидкости через удельную теплоту парообразования воды.

Если воздуха мало, то и без расчетов ясно что общая температура будет 100 градусов и испарится сколько-то воды или вода с воздухом нагреется ниже 100 градусов.

Считать сразу неохота, потому что непонятно что значит 1 к 1. 

Примитивная задачка получается если взять постоянные теплоемкости. Такие задачи старшеклассники на физике решают, а вы систему уравнений записали.

Изменено 29 Мая, 2019 в 09:12 пользователем Иван1978

[Garz]

41 минуту назад, Иван1978 сказал:

1 к 1 это по массе или объему?

по массе

 

42 минуты назад, Иван1978 сказал:

Примитивная задачка получается если взять постоянные теплоемкости. Такие задачи старшеклассники на физике решают, а вы систему уравнений записали.

так долго считал таким способом, что разучился простым)

 

[Garz]

1 час назад, Иван1978 сказал:

Если воздуха мало, то и без расчетов ясно что общая температура будет 100 градусов и испарится сколько-то воды или вода с воздухом нагреется ниже 100 градусов.

мб, тогда стоит рассматривать два случая:

испарение воды второго потока и конденсация пара из воздуха первого потока?

я что-то уже запутался немного, вот мои расчёты (надеюсь что-то будет понятно)

Изменено 29 Мая, 2019 в 09:47 пользователем Garz

[Иван1978]

вот смотрите как я рассуждаю.

теплоемкостью воды в сыром воздухе пренебрегаем, потому что масса воды в нем мала.

теплоемкости

Свозд=1005 Дж/кгK

Cводы=4183 Дж/кгК

Возьмем по 1 му килограмму воды и воздуха

Выясним может ли воздух нагреть воду до 100 градусов

DeltaT=100-30=70 K

Qводы=cmDeltaT=4183*1*70=292810 Дж

выясним насколько должен охладиться воздух

DeltaT=Qводы/cm=292810/(1005*1)=291 K

температура охладившегося воздуха

170-291 = понятно что воздух не может нагреть воду до кипения.

Тогда вычисляем температуру смеси из уравнения

Твозд=Тводы

170-Q/(Cвозд*m) = 30+Q/(Cводы*m)

170-Q/(1005*1)=30+Q/(4183*1)

откуда находим Q=113444 Дж

тогда температура воды и воздуха

Т=170-113444/1005=30+113444/4183=57 градусов С

 

 

Изменено 29 Мая, 2019 в 10:20 пользователем Иван1978

[Garz]

23 минуты назад, Иван1978 сказал:

вот смотрите как я рассуждаю.

очень интересно, спасибо

есть над чем подумать

 

24 минуты назад, Иван1978 сказал:

теплоемкостью воды в сыром воздухе пренебрегаем, потому что масса воды в нем мала.

теплоемкости

не сказал бы, что 20% воды это мало, но да ладно

 

25 минут назад, Иван1978 сказал:

Тогда вычисляем температуру смеси из уравнения

Твозд=Тводы

хорошее условие, учту его при расчёте у себя)

[Иван1978]

1 час назад, Garz сказал:

не сказал бы, что 20% воды это мало, но да ладно

а это процентное массовое содержание или относительная влажность?

[Garz]

32 минуты назад, Иван1978 сказал:

а это процентное массовое содержание или относительная влажность?

массовое содержание

извиняюсь за недопонимание

привык к одним обозначениям

[Иван1978]

ну если вы даже вместо паровоздушной смеси этой возьмете пар водяной, то при интервале температур этого пара от 170 до 80 градусов С если брать среднюю теплоемкость пара 2275 кДж/кгK у вас все равно вода не нагреется до 100 градусов С, а будет где то 79 градусов С и будет вычисляться по той же формуле Tвозд=Тводы.

Надо только посчитать теплоемкость поточнее у паровоздушной смеси и температура будет между 79 и 57 градусами С.

Изменено 29 Мая, 2019 в 12:37 пользователем Иван1978

[Garz]

1 минуту назад, Иван1978 сказал:

ну если вы даже вместо паровоздушной смеси этой возьмете пар водяной, то при интервале температур этого пара от 170 до 80 градусов С если брать среднюю теплоемкость 2275 кДж/кгK у вас все равно вода не нагреется до 100 градусов С, а будет где то 79 градусов С и будет вычисляться по той же формуле Tвозд=Тводы.

Надо только посчитать теплоемкость поточнее у паровоздушной смеси и температура будет между 79 и 57 градусами С.

я понял, спасибо)))