8911

сообщить 1 кг воздуха, чтобы изменить его температуру от 0 ºС до заданного значения.

Принято считать, что при 0 ºС энтальпия сухого воздуха равна 0, т. е.

Iс.в.=0, тогда при произвольной температуре t энтальпия, кДж/кг, составит:

энтальпия пара при этой температуре будет соответствовать теплоте парообразования:

Энтальпия влажного воздуха складывается из энтальпии сухого воздуха и энтальпии водяного пара при соответствующем влагосодержании воздуха:

1000

Первое слагаемое (1,005 t)представляет собой явную теплоту, а второе

(2500+1,8 t) d / 1000 - скрытую теплоту.

1.2.I-d – диаграмма влажного воздуха

I-d-диаграмма применяется для выполнения графо-аналитических

расчетов различных систем – вентиляции, кондиционирования воздуха, сушильных установок и др., где происходит изменение температурновлажностного состояния обрабатываемого воздуха.

Диаграмма разработана профессором Л.К. Рамзиным. В основу

I = 1,005t + (2500 + 1,8t)1000.

I-d-диаграмма представляет собой графическую взаимосвязь основных параметров влажного воздуха: I, d, t, φ, Рп при определенном значении атмосферного давления Рб.

По известным двум любым параметрам I-d-диаграмма позволяет

определить все остальные, как производные от исходных.

Преобразуя формулу (1.16), запишем выражение для энтальпии точки 1:

12

Как видно из рис.1.1 энтальпия точки 1 будет складываться из трех отрезков:

1.отрезок 2,5d1 представляет собой расстояние от наклонной оси абсцисс до горизонтальной линии, выходящей из начала координат;

2.отрезок 1,005t1представляет собой расстояние от горизонтальной линии,

выходящей из начала координат, до горизонтальной линии, выходящей из значения t1 по оси ординат;

3.отрезок 1,8∙10-3t1d1представляет собой расстояние от горизонтальной линии, выходящей из t1до луча t1=const.

I-d-диаграмма изображается в косоугольной системе координат с уклоном оси абсцисс на 135º (рис. 1.1).

Косоугольная система координат имеет следующие преимущества:

1.Не накладываются изолинии t= const и I= const;

2.Увеличивается область ненасыщенного влажного воздуха и упрощается построение процессов.

Рис. 1.1 Схема построения I-d - диаграммы

Преобразуя формулу (1.16), запишем выражение для энтальпии точки 1:

I1 = 2,5d1 + 1,005t1 + 1,8∙10-3t1d1 . (1.17)

Это слагаемое в формуле (1.17) и определяет непараллельность линий

t= const, особенно эта непараллельность заметна в верхней части диаграммы при высоких температурах.

Примерное изображение линий на диаграмме показано на рис.1.2.

13

Положение линий φ= constопределяется из зависимости (1.9). Для этого находят значения парциальных давлений водяного пара в состоянии насыщения в зависимости от температуры по экспериментальным “таблицам свойств воды и водяного пара”.

Вертикальные линии на диаграмме соответствуют d = const.

В нижней части диаграммы имеется переводная наклонная линия

(“криваяпарциальных давлений водяного пара”),

с помощью которой определяются значения парциальных давлений водяного пара. Для этого линию d=const

продолжают вниз до пересечения с переводной линией и далее вправо по горизонтали до пересечения с вертикальной осьюPп, Па, по которой определяется парциальное давление водяного пара.

При помощи I-d-диаграммы можно определить два важных параметра тепловлажностного состояния воздуха:

температуру точки росы tpи температуру мокрого термометра tм.

Температура точки росы – температура, которую принимает влажный воздух при его охлаждении без массообмена (без конденсации по d=const) до полного насыщения (до линии φ = 100%).

Температура точки росы равна температуре насыщенного водяными парами воздуха при данном влагосодержании.

16

В зависимости от соотношения I и d угловой коэффициент ε может изменять свой знак и величину от 0 до ±∞.

На полях диаграммы нанесены направления “масштабных лучей”, соответствующие значениям углового коэффициента от - ∞ до + ∞. масштабные лучи проходят через начало координат диаграммы (I = 0;d = 0).

При построении луча процесса сначала проводят вспомогательный луч, исходящий из начала координат в соответствующем направлении (в

зависимости от значения ε), а затем через точку начального состояния проводят линию процесса параллельно вспомогательному лучу.

Характерные варианты изменения состояния воздуха и их изображение на I–d- диаграмме.

1-2: например, процесс нагрева воздуха в поверхностном теплообменнике (в результате контакта с сухой нагретой поверхностью). Воздух получает явную конвективную теплоту, температура и энтальпия возрастают, относительная влажность уменьшается, а влагосодержание остается постоянным - процесс идет по линии d=const.Угловой коэффициент равенε =+ ∞.

Рис. 1.4 Изображение процессов на I-d-диаграмме

1-3: например, процесс охлаждения воздуха в результате контакта с сухой охлажденной поверхностью (в поверхностном воздухоохладителе с

17

температурой поверхности выше температуры точки росы). Конденсации влаги нет. Угловой коэффициент равен ε =+ ∞.

1-4: процесс 1-3 может продолжаться до линии насыщения (φ=100 %).

Тогда температура воздуха достигнет значения температуры точки росы tр(точка 4).

1-5:Влажный воздух одновременно нагревается и увлажняется и приобретает параметры точки 5. Такой процесс протекает, когда приточный воздух ассимилирует тепло- и влаговыделения в помещении.

Угловой коэффициент луча процесса ε> 0.

1-6:осушка и охлаждение воздуха при прямом контакте воздуха с охлажденным абсорбентом, например, раствором хлористого лития в камерах орошения или в аппаратах с орошаемой насадкой.

Угловой коэффициент ε> 0.

1-7:процесс изотермического увлажнения. Такой процесс возможен, например, при обработке воздуха насыщенным водяным паром с температурой равной температуре воздуха (tп= t1).

Угловой коэффициент луча процесса ε> 0.

1-8:процесс изотермической осушки. Такие процессы возможны при использовании сорбентовcтемпературой равной температуре обрабатываемого воздуха.

Угловой коэффициент луча процесса ε> 0.

1-9: процесс адиабатического увлажнения. Подобные процессы осуществляют в оросительных камерах приточных установок при температуре разбрызгиваемой через форсунки воды равной tм. Для этого используется рециркуляционная вода.

Угловой коэффициент луча процесса ε≈ 0. Точное равенствоε = 0 возможно лишь при tм = 0 оС.

18

1-10:продолжение луча до линии полного насыщения (до точки 10) приведет к понижению температуры воздуха до значения температуры мокрого термометра tм.

1-11: процесс адиабатической осушки. Такой процесс возможен при обработке воздуха с помощью растворов абсорбентов или твердых адсорбентов.

Процессы обработки воздуха, луч которых не совпадает с линиями постоянных величин tили d(например, 1-5, 1-6) называют промежуточными или политропными.

Любой политропный процесс на I-d-диаграмме можно представить в виде суммы двух процессов: с постоянным влагосодержанием и постоянной температурой.

Для доказательства этого рассмотрим процесс изменения параметров влажного воздуха от точки 1 до точки 2 (рис.1.5).

Расчеты параметров воздуха на I-d-

диаграмме всегда производятся по полной теплоте:

Gв ∆I2-1 = cв∙Gв ∆tк-1 + Gв ∆I2-к .(1.24)

Количество водяного пара, поступившего в воздух в процессе 1-2, определится по зависимости:

19

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

1.Что такое “влажный воздух”?

2.Почему плотность влажного воздуха меньше плотности сухого

воздуха?

3.Что такое I-d-диаграмма влажного воздуха?

4.Дать определения “температура точки росы” и “температура мокрого термометра”.

5.Что такое “коэффициент углового масштаба”?

2. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ

Единой унифицированной формулировки классификации систем вентиляции в настоящее время найти достаточно сложно. Наиболее часто встречающееся определение систем вентиляции по различным признакам представлено на рис. 1.6.

По назначению системы вентиляцииделят на приточные(обеспечивают подачу чистого воздуха в помещение) и вытяжные(обеспечивают удаление загрязненного воздуха из помещения).

В современных системах все чаще используют энергосберегающие установки, позволяющие утилизировать теплоту удаляемого воздуха для подогрева наружного воздуха, в которых совмещаются функции и приточной и вытяжной вентиляции. Такие системы называют приточно-вытяжными.

Движение воздуха в элементах систем вентиляции может происходить за счет действия нагнетателя (вентилятора, воздуходувки). Такие системы называют механическими или системами с принудительной циркуляцией.