Štát vlhký vzduch na psychometrickom diagrame je určený pomocou dvoch uvedených parametrov. Ak zvolíme akúkoľvek teplotu suchej žiarovky a akúkoľvek teplotu vlhkej žiarovky, potom priesečníkom týchto čiar na diagrame je bod udávajúci stav vzduchu pri týchto teplotách. Celkom určite je naznačený stav vzduchu v danom bode.
Keď je na diagrame nájdená určitá klimatizácia, všetky ostatné parametre vzduchu je možné určiť pomocou J-d grafy .
Príklad 1.
t = 35 ° С a teplota rosného bodu TR rovná sa t T.P. = 12 ° C , aká je teplota mokrej žiarovky?
Riešenie nájdete na obrázku 6.
Na teplotnej stupnici nájdeme číselnú hodnotu teploty rosného bodu t T.P. = 12 ° C a nakreslite izotermickú čiaru φ = 100% ... Získame bod s parametrami rosného bodu - T.R .
Od tohto bodu d = konšt t = 35 ° С .
Získame požadovaný bod A
Z bodu A nakreslíme čiaru konštantného obsahu tepla - J = konšt pred prekročením čiary relatívnej vlhkosti φ = 100% .
Získame bod vlhkého teplomeru - T.M.
Od výsledného bodu - T.M. nakreslite izotermickú čiaru - t = konšt pred prekročením teplotnej stupnice.
Odčítali sme požadovanú číselnú hodnotu teploty vlhkého teplomeru - T.M. bodov A ktorá je rovnaká
t T.M. = 20,08 ° C
Príklad 2.
Ak je teplota suchého teplomera vlhkého vzduchu t = 35 ° С a teplota rosného bodu t T.P. = 12 ° C , ktorá sa rovná relatívna vlhkosť?
Riešenie nájdete na obrázku 7.
t = 35 ° С a nakreslite izotermickú čiaru - t = konšt .
t T.P. = 12 ° C a nakreslite izotermickú čiaru - t = konšt pred prekročením čiary relatívnej vlhkosti φ = 100% .
Získame rosný bod - T.R .
Od tohto bodu - T.R. nakreslíme čiaru konštantného obsahu vlhkosti - d = konšt t = 35 ° С .
Toto bude požadovaný bod. A , ktorých parametre boli špecifikované.
Požadovaná relatívna vlhkosť v tomto mieste sa bude rovnať
φ A = 25%.
Príklad 3.
Ak je teplota suchého teplomera vlhkého vzduchu t = 35 ° С a teplota rosného bodu t T.P. = 12 ° C „Čo je entalpia vzduchu?
Riešenie nájdete na obrázku 8.
Na teplotnej stupnici nájdeme číselnú hodnotu teploty suchého teplomera - t = 35 ° С a nakreslite čiaru izotermy - t = konšt .
Na teplotnej stupnici nájdeme číselnú hodnotu teploty rosného bodu - t T.P. = 12 ° C a nakreslite izotermickú čiaru - t = konšt pred prekročením čiary relatívnej vlhkosti φ = 100% .
Získame rosný bod - T.R.
Od tohto bodu - T.R. nakreslíme čiaru konštantného obsahu vlhkosti - d = konšt pred prekročením hranice izotermy suchých žiaroviek t = 35 ° С .
Toto bude požadovaný bod. A , ktorých parametre boli špecifikované. Požadovaný tepelný obsah alebo entalpia sa v tomto bode bude rovnať
J A = 57,55 kJ / kg.
Príklad 4.
Pri klimatizácii súvisiacej s chladením (teplá sezóna) nás zaujíma predovšetkým určenie množstva tepla, ktoré je potrebné odstrániť, aby sa vzduch dostatočne ochladil a zachovali konštrukčné parametre vnútornej klímy. Keď je klimatizácia spojená s jej zahrievaním ( chladné obdobie rok), vonkajší vzduch sa musí ohriať, aby sa zaistili konštrukčné podmienky v pracovnej oblasti miestnosti.
Predpokladajme napríklad, že vonkajšia teplota mokrej žiarovky je tH T.M = 24 ° С , a v klimatizovanej miestnosti je potrebné udržiavať t B T.M = 19 ° С mokrá žiarovka.
Celkové množstvo tepla, ktoré je potrebné odstrániť z 1 kg suchého vzduchu, sa stanoví nasledujúcou metódou.
Pozri obrázok 9.
Entalpia vonkajšieho vzduchu o tH T.M = 24 ° С mokrá žiarovka je
p = J N = 71,63 kJ / na 1 kg suchého vzduchu.
Entalpia vnútorného vzduchu pri t B TM = 19 ° С na mokrej žiarovke je
J B = 53,86 kJ / na 1 kg suchého vzduchu.
Rozdiel v entalpiách medzi vonkajším a vnútorným vzduchom je:
JН - JВ = 71,63 - 53,86 = 17,77 kJ / kg.
Na základe toho, celková čiastka teplo, ktoré je potrebné odstrániť pri chladení vzduchu z tH T.M = 24 ° С mokrá žiarovka do t B T.M = 19 ° С mokrá žiarovka, rovná sa Q = 17,77 kJ na 1 kg suchého vzduchu čo sa rovná 4,23 kcal alebo 4,91 W na 1 kg suchého vzduchu.
Príklad 5.
Počas vykurovacej sezóny je potrebné ohrievať vonkajší vzduch t Н = - 10 ° С suchá žiarovka a s tH T.M = - 12,5 ° С mokrá žiarovka na vnútornú teplotu vzduchu t B = 20 ° C suchá žiarovka a t B T.M = 11 ° С mokrá žiarovka. Určte množstvo suchého tepla, ktoré sa má pridať k 1 kg suchého vzduchu.
Riešenie nájdete na obrázku 10.
Zapnuté J - d diagram o dvoch známe parametre- podľa teploty suchého teplomera t Н = - 10 ° С a teplotou mokrej banky tH T.M = - 12,5 ° С určte bod vonkajšieho vzduchu na základe teploty suchého teplomera t Н = - 10 ° С a z vonkajšej teploty - H .
Podľa toho určíme bod vnútorného vzduchu - V. .
Čítame obsah tepla - entalpiu vonkajšieho vzduchu - H ktorá sa bude rovnať
J N = - 9,1 kJ / na 1 kg suchého vzduchu.
V súlade s tým je obsah tepla - entalpia vnútorného vzduchu - V. bude rovnaká
J B = 31,66 kJ / na 1 kg suchého vzduchu
Rozdiel medzi entalpiami vnútorného a vonkajšieho vzduchu je:
ΔJ = J B - J H = 31,66 - (-9,1) = 40,76 kJ / kg.
Táto zmena v množstve tepla je zmenou v množstve tepla len v suchom vzduchu, pretože jeho obsah vlhkosti sa nezmení.
Suché alebo očividné teplo - teplo, ktorý sa pridáva alebo odoberá zo vzduchu bez zmeny stavu agregácie pary (mení sa iba teplota).
Latentné teplo- teplo zmení stav agregácie pary bez zmeny teploty. Teplota rosného bodu sa týka obsahu vlhkosti vo vzduchu.
Pri zmene teploty rosného bodu sa zmení obsah vlhkosti, t.j. inými slovami, obsah vlhkosti je možné zmeniť iba zmenou teploty rosného bodu. Je preto potrebné poznamenať, že ak teplota rosného bodu zostane konštantná, potom sa obsah vlhkosti tiež nezmení.
Príklad 6.
Vzduch, ktorý má počiatočné parametre t Н = 24 ° С suchá žiarovka a tH T.M = 14 ° С mokrej žiarovky, sa musí kondicionovať tak, aby sa jeho konečné parametre zhodovali t K = 24 ° С suchá žiarovka a t K T.M = 21 ° С mokrá žiarovka. Je potrebné určiť množstvo pridaného latentného tepla, ako aj množstvo pridanej vlhkosti.
Riešenie nájdete na obrázku 11.
Na teplotnej stupnici nájdeme číselnú hodnotu teploty suchého teplomera - t Н = 24 ° С a nakreslite čiaru izotermy - t = konšt .
Podobne na teplotnej stupnici nájdeme číselnú hodnotu teploty mokrej banky - t H T.M. = 14 ° C , nakreslite čiaru izotermy - t = konšt .
Prechod izotermy - t H T.M. = 14 ° C s radom relatívnej vlhkosti - φ = 100% udáva bod teplomera vlhkého vzduchu s počiatočnými nastavenými parametrami - bod M.T. (N) .
Z tohto bodu nakreslíme čiaru konštantného obsahu tepla - entalpiu - J = konšt pred prekročením izotermy - t Н = 24 ° С .
Chápeme bod J-d graf s počiatočnými parametrami vlhkého vzduchu - bod H , t odčítajte číselnú hodnotu entalpie
J H = 39,31 kJ / na 1 kg suchého vzduchu.
Rovnako postupujeme aj pri určovaní bodu zapnutia vlhkého vzduchu J-d graf s konečnými parametrami - bod TO .
Číselná hodnota entalpie v bode TO bude rovnaká
J K = 60,56 kJ / na 1 kg suchého vzduchu.
V. tento prípad do vzduchu s počiatočnými parametrami v bode H je potrebné pridať latentné teplo, aby boli konečné parametre vzduchu v bode TO .
Stanovenie množstva latentného tepla
ΔJ = J K - J H = 60,56 - 39,31 = 21,25 kJ / kg.
Nakreslite od východiskového bodu - bodu H , a koncový bod je bod TO zvislé čiary s konštantným obsahom vlhkosti - d = konšt a odčítajte hodnoty absolútnej vlhkosti vzduchu v týchto bodoch:
J H = 5,95 g / na 1 kg suchého vzduchu;
J K = 14,4 g / na 1 kg suchého vzduchu.
Berúc rozdiel absolútna vlhkosť vzduch
Δd = d К -d Н = 14,4 - 5,95 = 8,45 g / na 1 kg suchého vzduchu
dostaneme množstvo vlhkosti pridanej na 1 kg suchého vzduchu.
Zmena množstva tepla je iba zmena množstva skrytý teplo, pretože teplota suchej žiarovky sa nezmení.
Vonkajší vzduch pri teplote t Н = 35 ° С suchá žiarovka a t H T.M. = 24 ° C mokrá žiarovka - bod H , sa musí zmiešať s recirkulovaným vzduchom s parametrami t P = 18 ° C teplota suchej banky a φ Р = 10% relatívna vlhkosť - bod R.
Zmes by mala byť 25% vonkajšieho vzduchu a 75% recirkulovaného vzduchu. Stanovte konečné teploty zmesi vzduchu pomocou suchých a mokrých teplomerov.
Riešenie nájdete na obrázku 12.
Použiť na J-d graf bodov H a R. podľa počiatočných údajov.
Body H a P spájame priamkou - priamkou zmesi.
Na linke mixu HP určiť bod zmesi S na základe pomeru, že zmes by mala pozostávať z 25% vonkajšieho vzduchu a 75% recirkulovaného vzduchu. Ak to chcete urobiť, od bodu R. odložte segment rovnajúci sa 25% celej dĺžky línie zmesi HP ... Získajte bod miešania S .
Zostávajúca dĺžka segmentu CH rovnajúci sa 75% dĺžky ryhy zmesi HP .
Z bodu C nakreslíme čiaru konštantnej teploty t = konšt a na teplotnej stupnici odčítame teplotu bodu zmesi t C = 22,4 ° C suchá žiarovka.
Z bodu S vykonávame riadky s konštantným obsahom tepla J = konšt pred prekročením čiary relatívnej vlhkosti φ = 100% a získame teplotný bod vlhkého teplomera t C T.M. zmesi. Aby sme z tohto bodu získali číselnú hodnotu, nakreslíme čiaru konštantnej teploty a na teplotnej stupnici určíme číselnú hodnotu teploty vlhkého teplomera zmesi, ktorá sa rovná t C T.M. = 12 ° C .
V prípade potreby na J-d graf môžete určiť všetky chýbajúce parametre zmesi:
- obsah tepla rovný J C = 33,92 kJ / kg ;
- obsah vlhkosti rovný d C = 4,51 g / kg ;
- relatívna vlhkosť φ С = 27% .
Vlhký vzduch je zmes suchého vzduchu a vodnej pary. Vlastnosti vlhkého vzduchu sú charakterizované nasledujúcimi hlavnými parametrami: teplota suchej banky t, barometrický tlak P b, parciálny tlak vodnej pary P p, relatívna vlhkosť φ, obsah vlhkosti d, špecifická entalpia i, teplota rosného bodu tp, vlhká žiarovka teplota tm, hustota ρ.
Diagram i-d je grafický vzťah medzi hlavnými parametrami vzduchu t, φ, d, i pri určitom barometrickom tlaku vzduchu P b a slúži na vizualizáciu výsledkov výpočtu spracovania vlhkého vzduchu.
Diagram i-d bol prvýkrát zostavený v roku 1918 sovietskym tepelným inžinierom L. K. Ramzinom.
Diagram je postavený na šikmom súradnicovom systéme, ktorý umožňuje rozšírenie oblasti nenasýteného vlhkého vzduchu a robí diagram vhodný pre grafické vykresľovanie. Súradnica diagramu ukazuje hodnoty špecifickej entalpie i, os x smerujúca pod uhlom 135 ° k osi i, ukazuje hodnoty obsahu vlhkosti d. Pole diagramu je delené čiarami konštantných hodnôt špecifickej entalpie i = konšt a obsahu vlhkosti d = konšt. Diagram tiež ukazuje čiary konštantných hodnôt teploty t = konšt., Ktoré nie sú navzájom rovnobežné a čím je teplota vlhkého vzduchu vyššia, tým viac sa izotermy odchyľujú smerom nahor. Čiary konštantných hodnôt relatívnej vlhkosti φ = const sú tiež vynesené do poľa diagramu.
Relatívna vlhkosť je pomer parciálneho tlaku vodných pár obsiahnutých vo vlhkom vzduchu daného stavu k parciálnemu tlaku nasýtených vodných pár pri rovnakej teplote.
Obsah vlhkosti je hmotnosť vodnej pary vo vlhkom vzduchu na 1 kg jej suchej hmotnosti.
Špecifická entalpia je množstvo tepla obsiahnutého vo vlhkom vzduchu pri danej teplote a tlaku, vzťahované na 1 kg suchého vzduchu.
i-d krivkový diagram φ = 100% je rozdelený na dve oblasti. Celá oblasť diagramu, ležiaca nad touto krivkou, charakterizuje parametre nenasýteného vlhkého vzduchu a pod ním - oblasť hmly.
Hmla je dvojfázový systém pozostávajúci z nasýteného vlhkého vzduchu a suspendovanej vlhkosti vo forme drobných kvapôčok vody alebo ľadových čiastočiek.
Na výpočet parametrov vlhkého vzduchu a vykresľovanie i-d grafy používajú štyri základné rovnice:
1) Tlak nasýtených vodných pár nad plochý povrch voda (t> 0) alebo ľad (t ≤ 0), kPa:
kde α in, β in sú konštanty pre vodu, α in = 17,504, β in = 241,2 ° С
α l, β l - konštanty pre ľad, α l = 22,489, β l = 272,88 ° С
2) Relatívna vlhkosť φ,%:
kde P b - barometrický tlak, kPa
4) Špecifická entalpia vlhkého vzduchu i, kJ / kg hm.:
Teplota rosného bodu je teplota, na ktorú sa musí nenasýtený vzduch ochladiť, aby sa nasýtil pri zachovaní konštantného obsahu vlhkosti.
Aby ste našli teplotu rosného bodu na i-d diagrame cez bod charakterizujúci stav vzduchu, musíte nakresliť čiaru d = const do priesečníka s krivkou φ = 100%. Teplota rosného bodu je limitná teplota, na ktorú je možné vlhký vzduch ochladzovať na konštantný obsah vlhkosti bez kondenzácie.
Teplota mokrej žiarovky- je to teplota, ktorú nenasýtený vlhký vzduch získava s počiatočnými parametrami i 1 a d 1 v dôsledku adiabatického výmenníka tepla a hmoty s vodou v kvapalnom alebo tuhom stave, pričom má konštantnú teplotu t in = tm po tom, ako dosiahne nasýtený stav, ktorý spĺňa rovnosť:
kde c in - špecifická tepelná kapacita vody, kJ / (kg ° C)
Rozdiel i n - i 1 je zvyčajne malý, preto sa proces adiabatickej saturácie často nazýva izenthalpický, aj keď v skutočnosti i n = i 1 iba pri t m = 0.
Ak chcete nájsť teplotu vlhkého teplomera na i-d diagrame cez bod charakterizujúci stav vzduchu, musíte nakresliť čiaru konštantnej entalpie i = const, kým sa nepretne s krivkou φ = 100%.
Hustota vlhkého vzduchu je určená vzorcom, kg / m 3:
kde T je teplota v stupňoch Kelvina
Množstvo tepla potrebného na ohrev vzduchu je možné vypočítať podľa vzorca, kW:
Množstvo tepla odobratého zo vzduchu počas chladenia, kW:
kde i 1, i 2 je špecifická entalpia na začiatku a koncové body respektíve kJ / kg d.m.
G s - spotreba suchého vzduchu, kg / s
kde d 1, d 2 - obsah vlhkosti v počiatočnom a koncovom bode g / kg d.m.
Pri zmiešaní dvoch prúdov vzduchu je obsah vlhkosti a špecifická entalpia zmesi určené podľa vzorcov:
Na obrázku je bod zmesi na čiare 1-2 a rozdeľuje ho na segmenty nepriamo úmerné zmiešanému množstvu vzduchu:
|
Je možný prípad, keď bude bod zmesi 3 * pod čiarou φ = 100%. V tomto prípade je proces miešania sprevádzaný kondenzáciou časti vodnej pary obsiahnutej v zmesi a bod zmesi 3 bude ležať na priesečníku čiar i 3 * = konšt a φ = 100%.
Na prezentovanom webe, na stránke „Výpočty“, môžete vypočítať až 8 stavov vlhkého vzduchu pomocou konštrukcie lúčov procesov na i-d diagrame.
Na určenie počiatočného stavu musíte zadať dva zo štyroch parametrov (t, φ, d, i) a prietok suchého vzduchu L c *. Prietok je nastavený za predpokladu hustoty vzduchu 1,2 kg / m 3. Odtiaľ sa určí hmotnostný prietok suchého vzduchu, ktorý sa použije v ďalších výpočtoch. Výstupná tabuľka zobrazuje skutočné hodnoty objemového prietoku vzduchu zodpovedajúce skutočnej hustote vzduchu.
Nový stav je možné vypočítať definovaním postupu a nastavením konečných parametrov.
Diagram ukazuje nasledujúce procesy: zahrievanie, chladenie, adiabatické chladenie, zvlhčovanie parou, miešanie a všeobecný proces definované akýmikoľvek dvoma parametrami.
| Proces | Označenie | Popis |
| Teplo | O | Zadá sa cieľová koncová teplota alebo cieľový tepelný výkon. |
| Chladenie | C. | Zadá sa cieľová koncová teplota alebo cieľová chladiaca kapacita. Tento výpočet je založený na predpoklade, že povrchová teplota chladiča zostáva nezmenená a počiatočné parametre vzduchu majú sklon k bodu s teplotou povrchu chladiča pri φ = 100%. Je to, ako keby sa vzduch počiatočného stavu miešal s úplne nasýteným vzduchom na povrchu chladiča. |
| Adiabatické chladenie | A | Zadáva sa cieľová konečná relatívna vlhkosť alebo obsah vlhkosti alebo teplota. |
| Parné zvlhčovanie | P | Zadá sa cieľová konečná relatívna vlhkosť alebo obsah vlhkosti. |
| Všeobecný postup | X | Zavádzajú sa hodnoty dvoch parametrov zo štyroch (t, φ, d, i), ktoré sú pre daný proces konečné. |
| Miešanie | S | Tento proces je definovaný bez nastavovania parametrov. Použijú sa predchádzajúce dva prietoky vzduchu. Ak sa počas miešania dosiahne maximálny prípustný obsah vlhkosti, dochádza k adiabatickej kondenzácii vodných pár. V dôsledku toho sa vypočíta množstvo kondenzovanej vlhkosti. |
LITERATÚRA:
1. Burtsev S.I., Tsvetkov Yu.N. Mokrý vzduch. Zloženie a vlastnosti: Učebnica. príspevok. - SPb.: SPbGAKhPT, 1998.- 146 s.
2. Príručka ABOK 1-2004. Mokrý vzduch. - M.: AVOK-PRESS, 2004.- 46 s.
3. Príručka ASHRAE. Základy. - Atlanta, 2001.
HD diagram vlhkého vzduchu (obrázok 14.1), navrhnutý v roku 1918.
Obrázok 14.1. hd diagram vlhkého vzduchu
LK Ramzin sa široko používa na riešenie praktických problémov v oblastiach, kde vlhký vzduch slúži ako pracovná tekutina. Ordináta je entalpia h, kJ / kg vlhkého vzduchu a os x je obsah vlhkosti d, g / kg t.h. Na uľahčenie (zmenšenie plochy diagramu) je os x vodorovne smerovaná v uhle 135 ° k osi osi. V tomto diagrame je namiesto šikmej úsečky nakreslená vodorovná čiara, na ktorej sú vynesené skutočné hodnoty d. V diagrame hd sú čiary h = const cyklonické čiary a čiary d = const sú zvislé rovné linky.
Z rovnice
z toho vyplýva, že v súradniciach hd sú izotermy znázornené rovnými čiarami. Do diagramu sú navyše zakreslené krivky φ = const.
Krivka φ = 100% rozdeľuje pole na dve oblasti a je druhom hraničnej krivky: φ< 100% характеризует область ненасы-щенного влажного воздуха (в воздухе содержится перегретый пар); φ > 100% - oblasť, v ktorej je vlhkosť vo vzduchu, čiastočne v kvapôčkovom stave;
φ - 100% charakterizuje nasýtený vlhký vzduch.
Pre pôvod parametrov vlhkého vzduchu je zvolený bod 0, pre ktorý T = 273,15 K, d = 0, h = 0.
Akýkoľvek bod v HD diagrame definuje fyzický stav vzduchu. Na tento účel je potrebné špecifikovať dva parametre (napríklad φ at t alebo h u d). Zmena stavu vlhkého vzduchu je na diagrame znázornená ako procesná čiara. Pozrime sa na niekoľko príkladov.
1) Proces zahrievania vzduchu prebieha pri konštantnom obsahu vlhkosti, pretože množstvo pary vo vzduchu sa v tomto prípade nemení. Na HD diagrame je tento proces znázornený čiarou 1-2 (obr. 14.2). V tomto procese sa teplota a entalpia vzduchu zvyšujú a jeho relatívna vlhkosť klesá.
Ryža. 14.2 Obrázok na hd-diagrame charakteristických procesov zmeny stavu vzduchu
2) Proces chladenia vzduchom v časti nad krivkou φ-100% tiež prebieha pri konštantnom obsahu vlhkosti (postup 1-5). Ak budeme pokračovať v procese chladenia do bodu 5 ", ktorý nie je na krivke φ-100%, potom v tomto stave bude vlhký vzduch nasýtený. Teplota v bode 5 je teplota rosného bodu. Ďalšie chladenie vzduchu (pod bodom 5) vedie ku kondenzácii časti vodného páru.
3) V procese adiabatického odvlhčovania vzduchu kondenzácia vlhkosti
nastáva v dôsledku tepla vlhkého vzduchu bez vonkajšej výmeny tepla. Tento proces prebieha pri konštantnej entalpii (postup 1-7) a obsah vlhkosti vo vzduchu klesá a jeho teplota sa zvyšuje.
4) Proces adiabatického zvlhčovania vzduchu sprevádzaný zvýšením obsahu vlhkosti vo vzduchu a znížením jeho teploty je na schéme znázornený na riadku 1-4.
Procesy adiabatického zvlhčovania a odvlhčovania vzduchu sa široko používajú na zaistenie špecifikovaných parametrov mikroklímy v poľnohospodárskych výrobných zariadeniach.
5) Proces odvlhčovania vzduchu pri konštantnej teplote je znázornený na riadkoch 1-6 a proces zvlhčovania vzduchu pri konštantnej teplote je znázornený na riadkoch 1-3.
I-d diagram vlhkého vzduchu zostavil profesor Leonid Konstantinovič Ramzin v roku 1918. Graficky spája 5 parametrov vlhkého vzduchu:
Špecifický obsah tepla (entalpia) Ja v,
Teplota t,
Relatívna vlhkosť φ ,
Parciálny tlak vodnej pary p str.
Keď poznáte akékoľvek dva z týchto parametrov, môžete určiť všetky ostatné.
Graf je zostavený pre konkrétny barometrický tlak.
Súradnica (zvislá) predstavuje obsah tepla (entalpia) Ja s suchý vzduch, na osi x (horizontálne) - obsah vlhkosti d... Línie s konštantným tepelným obsahom (entalpia) I = const (adiabaty) prebiehajú pod uhlom 135 ° k osi osi. Línie konštantnej vlhkosti d= konšt. beh rovnobežný s osou osi.
Vynesú sa tiež zakrivené čiary konštantnej relatívnej vlhkosti. φ = konšt. a v uhle k súradnici izotermickej priamky t = konšt.
Riadky φ = 0 a d= 0 sa zhodujú, pretože rovnako charakterizujú úplnú absenciu vlhkosti vo vzduchu.
Prostredníctvom bodu priesečníka čiar s parametrami d= 0 a t= 0 prechádza úsečkou I = 0. Hodnoty obsahu tepla (entalpie) nad touto čiarou sú kladné, nižšie - záporné.
Priamka φ = 100% rozdeľuje diagram na dve časti. Nad čiarou je oblasť vlhkého nenasýteného vzduchu. Samotná linka φ = 100% zodpovedá nasýtenému vzduchu - “ krivka nasýtenia “. Pod čiarou je oblasť presýteného vzduchu, “ hmlová zóna », Kde je voda suspendovaná vo vzduchu v kvapalnej alebo tuhej fáze.
I-d diagramy a diagramy na určovanie parametrov vlhkého vzduchu pre bod A.
ZÁKLADNÉ PROCESY MANIPULÁCIE S VZDUCHOM
A JEJ OBRÁZOK NA I-d SCHÉMA
Pri zvažovaní procesov zmeny stavu vlhkého vzduchu sa berie do úvahy nasledujúce predpoklad : vlastnosti vzduchu sa súčasne menia v celom jeho objeme.
V skutočnosti to tak nie je, pretože vrstvy najbližšie k horúcim povrchom budú mať vyššiu teplotu ako vzdialené vrstvy. Na základe toho vyplýva, že priemerné hodnoty parametrov vzduchu pre celý objem sú brané ako platné.
Spracovanie vlhkého vzduchu - tj. Zmena jeho parametrov - sa vykonáva špeciálnymi zariadeniami. Nasleduje opis iba účelu a princípu činnosti takýchto zariadení bez ohľadu na ich dizajn, odrody a inštaláciu.
Medzi základné zariadenia, ktoré sú nástrojmi na ovplyvňovanie parametrov vzduchu, patria:
Ohrievač vzduchu
Zavlažovacia (trysková) komora (zvlhčovač vody)
Parný zvlhčovač (parný generátor)
OHRIEVAČ
Ohrievač- toto zariadenie na výmenu tepla, ktoré mení teplotu vzduchu bez ovplyvnenia obsahu vlhkosti.
Suché teplo
Tento proces je pozorovaný iba vo výmenníku tepla (ohrievač vzduchu).
Vzduch sa ohrieva na konštantný obsah vlhkosti (d = konšt.), Pretože vlhkosť nikam neodchádza a nepridáva sa odkiaľkoľvek, pretože spracovaný vzduch je v kontakte iba so suchým povrchom výmenníka tepla (ohrievač vzduchu). Mení sa iba množstvo citeľného tepla.
V tomto procese sa obsah vlhkosti nemení, teplota a entalpia sa zvyšujú a relatívna vlhkosť klesá ( t 2>t 1,Ja 2>Ja 1,φ 2<φ 1, d 2=d 1= konšt.).
Spotreba tepla na ohrev vzduchu v ohrievači vzduchu:
Q K = ∆Ja ∙ G, kJ / h =, W, kde
∆Ja- rozdiel v tepelnom obsahu kJ / kg vzduchu po ohrievači a pred ním;
G- spotreba vzduchu ohrievačom, kg / h
Suché chladenie
K chladeniu vzduchom dochádza pri konštantnom obsahu vlhkosti (d = konšt.), Pretože vlhkosť nikam neodchádza a nepridáva sa odkiaľkoľvek, pretože vzduch je v kontakte iba so suchým povrchom výmenníka tepla (ohrievač vzduchu). Mení sa iba množstvo citeľného tepla.
V tomto prípade sa obsah vlhkosti nemení, teplota a tepelný obsah (entalpia) sa znižujú a relatívna vlhkosť sa zvyšuje ( t 2<t 1,Ja 2<Ja 1,φ 2>φ 1, d 2=d 1= konšt.).
Spotreba chladu v ohrievači sa určuje podobne ako pri výpočte spotreby tepla. V tomto prípade bude negatívna hodnota tepelného príkonu znamenať náklady nie na teplo, ale na chlad.
Rosný bod
Ak počas suchého chladenia postupujete podľa línie d= const dosahuje čiaru relatívnej vlhkosti φ = 100%, potom s ďalším poklesom teploty začne zo vzduchu unikať vlhkosť, pretože dochádza ku kondenzácii vodných pár.
Rosný bod- stav nasýteného vzduchu ( φ = 100%) pri danom obsahu vlhkosti d... Nachádza sa na priesečníku čiar d= konšt. a φ = 100%. Izoterma prechádzajúca týmto bodom zodpovedá teplota rosného bodu t TP.
Podstata procesu spočíva v tom, že keď sa vzduch ochladí a obsahuje vodnú paru v nezmenenom množstve, nastane teplota, pri ktorej para nemôže byť zadržiavaná vzduchom a prechádza do kvapalného stavu.
Chladenie s odvlhčovaním
Ak je povrchová teplota výmenníka tepla (ohrievač vzduchu) t pov pod teplotou rosného bodu, potom s ďalším poklesom teploty vzduchu pokračuje proces po dosiahnutí rosného bodu pozdĺž čiary φ = 100%. V tomto prípade para kondenzuje a podľa toho klesá obsah vlhkosti vo vzduchu. V priebehu procesu sa tiež znižuje entalpia a relatívna vlhkosť dosahuje maximálnu možnú hodnotu 100% ( t 2<t 1,Ja 2<Ja 1,φ 1<φ 2≈100%, d 2<d 1).
Množstvo odstránenej vlhkosti od každého kilogram vzduchu, definovaný ako rozdiel medzi obsahom vlhkosti v rosnom bode a v koncovom bode procesu Δd=d 2– d TP, d TP = d 1... Spotreba vody kondenzovanej v ohrievači je určená vzorcom: W = G .
Je potrebné poznamenať, že v praxi tento proces nemusí ísť striktne pozdĺž línie φ = 100%a spolu s ním aj hodnoty φ asi 95%. V tomto prípade bude konečná teplota vzduchu o niečo vyššia ako povrchová teplota výmenníka tepla (ohrievača vzduchu).
L. K. Ramzin postavený " ja, d»- diagram, ktorý je široko používaný vo výpočtoch sušenia, klimatizácie v mnohých ďalších výpočtoch týkajúcich sa zmien stavu vlhkého vzduchu. Tento diagram vyjadruje grafickú závislosť hlavných parametrov vzduchu ( t, φ, p NS, d, i) pri danom barometrickom tlaku.
Prvky " i, d»- diagramy sú znázornené na obr. 7.4. Diagram je zostavený v šikmom súradnicovom systéme s uhlom medzi osami i a d 135 °. Na súradnici sú entalpie a teploty vzduchu ( i, kJ / kg suchého vzduchu a t, ° С), pozdĺž osi x - hodnoty obsahu vlhkosti vlhkého vzduchu d, g / kg.
Ryža. 7.4. Približne " ja, d“- diagram
Predtým bolo spomenuté, že parametre ( t° C, i kJ / kg, φ%, d g / kg, p P Pa), ktoré určujú stav vlhkého vzduchu, „ i, d»- diagram je možné graficky znázorniť ako bod. Napríklad na obr. pod bodom A zodpovedajú parametrom vlhkého vzduchu: teplota t= 27 ° С, relatívna vlhkosť φ = 35%, entalpia i= 48 kJ / kg, obsah vlhkosti d= 8 g / kg, parciálny tlak pár p P = 1,24 kPa.
Je potrebné vziať do úvahy skutočnosť, že získané parametre vlhkého vzduchu graficky zodpovedajú barometrickému (atmosférickému) tlaku 760 mm Hg. Čl., Pre ktorý bola postavená, znázornená na obr. " ja, d“- diagram.
Prax používanie grafických analytických výpočtov na stanovenie parciálneho tlaku pary pomocou „ ja, d» - diagramy ukazujú, že rozdiel medzi získanými výsledkami (v rozmedzí 1 - 2%) sa vysvetľuje stupňom presnosti diagramov.
Ak sú parametre bodu A zapnuté " ja, d"- diagram (obr. 7.5) i A d A a finále B - i B, d B, potom pomer ( i B - i A) / ( d B - d A) · 1000 = ε-je sklon čiary (lúča), charakterizujúci danú zmenu stavu vzduchu v súradniciach “ ja, d»- diagramy.
Ryža. 7.5. Stanovenie sklonu ε pomocou „ ja, d»- diagramy.
Hodnota ε má rozmer kJ / kg vlhkosti. Na druhej strane, v praxi používania „ ja, d»- hodnota ε získaná výpočtom je vopred známa z diagramov.
V tomto prípade dňa " ja, d»- diagram môže zostrojiť lúč zodpovedajúci získanej hodnote ε. Na tento účel použite sadu lúčov zodpovedajúcich rôznym hodnotám sklonu a vykreslených pozdĺž obrysu " ja, d“- diagramy. Konštrukcia týchto lúčov sa uskutočnila nasledovne (pozri obr. 7.6).
Na zostrojenie uhlovej stupnice sa zvažujú rôzne zmeny stavu vlhkého vzduchu, pričom sa pre všetky prípady uvažované na obrázku 4 berú rovnaké počiatočné parametre vzduchu - toto je pôvod ( i 1 = 0, d 1 = 0). Ak sú konečné parametre označené symbolom i 2 a d 2, potom je v tomto prípade možné napísať výraz pre svah
ε = 
.
Napríklad branie d 2 = 10 g / kg a i 2 = 1 kJ / kg (zodpovedá bodu 1 na obr. 1.4), ε = (1/10) 1000 = 100 kJ / kg. Pre bod 2 ε = 200 kJ / kg a tak ďalej pre všetky uvažované body na obrázku 1.4. Pre i= 0 ε = 0, t.j. lúče zapnuté ja, d“- diagram je rovnaký. Podobným spôsobom je možné aplikovať lúče so zápornými hodnotami sklonu.
Na poliach “ ja, d» - diagramy znázorňujú smery lúčov stupnice pre hodnoty koeficientov sklonu v rozmedzí od - 30 000 do + 30 000 kJ / kg vlhkosti. Všetky tieto lúče pochádzajú z pôvodu.
Praktické použitie uhlovej stupnice sa redukuje na paralelný preklad (napríklad pomocou pravítka) mierkového lúča so známou hodnotou sklonu k danému bodu o „ ja, d“- diagram. Na obr. ukazuje prenos lúča z ε = 100 do bodu B.
Stavať na " ja, d"- diagram uhlovej stupnice.
Stanovenie teploty rosného bodut P a teplota mokrej bankyt M pomocou "ja, d “- diagramy.
Teplota rosného bodu je teplota nasýteného vzduchu pri danom obsahu vlhkosti. Na " ja, d“- diagram určovania t P je potrebné z bodu tohto stavu vzduchu (bod A na obrázku nižšie) zostúpiť pozdĺž čiary d= konšt. do priesečníka s čiarou nasýtenia φ = 100% (bod B). V tomto prípade izoterma prechádzajúca bodom B zodpovedá t R.
Definícia hodnôt t P a t M do " ja, d“- diagram
Teplota mokrej žiarovky t M sa rovná teplote vzduchu v nasýtenom stave pri danej entalpii. V " ja, d“- diagram t M prechádza priesečníkom izotermy s priamkou φ = 100% (bod B) a prakticky sa zhoduje (s parametrami prebiehajúcimi v klimatizačných systémoch) s priamkou Ja= konštanta prechádzajúca bodom B.
Obraz procesov zahrievania a chladenia vzduchu na „ja, d “- diagram. Proces ohrevu vzduchu v povrchovom výmenníku tepla - ohrievači vzduchu v " ja, d"- diagram je znázornený zvislou čiarou AB (pozri obrázok nižšie) na d= konštantná, pretože obsah vlhkosti vo vzduchu sa pri kontakte so suchým vyhrievaným povrchom nemení. Teplota a entalpia sa pri zahrievaní zvyšujú a relatívna vlhkosť klesá.
Proces chladenia vzduchom v povrchovom výmenníku tepla a chladiči vzduchu môže byť realizovaný dvoma spôsobmi. Prvým spôsobom je ochladenie vzduchu na konštantný obsah vlhkosti (postup a na obr. 1.6). Tento proces v d= konšt. prietoky, ak je povrchová teplota chladiča vzduchu vyššia ako teplota rosného bodu t R. Proces bude prebiehať pozdĺž čiary VG alebo v extrémnych prípadoch pozdĺž línie VG '.
Druhým spôsobom je ochladenie vzduchu so znížením jeho obsahu vlhkosti, čo je možné iba vtedy, keď zo vzduchu vypadne vlhkosť (prípad b na obr. 7.8). Podmienkou realizácie takéhoto postupu je, že teplota povrchu chladiča vzduchu alebo akéhokoľvek iného povrchu, ktorý je v kontakte so vzduchom, musí byť nižšia ako rosný bod vzduchu v bode D. V tomto prípade kondenzácia vodnej pary vo vzduchu dôjde a proces chladenia bude sprevádzaný znížením obsahu vlhkosti vo vzduchu ... Na obr. tento proces bude pokračovať pozdĺž čiary SZ a bod W zodpovedá teplote t P.V. povrch chladiča vzduchu. V praxi sa proces chladenia končí skôr a pri teplote dosiahne napríklad bod E t E.
Ryža. 7.8. Obraz procesov zahrievania a chladenia vzduchu na „ ja, d“- diagram
Procesy miešania dvoch prúdov vzduchu v "ja, d “- diagram.
Klimatizačné systémy používajú procesy zmiešania dvoch prúdov vzduchu s rôznymi stavmi. Napríklad použitím recirkulovaného vzduchu alebo zmiešaním pripraveného vzduchu s vnútorným vzduchom dodávaným z klimatizácie. Možné sú aj ďalšie prípady zmätku.
Pri výpočte procesov miešania je zaujímavé nájsť prepojenie medzi analytickými výpočtami procesov a ich grafickými obrázkami na stránke „ ja, d“- diagram. Na obr. 7.9 uvádza dva prípady implementácie procesov miešania: a) - bod stavu vzduchu na „ ja, d» - diagram leží nad priamkou φ = 100% a prípad b) - bod zmesi leží pod čiarou φ = 100%.
Zvážte prípad a). Vzduch stavu bodu A v množstve G A s parametrami d A i V určitom množstve sa zmieša so vzduchom stavu bodu B. G B s parametrami d B a i B. V tomto prípade sa predpokladá, že sa vykonajú výpočty pre 1 kg vzduchu stavu A. Potom hodnota n = G V / G A odhaduje sa, koľko vzduchu zo stavu bodu B pripadá na 1 kg vzduchu stavu bodu A. Na 1 kg vzduchu stavu bodu A je možné zapísať bilancie tepla a vlhkosti pri miešaní
i A + i B = (1 + n)i CM;
d A + nd B = (1 + n)d CM,
kde i Masové médiá d CM sú parametre zmesi.
Z rovníc získate:
.
Rovnica je rovnicou priamky, ktorej ľubovoľný bod označuje parametre miešania i Masové médiá d CM. Poloha bodu miešania C na priamke AB sa dá nájsť pomerom strán podobných trojuholníkov ASD a CBE
Ryža. 7.9. Procesy miešania vzduchu v " ja, d“- diagram. a) - bod zmesi leží nad čiarou φ = 100%; b) - bod zmesi leží pod φ = 100%.
,
tí. bod C rozdeľuje priamku AB na časti nepriamo úmerné hmotnosti zmiešaného vzduchu.
Ak je známa poloha bodu C na priamke AB, potom môžeme nájsť hmotnosti G A a G B. Z rovnice vyplýva
,
Rovnako
V praxi je prípad možný, keď v chladnom období leží bod zmesi С 1 'pod čiarou φ = 100%. V tomto prípade počas procesu miešania dôjde ku kondenzácii vlhkosti. Kondenzovaná vlhkosť vypadáva zo vzduchu a po zmiešaní bude v nasýtenom stave pri φ = 100%. Parametre zmesi sú celkom presne určené priesečníkom priamky φ = 100% (bod C 2) a i CM = konšt. V tomto prípade sa množstvo vyzrážanej vlhkosti rovná Δ d.