TERMODYNAMIKA

• Stavová rovnice 1 kg dokonalého plynu: p.v=R.T
• 1.věta termodynamiky: 1 kg látky v termodyn rovnováze (obr.:válec+píst, t,p okolí)

(pro isochorický ! proces) J.kg-1 probíhá v konst. objemu
(pro isobarický ! proces) J.kg-1 probíhá při konst. tlaku (vždy při proudění)

stavové veličiny:p,v=ρ-1,T, pro dokonalý plyn: u=cv.T  vnitř.energie, h=u+p.v =cp.T  entalpie

(intenzitní,extenzitní). q není úplný diferenciál, p.dv= vnější (absolutní)práce (nic ale „nekoná“!), -v.dp= technická práce (obr.: p-v diagram)

• 1.v.tdynamiky –- T jako integrační faktor-„entropický“ tvar (obr.: T-s diagram) ds=cv.dT/T+

p.dv/T , = cp.dt/T- v.dp/T

• entropie: jednorázový děj  uspořádanost, směšování 2 plynů. Obr. 2 stejné,2různé objemy s 2.plyny - p1,p2.

Daltonovo paradoxon. Vratný proces: stav.veličiny na počátku= na konci. Cyklický proces nevratnýstav.vel.stejné až na s (s2>s1)

• Carnotův cyklus –- vratný  porovnávací pro max.využití tepelné energie. Zásadní význam: pro

praxi:Mech.práci z tepla jen nepřímo-strojem (měřítkoCarnot.cyklus). Mechanická energie v teplo – přímo. Mech.energie=také teplo tření v tekutinách dq (tlak.ztráty+růst entropie ds=dq/T). Pozor! Platí v rovnováze! Jinak užít principy nerovnovážné (nevratné,nevratných stavů, irreverzibilní tdynamiky!).

• Směsi plynů - rovnováhy: tekutina=plyn, pára,kapalina. Křivka sytosti - T“-p“  rovnováha mezi tenzí

(tlaku) par kapaliny a tlakem okolí. Var – když pp=pok (obr., vztah pro vod.páru (parní tabulky, mezinárodní konvence pro termodynamiky, turbináře): z nich aproximace pro vlhký vzduch (T °C, p Pa): p“(T)=exp(1500.3+23.5.T).(234+T)-1 +/- 0.3%, pro T<0.0;100>°C.

• Konstrukce h-d diagramu vlh.vzduchu (pro směs 1.kg suchého vzduchu a d g,kg vod.páry):d-měrná (absol.) vlhkost

Osy: d – vodorovná, lin., h - +45°, lin., T- svislá,(přibl.,ale) prakt. lineární, p“ vodorovná, nelin.,dle aproximat.vztahu T“-p“-d (označ.též x). Ze stavových rovnic vzduchu (Ra=287.10 J/kgK) a vod.páry (Rd=461.39 J/kgK) d=Rd/Rp.(jp“/(pat-j.p“))

Relativní vlhkost  = p/p“

Prakticky:

čára sytosti: (=100%) s poklesem atmosf.tlaku se posouvá doprava.

Isotermy: při vyšší teplotě se jejich směrnice zvyšuje. Na čáře sytosti se lomí k izoentalpám

Ohřev vzduchu (teplejšími povrchy) po čáře d=konst.

Na isoentalpě: isentalpické (dř.adiabatické) chlazení vstřikem vody o teplotě vlhčeného (mokrého) teploměru (větraný nevětraný psychrometr)=tzv. „mokrá“ teplota vzduchu - je na průsečíku izoentalpy a čáry sytosti.Z rozdílu „suché“ a „mokré“ teploty @ relat.vlhkost j.

Vlhčení vzduchu vodní parou (= též lidmi a zvířaty vydechovanou vlhkostí) probíhá po izotermě (maličko nad ní).

Odvlhčování vzduchu chlazením (přenos hmoty!): je-li měrná vlhkost d“ na čáře sytosti (bod 2“)při určující teplotě T“chladicího povrchu (u výměníků tepla,výparníků chladicích agregátů pozor na střední teplotu lamel, žeber) menší, než měrná vlhkost d1 přicházejícího vzduchu, vlhkost na chladicím povrchu zkondenzuje a vzduch se chladí a vysušuje. Platí rovnice difuze. Vlhký vzduch-binární difuze

(jednoduchý popis rovnicí, Merkelova rovnice, a,bp,br a=bd.cp ).

Rekuperace kondenzačního tepla- více o ztráty (prakticky celý příkon) kompresoru (účinek tepel. čerpadla) tj. +30%.

Meziprocesy:

ohřev a sušení vzduchu – adsorpce (silikagel, alumogel),absorpce (LiCl, CaCl – suše nebo roztokem, izentalpicky nebo průběžně chlazeným sorbentem)

ohřev a vlhčení- jedním mechanizmem jen v sektoru pod tečnou k čáře sytosti

Chlazení do oblasti mlhového vzduchu – produkt nutno rozdělit na 100% vlhký vzduch a mlhu zkondenzované vlhkosti (jež se event.někde usadí).

Sušení hmot : vzduch nad teplotou varu při daném tlaku – nemá čáru sytosti (izoterma teploty varu je její asymptotou).

Přenos hmoty (hmotnosti): vzduch-povrch materiálu = difuze 1
povrch materiálu-dovnitř = difuze 2