Po prečítaní tohto článku vám odporúčam prečítať si článok o entalpia latentný chladiaci výkon a stanovenie množstva kondenzátu vytvoreného v klimatizačných a odvlhčovacích systémoch:
Dobrý deň, milí začínajúci kolegovia!
Na samom začiatku svojho profesionálna cesta Narazil som na tento diagram. Na prvý pohľad sa to môže zdať strašidelné, no ak pochopíte hlavné princípy, na ktorých funguje, môžete si ho zamilovať:D. V každodennom živote sa tomu hovorí i-d diagram.
V tomto článku sa pokúsim jednoducho (na prstoch) vysvetliť hlavné body, aby ste sa potom, počnúc výsledným základom, nezávisle ponorili do tejto siete charakteristík vzduchu.
V učebniciach to vyzerá asi takto. Stáva sa to nejako strašidelné.
Odstránim všetko, čo je nadbytočné, čo pre mňa nebude potrebné pre moje vysvetlenie, a predstavím i-d diagram takto:
(ak chcete obrázok zväčšiť, musíte kliknúť a potom naň znova kliknúť)
Stále nie je celkom jasné, o čo ide. Rozdeľme to na 4 prvky:
Prvým prvkom je obsah vlhkosti (D alebo d). Ale skôr, ako začnem hovoriť o vlhkosti vzduchu všeobecne, rád by som sa s vami na niečom dohodol.
Dohodnime sa „na brehu“ na jednom koncepte naraz. Zbavme sa jedného stereotypu, ktorý je v nás (aspoň vo mne) pevne zakorenený o tom, čo je para. Už od detstva ukazovali na vriacu nádobu alebo kanvicu a prstom ukazovali na „dym“, ktorý sa valil z nádoby: „Pozri! Toto je para." Ale ako mnohí ľudia, ktorí sú priatelia s fyzikou, musíme pochopiť, že „Vodná para je plynné skupenstvo voda... Nemá farby, chuť a vôňu “. Sú to len molekuly H2O v plynnom stave, ktoré nie sú viditeľné. A to, čo vidíme, ako sa z kanvice vylieva, je zmes vody v plynnom skupenstve (para) a „kvapôčok vody v hraničnom stave medzi kvapalinou a plynom“, respektíve vidíme to posledné (tiež s výhradami môžeme tzv. čo vidíme – hmla). V dôsledku toho to dostaneme tento moment, okolo každého z nás je suchý vzduch (zmes kyslíka, dusíka ...) a para (H2O).
Takže obsah vlhkosti nám hovorí, koľko tejto pary je prítomných vo vzduchu. Vo väčšine i-d diagramov sa táto hodnota meria v [g / kg], t.j. koľko gramov pary (H2O v plynnom skupenstve) je v jednom kilograme vzduchu (1 kubický meter vzduchu vo vašom byte váži asi 1,2 kilogramu). Pre pohodlné podmienky vo vašom byte by malo byť 7-8 gramov pary v 1 kilograme vzduchu.
zapnuté i-d diagram obsah vlhkosti je vynesený zvislými čiarami a informácie o gradácii sa nachádzajú v spodnej časti diagramu:
(ak chcete obrázok zväčšiť, musíte kliknúť a potom naň znova kliknúť)
Druhým dôležitým prvkom, ktorý treba pochopiť, je teplota vzduchu (T alebo t). Myslím, že tu netreba nič vysvetľovať. Väčšina i-d grafov meria túto hodnotu v stupňoch Celzia [°C]. V i-d diagrame je teplota znázornená šikmými čiarami a informácie o gradácii sú umiestnené na ľavej strane diagramu:
(ak chcete obrázok zväčšiť, musíte kliknúť a potom naň znova kliknúť)Tretím prvkom tabuľky ID je relatívna vlhkosť (φ). Relatívna vlhkosť je presne tá vlhkosť, o ktorej počúvame z televízie a rádia, keď počúvame predpoveď počasia. Meria sa v percentách [%].
Vzniká rozumná otázka: "Aký je rozdiel medzi relatívnou vlhkosťou a obsahom vlhkosti?" Na túto otázku odpoviem postupne:
Prvý krok:
Vzduch dokáže zadržať určité množstvo pary. Vzduch má určitú „kapacitu pary“. Napríklad vo vašej izbe môže kilogram vzduchu „nabrať na palubu“ maximálne 15 gramov pary.
Predpokladajme, že vaša izba je pohodlná a v každom kilograme vzduchu vo vašej izbe je 8 gramov pary a 15 gramov pary pojme každý kilogram vzduchu. V dôsledku toho dostaneme, že 53,3 % maximálnej možnej pary je vo vzduchu, t.j. relatívna vlhkosť vzduchu - 53,3%.
Druhá fáza:
Kapacita vzduchu je rôzna pri rôznych teplotách. Čím vyššia je teplota vzduchu, tým viac pary dokáže udržať, čím nižšia teplota, tým menšia kapacita.
Predpokladajme, že sme ohrievali vzduch vo vašej miestnosti bežným ohrievačom z +20 stupňov na +30 stupňov, ale množstvo pary v každom kilograme vzduchu zostáva rovnaké - 8 gramov. Pri +30 stupňoch dokáže vzduch „nabrať“ až 27 gramov pary, v dôsledku toho v našom ohriatom vzduchu – 29,6 % maximálnej možnej pary, t.j. relatívna vlhkosť vzduchu - 29,6%.
Rovnako je to s chladením. Ak vzduch ochladíme na +11 stupňov, potom dostaneme „nosnosť“ rovnajúcu sa 8,2 gramu pary na kilogram vzduchu a relatívnu vlhkosť rovnajúcu sa 97,6 %.
Všimnite si, že vlhkosť vo vzduchu bola rovnaká - 8 gramov a relatívna vlhkosť vyskočila z 29,6% na 97,6%. Bolo to spôsobené teplotnými výkyvmi.
Keď v zime počujete v rádiu počasie, kde je vonku mínus 20 stupňov a vlhkosť 80 %, znamená to, že vo vzduchu je asi 0,3 gramu pary. Pri vstupe do vášho bytu sa tento vzduch ohreje na +20 a relatívna vlhkosť takéhoto vzduchu je 2%, čo je veľmi suchý vzduch (v zime sa v byte vlhkosť udržuje na úrovni 10-30 % v dôsledku uvoľňovania vlhkosti z kúpeľní, kuchyne a od ľudí, čo je však tiež pod parametrami komfortu).
Tretia fáza:
Čo sa stane, ak znížime teplotu na takú úroveň, že „nosnosť“ vzduchu je nižšia ako množstvo pary vo vzduchu? Napríklad do +5 stupňov, kde je kapacita vzduchu 5,5 gramov / kilogram. Tá časť plynnej H2O, ktorá sa nezmestí do „tela“ (v našom prípade je to 2,5 gramu), sa začne meniť na kvapalinu, t.j. vo vode. V každodennom živote je tento proces obzvlášť zreteľne viditeľný, keď sa okná zahmlia v dôsledku skutočnosti, že teplota okuliarov je nižšia ako priemerná teplota v miestnosti natoľko, že vo vzduchu je málo miesta pre vlhkosť a para, ktorá sa mení na kvapalinu, sa usadzuje na skle.
V i-d diagrame je relatívna vlhkosť znázornená zakrivenými čiarami a informácie o gradácii sú umiestnené na samotných čiarach:
(ak chcete obrázok zväčšiť, musíte kliknúť a potom naň znova kliknúť)
Štvrtým prvkom ID diagramu je entalpia (I alebo i). Entalpia obsahuje energetickú zložku tepelného a vlhkostného stavu vzduchu. Po ďalšom štúdiu (mimo tohto článku, napríklad v mojom článku o entalpii ) oplatí sa mu venovať osobitnú pozornosť pri odvlhčovaní a zvlhčovaní vzduchu. Nateraz sa však tomuto prvku venovať nebudeme. Entalpia sa meria v [kJ/kg]. V i-d diagrame je entalpia znázornená šikmými čiarami a informácia o gradácii je umiestnená na samotnom grafe (alebo vľavo a hore na diagrame).
Pri prísnejšej definícii by sa to malo chápať ako pomer parciálnych tlakov vodnej pary pn v nenasýtenom vlhkom vzduchu k ich parciálnemu tlaku v nasýtenom vzduchu pri rovnakej teplote.
Pre teplotný rozsah typický pre klimatizáciu
Hustota vlhký vzduch
ρ
rovná súčtu hustôt suchého vzduchu a vodnej pary
kde je hustota suchého vzduchu pri danej teplote a tlaku, kg/m3.
Na výpočet hustoty vlhkého vzduchu môžete použiť iný vzorec:
Z rovnice je vidieť, že so zvýšením parciálneho tlaku pary pri konštantnom tlaku p(barometrická) a teplota T hustota vlhkého vzduchu klesá. Keďže tento pokles je nevýznamný, v praxi sa akceptuje.
Stupeň nasýtenia vlhkého vzduchuψ je pomer obsahu vlhkosti d na obsah vlhkosti nasýteného vzduchu pri rovnakej teplote:.
Pre nasýtený vzduch.
Entalpia vlhkého vzduchuja(kJ / kg) - množstvo tepla obsiahnutého vo vzduchu, vztiahnuté na 1 kg suché resp (1 + d) kg vlhký vzduch.
Nulovým bodom je entalpia suchého vzduchu ( d= 0) s teplotou t= 0 °C. Preto môže mať entalpia vlhkého vzduchu kladné a záporné hodnoty.
Entalpia suchého vzduchu 
kde je hmotnostná tepelná kapacita suchého vzduchu.
Entalpia vodnej pary zahŕňa množstvo tepla potrebného na premenu vody na paru, keď t= 0 o C a množstvo tepla vynaloženého na ohrev výslednej pary na teplotu t o C. Entalpia d kg vodnej pary obsiahnutej v 1 kg suchý vzduch:,
2500 - latentné teplo vyparovania (vyparovania) vody pri t = 0 o C;
- hmotnostná tepelná kapacita vodnej pary.
Entalpia vlhkého vzduchu sa rovná súčtu entalpie 1 kg suchý vzduch a entalpia d kg vodnej pary:
kde 
je tepelná kapacita vlhkého vzduchu, vztiahnuté na 1 kg suchého vzduchu.
Keď je vzduch v hmlistom stave, môžu sa v ňom nachádzať kvapôčky vlhkosti d vody a dokonca aj ľadové kryštály d l... Entalpia takéhoto vzduchu v všeobecný pohľad
Entalpia vody = 4,19 t, entalpia ľadu.
Pri teplotách nad nula stupňov ( t> 0 °C) vo vzduchu bude kvapôčková vlhkosť, pri t< 0°С - кристаллы льда.
Teplota rosného bodu je teplota vzduchu, pri ktorej je parciálny tlak vodnej pary v procese izobarického chladenia p p sa rovná saturačnému tlaku. Pri tejto teplote začne vlhkosť zo vzduchu vypadávať.
Tie. rosný bod je teplota, pri ktorej vzdušná vodná para pri jeho konštantnej hustote sa stáva v dôsledku chladenia vzduchom nasýtenou parou(j =100%). Pre vyššie uvedené príklady (pozri tabuľku 2.1), keď pri 25 °C absolútna vlhkosť j sa stane 50 %, rosným bodom bude teplota asi 14 °C. A keď pri 20 °C bude absolútna vlhkosť j sa stane 50 %, rosným bodom bude teplota asi 9 °C.
Osoba pri vysokých hodnotách rosného bodu sa cíti nepríjemne (pozri tabuľku 2.2).
Tabuľka 2.2 - Ľudské pocity pri vysokých hodnotách rosného bodu
V oblastiach s kontinentálnym podnebím spôsobujú podmienky s rosným bodom medzi 15 a 20 °C určité nepohodlie a vzduch s rosným bodom nad 21 °C je vnímaný ako dusný. Nižší rosný bod, menej ako 10 °C, koreluje s nižšou teplotou životné prostredie a telo potrebuje menej chladenia. Spodný rosný bod môže ísť spolu s vysoká teplota len pri veľmi nízkej relatívna vlhkosť.
Diagram d-I mokrého vzduchu
Výpočet a analýza procesov tepelnej a vlhkostnej úpravy vzduchu podľa vyššie uvedených závislostí je komplikovaná. Na výpočet procesov vyskytujúcich sa so vzduchom pri zmene jeho skupenstva použite tepelný diagram vlhkého vzduchu v súradniciach d-I(vlhkosť - entalpia), ktorú v roku 1918 navrhol náš krajan profesor L.K. Ramzin.
L.K. Ramzin (1887-1948) - sovietsky kúrenár, vynálezca
priamoprúdový kotol. http://ru.wikipedia.org/wiki/Ramzin
Rozšíril sa u nás aj v zahraničí. Diagram d-I vlhký vzduch graficky spája všetky parametre, ktoré určujú tepelný a vlhkostný stav vzduchu: entalpia, obsah vlhkosti, teplota, relatívna vlhkosť, parciálny tlak vodnej pary.
Vykreslenie je založené na závislosti.
Najčastejšie diagram d-I je stavaný na tlak vzduchu rovný 0,1013 MPa(760 mm Hg). Existujú aj diagramy pre iné barometrické tlaky.
Vzhľadom na to, že barometrický tlak na hladine mora sa pohybuje od 0,096 do 0,106 MPa(720 - 800 mm Hg), vypočítané údaje na diagrame treba považovať za priemerné.
Diagram je postavený v šikmom súradnicovom systéme (pri 135 °). V tomto prípade sa diagram stáva vhodným pre grafické konštrukcie a pre výpočet procesov klimatizácie, pretože oblasť nenasýteného vlhkého vzduchu sa rozširuje. Aby sa však zmenšila veľkosť grafu a uľahčilo sa používanie, hodnoty d zbúrané na konvenčnú os umiestnenú v uhle 90° k osi ja .
Diagram d-I znázornené na obrázku 1. Pole diagramu je rozdelené čiarami konštantných hodnôt entalpie ja= stálosť a obsah vlhkosti d= konšt. Obsahuje aj riadky hodnôt konštantnej teploty. t= const, ktoré nie sú navzájom rovnobežné - čím vyššia je teplota vlhkého vzduchu, tým viac sa jeho izotermy odchyľujú nahor. Okrem riadkov konštantných hodnôt I, d, t do poľa diagramu sú vynesené čiary konštantných hodnôt relatívnej vlhkosti vzduchu φ = konšt. Niekedy sa používa čiara parciálnych tlakov vodnej pary p p a riadky iných parametrov.
Obrázok 1 - Tepelný diagram d-I vlhký vzduch
Nasledujúca vlastnosť diagramu má zásadný význam. Ak vzduch z bodu zmenil svoj stav a k veci b, bez ohľadu na to, ktorý proces, potom v diagrame d-I túto zmenu možno znázorniť ako priamku ab... V tomto prípade bude prírastok entalpie vzduchu zodpovedať segmentu bc = I b -I a... Izoterma nakreslená cez bod a, rozdelí segment bw na dve časti:
oddiele bd, predstavujúce zmenu podielu vnímateľného tepla (prísun tepelnej energie, ktorej zmena vedie k zmene telesnej teploty): 
.
oddiele dv, ktorý na stupnici určuje zmenu výparného tepla (zmena tohto tepla nespôsobí zmenu telesnej teploty): 
.
oddiel ach zodpovedá zmene obsahu vlhkosti vo vzduchu. Rosný bod sa zistí znížením kolmice z bodu klimatizácie (napríklad z bodu b) na podmienenej osi d pred prekročením hranice nasýtenia (φ = 100 %). Na obr. 2.6 K-rosný bod pre vzduch, ktorého počiatočný stav bol určený bodom b.
Smer procesu vo vzduchu je charakterizovaný zmenami entalpie ja a obsah vlhkosti d .
Základné vlastnosti vlhkého vzduchu možno s dostatočnou presnosťou určiť pre technické výpočty pri pomôžte i-x- diagram vyvinutý L.K. Ramzin (1918). I-x diagram(obr. 1, 2) stavaný na konštantný tlak p = 745 mm Hg. čl. (asi 99 kN / m 2), čo sa podľa dlhodobých štatistických údajov berie ako priemerný ročný pre centrálnych regiónoch bývalého ZSSR.
Na zvislej osi sú vynesené entalpie i v určitej mierke a obsah vlhkosti x je vynesený na naklonenej osi x. Uhol medzi súradnicovými osami je 135 °, ale pre uľahčenie použitia sú hodnoty obsahu vlhkosti x premietnuté na pomocnú os kolmú na súradnicovú os.
Diagram má čiary:
- · Konštantný obsah vlhkosti (x = konštantná) - zvislé priamky rovnobežné s osou y;
- Konštantná entalpia (i = const) - priamky rovnobežné s osou x, t.j. nasmerované pod uhlom 135 ° k ordinate;
- · Konštantné teploty alebo izotermy (t = konštantná);
- · Konštantná relatívna vlhkosť (c = konštantná);
- · Parciálne tlaky vodnej pary (p) vo vlhkom vzduchu, ktorých hodnoty sú vynesené v mierke na pravej osi ordinátov diagramu.
Ryža. 1. Diagram mokrého vzduchu i - x (a)
Čiary konštantných teplôt alebo izoterm sú nastavené pri danej teplote t = const dvoma ľubovoľnými hodnotami x 1 a x 2. Potom sa vypočíta hodnota i zodpovedajúca každej hodnote x. Výsledné body (x 1, i 1) a (x 2, i 2) sú vynesené do diagramu a cez ne je vedená priamka, ktorá je izotermou t = konšt.
Čiary konštantnej relatívnej vlhkosti vyjadrujú vzťah medzi x a p pri q = konšt. Ak pri danom q = predstavuje niekoľko ľubovoľných teplôt t 1, t 2, t 3 pre každú z nich, z tabuliek vodnej pary sa zistia zodpovedajúce hodnoty p a vypočíta sa zodpovedajúca hodnota x. Body so známymi súradnicami (t 1, x 1), (t 2, x 2), (t 3, x 3) atď. spojte krivku, čo je priamka q = konšt.
Ryža. 2.
Pri teplotách t> 99,4 °C hodnota q nezávisí od teploty (pretože v tomto prípade p = 745 mm Hg, pre ktorú je graf vynesený) a je prakticky konštantná. Preto majú čiary μ = const pri 99,4 ° C ostrý zlom a idú takmer vertikálne nahor.
Čiara u = 100 % zodpovedá nasýteniu vzduchu vodnou parou pri danej teplote. Nad touto čiarou je pracovná oblasť diagramu zodpovedajúca nenasýtenému vlhkému vzduchu používanému ako sušiace činidlo.
Čiary parciálneho tlaku v spodnej časti diagramu vám umožňujú určiť parciálny tlak, ak poznáte polohu bodu na diagrame zodpovedajúceho stavu vzduchu.
Autor: diagram i-x pre ľubovoľných dvoch známe parametre vlhký vzduch, môžete nájsť bod charakterizujúci stav vzduchu a určiť všetky jeho ostatné parametre.
L.K.Ramzin postavil " i, d»- diagram, ktorý je široko používaný pri výpočtoch sušenia, klimatizácie v rade ďalších výpočtov súvisiacich so zmenami skupenstva 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 postavený v šikmom súradnicovom systéme s uhlom medzi osami i a d 135 °C. Na osi sú entalpie a teploty vzduchu ( i, kJ / kg suchého vzduchu a t, ° С), pozdĺž abscisy - hodnoty obsahu vlhkosti vlhkého vzduchu d, g/kg.
Ryža. 7.4. Približné" i, d“- diagram
Už bolo spomenuté, že parametre ( t°C, i kJ / kg, φ %, d g / kg, p P Pa), ktoré určujú stav vlhkého vzduchu, „ i, d»- diagram možno 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 parametre vlhkého vzduchu získané graficky zodpovedajú barometrickému (atmosférickému) tlaku 760 mm Hg. Art., pre ktorý bol postavený znázornený na obr. " i, d“- diagram.
Prax používania grafických analytických výpočtov na určenie parciálneho tlaku pary pomocou " i, d»- diagramy ukazujú, že nesúlad medzi získanými výsledkami (v rámci 1 - 2 %) je vysvetlený stupňom presnosti diagramov.
Ak sú parametre bodu A na " i, d"- diagram (obr. 7.5) i A , d A a konečné B - i B, d B, potom pomer ( i B - i A) / ( d B - d A) · 1000 = ε-je sklon priamky (lúča), charakterizujúci danú zmenu stavu vzduchu v súradniciach " i, d“- diagramy.
Ryža. 7.5. Definícia sklonε pomocou „ i, d“- diagramy.
Hodnota ε má rozmer kJ / kg vlhkosti. Na druhej strane v praxi používania „ i, d»- hodnota ε získaná výpočtom je v diagramoch vopred známa.
V tomto prípade na " i, d»- diagram dokáže zostrojiť lúč zodpovedajúci získanej hodnote ε. Na tento účel použite súbor lúčov zodpovedajúcich rôznym hodnotám sklonu a vynesených pozdĺž obrysu " i, d“- diagramy. Konštrukcia týchto lúčov bola vykonaná nasledovne (pozri obr. 7.6).
Na zostavenie uhlovej stupnice sa berú do úvahy rôzne zmeny stavu vlhkého vzduchu, pričom sa berú rovnaké počiatočné parametre vzduchu pre všetky prípady uvažované na obrázku 4 - toto je pôvod ( i 1 = 0, d 1 = 0). Ak sú konečné parametre označené i 2 a d 2, potom možno v tomto prípade napísať výraz pre sklon
ε = 
.
Napríklad brať 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 atď. pre všetky uvažované body na obrázku 1.4. Pre i= 0 ε = 0, t.j. lúče na i, d“- schéma je rovnaká. Podobným spôsobom je možné použiť nosníky so zápornými hodnotami sklonu.
Na poliach" i, d»- diagramy znázorňujú smery lúčov stupnice pre hodnoty uhlových koeficientov v rozsahu od - 30 000 do + 30 000 kJ / kg vlhkosti. Všetky tieto lúče pochádzajú z pôvodu.
Praktické využitie uhlovej stupnice sa redukuje na paralelný prenos (napríklad pomocou pravítka) lúča stupnice so známou hodnotou sklonu k danému bodu pri „ i, d“- diagram. Na obr. ukazuje prenos lúča s ε = 100 do bodu B.
Stavať na " i, d“- diagram uhlovej stupnice.
Stanovenie teploty rosného bodut P a teplota vlhkého teplomerat M pomocou "i, d “- diagramy.
Teplota rosného bodu je teplota nasýteného vzduchu pri danom obsahu vlhkosti. na " i, d“- diagram na určenie t P je potrebné z bodu tohto vzdušného stavu (bod A na obrázku nižšie) klesať pozdĺž čiary d= konštanta k priesečníku s čiarou nasýtenia φ = 100 % (bod B). V tomto prípade izoterma prechádzajúca bodom B zodpovedá t R.
Definícia hodnôt t P a t M až " i, d“- diagram
Teplota vlhkého teplomera t M sa rovná teplote vzduchu v nasýtenom stave pri danej entalpii. V " i, 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 ohrevu a chladenia vzduchu na "i, d “- diagram. Proces ohrevu vzduchu v povrchovom výmenníku tepla - ohrievač vzduchu v " i, d"- diagram je znázornený zvislou čiarou AB (pozri obrázok nižšie) na d= konštanta, pretože vlhkosť 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 chladiči výmenníka tepla-vzduch možno realizovať dvoma spôsobmi. Prvým spôsobom je ochladzovanie vzduchu pri konštantnom obsahu vlhkosti (proces a na obr. 1.6). Tento proces na d= konštantné prúdy, ak je povrchová teplota chladiča vzduchu vyššia ako teplota rosného bodu t P. Proces bude prebiehať pozdĺž línie VG alebo v posledná možnosť- pozdĺž čiary VG '.
Druhým spôsobom je ochladzovanie vzduchu s poklesom jeho vlhkosti, čo je možné až pri vypadávaní vlhkosti zo vzduchu (prípad b na obr. 7.8). Podmienkou realizácie takéhoto procesu je, že teplota povrchu chladiča vzduchu alebo akéhokoľvek iného povrchu v kontakte so vzduchom musí byť nižšia ako rosný bod vzduchu v bode D. V tomto prípade kondenzácia vodnej pary vo vzduchu nastane a proces ochladzovania bude sprevádzaný znížením obsahu vlhkosti vo vzduchu ... Na obr. toto proces prebehne pozdĺž čiary SJ a bod W zodpovedá teplote t P.V. povrch chladiča vzduchu. V praxi sa proces ochladzovania končí skôr a dosiahne napríklad bod E pri teplote t E.
Ryža. 7.8. Obraz procesov ohrevu a chladenia vzduchu na " i, d“- diagram
Procesy miešania dvoch prúdov vzduchu v "i, d “- diagram.
Klimatizačné systémy využívajú procesy miešania dvoch prúdov vzduchu s rôznymi skupenstvami. Napríklad pomocou recirkulovaného vzduchu alebo zmiešaním pripraveného vzduchu s vnútorným vzduchom dodávaným z klimatizácie. Možné sú aj iné prípady zámeny.
Pre výpočet procesov miešania je zaujímavé nájsť spojenie medzi analytickými výpočtami procesov a ich grafickými obrázkami na " i, d“- diagram. Na obr. 7.9 uvádza dva prípady realizácie zmiešavacích procesov: a) - bod stavu ovzdušia na " i, d»- diagram leží nad čiarou 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 A sa v určitom množstve mieša so vzduchom zo stavu bodu B G B s parametrami d B a i B. V tomto prípade sa akceptuje podmienka, že výpočty sa robia pre 1 kg vzduchu skupenstva A. Potom hodnota n = G V / G A odhaduje sa, koľko vzduchu skupenstva bodu B pripadne na 1 kg vzduchu skupenstva bodu A. Na 1 kg vzduchu skupenstva bodu A sa dajú 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 dostanete:
.
Rovnica je rovnica priamky, ktorej ľubovoľný bod označuje parametre miešania i Masové médiá d CM. Polohu zmiešavacieho bodu C na priamke AB možno nájsť pomerom strán podobných trojuholníkov ASD a CBE
Ryža. 7.9. Procesy miešania vzduchu v " i, d“- diagram. a) - bod zmesi leží nad čiarou φ = 100 %; b) - bod zmesi leží pod φ = 100 %.
,
tie. bod C rozdeľuje priamku AB na časti nepriamo úmerné hmotnostiam zmiešaného vzduchu.
Ak je známa poloha bodu C na priamke AB, potom môžeme nájsť hmotnosti G A a G B. Z rovnice to vyplýva
,
Podobne
V praxi je prípad možný, keď v chladné obdobie roku, bod zmesi С 1 'leží pod čiarou φ = 100 %. V tomto prípade dôjde počas procesu miešania ku kondenzácii vlhkosti. Skondenzovaná vlhkosť vypadáva zo vzduchu a po zmiešaní bude v nasýtenom stave pri φ = 100 %. Parametre zmesi sú pomerne presne určené priesečníkom priamky φ = 100 % (bod C 2) resp. i CM = konšt. V tomto prípade sa množstvo vyzrážanej vlhkosti rovná Δ d.
I-d diagram vlhkého vzduchu vytvoril v roku 1918 L.K. Ramzin. Plody práce tohto ruského vedca sa využívajú dodnes. Jeho diagram je v súčasnosti stále platným a spoľahlivým nástrojom na výpočet základných vlastností vlhkého vzduchu.
Keďže výpočet zmeny stavu atmosférického vzduchu je spojený so zložitými výpočtami, zvyčajne sa používa jednoduchší a pohodlnejší spôsob. Tie. použite Ramzin, ktorý sa tiež nazýva psychrometrický diagram.
V súradniciach i-d diagramu sú vynesené závislosti hlavných parametrov vlhkého vzduchu. Sú to teplota, obsah vlhkosti, relatívna vlhkosť, entalpia. Pri danom barometrickom tlaku na zvislej osi je vynesená entalpia na kg suchého vzduchu (kJ / kg). Na vodorovnej osi je vynesený obsah vlhkosti vzduchu v g na 1 kg suchého vzduchu.
systém súradnice i-d diagram je šikmý. Uhol medzi osami je 135°. Toto usporiadanie osí umožňuje rozšíriť oblasť nenasýteného vlhkého vzduchu. Diagram sa tak stáva vhodnejším pre grafické konštrukcie.
Čiary konštantnej entalpie I = const prechádzajú k osi y pod uhlom 135°. Čiary s konštantným obsahom vlhkosti d = const prebiehajú rovnobežne s osou y.
Sieť tvorená priamkami I = const a d = const pozostáva z rovnobežníkov. Na nich sú vynesené čiary izoterm t = const a čiary konštantnej relatívnej vlhkosti φ = const.
Stojí za zmienku, že hoci sú izotermy rovné, nie sú navzájom rovnobežné. Uhol ich sklonu k vodorovnej osi je rôzny. Čím je teplota nižšia, tým sú izotermy rovnobežnejšie. Teplotné čiary zobrazené na diagrame zodpovedajú hodnotám suchého teplomera.
Na základe údajov z tabuliek nasýteného vzduchu je zostavená krivka s relatívnou vlhkosťou φ = 100 %. Nad touto krivkou diagram ukazuje oblasť nenasýteného vlhkého vzduchu. V súlade s tým je pod touto krivkou oblasť presýteného vlhkého vzduchu. Vlhkosť nasýteného vzduchu, charakterizovaná touto oblasťou, je v kvapalnom alebo pevnom stave. Tie. predstavuje hmlu. Táto oblasť diagramu sa nepoužíva pri výpočte charakteristík vlhkého vzduchu, takže jej konštrukcia je vynechaná.
Všetky body na diagrame predstavujú špecifický stav vlhkého vzduchu. Na určenie polohy akéhokoľvek bodu potrebujete poznať dva parametre stavu vlhkého vzduchu zo štyroch - I, d, t alebo φ.
Vlhký vzduch v akomkoľvek bod i-d diagram je charakterizovaný určitým obsahom vlhkosti a tepla. Všetky body umiestnené nad krivkou φ = 100 % charakterizujú stav vlhkého vzduchu, v ktorom je vodná para vo vzduchu v prehriatom stave. Body nachádzajúce sa na krivke φ = 100 %, takzvaná krivka nasýtenia, charakterizujú nasýtený stav vodnej pary vo vzduchu. Všetky body nachádzajúce sa pod krivkou nasýtenia charakterizujú stav, v ktorom je teplota vlhkého vzduchu pod teplotou nasýtenia. V dôsledku toho budú vo vzduchu vlhké pary. To znamená, že vlhkosť vo vzduchu bude zmesou suchej pary a kvapiek vody.
Pri riešení praktických úlohy i-d diagram slúži nielen na výpočet parametrov klimatizácie. S jeho pomocou sa budujú aj zmeny jeho stavu pri procesoch vykurovania, chladenia, zvlhčovania, odvlhčovania, ako aj ich ľubovoľnej kombinácie. Vo výpočtoch sa často používajú také parametre vzduchu, ako je teplota rosného bodu t p a teplota vlhkého teplomera t m. Oba parametre je možné vykresliť do i-d diagramu.
Teplota rosného bodu t p je teplota zodpovedajúca hodnote, na ktorú sa musí vlhký vzduch ochladiť, aby sa nasýtil pri konštantnom obsahu vlhkosti (d = const). Na i-d diagrame je teplota rosného bodu t p určená nasledovne. Berie sa bod, ktorý charakterizuje daný stav vlhkého vzduchu. Z nej nakreslite priamku rovnobežnú s ordinátou, kým nepretne krivku nasýtenia φ = 100 %. Izoterma, ktorá bude pretínať túto krivku v získanom bode a bude ukazovať teplotu rosného bodu t p pri danom obsahu vlhkosti vzduchu.
Teplota vlhkého teplomera t m je teplota, pri ktorej sa vlhký vzduch po ochladení nasýti konštantným obsahom vlhkosti. Na určenie teploty vlhkého teplomera na i-d diagrame postupujte nasledovne. Bodom charakterizujúcim daný stav vlhkého vzduchu sa vedie priamka konštantnej entalpie I = const, až kým sa nepretne s krivkou nasýtenia φ = 100 %. Teplota vlhkého teplomera bude zodpovedať izoterme cez priesečník.
Na i-d diagrame sú všetky procesy prechodu vzduchu z jedného stavu do druhého znázornené krivkami prechádzajúcimi bodmi charakterizujúcimi počiatočný a konečný stav vlhkého vzduchu.
Ako aplikovať i-d graf mokrého vzduchu? Ako už bolo spomenuté vyššie, na určenie stavu vzduchu potrebujete poznať akékoľvek dva parametre diagramu. Vezmime si napríklad akúkoľvek teplotu suchého teplomera a akúkoľvek teplotu vlhkého teplomera. Po nájdení priesečníka čiar týchto teplôt získame stav vzduchu pri daných teplotách. Tento bod teda jasne charakterizuje stav ovzdušia. Podobne ako v príklade možno tieto teploty použiť na zistenie stavu vzduchu v ktoromkoľvek bode i-d diagramu.
Našli ste chybu? Zvýraznite ho a kliknite Ctrl + Enter... Budeme vďační za vašu pomoc.