Контрольная работа

Контрольная работа по предмету «системы кондиционирования воздуха (СКВ)» включает в себя решение трех задач:

1. Графическое определение параметров влажного воздуха;

2. Построение характеристики процесса «εп» в диаграмме i-d;

3. Смешение воздуха.

Методическое указание к задаче 1.

Графическое определение параметров влажного воздуха.

Для определения параметров влажного воздуха используется диаграмма i-d, в которой графически представлены зависимости между основными параметрами – энтальпией (i), температурой (t), влагосодержанием (d), относительной влажностью () и парциальным давлением насыщенного влажного пара (P).

Положение точки на диаграмме определяется двумя параметрами. Если положение точки на диаграмме определено, то легко определить все параметры влажного воздуха.

Например параметры воздуха заданы точкой А.

1 – кривая парциального давления насыщенного водяного пара.

Изотерма, изоэнтальпия, линия постоянного влагосодержания и кривая , проходящие через точку А, определяют:

- температуру воздуха по сухому термометру t_c;

- энтальпию i_c;

- влагосодержание d_c;.

- относительную влажность .

Для определения парциального давления водяного пара в воздухе, необходимо из точки А провести линию d_A=const до пересечения с кривой 1-(.)1 и на правой ординате снять значения Р_n.

Температура мокрого термометра t_м.т. соответствует состоянию полного насыщенного пара при постоянной энтальпии i_c=const, а температура точки росы (t_р) – при постоянном влагосодержании d_c. Парциальное давление насыщенного водяного пара (P_н) при температуре t_c определяется (.) 3, которая лежит на пересечении линии d_н=const и кривой 1.

Парциальное давление насыщенного водяного пара при температуре t_м.т. определяется (.)2, которая лежит на пересечении линии d_м=const и кривой 1.

По диаграмме определяются следующие параметры влажного воздуха:

1. t _c – температура по сухому термометру;

2. i_c – энтальпия;

3. d_c – влагосодержание;

4.  – относительная влажность;

5. t_м.т. – температура мокрого термометра;

6. t_р – температура точки росы;

7. P_н – парциальное давление насыщенного водяного пара при t_с;

8. P_м - парциальное давление насыщенного водяного пара при t_м;

9. P_п - парциальное давление водяного пара в воздухе.

В задаче 1 в качестве исходных данных задаются два параметра состояния влажного воздуха, остальные необходимо определить.

Ход задачи необходимо представить рисунком.

ПРИМЕР:

Дано: 1) t_с – температура воздуха по сухому термометру;

2) P_м – парциальное давление водяного пара при t_м.т..

На диаграмме i-d находят значение t_с проводят изотерму t=const.

По значению P_м определяют (.) 1 и из нее проводят линию d=const до пересечения с =1. Точка 2 характеризует состояние насыщенного воздуха при t_м.т.. Через (.) 2 проводят линию i=const. на пересечении ее и t_с=const находится (.) А, которая определяет искомое состояние воздуха. Далее находят d_c; ; i_c=i_м; t_м.т.; t_р; P_п; P_н.

Методические указания к задаче 2.

Построение характеристики процесса в диаграмме.

Теплопоступления или теплопотери помещения вызывают изменение температуры воздуха в помещении, поэтому указанную тепловую нагрузку называют явной (Q_яв.).

Влагопоступления или влагопотери вызывают изменение влагосодержания в помещении, поэтому указанную нагрузку называют влажностной (w). В случае тепло и влагопоступлений в помещение считают явную и влажностную нагрузки положительными (+Q_яв.; +w).

Для тепло и влагопотерь считают нагрузки отрицательными (-Q_яв.; -w).

Полные теплопоступления или теплопотери равны:

,

Где r=2500 кДж/кг – теплота преобразования.

Характеристика процесса «εп» выражает самопроизвольно возникающий процесс в помещении, т.е. определяет процесс изменения состояния воздуха в помещении.

1. 

Если Q_n и w отнести к 1кг сухого воздуха то:

Это отношение используется для построения характеристики в диаграмме i-d.

Порядок построения следующий:

1. На диаграмму i-d наносят точку П, характеризующую состояние воздуха в помещении. По формуле (1) определяют численное значение εп.

Задаются произвольным численным значением Δd (знак величины Δd должен соответствовать знаку w).

Используя формулу (2) определяют:

ΔI=E*Δd

(знак Δi должен соответствовать знаку Q_n). От точки П откладывают параллельно оси d отрезок Δd и получают точку 1. Через точку 1 проводят линию d=const. Если величина Δd положительна, то отрезок откладывают вправо от точки П в сторону увеличения влагосодержания, если отрицательна, то влево от точки П в сторону уменьшения влагосодержания. От точки П откладывают параллельно оси i отрезок Δi и получают точку 2. Если величина Δi положительна, то отрезок откладывают вверх в сторону увеличения энтальпии, если отрицательна, то вниз в сторону уменьшения энтальпии. Через точку 2 проводят линию i=const. На пересечении линий d=const и i=const находят точку 3.

Прямая, проходящая через точки П и 3 и являются характеристикой процесса.

ПРИМЕР:

Дано: 1) температура и относительная влажность в помещении t_n=20°C, _n=50%;

2. Явная нагрузка Q_яв=+2.8 кДж/с;

3. Влажностная нагрузка w=+5*10^-4 кг/с;

Необходимо определить численное значение εп и построить его на i-d диаграмме.

Ход решения:

1. Определяем полную тепловую нагрузку:

2. Определяем численное значение характеристики процесса:

3. На диаграмме по t_n=20°C и _n=50% находим точку П₃.

4. Задаемся величиной Δd=0.002 кг/кг

Тогда Δi=E*Δd=8100*0.002=16.2 кДж/кг

5. От точки откладываем вправо отрезок +Δd=0.002 кг/кг и через точку 1 проводим линию d=const.

6. +Δi=16.2 кДж/кг откладываем вверх и через точку 2 проводим линию i=const.

7. На пересечении линий получаем точку 3 и соединяем точки П и 3. Прямая, проходящая через эти точки и есть характеристика процесса εп =8100 кДж/кг.

Методические указания к задаче 3.

Смешение воздуха двух различных состояний.

В процессе смешения воздуха двух различных состояний образуется смесь с параметрами t_см, d_см, i_см, которые можно определить графически с помощью диаграммы i-d.

Задача выполняется в следующей последовательности:

1. На диаграмму i-d наносят начальные состояния воздуха точка 1 и точка 2. Эти точки соединяют прямой линией, которая и является графической интерпретацией процесса смешивания. Положение точки смеси 3 определяется из соотношения масс воздуха m₁ и m₂. Отрезки, заключенные между точками 1-3 и 3-2 находятся на следующем соотношении с массами m₁ и m₂:

ПРИМЕР

Дано: воздух с параметрами t₁=34°C, ₁=50%, m₁=300 кг/с, смешивается с воздухом t₂=24°C, ₂=70%, m₂=200 кг/с.

Определить: параметры точки смеси 3 графически.

ХОД РЕШЕНИЯ:

1. В диаграмме i-d определяем положение точек 1-2 и соединяем их прямой линией.

2. Находим длину отрезка 1-2 (L=48.5 мм)

3. Находим отношение отрезка (I-3) и (3-2)

Отсюда (1-3) = 0.666 (3-2)

Так как (1-3) + (3-2) = 48.5 мм,

то 0.666 (3-2) + (3-2) = 48.5 мм

1.666 (3-2) =48.5 мм

(3-2) = 48.5/1.666 = 29.11 мм

Откладывая по процессу смешения 29.11 мм находим точку 3, характеризующую смесь с параметрами t_см, d_см, i_см, _см.

ВАРИАНТ 1

1. Что такое кондиционирование воздуха? Назначение и классификация СКВ. Параметры воздуха, регулируемые в СКВ.

2. Задача 1

Определить параметры влажного воздуха, если дано:

t_c=28°C, =45%.

3. Задача 2

Построить характеристику процесса εп, если дано:

Q_пол=+2.4 кДж/с, w=+5.5*10^-4 кг/с

Температура и относительная влажность в помещении t_n=20°C, _c=50%.

4. Задача 3

Воздух с параметрами t₁=0°C, ₁=80%, m₁=2000 кг/ч, смешивается с воздухом t₂=24°C, ₂=50%, m₂=6000 кг/ч. Определить параметры точки смеси 3 по диаграмме i-d.

ВАРИАНТ 2

1. Основные параметры влажного воздуха. Характеристика процесса εп. Основные процессы обработки воздуха (нагревание, охлаждение, увлажнение).

2. Задача 1

Определить параметры влажного воздуха, если дано:

t_c=24°C, t_м.т.=14°С.

3. Задача 2

Построить характеристику процесса εп, если дано:

Q_яв=+2.8 кДж/с, w=+5*10^-4 кг/с

Температура и относительная влажность в помещении t_n=22°C, _n=48%.

4. Задача 3

Воздух с параметрами t₁=36°C, ₁=25%, m₁=300 кг/с, смешивается с воздухом t₂=25°C, ₂=70%, m₂=200 кг/с. Определить параметры точки смеси 3 графически по диаграмме i-d.

ВАРИАНТ 3

1. Классификация СКВ. Схема прямоточной системы кондиционирования воздуха. Изображение процессов обработки воздуха в летнем и зимнем режимах.

2. Задача 1

Определить параметры влажного воздуха, если дано:

t_c=25°C, d=11 г/кг.

3. Задача 2

Построить характеристику процесса εп, если дано:

Q_n=-1.2 кДж/с, Q_яв=+3.0 кДж/с

Температура и относительная влажность в помещении t_n=+21°C, _c=45%.

4. Задача 3

Воздух с параметрами t₁=25°C, ₁=60%, m₁=320 кг/с, смешивается с воздухом t₂=34°C, ₂=30%, m₂=210 кг/с. Определить параметры точки смеси 3 по диаграмме i-d.

ВАРИАНТ 4

1. Фэнкойлы. Назначение, конструкция, принцип работы. Системы управления, применяемые теплохладоносители.

2. Задача 1

Определить параметры влажного воздуха, если дано:

P_м=2 кПа, d=6 г/кг.

3. Задача 2

Построить характеристику процесса εп, если дано:

Q_n=-1.5 кДж/с, Q_яв=+3.2 кДж/с

Температура и относительная влажность воздуха в помещении t_n=27°C, _n=50%.

4. Задача 3

Воздух с параметрами t₁=15°C, ₁=50%, m₁=280 кг/c, смешивается с воздухом t₂=25°C, ₂=45%, m₂=200 кг/c. Определить параметры точки смеси 3 графически по диаграмме i-d.

ВАРИАНТ 5

1. Системы с чиллерами и фэнкойлами. Принцип работы. Конструкция чиллеров. Система управления.

2. Задача 1

Определить параметры влажного воздуха, если дано:

P_n=1.7 Па, t_м.т.=17°С.

3. Задача 2

Построить характеристику процесса εп, если дано:

Q_яв=+3.4 кДж/с, w=+4.6*10^-4 кг/с

Температура и относительная влажность в помещении t_n=23°C, _n=40%.

4. Задача 3

Воздух с параметрами t₁=17°C, ₁=55%, m₁=290 кг/с, смешивается с воздухом t₂=28°C, ₂=60%, m₂=190 кг/с. Определить параметры точки смеси 3 графически по диаграмме i-d.

ВАРИАНТ 6

1. Контактные аппараты для обработки воздуха в СКВ. Камеры орошения ОКФ и ОКС.

2. Задача 1

Определить параметры влажного воздуха, если дано:

t_р=5°C, t_м.т.=18°C.

3. Задача 2

Построить характеристику процесса εп, если дано:

Q_n=-2.2 кДж/с, Q_яв=+5 кДж/с

Температура и относительная влажность в помещении t_n=22°C, _n=50%.

4. Задача 3

Воздух с параметрами t₁=20°C, ₁=60%, m₁=300 кг/c, смешивается с воздухом t₂=28°C, ₂=58%, m₂=180 кг/c. Определить параметры точки смеси 3 графически по диаграмме i-d.

ВАРИАНТ 7

1. Автономный кондиционер с воздушным охлаждением конденсатора. Схема, конструкция основных секций, принцип работы.

2. Задача 1

Определить параметры влажного воздуха, если дано:

t_р=7°C, t_м.т.=20°C.

3. Задача 2

Построить характеристику процесса εп, если дано:

Q_n=-1.2 кДж/с, w=-8*10^-4 кг/с

Температура и относительная влажность в помещении t₁=28°C, =30%.

4. Задача 3

Воздух с параметрами t₁=23°C, ₁=40%, m₁=310 кг/c, смешивается с воздухом t₂=36°C, ₂=65%, m₂=240 кг/c. Определить параметры точки смеси 3 графически по диаграмме i-d.

ВАРИАНТ 8

1. Центральный кондиционер. Назначение, конструкция основных и вспомогательных секций. Принцип работы.

2. Задача 1

Определить параметры влажного воздуха, если дано:

P_n=1 кПа, P_м=3 кПа.

3. Задача 2

Построить характеристику процесса εп, если дано:

Q_n=-1.4 кДж/с, w=-9*10^-4 кг/с

Температура и относительная влажность в помещении t_n=26°C, _n=35%.

4. Задача 3

Воздух с параметрами t₁=0°C, ₁=50%, m₁=2000 кг/ч, смешивается с воздухом t₂=24°C, d₂=8 г/кг, m₂=6000 кг/ч. Определить параметры точки смеси 3 графически по диаграмме i-d.

ВАРИАНТ 9

1. Местный неавтономный кондиционер. Конструкция основных секций, принцип работы.

2. Задача 1

Определить параметры влажного воздуха, если дано:

i_с=30 кДж/кг, d=6 г/кг.

3. Задача 2

Построить характеристику процесса εп, если дано:

Q_n=-1.4 кДж/с, w=-7.6 кДж/с

Температура и относительная влажность в помещении t_n=24°C, _n=30%.

4. Задача 3

Воздух с параметрами t₁=11°C, d₁=4 г/кг, m₁=270 кг/c, смешивается с воздухом t₂=30°C, ₂=46%, m₂=235 кг/c. Определить параметры точки смеси 3 графически по диаграмме i-d.

ВАРИАНТ 10

1. Автономный кондиционер с воздушным охлаждением конденсатора. Схема и конструкция основных секций. Принцип работы.

2. Задача 1

Определить параметры влажного воздуха, если дано:

t_с=25°C, d=11 г/кг.

3. Задача 2

Построить характеристику процесса εп, если дано:

Q_n=4.5 кДж/с, w=5.6*10^-4 кг/с

Температура и относительная влажность в помещении t_n=23°C, _n=55%.

4. Задача 3

Воздух с параметрами t₁=16°C, ₁=30%, v₁=4000 м³/ч, смешивается с воздухом t₂=29°C, ₂=60%, v₂=6000 м³/ч, Р_в=1.2 кг/м³. Определить параметры точки смеси 3 графически по диаграмме i-d.

Приложение 1

Приложение 2