142 Теплообменные аппараты холодильных машин

закону Дальтона равно сумме парциальных давлений сухого воздуха и водяного пара:

Парциальное давление пара при данной температуре воз­духа t зависит от степени его насыщения. Максимальное парци­альное давление пара будет при полном насыщении воздуха влагой.

Если известны два параметра влажного воздуха и барометри­ческое

д авление, то можно, пользуясь газовыми законами, опре­делить осталь-ные его параметры.

Для упрощения расче­тов и наглядного изобра­жения физических процес­сов, происходящих во влажном воздухе, пользу­ются di-диаграммой состоя­ния влажного воздуха. Эта диаграмма (рис. 78) строится в косоугольных координа-тах с углом между осями 135°. При таком на­правлении осей можно удобно расположить основ­ные линии, определяющие параметры воздуха.

Рис. 78. d, i-диаграмма для влажного воздуха

По наклонной оси абс­цисс отложены величины влагосодержания воздуха d в граммах на 1 кг сухого воздуха, а по вертикальной оси ординат — его тепло­содержания г. В действи­тельности, для удобства пользования диаграммой и сокращения ее размеров наклонная ось абсцисс d обычно не наносится. Вместо нее через начало координат проводят вспомогательную горизон­тальную линию, на которой в произвольном масштабе указывают значения влагосодержаний.

Линии постоянных влагосодержаний d = const расположены верти-кально. Линии постоянных теплосодержаний i = const направлены под углом 135° по отношению к линиям d = const, т. е. параллельно приня-той оси абсцисс. На основании имеющихся аналитических зависимос-тей нанесены также линии постоянных температур, относительных влажностей и парциальных давле­ний водяного пара. Состояние воздуха на di-диаграмме опреде­ляется любыми двумя параметрами, представ-ленными на диаг­рамме, за исключением параметров d и непосредствен-но опреде­ляемого им .

Теплопередача в холодильных аппаратов 143

Соприкосновение воздуха с водой сопровождается переносом тепла и влаги из одной среды в другую. В результате переноса тепла имеет место нагревание и охлаждение сред, а при переносе влаги — испаре-ние или конденсация ее на поверхности раздела, сопровождаемые увлажнением или осушением воздуха.

Рис. 79. Графики распределения температур и парциальных дав­лений при взаимодействии воды с воздухом

Представим себе (рис. 79), что поверхность воды с темпера­турой обдувается потоком влажного воздуха, имеющего темпе­ратуру t, парциальное давление водяного пара и соответствую­щее влагосодержание d . На поверхности раздела соприкасаю­щиеся частицы воздуха и воды будут находиться в равновесии, т. е. бу­дут иметь одинаковую температуру, а влагосо-держание воздуха будет со­ответствовать состоянию насыщения при температуре по-верхности раз­дела. Характер изменения пара-метров воздуха в пограничном слое в непо­средственной близости от поверхно­сти воды зависит главным образом от интенсивности движения (турбу­лентности) на стороне воздуха и воды.

При наличии разности парциаль­ных давлений водяного пара у повер-хности воды , где воздух насы­щен водяными парами, и вдали от поверхности происходит влагообмен между средами, т. е. испаре-ние воды на поверхности раздела и увлажнение воздуха. Одновременно осуществляется и теплообмен, так как вместе с паром переносится тепло, затрачен­ное на его образование. Кроме того, вследствие разности темпе­ратур между воздухом и водой имеет место обычный конвектив­ный теплообмен.

Испарение воды с переносом тепла парообразования в воздух проис-ходит в том случае, если температура воды выше температуры точки росы для данного состояния воздуха, т. е. если . Когда же

происходит конденсация водяного пара из воздуха на поверхности воды. При этом упругость насыщенного пара при тем-пературе меньше парциального давления во­дяного пара в воздухе . Соответственно и влагосодер­жание насыщенного воздуха у поверхности воды будет меньше влагосодержания воздуха (I вдали от нее.

Процесс конденсации водяного пара из воздуха сопровождается осу-шением воздуха и переносом тепла и влаги к воде.

Условимся считать тепловой поток от воздуха к воде положитель-