I D Descrierea diagramei programului. Diagrama Molie.

28.09.2019

Definiție umiditate relativă în psihometru

Umiditatea relativă este determinată cel mai precis de un psihometru constând din două termometre, un element sensibil al uneia dintre ele va fi înfășurat cu o cârpă care se umectă constant cu apă. Evaporarea apei de pe suprafața țesăturii apare datorită energiei interne a apei și a elementului sensibil al termometrului "umed", al cărui temperatură este, prin urmare, scăzut. Ca urmare a transferului de căldură și de masă a aerului înconjurător cu o cârpă umedă, este instalat un echilibru termic, ceea ce corespunde temperaturii indicate de termometrul "umed". t M.. Va fi mai mică decât temperatura termometrului "uscat" t.care prezintă temperatura reală a aerului umed.

Intensitatea evaporării și, prin urmare, scăderea temperaturii termometrului "umed" t M. Comparativ cu temperatura aerului indicată de termometrul "uscat", adică t - T mMai mult decât atât, starea mai îndepărtată a vaporilor de apă din aerul umed din starea de saturație.

În mesele psihometrice (aplicație), știind t M. și diferența de temperatură psihromată t - T mLa intersecția șirului t M. și coloană t - T m Puteți determina umiditatea relativă a aerului.

Parametrii aerului umed sunt de obicei determinate grafic HD-diagrame (figura 2). O caracteristică a acestei diagrame este aranjamentul axei abscisa la un unghi de 135 ° față de axa ordonată. Punctele de la axa Abscisa sunt proprietate față de axa orizontală (condiționată).

Curba este o margine, stări corespunzătoare de aer umed saturat. Zona de deasupra acestei curbe corespunde stărilor unui umed nesaturat

spiritul, zona sub curbă este zona aerului umed saturat, aspectul de rouă, "ceață".

De HD-diagrama poate determina temperatura punctului de rouă, dacă t. 1 vertical (răcire) până la curbă corespunzătoare. Izoterm, care va trece prin acest punct de intersecție corespunde temperaturii t rouă..

Pentru a determina presiunea parțială a vaporilor de apă p p.conform conținutului de umiditate specificat sub curbă, a fost construită o linie. Valori p p. Specificate în diagrama dreaptă ordonată în mm hg.

Procesul de încălzire a aerului umed. Lasa aer umed într-un stat T. 1 cu temperatura inițială t 1. și umiditatea relativă este încălzită în calorifer (încălzitor electric) la t 2.. Pe HD.-Diagram Acest procedeu este prezentat direct 1-2 (a se vedea figura 2), prin punctele 1 și 2 dintre care izotermele trece, respectiv t 1. și t 2.. Procesul de încălzire a aerului umed este efectuat la, deoarece În procesul de încălzire, conținutul de umiditate din aerul umed nu se schimbă.

Prin schimbarea entalpiei aerului încălzit H 2 - H 1 Este posibil prin ecuația primei legi a termodinamicii pentru a determina cantitatea de căldură încălzită (când):

, Kj / oră. (10)

Procesul de uscare.Dacă neglijăm cu pierderi termice, atunci putem presupune că procesul de uscare a materialelor cu aer încălzit în camerele de uscare are loc la. Pe HD-diagrama Acest procedeu este prezentat direct 2-3 (a se vedea figura 2). Constanța entalpiei aerului umed este explicată prin faptul că căldura necesară pentru evaporare a umidității este luată din fluxul de aer și se întoarce la el împreună cu umiditatea evaporată.

În uscător, lucrul cu pierderea de căldură în mediul înconjurător, procesul de uscare nu va apărea prin curba 2-3 (AT), ci prin curba 2-3. Poziția punctului 3 este determinată de măsurarea în experiment t 3. și. Prin schimbarea conținutului de umiditate al aerului înainte și după camera de uscare d 1. și d 3. Este posibilă calcularea masei de umiditate alocată din aerul încălzit al materialului uscat:

, M umiditate / oră. (unsprezece)

Cu o definiție mai strictă, este necesar să se înțeleagă raportul dintre presiunile parțiale ale Vaporilor de apă RP, care sunt în aer umed nesaturat la presiunea lor parțială în aer saturat la aceeași temperatură

Pentru intervalul de temperatură caracteristic al condiționării aerului

Densitatea aerului deșeurilor ρ egală cu suma densităților de aer uscat și vapori de apă

unde este densitatea aerului uscat sub aceste temperaturi și presiune, kg / m 3.

Pentru a calcula densitatea aerului umed, puteți utiliza o altă formulă:

Se poate observa din ecuația că, cu o creștere a presiunii parțiale a aburului la presiune neschimbată p. (barometrică) și temperatură T.densitatea de deșeuri a aerului scade. Deoarece această scădere este nesemnificativă, în practică este acceptată.

Gradul de saturație a aerului umedψ - Raportul conținutului său de umiditate d.la conținutul de umiditate al aerului saturat la aceeași temperatură :.

Pentru aer saturat.

Entalpii aerului umedI.(CJ / kg) - cantitatea de căldură conținută în aer, atribuită la 1 kg uscat sau (1 + d) kg Aer umed.

Pentru zero punct, entalpia aerului uscat este luată ( d. \u003d 0) cu temperatura t.\u003d 0 ° C. Prin urmare, entalpia aerului umed poate avea valori pozitive și negative.

Entalpy de aer uscat

unde este capacitatea de căldură în masă a aerului uscat.

Entalpia vaporilor de apă include cantitatea de căldură necesară pentru a transforma apa în abur când t.\u003d 0 o C și cantitatea de căldură cheltuită pe încălzirea aburului rezultat la temperatură t. O C. ENTHAPIA. d. kg de vapori de apă conținute în 1 kg Aer uscat:

2500 - Căldura ascunsă de vaporizare (evaporare) de apă la t \u003d 0 o C;

- Capacitatea de căldură în masă a vaporilor de apă.

Entalpia aerului umed este egală cu cantitatea de entalpie 1 kg Aer uscat și entalpy d. kg de vapori de apă:

unde - Capacitatea de căldură a aerului umed, atribuită de 1 kg de aer uscat.

Când aerul se află într-o stare de ceață, pot fi picături ponderate de umiditate d apași chiar cristale de gheață d L.. Entalpia unui astfel de aer în general

Enhatpia de apă \u003d 4.19T. , Gheață entalpy.

La temperaturi, mai multe grade zero ( t.\u003e 0 ° C) în aer va fi umiditate prin picurare, cu t.< 0°С - кристаллы льда.

Temperatura punctului de rouă Temperatura aerului în care în procesul de răcire izobar, presiunea parțială a vaporilor de apă p p. Ea devine egală cu presiunea de saturație. La această temperatură, umiditatea care se încadrează în aer.

Acestea. Punctul de rouă se numește temperatura la care aburi de apă disponibilăcu densitatea sa neschimbată devine din cauza feribotului saturat de răcire cu aer(j. =100%). Pentru exemplele de mai sus (vezi Tabelul 2.1), când la 25 ° C umiditate absolută j.ea devine de 50%, punctul de rouă va fi temperatura de aproximativ 14 o C și când la 20 o cu umiditate absolută j.ea devine de 50%, punctul de rouă va fi temperatura de aproximativ 9 o C.

Un om la valori ridicate ale punctului de rouă se simte incomod (vezi Tabelul 2.2).

Tabelul 2.2 - Senzații ale unei persoane la valorile punctului de înaltă rouă

În zonele cu climă continentală, condițiile cu un punct de rouă între 15 și 20 ° C sunt livrate într-un anumit disconfort, iar aerul cu un punct de rouă este perceput ca fiind proastă. Punctul inferior al roua, mai puțin de 10 ° C, se corelează cu o temperatură mai scăzută înconjurătorȘi corpul necesită răcire mai mică. Punctul inferior al roua poate merge împreună cu temperaturi mari Numai la umiditate relativă foarte scăzută.

Diagrama D-I Aer umed

Calculul și analiza proceselor de prelucrare a aerului care se amestecă termic sub dependențele de mai sus sunt complicate. Pentru a calcula procesele care apar cu aer atunci când își schimbă starea, utilizați diagrama termică a aerului umed în coordonate d-i. (conținutul de umiditate - entalpy), care a fost propus de profesorul nostru compatriot l.K. Mazin în 1918.

L. K. Ramzin (1887-1948) - Inginer de căldură sovietic, inventator

direcție cazan. http://ru.wikipedia.org/wiki/razin.

Ea a fost larg răspândită cu noi și în străinătate. Diagramă d-i. Aerul umed se leagă grafic pe toți parametrii care determină aerul aerian termoof: entalpia, conținutul de umiditate, temperatura, umiditatea relativă, presiunea parțială a vaporilor de apă.

Construcțiile diagramei se bazează pe dependență.

Cel mai adesea diagrama d-i.construit pentru presiunea aerului egal cu 0,1013 MPa.(760 mm hg). Există diagrame pentru alte presiuni barometrice.

Datorită faptului că presiunea barometrică la nivelul mării variază de la 0,096 până la 0,106 MPa. (720 - 800 mm Hg), datele calculate de pe diagrama trebuie considerate ca mediu.

Diagrama este construită în sistemul unghiular coordonat (sub 135 °). În acest caz, diagrama devine convenabilă pentru construcții grafice și pentru calcularea proceselor de aer condiționat, deoarece regiunea aerului umed nesaturat se extinde. Cu toate acestea, pentru a reduce dimensiunea diagramei și a ușurinței de utilizare d.demolate pe o axă condiționată situată la 90 ° față de axă I. .

Diagramă d-i.descrise în figura 1. Câmpul diagramei este rupt de liniile de valori permanente ale entalpilor I.\u003d conținut const și umiditate d.\u003d const. Există, de asemenea, linii de valori de temperatură permanente t. \u003d Const, care nu sunt paralele între ele - cu cât este mai mare temperatura aerului umed, cu atât mai mult izotermele sale sunt respinse. În plus față de liniile de valori constante I, D, TLinia de valori permanente de umiditate relativă sunt aplicate pe câmpul diagramei φ \u003d const. Uneori aplică o linie de presiune parțială a vaporilor de apă p p. Și liniile altor parametri.

Figura 1 - Diagrama termică d-i.aer umed

Următoarea proprietate a diagramei este esențială. Dacă aerul și-a schimbat starea din punct dar până la punctul b., indiferent la ce proces, apoi în diagramă d-i.această modificare poate fi reprezentată sub forma unei linii drepte aB.. În acest caz, creșterea de aer entalpy va corespunde segmentului bv \u003d i b -i a. Izoterm, petrecut prin punct darva împărți tăierea bv. în două părți:

secțiune bd.Reprezentarea schimbării proporției de căldură tangibilă (rezerva de energie termică, schimbarea în care duce la o schimbare a temperaturii corpului): .

secțiune dV.Determinarea amplorii de căldură a vaporizării (modificarea acestei căldură nu provoacă modificări ale temperaturii corpului): .

Secțiune g.corespunde unei modificări a conținutului de umiditate a aerului. Punctul de rouă se găsește prin scăderea perpendiculară din punctul de aer (de exemplu, din punct b.) pe axa condiționată d. Până la intersecția cu linia de saturație (φ \u003d 100%). În fig. 2.6 k-punct de rouă pentru aer, starea inițială a cărei a determinat punctul b..

Direcția procesului care apare în aer este caracterizată prin schimbări în entalpie I. și conținutul de umiditate d. .

Proprietățile principale ale aerului umed pot fi cu suficientă precizie pentru calculele tehnice pentru a determina ajutor I-X - Diagrame dezvoltate de l.k. Ramsin (1918). I-X Diagrama (Fig.1, 2) este construit pentru presiune constantă p \u003d 745 mm RT. Artă. (aproximativ 99 kn / m 2), care, potrivit multor ani de date statistice, este acceptată ca o medie anuală pentru regiunile centrale ale fostei URSS.

La axa, ordonatele sunt amânate pe o anumită scară de entalpie I și pe axa înclinată a conținutului de umiditate Abscissa - umiditate x. Unghiul dintre axele de coordonate este de 135 °, dar pentru ușurința utilizării, valorile conținutului de umiditate X sunt proiectate pe axa auxiliară, perpendiculară pe axa ordonată.

Diagrama are linii:

· Conținut permanent de umiditate (x \u003d const) - Axe verticale drepte, paralele de ordonare;
· Entalpia permanentă (I \u003d Const) - axa directă, paralelă a abscisa, adică îndreptate la un unghi de 135 ° față de axa ordonată;
· Temperaturi permanente sau izotermi (t \u003d const);
· Umiditate relativă constantă (C \u003d Const);
· Presiunea parțială a vaporilor de apă (P) în aerul umed, ale căror valori sunt amânate pe scala pe axa dreaptă a diagramei ordonate.

Smochin. unu. Diagrama aerului umed I - x (a)

Liniile de temperaturi constante sau izotermere sunt stabilite la o temperatură dată t \u003d const două valori arbitrare x 1 și x 2. Apoi calculați valoarea pe care o corespund fiecărei valori x. Punctele obținute (X 1, I 1) și (X2, I2) sunt aplicate diagramei și petrec direct prin ele, ceea ce este izoterm cu t \u003d const.

Linile de umiditate relativă constantă exprimă relația dintre x și p la c \u003d const. Luând cu un C \u003d Const mai multe temperaturi arbitrare T1, T2, T3 pentru fiecare dintre ele se găsesc de-a lungul tabelelor de vapori de apă valorile corespunzătoare ale P și calculează valoarea lui X. Puncte cu coordonate cunoscute (t1, x 1), (t 2, x 2), (t 3, x 3) etc. Conectați curba, care este linia c \u003d const.

Smochin. 2.

La temperaturi t\u003e 99,4 ° C, valoarea C nu depinde de temperatură (deoarece este p \u003d 745 mm hg. Artă. Pentru care se construiește diagrama) și este practic valoarea constantă. Prin urmare, liniile C \u003d Const la 99,4 ° C au o fractură ascuțită și merg aproape vertical în sus.

Linia C \u003d 100% corespunde saturației aerului cu vapori de apă la o anumită temperatură. Deasupra acestei linii este zona de lucru a diagramei care corespunde aerului umed nesaturat utilizat ca agent de uscare.

Părțile din presiunea parțială efectuată în partea de jos a diagramei vă permit să determinați presiunea parțială dacă poziția punctului este cunoscută pe diagrama corespunzătoare stării aerului.

De i-X Diagrama Pentru oricare două parametri celebri Aerul umed se poate găsi un punct care caracterizează starea aerului și determină toți ceilalți parametri.

Diagrama aerului umed oferă o reprezentare grafică a legăturii parametrilor aerului umed și este principalul pentru a determina parametrii stării aerului și calculul proceselor de prelucrare a căldurii.

În diagrama I-D (figura 2) de-a lungul axei Abscisa, conținutul de umiditate D g / kg de aer uscat este depus și în axa ordonată - entalpia I de aer umed. Diagrama determină un conținut vertical de umiditate constantă drept (D \u003d Const). Pentru începutul referinței, un punct O, în care T \u003d 0 ° C, D \u003d 0 g / kg și, prin urmare, i \u003d 0 kJ / kg a fost luat. La construirea unei diagrame, a fost utilizat un sistem de coordonate de coordonate pentru a crește zona de aer nesaturat. Unghiul dintre direcția axelor de 135 ° sau 150 °. Pentru ușurința utilizării la un unghi de 90 ° la axa entalpiei, se efectuează axa condiționată a conținutului de umiditate. Diagrama este construită pentru o presiune barometrică permanentă. Utilizați diagramele I-D construite pentru presiune atmosferică P B \u003d 99,3 kPa (745 mm.rt) și presiune atmosferică P B \u003d 101,3 kPa (760 mm.rt).

Izoterm (t c \u003d const) și curbele relative de umiditate (φ \u003d const) sunt aplicate diagramei. Ecuația (16) arată că izotermul în diagrama I-D - linii drepte. Întregul câmp al diagramei de linie φ \u003d 100% este împărțit în două părți. Deasupra acestei linii este o zonă nesaturată. Pe linie φ \u003d 100% sunt parametri de aer saturat. Sub această linie este parametrii unei aeruri saturate care conțin o umiditate de picurare suspendată (ceață).

Pentru confortul de lucru în partea inferioară a diagramei, este construită dependența, acestea sunt aplicate printr-o linie de presiune parțială a vaporilor de apă P n de la conținutul de umiditate d. Scala de presiune este situată în partea dreaptă a diagramei. Fiecare punct al diagramei I-D corespunde unei anumite stări de aer umed.

Determinarea parametrilor aerului umed prin diagrama I-D.Metoda de determinare a parametrilor este prezentată în fig. 2. Poziția punctului A este determinată de doi parametri, de exemplu, temperatura T A și umiditatea relativă φ A. determinată grafic: temperatura termometrului uscat TC, conținutul de umiditate DA, entalpy I A. punctul de temperatură din TP DEW este definită ca temperatura punctului de intersecție da \u003d const cu o linie φ \u003d 100% (punctul P). Parametrii aerului într-o stare de saturație completă a umidității sunt determinate la intersecția izotermului t A cu o linie φ \u003d 100% (punctul H).

Procesul de umidificare a aerului fără aprovizionare și îndepărtare a căldurii va trece la entalpia constantă I A \u003d Const ( procesul A-M). La intersecția liniei i a \u003d const cu linia φ \u003d 100% (punctul M) găsim temperatura termometrului umed T m (linia de entalpie constantă aproape coincide cu izotermul
T m \u003d const). În aer umed nesaturat, temperatura termometrului umed este mai mică decât temperatura termometrului uscat.

Presiunea parțială a vaporului de apă P n se găsește din punct și linia d a \u003d const înainte de intersecția cu linia de presiune parțială.

Diferența de temperatură T c-t m \u003d Δt PS este numită psihhometrică, iar diferența de temperatură T C - T P este higrometric.

Diagrama I-D a aerului umed a fost dezvoltată de omul de știință rus, profesorul L.K. Ramsin în 1918 în analogul de Vest al I-D-diagrama este o diagramă molară sau o diagramă psihhheometrică. Diagrama I-D este utilizată în calculele sistemelor de aer condiționat, ventilație și încălzire și vă permite să determinați rapid toți parametrii interior de schimb de aer.

Diagrama I-D a aerului umed leagă grafic toți parametrii care determină starea termoizolantă a aerului: entalpia, conținutul de umiditate, temperatura, umiditatea relativă, presiunea parțială a vaporilor de apă. Utilizarea diagramei vă permite să afișați vizual procesul de ventilație, evitând computerele complexe prin formule.

Principalele proprietăți ale aerului umed

Aerul atmosferic din jurul nostru este un amestec de aer uscat cu vapori de apă. Acest amestec se numește aer umed. Aerul umed este evaluat de următorii parametri primari:

Temperatura aerului pe un termometru uscat TC, ° C - caracterizează gradul de încălzire;
Temperatura aerului pe un termometru umed TM, ° C - temperatura la care aerul trebuie să fie răcit astfel încât să devină saturat, menținând în același timp entalpia inițială a aerului;
Punctul de temperatură al robotului de aer TP, ° C - temperatura la care aerul nesaturat trebuie să fie răcit astfel încât să devină saturat, menținând conținut constant de umiditate;
Conținutul de umiditate al aerului D, G / kg este cantitatea de vapori de apă din R (sau kg), care este adecvată pentru 1 kg de o parte uscată a aerului umed;
Umiditatea relativă a aerului J,% - caracterizează gradul de saturație a aerului cu vaporii de apă. Acesta este raportul dintre masa de vapori de apă conținută în aer, la masa maximă posibilă în aer în aceleași condiții, care este, temperatura și presiunea și exprimată ca procent;
Starea saturată a aerului umed este o stare la care aerul este saturat cu vapori de apă până la limită, pentru IT J \u003d 100%;
Umiditatea absolută a aerului E, kg / m 3 este cantitatea de vapori de apă în G conținută în aerul umed de 1 m 3. Umiditatea umedă a aerului absolută este egală cu densitatea aerului umed;
Entalpia specifică a aerului umed I, kJ / kg - cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea de la 0 ° C la această temperatură a unei astfel de cantități de aer umed, partea uscată a cărei parte are o masă de 1 kg. Enthalpia aerului enhalar din entalpia părții uscate a părții sale și enthalpy de vapori de apă;
Capacitatea de căldură specifică a aerului umed C, KJ / (kg.k) este căldură care ar trebui să fie cheltuită pe un kilogram de aer umed pentru a crește temperatura acestuia la un grad Kelvin;
Presiunea parțială a vaporilor de apă RP, presiunea PA, sub care există vapori de apă în aerul umed;
Presiunea barometrică completă a Republicii Belarus, PA - egală cu cantitatea de presiuni parțiale ale vaporilor de apă și a aerului uscat (conform legii lui Dalton).

Descriere I-D-diagrama

În axa ordonată, valorile entalpiei I, kJ / kg ale părții uscate ale aerului sunt amânate de-a lungul axei abscisa îndreptate spre un unghi de 135 ° față de o axă I, valorile umidității Conținutul D, g / kg de o parte uscată a aerului sunt amânate. Domeniul diagramei este rupt de liniile de valori permanente ale entalpiei I \u003d conținut de umiditate D \u003d Const. Liniile valorilor permanente ale temperaturii t \u003d const sunt, de asemenea, aplicate la acesta, care nu sunt paralele între ele: Cu cât este mai mare temperatura aerului umed, cu atât mai mult izotermele sale sunt respinse. În plus față de liniile de valori constante I, D, T, pe domeniul diagramei, liniile de valori permanente ale umidității relative a aerului φ \u003d const. În partea inferioară a diagramei I-D există o curbă având o axă independentă de ordonate. Se leagă conținutul de umiditate D, G / kg, cu elasticitatea vaporilor de apă RP, KPA. Axa ordonată a acestui grafic este amploarea presiunii parțiale a vaporilor de apă RP. Întregul câmp al diagramei este separat de linia J \u003d 100% în două părți. Deasupra acestei linii este o zonă de aer umed nesaturat. Linia J \u003d 100% corespunde condiției aerului saturat cu vapori de apă. Mai jos este zona condiției corespunzătoare a aerului (regiunea de ceață). Fiecare punct al diagramei I-D corespunde unei anumite linii de stare a căldurii de la diagrama i-D corespunde procesului de procesare a aerului termoofer-woofer. Forma generală Diagramele I-D-D ale aerului umed sunt prezentate mai jos în fișierul atașat PDF adecvat pentru imprimarea în formate A3 și A4.

Construcția proceselor de prelucrare a aerului în sistemele de climatizare și ventilație pe diagrama I-D.

Procese de încălzire, răcire și amestecare

Pe diagrama I-D a aerului umed, procedeele de încălzire și răcire sunt descrise de razele de-a lungul liniei D-Const (figura 2).

Smochin. 2. Procesele de încălzire uscată și aerul de răcire pe diagrama I-D:

V_1, v_2, - încălzire uscată;
B_1, V_3 - răcire uscată;
B_1, b_4, b_5 - răcire cu drenaj de aer.

Procesele de încălzire uscată și răcirea cu aer uscat în practică se efectuează prin aplicarea schimbătorilor de căldură (încălzitoare de aer, calorifere, răcitoare de aer).

Dacă aerul umed din schimbătorul de căldură este răcit sub punctul de rouă, atunci procesul de răcire este însoțit de un condens cu aer pe suprafața schimbătorului de căldură, iar răcirea cu aer este însoțită de uscare.