4.2. Фактические процессы изменения состояния воздуха

при контакте с водой

Фактически процесс изменения состояния воздуха при контакте с водой в оросительном пространстве происходит на I-d-диаграмме не по прямой, а по сложной кривой. Рассмотрим случай, когда температура разбрызгиваемой воды ниже температуры точки росы поступающего в камеру воздуха, и когда потоки воздуха и воды движутся параллельно (рис.III.4.).

В первый расчетный интервал времени малая часть орошаемого воздуха войдет в контакт с поверхностью капель и приобретет начальную температуру воды ₁ и  = 100 %. Эта часть воздуха смешивается с остальной массой воздуха, имеющей параметры точки 1, и точка смеси 2 будет находится на прямой линии, соединяющей точку воздуха начального состояния 1 и точку на линии  = 100 %, соответствующую начальной температуре воды ₁. В начале второго расчетного интервала в результате теплообмена с воздухом температура воды повысится до ₂, а воздух будет иметь параметры точки смеси 2. За второй интервал времени часть воздуха приобретает параметры ₂ и  = 100 %. Образуется новая смесь воздуха, состояние которой определяется точкой 3, а вода повысит свою температуру до ₃ и т.д.

В

Рис.III.4. Изменение во времени состояния воздуха в точке 1 при его контакте с водой, имеющей начальную температуру ₁ < t_р1 (при параллельном токе)

первом интервале времени (в начале процесса) теплообмен между водой и воздухом будет протекать интенсивно за счет явного и скрытого обмена теплом при большом перепаде температур. Если температура воды поднимается выше температуры точки росы воздуха, интенсивность теплообмена резко уменьшится: прекратится отдача скры­того тепла конденсации и по мере повышения температуры воды начнется испарение, увлажнение воздуха и передача ему тепла парообразования. Изменение температуры воды и воздуха будет происходить медленнее. Постепенно температура воды будет продолжать повышаться, энтальпии воздуха на поверхности воды и очередной смеси движущегося воздуха будут приближаться друг к другу. В конце концов вода приобретет температуру мокрого термометра текущей смеси воздуха, энтальпия которой будет равна энтальпии воздуха на поверхности контакта с водой. Начиная с этого момента процесс увлажнения воздуха будет адиабатическим: температура воздуха будет понижаться, не изменяя энтальпию, а температура воды будет оставаться неизменной и равной температуре мокрого термометра воздуха (см. рис. точки 4,5 и 6).

Подобного рода рассуждения остаются справедливыми и для условий, когда начальная температура воды выше температуры точки росы и ниже температуры мокрого термометра воздуха. Ход такого изменения состояния воздуха показан на рис.III.5. Несколько иначе развивается процесс при температуре воды, большей температуры мокрого термометра воздуха, поступающего в камеру. Разница состоит в том, что температура воды будет понижаться и стремиться достигнуть тем­пературы мокрого термометра смеси воздуха некоторого текущего состояния. Развитие этого процесса показано на рис.III.6.

На рис. III.7 показан пример подобного построения для противотока.

В практических расчетах задачу упрощают и считают, что изменение состояния воздуха, как сказано выше, определяется прямой линией, соединяющей точку начального состояния воздуха и некоторую промежуточную точку состояния воды. При расчетах обычно нужно знать параметры воз-

Рис. III.5. Изменение во времени Рис.III.6. Изменение во времени Рис.III.7. Изменение во времни

состояния воздуха в точке 1при состояния воздуха в точке 1при состояния воздуха в точке1при

его контакте с водой, имеющей его контакте с водой, имеющей его контакте с водой, имею

начальную температуру t_р1<₁ < начальную температуру ₁ < t_м1 начальную температуру ₁< t_р1 < t_м1 (при параллельном токе) (при параллельном токе) (при противотоке)

духа после его контакта с водой и температуру воды, обеспечивающую заданное направление луча процесса. Конечные параметры воздуха определяют точкой 2 пересечения луча  изменения состояния воздуха, характеризуемого начальными параметрами I₁, d₁ с линией и  = 90 – 95 %. Температура воды  (промежуточная, условная) оп­ределится точкой пересечения этого луча с линией  = 100 %.