După ce am citit acest articol, vă recomand să citiți articolul despre entalpie, capacitatea de răcire latentă și determinarea cantității de condens format în sistemele de aer condiționat și dezumidificare:
O zi bună, dragi colegi începători!
La începutul ei parcurs profesional Am dat peste această diagramă. La prima vedere, poate părea înfricoșător, dar dacă înțelegi principalele principii după care funcționează, te poți îndrăgosti de el: D. În viața de zi cu zi, se numește diagramă i-d.
În acest articol, voi încerca să explic pur și simplu (pe degete) punctele principale, astfel încât apoi, pornind de la fundația rezultată, să vă aprofundați în mod independent în această rețea de caracteristici ale aerului.
Cam așa arată în manuale. Devine cumva înfiorător.
Voi elimina tot ceea ce este de prisos care nu va fi necesar pentru mine pentru explicația mea și voi prezenta diagrama i-d după cum urmează:
(pentru a mări poza, trebuie să faceți clic și apoi să faceți din nou clic pe ea)
Încă nu este complet clar ce este. Să o împărțim în 4 elemente:
Primul element este conținutul de umiditate (D sau d). Dar înainte de a începe să vorbesc despre umiditatea aerului în general, aș dori să fiu de acord cu voi.
Să fim de acord „pe țărm” despre un singur concept deodată. Să scăpăm de un stereotip care este ferm înrădăcinat în noi (cel puțin în mine) despre ce este aburul. Încă din copilăria mea, ei au arătat spre o oală sau ibric în fierbere și au spus, arătând cu degetul spre „fumul” care se revarsă din vas: „Uite! Acesta este abur.” Dar, la fel ca mulți oameni care sunt prieteni cu fizica, trebuie să înțelegem că „Vaporii de apă sunt o stare gazoasă. apă... Nu are culorile, gust și miros”. Acestea sunt doar molecule de H2O în stare gazoasă care nu sunt vizibile. Și ceea ce vedem care se revarsă din ibric este un amestec de apă în stare gazoasă (abur) și „picături de apă într-o stare limită între lichid și gaz”, sau mai degrabă îl vedem pe acesta din urmă (de asemenea, cu rezerve, îl putem numi ceea ce vedem – ceață). Drept urmare, o introducem acest moment, în jurul fiecăruia dintre noi există aer uscat (un amestec de oxigen, azot...) și abur (H2O).
Deci, conținutul de umiditate ne spune cât de mult din acești vapori sunt prezenți în aer. În majoritatea diagramelor i-d, această valoare este măsurată în [g / kg], adică câte grame de abur (H2O în stare gazoasă) sunt într-un kilogram de aer (1 metru cub de aer în apartamentul tău cântărește aproximativ 1,2 kilograme). Pentru condiții confortabile în apartamentul dvs., ar trebui să existe 7-8 grame de abur într-un kilogram de aer.
Pe diagrama i-d conținutul de umiditate este reprezentat cu linii verticale, iar informațiile de gradare sunt situate în partea de jos a diagramei:
(pentru a mări poza, trebuie să faceți clic și apoi să faceți din nou clic pe ea)
Al doilea element important de înțeles este temperatura aerului (T sau t). Cred că nu este nevoie să explic nimic aici. Majoritatea graficelor i-d măsoară această valoare în grade Celsius [° C]. În diagrama i-d, temperatura este reprezentată cu linii oblice, iar informațiile despre gradație sunt situate în partea stângă a diagramei:
(pentru a mări poza, trebuie să faceți clic și apoi să faceți din nou clic pe ea)Al treilea element al diagramei ID este umiditatea relativă (φ). Umiditatea relativă este exact genul de umiditate despre care auzim de la televizoare și radiouri atunci când ascultăm prognoza meteo. Se măsoară în procente [%].
Apare o întrebare rezonabilă: „Care este diferența dintre umiditatea relativă și conținutul de umiditate?” Voi răspunde la această întrebare în etape:
Primul pas:
Aerul poate reține o anumită cantitate de abur. Aerul are o anumită „capacitate de abur”. De exemplu, în camera ta, un kilogram de aer poate „a lua la bord” nu mai mult de 15 grame de abur.
Să presupunem că camera ta este confortabilă și că există 8 grame de abur în fiecare kilogram de aer din camera ta și 15 grame de abur pot reține fiecare kilogram de aer. Ca rezultat, obținem că 53,3% din vaporii maximi posibili se află în aer, adică. umiditatea relativă a aerului - 53,3%.
Faza a doua:
Capacitatea aerului este diferită la diferite temperaturi. Cu cât temperatura aerului este mai mare, cu atât poate reține mai mult abur, cu atât temperatura este mai mică, cu atât capacitatea este mai mică.
Să presupunem că am încălzit aerul din camera ta cu un încălzitor convențional de la +20 de grade la +30 de grade, dar cantitatea de abur din fiecare kilogram de aer rămâne aceeași - 8 grame. La +30 de grade, aerul poate „a lua la bord” până la 27 de grame de abur, ca urmare, în aerul nostru încălzit - 29,6% din aburul maxim posibil, adică. umiditatea relativă a aerului - 29,6%.
La fel este și cu răcirea. Dacă răcim aerul la +11 grade, atunci obținem o „capacitate de transport” egală cu 8,2 grame de abur per kilogram de aer și o umiditate relativă egală cu 97,6%.
Rețineți că umiditatea din aer a fost aceeași cantitate - 8 grame, iar umiditatea relativă a sărit de la 29,6% la 97,6%. Acest lucru s-a datorat fluctuațiilor de temperatură.
Când auziți de vremea pe timp de iarnă la radio, unde se spune că afară sunt minus 20 de grade și umiditatea este de 80%, asta înseamnă că în aer sunt aproximativ 0,3 grame de abur. Intrând în apartamentul tău, acest aer se încălzește până la +20, iar umiditatea relativă a unui astfel de aer devine 2%, iar acesta este aer foarte uscat (de fapt, în apartament iarna, umiditatea este menținută la nivelul de 10-30). % din cauza eliberării de umezeală din băi, din bucătărie și de la oameni, dar care este și sub parametrii de confort).
Etapa a treia:
Ce se întâmplă dacă scădem temperatura la un astfel de nivel în care „capacitatea de transport” a aerului este mai mică decât cantitatea de vapori din aer? De exemplu, până la +5 grade, unde capacitatea aerului este de 5,5 grame / kilogram. Acea parte de H2O gazos, care nu se potrivește în „corp” (în cazul nostru, este de 2,5 grame), va începe să se transforme în lichid, adică. in apa. În viața de zi cu zi, acest proces este vizibil mai ales atunci când geamurile se încețesc din cauza faptului că temperatura ochelarilor este mai mică decât temperatura medieîn cameră, atât de mult încât este puțin loc pentru umezeală în aer și vaporii, transformându-se într-un lichid, se depun pe sticlă.
În diagrama i-d, umiditatea relativă este reprezentată în linii curbe, iar informațiile de gradare sunt situate pe liniile în sine:
(pentru a mări poza, trebuie să faceți clic și apoi să faceți din nou clic pe ea)
Al patrulea element al diagramei ID este entalpia (I sau i). Entalpia conține componenta energetică a stării de căldură și umiditate a aerului. După studii suplimentare (în afara acestui articol, de exemplu, în articolul meu despre entalpie ) merită să-i acordăm o atenție deosebită atunci când vine vorba de dezumidificare și umidificare a aerului. Dar deocamdată nu ne vom concentra asupra acestui element. Entalpia se măsoară în [kJ/kg]. În diagrama i-d, entalpia este reprezentată prin linii oblice, iar informațiile despre gradație sunt situate pe graficul însuși (sau în stânga și în partea de sus a diagramei).
Cu o definiție mai riguroasă, ar trebui înțeles ca raportul dintre presiunile parțiale ale vaporilor de apă pn în aerul umed nesaturat și presiunea lor parțială în aerul saturat la aceeași temperatură.
Pentru intervalul de temperatură tipic pentru aer condiționat
Densitate aer umed
ρ
egală cu suma densităţilor aerului uscat şi vaporilor de apă
unde este densitatea aerului uscat la o anumită temperatură și presiune, kg/m3.
Pentru a calcula densitatea aerului umed, puteți utiliza o altă formulă:
Din ecuație se poate observa că odată cu creșterea presiunii parțiale a aburului la presiune constantă p(barometrică) și temperatură T densitatea aerului umed scade. Deoarece această scădere este nesemnificativă, în practică este acceptată.
Gradul de saturație al aerului umedψ este raportul dintre conținutul său de umiditate d la conținutul de umiditate al aerului saturat la aceeași temperatură:.
Pentru aer saturat.
Entalpia aerului umedeu(kJ / kg) - cantitatea de căldură conținută în aer, la care se face referire la punctul 1 kg uscat sau (1 + d) kg aer umed.
Punctul zero este entalpia aerului uscat ( d= 0) cu temperatura t= 0°C. Prin urmare, entalpia aerului umed poate avea pozitiv și valori negative.
Entalpia aerului 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 atunci când t= 0 o C și cantitatea de căldură consumată pentru încălzirea aburului rezultat la o temperatură t o C. Entalpie d kg de vapori de apă conținut în 1 kg aer uscat:,
2500 - căldură latentă de vaporizare (evaporare) a apei la t = 0 o C;
- capacitatea termică în masă a vaporilor de apă.
Entalpia aerului umed este egală cu suma entalpiei 1 kg aer uscat și entalpie d kg vapori de apă:
Unde 
este capacitatea termică a aerului umed, raportată la 1 kg de aer uscat.
Când aerul este într-o stare de ceață, pot exista picături de umiditate în suspensie d apeși chiar și cristale de gheață d l... Entalpia unui astfel de aer în vedere generala
Entalpia apei = 4,19t, entalpia gheții.
La temperaturi peste zero grade ( t> 0 ° C) va exista picături de umiditate în aer, la t< 0°С - кристаллы льда.
Temperatura punctului de rouă este temperatura aerului la care presiunea parțială a vaporilor de apă în procesul de răcire izobar p p devine egală cu presiunea de saturație. La această temperatură, umezeala începe să scadă din aer.
Acestea. punctul de rouă este temperatura la care vapori de apă în aer la densitatea sa constantă devine datorită răcirii aerului cu abur saturat(j =100%). Pentru exemplele de mai sus (a se vedea tabelul 2.1), când la 25 ° C umiditate absolută j devine 50%, punctul de rouă va fi o temperatură de aproximativ 14 ° C. Și când la 20 ° C umiditatea absolută j devine 50%, punctul de rouă va fi o temperatură de aproximativ 9 o C.
O persoană la valori ridicate ale punctului de rouă se simte inconfortabil (a se vedea tabelul 2.2).
Tabel 2.2 - Senzații umane la valori ridicate ale punctului de rouă
În zonele cu climă continentală, condițiile cu un punct de rouă între 15 și 20 ° C provoacă un oarecare disconfort, iar aerul cu un punct de rouă peste 21 ° C este perceput ca fiind înfundat. Punct de rouă mai scăzut, mai mic de 10 ° C, se corelează cu temperatura mai scăzută mediu inconjurator iar corpul necesită mai puțină răcire. Punctul de rouă inferior poate merge împreună cu temperatura ridicata doar la foarte jos umiditate relativă.
Diagrama d-I aer umed
Calcularea și analiza proceselor de tratare termică și umiditate a aerului în funcție de dependențele de mai sus este complicată. Pentru a calcula procesele care au loc cu aerul atunci când starea acestuia se schimbă, utilizați diagrama termică a aerului umed în coordonate d-I(conținut de umiditate - entalpie), care a fost propus de profesorul nostru compatriot L.K. Ramzin în 1918.
L.K. Ramzin (1887-1948) - inginer sovietic de încălzire, inventator
cazan cu flux direct. http://ru.wikipedia.org/wiki/Ramzin
S-a răspândit în țara noastră și în străinătate. Diagramă d-I aerul umed conectează grafic toți parametrii care determină starea termică și de umiditate a aerului: entalpia, conținutul de umiditate, temperatura, umiditatea relativă, presiunea parțială a vaporilor de apă.
Complotul se bazează pe dependență.
Cel mai adesea diagrama d-I este construit pentru presiunea aerului egală cu 0,1013 MPa(760 mm Hg). Există și diagrame pentru alte presiuni barometrice.
Datorită faptului că presiunea barometrică la nivelul mării variază de la 0,096 la 0,106 MPa(720 - 800 mm Hg), datele calculate pe diagramă trebuie considerate ca medii.
Diagrama este construită într-un sistem de coordonate oblic (la 135 °). În acest caz, diagrama devine convenabilă pentru construcții grafice și pentru calcularea proceselor de aer condiționat, deoarece zona aerului umed nesaturat se extinde. Totuși, pentru a reduce dimensiunea diagramei și pentru a fi mai ușor de utilizat, valorile d demolat pe o axă convențională situată la 90 ° față de axă eu .
Diagramă d-I prezentat în figura 1. Câmpul diagramei este împărțit prin linii de valori constante ale entalpiei eu= const și umiditate d= const. Conține, de asemenea, linii de valori constante ale temperaturii. t= const, care nu sunt paralele între ele - cu cât temperatura aerului umed este mai mare, cu atât izotermele acestuia deviază în sus. Pe lângă liniile de valori constante eu, d, t, liniile de valori constante ale umidității relative a aerului sunt trasate pe câmpul diagramei φ = const. Uneori se aplică o linie de presiuni parțiale a vaporilor de apă p pși linii de alți parametri.
Figura 1 - Schema termică d-I aer umed
Următoarea proprietate a diagramei este de o importanță esențială. Dacă aerul și-a schimbat starea dintr-un punct A până la punctul b, indiferent de proces, atunci în diagramă d-I această modificare poate fi reprezentată ca un segment de linie dreaptă ab... În acest caz, creșterea entalpiei aerului va corespunde segmentului bc = I b -I a... Izoterma trasă printr-un punct A, va împărți segmentul bw in doua parti:
secțiune bd, reprezentând o modificare a proporției de căldură perceptibilă (o furnizare de energie termică, o modificare a cărei modificare duce la o modificare a temperaturii corpului): 
.
secțiune dv, care determină pe o scară modificarea căldurii de vaporizare (o modificare a acestei călduri nu provoacă o modificare a temperaturii corpului): 
.
Secțiune Ah corespunde unei modificări a conținutului de umiditate al aerului. Punctul de rouă se găsește prin coborârea perpendicularei din punctul de aer condiționat (de exemplu, din punct b) pe axa condițională dînainte de trecerea liniei de saturație (φ = 100%). În fig. 2,6 K-punct de rouă pentru aer, a cărui stare inițială a fost determinată de punct b.
Direcția procesului în aer este caracterizată de modificări ale entalpiei euși conținutul de umiditate d .
Proprietățile de bază ale aerului umed pot fi determinate cu suficientă precizie pentru calcule tehnice la ajuta i-x- diagramă elaborată de L.K. Ramzin (1918). Diagrama I-x(Fig. 1, 2) construit pentru presiune constantă p = 745 mm Hg. Artă. (aproximativ 99 kN/m 2), care, conform datelor statistice pe termen lung, este luată ca medie anuală pentru regiunile centrale fosta URSS.
Pe axa ordonatelor sunt trasate entalpiile i pe o anumită scară, iar conținutul de umiditate x este reprezentat pe axa înclinată a absciselor. Unghiul dintre axele de coordonate este de 135 °, dar pentru ușurință în utilizare, conținutul de umiditate x valorile sunt proiectate pe o axă auxiliară perpendiculară pe axa ordonatelor.
Diagrama are linii:
- · Conținut constant de umiditate (x = const) - drepte verticale paralele cu axa ordonatelor;
- Entalpie constantă (i = const) - drepte paralele cu axa absciselor, i.e. îndreptat la un unghi de 135 ° față de ordonată;
- · Temperaturi constante, sau izoterme (t = const);
- · Umiditate relativă constantă (c = const);
- · Presiunile parțiale ale vaporilor de apă (p) în aer umed, ale căror valori sunt reprezentate la scară pe axa ordonată din dreapta a diagramei.
Orez. 1. Diagrama aerului umed i - x (a)
Liniile de temperaturi constante, sau izoterme, sunt stabilite la o temperatură dată t = const de două valori arbitrare x 1 și x 2. Valoarea i corespunzătoare fiecărei valori x este apoi calculată. Punctele rezultate (x 1, i 1) și (x 2, i 2) sunt trasate pe diagramă și se trasează o dreaptă prin ele, care este izoterma t = const.
Liniile de umiditate relativă constantă exprimă relația dintre x și p la q = const. Luând la un dat q = const mai multe temperaturi arbitrare t 1, t 2, t 3 pentru fiecare dintre ele, valorile corespunzătoare ale lui p se găsesc din tabelele de vapori de apă și se calculează valoarea corespunzătoare a lui x. Puncte cu coordonate cunoscute (t 1, x 1), (t 2, x 2), (t 3, x 3), etc. conectați curba, care este linia q = const.
Orez. 2.
La temperaturi t> 99,4 ° C, valoarea lui q nu depinde de temperatură (deoarece în acest caz p = 745 mm Hg, pentru care este reprezentată diagrama) și este practic constantă. Prin urmare, liniile μ = const la 99,4 ° C au o întrerupere ascuțită și merg aproape vertical în sus.
Linia u = 100% corespunde saturației aerului cu vapori de apă la o temperatură dată. Deasupra acestei linii se află zona de lucru a diagramei corespunzătoare aerului umed nesaturat folosit ca agent de uscare.
Liniile de presiune parțială din partea de jos a diagramei vă permit să determinați presiunea parțială dacă cunoașteți poziția punctului de pe diagramă corespunzătoare stării aerului.
De diagrama i-x pentru oricare doi parametri cunoscuți aer umed, puteți găsi un punct care caracterizează starea aerului și puteți determina toți ceilalți parametri ai acestuia.
L.K.Ramzin a construit " eu, d»- o diagramă care este utilizată pe scară largă în calculele de uscare, aer condiționat într-o serie de alte calcule legate de modificările stării aerului umed. Această diagramă exprimă dependența grafică a parametrilor principali ai aerului ( t, φ, p NS, d, i) la o presiune barometrică dată.
Elemente" i, d»- diagramele sunt prezentate în fig. 7.4. Diagrama este construită într-un sistem de coordonate oblic cu un unghi între axe iși d 135 °. Ordonata este entalpiile și temperaturile aerului ( i, kJ / kg aer uscat și t, ° С), de-a lungul abscisei - valorile conținutului de umiditate al aerului umed d, g / kg.
Orez. 7.4. Aproximativ " eu, d"- diagramă
S-a menționat mai devreme că parametrii ( t°C, i kJ / kg, φ%, d g/kg, p P Pa), care determină starea aerului umed, prin " i, d»- diagrama poate fi reprezentată grafic ca punct. De exemplu, în Fig. sub punctul A corespund parametrilor aerului umed: temperatura t= 27 ° С, umiditate relativă φ = 35%, entalpie i= 48 kJ / kg, conținut de umiditate d= 8 g/kg, presiune parțială a vaporilor p P = 1,24 kPa.
Este necesar să se țină cont de faptul că parametrii aerului umed obținuți grafic corespund unei presiuni barometrice (atmosferice) de 760 mm Hg. Art., pentru care s-a construit prezentat în Fig. " eu, d"- diagramă.
Practica utilizării calculelor analitice grafice pentru a determina presiunea parțială a aburului folosind " eu, d»- diagramele arată că discrepanţa dintre rezultatele obţinute (în intervalul 1 - 2%) se explică prin gradul de acurateţe al diagramelor.
Dacă parametrii punctului A sunt pe " eu, d"- diagrama (Fig. 7.5) i A , d A și finalul B - i B, d B, apoi raportul ( i B - i A) / ( d B - d A) · 1000 = ε-este panta dreptei (razei), care caracterizează modificarea dată a stării aerului în coordonatele " eu, d"- diagrame.
Orez. 7.5. Definiție pantăε folosind „ eu, d"- diagrame.
Valoarea lui ε are dimensiunea kJ/kg de umiditate. Pe de altă parte, în practica utilizării „ eu, d»- valoarea lui ε obţinută prin calcul este cunoscută dinainte în diagrame.
În acest caz, pe " eu, d»- diagrama poate construi o rază corespunzătoare valorii obținute a lui ε. Pentru a face acest lucru, utilizați un set de raze corespunzătoare diferitelor valori ale pantei și reprezentate de-a lungul conturului " eu, d"- diagrame. Construcția acestor raze s-a realizat după cum urmează (vezi Fig. 7.6).
Pentru a construi scara unghiulară, sunt luate în considerare diferite modificări ale stării aerului umed, luând în același timp aceiași parametri inițiali ai aerului pentru toate cazurile luate în considerare în Figura 4 - aceasta este originea ( i 1 = 0, d 1 = 0). Dacă parametrii finali sunt notați cu i 2 și d 2, atunci expresia pentru panta poate fi scrisă în acest caz
ε = 
.
De exemplu, luarea d 2 = 10 g / kg și i 2 = 1 kJ / kg (corespunde punctului 1 din fig. 1.4), ε = (1/10) 1000 = 100 kJ / kg. Pentru punctul 2 ε = 200 kJ / kg și așa mai departe pentru toate punctele considerate din Figura 1.4. Pentru i= 0 ε = 0, adică raze pe eu, d„- diagrama este aceeași. În mod similar, pot fi aplicate grinzi cu valori negative ale pantei.
Pe câmpuri" eu, d»- diagramele arată direcțiile razelor de scară pentru valorile coeficienților unghiulari în intervalul de la - 30.000 la + 30.000 kJ / kg de umiditate. Toate aceste raze provin de la origine.
Utilizarea practică a scării unghiulare se reduce la transferul paralel (de exemplu, folosind o riglă) al fasciculului scalei cu o valoare cunoscută a pantei la un punct dat la " eu, d"- diagrama. În fig. arată transferul unei raze cu ε = 100 în punctul B.
Bazându-se pe " eu, d„- o diagramă a unei scale unghiulare.
Determinarea temperaturii punctului de rouăt P și temperatura bulbului umedt M folosind „eu, d "- diagrame.
Temperatura punctului de rouă este temperatura aerului saturat la un anumit conținut de umiditate. Pe " eu, d„- o diagramă pentru determinare t P este necesar din punctul acestei stări de aer (punctul A din figura de mai jos) să se coboare de-a lungul liniei d= const până la intersecția cu linia de saturație φ = 100% (punctul B). În acest caz, izoterma care trece prin punctul B corespunde t R.
Definiţia values t P și t M la " eu, d"- diagrama
Temperatura bulbului umed t M este egal cu temperatura aerului în stare saturată la o entalpie dată. V" eu, d"- diagrama t M trece prin punctul de intersecție al izotermei cu linia φ = 100% (punctul B) și practic coincide (cu parametrii care au loc în sistemele de aer condiționat) cu linia eu= const care trece prin punctul B.
O imagine a proceselor de încălzire și răcire a aerului pe "eu, d "- diagramă. Procesul de încălzire a aerului într-un schimbător de căldură de suprafață - încălzitor de aer în " eu, d"- diagrama este reprezentată de linia verticală AB (vezi figura de mai jos) la d= const, deoarece conținutul de umiditate al aerului nu se modifică la contactul cu o suprafață uscată încălzită. Temperatura și entalpia cresc la încălzire, iar umiditatea relativă scade.
Procesul de răcire cu aer într-un schimbător de căldură de suprafață-răcitor de aer poate fi implementat în două moduri. Prima modalitate este de a răci aerul la un conținut constant de umiditate (procesul a din Fig. 1.6). Acest proces la d= curge const dacă temperatura suprafeței răcitorului de aer este mai mare decât temperatura punctului de rouă t P. Procesul va avea loc de-a lungul liniei VG sau în ultima solutie- de-a lungul liniei VG '.
A doua modalitate este de a răci aerul cu o scădere a conținutului său de umiditate, ceea ce este posibil numai atunci când umiditatea cade din aer (cazul b în Fig. 7.8). Condiția pentru implementarea unui astfel de proces este ca temperatura suprafeței răcitorului de aer sau a oricărei alte suprafețe în contact cu aerul să fie mai mică decât punctul de rouă al aerului în punctul D. În acest caz, condensarea vaporilor de apă în aer va avea loc și procesul de răcire va fi însoțit de o scădere a conținutului de umiditate din aer... În fig. acest procesul va merge de-a lungul liniei SJ, iar punctul W corespunde temperaturii t P.V. suprafața răcitorului de aer. În practică, procesul de răcire se termină mai devreme și atinge, de exemplu, punctul E la o temperatură t E.
Orez. 7.8. O imagine a proceselor de încălzire și răcire a aerului pe " eu, d"- diagrama
Procesele de amestecare a două fluxuri de aer în "eu, d "- diagrama.
Sistemele de aer condiționat utilizează procesele de amestecare a două fluxuri de aer cu stări diferite. De exemplu, utilizarea aerului recirculat sau amestecarea aerului pregătit cu aerul din interior furnizat de un aparat de aer condiționat. Sunt posibile și alte cazuri de confuzie.
Este de interes pentru calcularea proceselor de amestecare pentru a găsi o legătură între calculele analitice ale proceselor și imaginile grafice ale acestora pe " eu, d"- diagrama. În fig. 7.9 prezintă două cazuri de implementare a proceselor de amestecare: a) - punctul de stare a aerului pe " eu, d»- diagrama se află deasupra dreptei φ = 100% și cazul b) - punctul amestecului se află sub dreapta φ = 100%.
Luați în considerare cazul a). Aerul din starea punctului A în cantitate GȘi cu parametri dȘi i A se amestecă cu aerul din starea punctului B într-o cantitate G B cu parametri d Grup i B. În acest caz, se acceptă condiția ca calculele să se facă pentru 1 kg de aer din starea A. Atunci valoarea lui n = G V / GȘi se estimează cât aer din starea punctului B cade pe 1 kg de aer din starea punctului A. Pentru 1 kg de aer din starea punctului A, se pot nota soldurile de căldură și umiditate la amestecare.
i A + i B = (1 + n)i CM;
d A + nd B = (1 + n)d CM,
Unde i Mass media d CM sunt parametrii amestecului.
Din ecuații se obține:
.
Ecuația este ecuația unei linii drepte, din care orice punct indică parametrii de amestecare i Mass media d CM. Poziția punctului de amestec C pe linia AB poate fi găsită prin raportul laturilor triunghiurilor similare ASD și CBE
Orez. 7.9. Procesele de amestecare a aerului în " eu, d"- diagrama. a) - punctul amestecului se află deasupra dreptei φ = 100%; b) - punctul amestecului este sub φ = 100%.
,
acestea. punctul C împarte dreapta AB în părți invers proporționale cu masele aerului amestecat.
Dacă poziția punctului C pe dreapta AB este cunoscută, atunci putem găsi masele G A și G B. Din ecuație rezultă
,
De asemenea
În practică, cazul este posibil atunci când este în perioada rece anul, punctul amestecului С 1 'se află sub linia φ = 100%. În acest caz, condensarea umidității va avea loc în timpul procesului de amestecare. Umiditatea condensată cade din aer și după amestecare va fi în stare de saturație la φ = 100%. Parametrii amestecului sunt determinați destul de precis de punctul de intersecție al dreptei φ = 100% (punctul C 2) și i CM = const. În acest caz, cantitatea de umiditate precipitată este egală cu Δ d.
Diagrama I-d a aerului umed a fost creată în 1918 de L.K. Ramzin. Fructele muncii acestui om de știință rus sunt folosite și astăzi. Diagrama sa este în prezent încă un instrument valid și de încredere pentru calcularea proprietăților de bază ale aerului umed.
Deoarece calculul schimbării stării aerului atmosferic este asociat cu calcule complexe, de obicei se utilizează o metodă mai simplă și mai convenabilă. Acestea. folosiți Ramzin, care se mai numește și diagramă psicrometrică.
În coordonatele diagramei i-d sunt trasate dependențele parametrilor principali ai aerului umed. Acestea sunt temperatura, conținutul de umiditate, umiditatea relativă, entalpia. La o presiune barometrică dată pe ordonată, entalpia este reprezentată grafic pe kg de aer uscat (kJ / kg). De-a lungul abscisei, conținutul de umiditate al aerului este reprezentat în g la 1 kg de aer uscat.
Sistem coordonatele i-d diagrama este oblică. Unghiul dintre axe este de 135º. Această aranjare a axelor face posibilă extinderea zonei de aer umed nesaturat. Astfel, diagrama devine mai convenabilă pentru construcțiile grafice.
Liniile de entalpie constantă I = const trec la un unghi de 135º față de axa ordonatelor. Liniile cu conținut constant de umiditate d = const sunt paralele cu axa ordonatelor.
Rețeaua formată din liniile I = const și d = const este formată din paralelograme. Pe ele sunt trasate linii de izoterme t = const și linii de umiditate relativă constantă φ = const.
Este de remarcat faptul că, deși izotermele sunt linii drepte, ele nu sunt deloc paralele între ele. Unghiul de înclinare a acestora față de axa orizontală este diferit. Cu cât temperatura este mai mică, cu atât izotermele sunt mai paralele. Liniile de temperatură prezentate în diagramă corespund valorilor bulbului uscat.
O curbă cu o umiditate relativă φ = 100% este construită pe baza datelor din tabelele de aer saturat. Deasupra acestei curbe, diagrama arată o zonă de aer umed nesaturat. În consecință, sub această curbă, există o zonă de aer umed suprasaturat. Umiditatea din aerul saturat, caracterizată prin această zonă, este în stare lichidă sau solidă. Acestea. reprezinta ceata. Această zonă a diagramei nu este utilizată la calcularea caracteristicilor aerului umed, astfel încât construcția sa este omisă.
Toate punctele din diagramă reprezintă o stare specifică a aerului umed. Pentru a determina poziția oricărui punct, trebuie să cunoașteți doi parametri ai stării aerului umed din patru - I, d, t sau φ.
Aer umed în orice punctul i-d diagrama se caracterizează printr-un anumit conținut de umiditate și căldură. Toate punctele situate deasupra curbei φ = 100% caracterizează starea aerului umed în care vaporii de apă din aer sunt în stare de supraîncălzire. Punctele situate pe curba φ = 100%, așa-numita curbă de saturație, caracterizează starea saturată a vaporilor de apă din aer. Toate punctele situate sub curba de saturație caracterizează starea în care temperatura aerului umed este sub temperatura de saturație. În consecință, în aer vor exista vapori umezi. Aceasta înseamnă că umiditatea din aer va fi un amestec de abur uscat și picături de apă.
Când se adresează practic sarcini i-d diagrama este folosită nu numai pentru calcularea parametrilor condiției de aer. Cu ajutorul acestuia, se construiesc modificări ale stării sale în timpul proceselor de încălzire, răcire, umidificare, dezumidificare, precum și combinarea lor arbitrară. În calcule, astfel de parametri ai aerului sunt adesea utilizați ca temperatura punctului de rouă t p și temperatura bulbului umed t m. Ambii parametri pot fi reprezentați grafic pe diagrama i-d.
Temperatura punctului de rouă t p este temperatura corespunzătoare valorii la care trebuie răcit aerul umed pentru a se saturat la un conținut de umiditate constant (d = const). Pe diagrama i-d, temperatura punctului de rouă t p este determinată după cum urmează. Se ia un punct care caracterizează starea dată de aer umed. Din aceasta, trageți o dreaptă paralelă cu ordonata până când intersectează curba de saturație φ = 100%. Izoterma care va intersecta această curbă în punctul obținut și va arăta temperatura punctului de rouă t p la un conținut de umiditate dat al aerului.
Temperatura bulbului umed t m este temperatura la care aerul umed, atunci când este răcit, devine saturat cu conținut constant de umiditate. Pentru a determina temperatura unui bulb umed pe diagrama i-d, procedați în felul următor. Se trasează o linie de entalpie constantă I = const prin punctul care caracterizează starea dată a aerului umed până când se intersectează cu curba de saturație φ = 100%. Temperatura bulbului umed va corespunde izotermei prin punctul de intersecție.
Pe diagrama i-d, toate procesele de tranziție a aerului de la o stare la alta sunt descrise prin curbe care trec prin punctele care caracterizează starea inițială și finală a aerului umed.
Cum se aplică o diagramă i-d cu aer umed? După cum am menționat mai sus, pentru a determina starea aerului, trebuie să cunoașteți oricare doi parametri ai diagramei. De exemplu, să luăm orice temperatură a bulbului uscat și orice temperatură a bulbului umed. După ce am găsit punctul de intersecție al liniilor acestor temperaturi, obținem starea aerului la temperaturile date. Astfel, acest punct caracterizează clar starea aerului. Similar cu exemplul, aceste temperaturi pot fi folosite pentru a găsi starea aerului în orice punct din diagrama i-d.
Ați găsit o eroare? Evidențiați-l și faceți clic Ctrl + Enter... Vă vom fi recunoscători pentru ajutorul dvs.