Id diagrama de deshumidificación de aire húmedo. Tabla de identificación para principiantes (tabla de identificación de condiciones de aire húmedo para tontos). Construcción de procesos de tratamiento de aire en sistemas de aire acondicionado y ventilación en el diagrama I-d

Con una definición más rigurosa, debe entenderse como la relación entre las presiones parciales de vapor de agua pn en aire húmedo insaturado y su presión parcial en aire saturado a la misma temperatura.

Para el rango de temperatura típico para aire acondicionado

Densidad aire húmedo ρ igual a la suma de las densidades de aire seco y vapor de agua

donde es la densidad del aire seco a una temperatura y presión determinadas, kg / m 3.

Para calcular la densidad del aire húmedo, puede usar otra fórmula:

Se puede ver en la ecuación que con un aumento en la presión parcial del vapor a presión constante pag(barométrica) y temperatura T la densidad del aire húmedo disminuye. Dado que esta disminución es insignificante, en la práctica se acepta.

Grado de saturación del aire húmedoψ es la proporción de su contenido de humedad D al contenido de humedad del aire saturado a la misma temperatura :.

Para aire saturado.

Entalpía del aire húmedoI(kJ / kg) - la cantidad de calor contenida en el aire, referida a 1 kg seco o (1 + d) kg aire húmedo.

El punto cero es la entalpía del aire seco ( D= 0) con temperatura t= 0 ° C. Por tanto, la entalpía del aire húmedo puede tener valores positivos y negativos.

Entalpía de aire seco

donde es la capacidad calorífica másica del aire seco.

La entalpía del vapor de agua incluye la cantidad de calor necesaria para convertir el agua en vapor cuando t= 0 o C y la cantidad de calor gastada en calentar el vapor resultante a una temperatura t o C.Entalpía D kg de vapor de agua contenido en 1 kg aire seco:,

2500 - calor latente de vaporización (evaporación) del agua en t = 0 o C;

- capacidad calorífica de masa del vapor de agua.

La entalpía del aire húmedo es igual a la suma de la entalpía 1 kg aire seco y entalpía D kg de vapor de agua:

dónde es la capacidad calorífica del aire húmedo, referida a 1 kg de aire seco.

Cuando el aire está en un estado de niebla, puede haber gotas de humedad suspendidas. d aguas e incluso cristales de hielo d l... La entalpía de tal aire en vista general

Entalpía del agua = 4,19 toneladas, entalpía de hielo.

A temperaturas superiores a cero grados ( t> 0 ° C) habrá gotas de humedad en el aire, a t< 0°С - кристаллы льда.

temperatura de derretimiento es la temperatura del aire a la que la presión parcial del vapor de agua en el proceso de enfriamiento isobárico p p se vuelve igual a la presión de saturación. A esta temperatura, la humedad comienza a caer del aire.

Aquellos. el punto de rocío es la temperatura a la que vapor de agua en el aire en su densidad constante se vuelve debido al enfriamiento del aire con vapor saturado(j =100%). Para los ejemplos anteriores (ver tabla 2.1), cuando a 25 ° C la humedad absoluta j se convierte en 50%, el punto de rocío será una temperatura de aproximadamente 14 ° C.Y cuando a 20 ° C la humedad absoluta j llega al 50%, el punto de rocío será una temperatura de aproximadamente 9 ° C.

Una persona con valores altos del punto de rocío se siente incómoda (ver tabla 2.2).

Tabla 2.2 - Sensaciones humanas a valores altos de punto de rocío

En áreas con clima continental, las condiciones con un punto de rocío entre 15 y 20 ° C causan cierta incomodidad, y el aire con un punto de rocío superior a 21 ° C se percibe como sofocante. El punto de rocío más bajo, menos de 10 ° C, se correlaciona con una temperatura más baja medio ambiente y el cuerpo requiere menos enfriamiento. El punto de rocío bajo solo puede ir con una temperatura alta a una humedad relativa muy baja.

Diagrama d-I de aire húmedo

El cálculo y análisis de los procesos de tratamiento térmico y húmedo del aire de acuerdo con las dependencias anteriores es complicado. Para calcular los procesos que ocurren con el aire cuando cambia su estado, use el diagrama térmico del aire húmedo en coordenadas d-yo(contenido de humedad - entalpía), que fue propuesto por nuestro profesor compatriota L.K. Ramzin en 1918.

L.K. Ramzin (1887-1948) - ingeniero de calefacción soviético, inventor

Caldera de flujo directo. http://ru.wikipedia.org/wiki/Ramzin

Se ha generalizado en nuestro país y en el exterior. Diagrama d-yo aire húmedo conecta gráficamente todos los parámetros que determinan el estado térmico y de humedad del aire: entalpía, contenido de humedad, temperatura, humedad relativa, presión parcial de vapor de agua.

El trazado se basa en la dependencia.

La mayoría de las veces el diagrama d-yo está construido para una presión de aire igual a 0.1013 MPa(760 mm Hg). También hay diagramas para otras presiones barométricas.

Debido a que la presión barométrica a nivel del mar varía de 0.096 a 0.106 MPa(720 - 800 mm Hg), los datos calculados en el diagrama deben considerarse como promedio.

El diagrama está construido en un sistema de coordenadas oblicuas (a 135 °). En este caso, el diagrama se vuelve conveniente para construcciones gráficas y para calcular procesos de aire acondicionado, ya que el área de aire húmedo insaturado se expande. Sin embargo, para reducir el tamaño del gráfico y facilitar su uso, los valores D demolido a un eje convencional situado a 90 ° del eje I .

Diagrama d-yo se muestra en la Figura 1. El campo del diagrama está dividido por líneas de valores constantes de entalpía I= const y contenido de humedad D= const. También contiene líneas de valores de temperatura constante. t= constante, que no son paralelas entre sí: cuanto más alta es la temperatura del aire húmedo, más se desvían hacia arriba sus isotermas. Además de las líneas de valores constantes Yo, d, t, las líneas de valores constantes de la humedad relativa del aire se trazan en el campo del diagrama φ = const. A veces se aplica una línea de presiones parciales de vapor de agua. p p y líneas de otros parámetros.

Figura 1 - Diagrama térmico d-yo aire húmedo

La siguiente propiedad del diagrama es de importancia fundamental. Si el aire ha cambiado de estado desde un punto a al punto B, no importa qué proceso, entonces en el diagrama d-yo este cambio se puede representar como un segmento de línea recta ab... En este caso, el incremento en la entalpía del aire corresponderá al segmento bc = yo b-yo a... Isoterma dibujada a través de un punto a, dividirá el segmento bw en dos partes:

sección bd, que representa un cambio en la proporción de calor perceptible (un suministro de energía térmica, un cambio que conduce a un cambio en la temperatura corporal): .

sección dv, que determina en una escala el cambio en el calor de vaporización (un cambio en este calor no provoca un cambio en la temperatura corporal): .

Sección ah corresponde a un cambio en el contenido de humedad del aire. El punto de rocío se encuentra bajando la perpendicular desde el punto de aire acondicionado (por ejemplo, desde el punto B) en el eje condicional D antes de cruzar la línea de saturación (φ = 100%). En la Fig. 2.6 K-punto de rocío para el aire, cuyo estado inicial fue determinado por el punto B.

La dirección del proceso en el aire se caracteriza por cambios en la entalpía. I y contenido de humedad D .

Usar un sistema de ecuaciones, incluidas las dependencias 4.9, 4.11, 4.17, así como una conexión funcional R n = F(t), OK. Ramzin construyó J-D diagrama de aire húmedo, que se usa ampliamente en cálculos de sistemas de ventilación y aire acondicionado. Este diagrama es una relación gráfica entre los principales parámetros del aire. t, , J, D y R n a una determinada presión de aire barométrica R B.

Edificio J-D Los diagramas se describen en detalle en las obras.

El estado del aire húmedo se caracteriza por un punto en el campo. J-D gráficos delimitados por una línea D= 0 y curva  = 100%.

La posición del punto se establece mediante dos de los cinco parámetros enumerados anteriormente, así como las temperaturas del punto de rocío. t py termómetro húmedo t metro . Las excepciones son combinaciones D - R n y D - t p, ya que cada valor D solo un valor de tabla coincide R n y t p, y la combinación J - t metro.

El esquema para determinar los parámetros del aire para un punto 1 dado se muestra en la Fig. 1.

Aprovechando J-D diagrama en la aplicación. 4 y el diagrama de la Fig. 1, resolveremos ejemplos específicos para las 17 combinaciones posibles de los parámetros de aire iniciales dados, cuyos valores específicos se indican en la tabla. 7.

Los esquemas de solución y los resultados obtenidos se muestran en la Fig. 2.1 ... 2.17. Los parámetros del aire conocidos se destacan en las figuras con líneas gruesas.

5.2. Proceso de pendiente de la viga en el diagrama J-D

La capacidad de determinar rápidamente de forma gráfica los parámetros del aire húmedo es importante, pero no es el factor principal en uso. J-D gráficos.

Como resultado del calentamiento, enfriamiento, deshumidificación o humidificación del aire húmedo, cambia su estado calor-humedad. Los procesos de cambio se describen en J-D el diagrama con líneas rectas que conectan los puntos que caracterizan los estados inicial y final del aire.

Arroz. 1. Esquema para determinar los parámetros del aire húmedo en J-D diagrama

Tabla 7

Número de figura	Parámetros de aire conocidos
	t 1, ° C			kJ / kg d.m.	R n1, kPa	t p1, ° C	t m1, ° C

Estas líneas se llaman haces de procesos cambios en el estado del aire. Procesar la dirección del haz a J-D el diagrama está definido Pendiente . Si los parámetros del estado inicial del aire J 1 y D 1, y el último - J 2 y D 2, luego Pendiente expresado por la relación  J/D, es decir .:

. (5.1)

La pendiente se mide en kJ / kg de humedad.

Si en la ecuación (29) el numerador y el denominador se multiplican por el flujo másico del aire procesado GRAMO, kg / h, obtenemos:

, (5.2)

dónde Q n es la cantidad total de calor transferido cuando cambia el estado del aire, kJ / h;

W- la cantidad de humedad transferida durante el cambio en el estado del aire, kg / h.

Dependiendo de la relación  J y  D la pendiente  puede cambiar su signo y magnitud de 0 a .

En la Fig. 3 muestra los rayos de cambios característicos en el estado del aire húmedo y los valores correspondientes de la pendiente.

1. Aire húmedo con parámetros iniciales J 1 y D 1 se calienta con un contenido de humedad constante a los parámetros del punto 2, es decir D 2 = D 1 , J 2 > J 1. La pendiente de la viga de proceso es:

Arroz. 3. Pendiente en J-D diagrama

Tal proceso se lleva a cabo, por ejemplo, en calentadores de aire de superficie, cuando la temperatura y la entalpía del aire aumentan, humedad relativa disminuye, pero el contenido de humedad permanece constante.

2. El aire húmedo se calienta y humedece simultáneamente y adquiere los parámetros del punto 3. El coeficiente de ángulo del haz de proceso  3> 0. Este proceso tiene lugar cuando el aire de suministro asimila el calor y la humedad liberados en la habitación.

3. El aire húmedo se humidifica a temperatura constante según los parámetros del punto 4,  4> 0. En la práctica, este proceso se lleva a cabo cuando el aire de suministro o interno se humidifica con vapor de agua saturado.

4. El aire húmedo se humidifica y calienta con un aumento de entalpía a los parámetros del punto 5. Dado que la entalpía y el contenido de humedad del aire aumentan, entonces  5> 0. Por lo general, este proceso ocurre con el contacto directo del aire con el agua calentada. en cámaras de riego y torres de enfriamiento.

5. Se produce un cambio en el estado del aire húmedo con entalpía constante. J 6 = J 1 = const. El coeficiente angular de tal rayo del proceso es  6 = 0, ya que  J = 0.

El proceso de humidificación del aire isentálpico con agua en circulación se utiliza ampliamente en los sistemas de aire acondicionado. Se realiza en cámaras de riego o en dispositivos con boquilla irrigada.

Cuando el aire húmedo insaturado entra en contacto con pequeñas gotas o una fina película de agua sin quitar o aportar calor del exterior, el agua como resultado de la evaporación humedece y enfría el aire, adquiriendo la temperatura de un termómetro húmedo.

Como se desprende de la ecuación 4.21, en el caso general, la pendiente del haz de proceso con humidificación isentálpica no es igual a cero, porque

,

dónde con w= 4.186 - capacidad calorífica específica del agua, kJ / kg ° С.

Un proceso de isenthalpia real, en el que  = 0 es posible solo para t metro = 0.

6. El aire húmedo se humidifica y enfría hasta el punto 7. En este caso, la pendiente  7< 0, т.к. J 7 – J 1  0, a D 7 – D 1> 0. Este proceso se lleva a cabo en cámaras de riego por aspersión cuando el aire entra en contacto con el agua enfriada, que tiene una temperatura superior al punto de rocío del aire procesado.

7. El aire húmedo se enfría a un contenido de humedad constante según los parámetros del punto 8. Dado que  D = D 8 – D 1 = 0, una J 8 – J 1 < 0, то  8 = -. Proceso de enfriamiento por aire en D= const ocurre en los enfriadores de aire de superficie cuando la temperatura de la superficie de intercambio de calor es más alta que el punto de rocío del aire, cuando no hay condensación de humedad.

8. El aire húmedo se enfría y seca según los parámetros del punto 9. La expresión para la pendiente en este caso es:

El enfriamiento con deshumidificación ocurre en cámaras de riego o enfriadores de aire de superficie cuando el aire húmedo entra en contacto con una superficie líquida o sólida con una temperatura por debajo del punto de rocío.

Nótese que el proceso de enfriamiento con secado con contacto directo de aire y agua enfriada está limitado por la tangente trazada desde el punto 1 a la curva de saturación  = 100%.

9. El secado y enfriamiento profundo del aire según los parámetros del punto 10 ocurre durante el contacto directo del aire con un absorbente enfriado, por ejemplo, una solución de cloruro de litio en cámaras de riego o en dispositivos con una boquilla irrigada. Pendiente  10> 0.

10. El aire húmedo se deshumidifica, es decir emite humedad, con entalpía constante hasta los parámetros del punto 11. La expresión de la pendiente tiene la forma

.

Tal proceso se puede llevar a cabo usando soluciones de absorbentes o adsorbentes sólidos. Tenga en cuenta que el proceso real tendrá una pendiente  11 = 4.186 t 11 donde t 11 - temperatura final de bulbo seco.

De la fig. 3.Se puede ver que todos los posibles cambios en el estado del aire húmedo se encuentran en el campo. J-D gráficos en cuatro sectores, cuyos límites son líneas D= constante y J= const. En el sector I, los procesos ocurren con un aumento de la entalpía y el contenido de humedad, por lo que los valores > 0. En el sector II, el aire se deshumidifica con un aumento de la entalpía y el valor < 0. В секторе III процессы идут с уменьшением энтальпии и влагосодержания и  >0. En el sector IV, los procesos de humidificación del aire ocurren con una disminución de la entalpía, por lo tanto < 0.

El aire húmedo se utiliza ampliamente en diversas industrias, incluido el transporte ferroviario en sistemas de calefacción, refrigeración, deshumidificación o humidificación. V tiempos recientes Una dirección prometedora en el desarrollo de la tecnología de aire acondicionado es la introducción del llamado método de enfriamiento evaporativo indirecto. Esto se debe al hecho de que dichos dispositivos no contienen refrigerantes sintetizados artificialmente, además, son silenciosos y duraderos, ya que no tienen elementos que se muevan y se desgasten rápidamente. Para el diseño de tales dispositivos, es necesario tener información sobre los patrones de los procesos de ingeniería térmica que ocurren en el aire húmedo cuando cambian sus parámetros.

Los cálculos térmicos relacionados con el uso de aire húmedo se realizan utilizando identificación diagrama (ver Figura 4), propuesto en 1918 por el profesor A.K. Ramzin.

Este diagrama expresa la dependencia gráfica de los principales parámetros del aire: temperatura, humedad relativa, presión parcial, humedad absoluta y contenido de calor a una presión barométrica determinada. Para construirlo sobre el eje auxiliar 0-d en una escala, con un intervalo correspondiente a 1 gramo, se deposita el contenido de humedad d y se trazan líneas verticales a través de los puntos obtenidos. La ordenada a escala es la entalpía. I con un intervalo de 1 kJ / kg de aire seco. En este caso, hacia arriba desde el punto 0, correspondiente a la temperatura del aire húmedo t = 0 0 С (273K) y el contenido de humedad d = 0, posponen valores positivos y negativos de entalpía hacia abajo.

A través de los puntos obtenidos en la ordenada, se trazan líneas de entalpías constantes en un ángulo de 135 0 con la abscisa. Sobre la cuadrícula así obtenida se aplican líneas de isotermas y líneas de humedad relativa constante. Para construir isotermas, usamos la ecuación para el contenido de calor del aire húmedo:

Puede escribirse de la siguiente manera:

, (1.27)

donde ty С sv son la temperatura (0 С) y la capacidad calorífica del aire seco (kJ / kg 0 С), respectivamente;

r es el calor latente de vaporización del agua (en los cálculos se supone

r = 2,5 kJ / g).

Si asumimos que t = constante, entonces la ecuación (1.27) será una línea recta, lo que significa que las isotermas en coordenadas identificación son rectas y para su construcción es necesario determinar solo dos puntos que caracterizan las dos posiciones extremas del aire húmedo.

Figura 4.i - diagrama d de aire húmedo

Para construir una isoterma correspondiente al valor de temperatura t = 0 ° C (273K), primero, usando la expresión (1.27), determinamos la posición de la coordenada de contenido de calor (i 0) para aire absolutamente seco (d = 0). Después de sustituir los valores correspondientes de los parámetros t = 0 0 C (273K) yd = 0 g / kg, la expresión (1.27) muestra que el punto (i 0) se encuentra en el origen.

. (1.28)

Para aire completamente saturado a una temperatura de t = 0 ° C (273K) y = 100% de la literatura de referencia, por ejemplo, encontramos el valor correspondiente del contenido de humedad d 2 = 3.77 g / kg seco. aire ya partir de la expresión (1.27) encontramos el valor correspondiente de la entalpía: (i 2 = 2.5 kJ / g). En el sistema coordenadas i-d ponemos los puntos 0 y 1 y a través de ellos trazamos una línea recta, que será la isoterma del aire húmedo a una temperatura de t = 0 0 С (273K).

De manera similar, puede construir cualquier otra isoterma, por ejemplo, para temperatura más 10 0 С (283). A esta temperatura u = 100%, según los datos de referencia, encontramos la presión parcial del aire totalmente saturado igual a P p = 9,21 mm. rt. Arte. (1.23 kPa), además y de la expresión (1.28) encontramos el valor del contenido de humedad (d = 7.63 g / kg), y de la expresión (1.27) determinamos el valor del contenido de calor del aire húmedo (i = 29.35 kJ / gramo).

Para aire absolutamente seco (= 0%), a una temperatura de T = 10 ° C (283K), después de sustituir los valores en la expresión (1.27), obtenemos:

i = 1,005 * 10 = 10,05 kJ / g.

En el diagrama i-d, encontramos las coordenadas de los puntos correspondientes, y trazando una línea recta a través de ellos, obtenemos una línea isoterma para la temperatura más 10 0 С (283 K). Una familia de otras isotermas se construye de manera similar, y conectando todas las isotermas para = 100% (en la línea de saturación), obtenemos una línea de humedad relativa constante = 100%.

Como resultado de las construcciones construidas, se obtuvo un diagrama de id, que se muestra en la Figura 4. Aquí, los valores de las temperaturas del aire húmedo se grafican en el eje de ordenadas y los valores de contenido de humedad se grafican. en el eje de abscisas. Las líneas oblicuas muestran los valores del contenido de calor (kJ / kg). Las curvas que divergen del centro de coordenadas en un haz expresan los valores de humedad relativa φ.

La curva φ = 100% se llama curva de saturación; por encima de él, el vapor de agua en el aire está en un estado de sobrecalentamiento, y por debajo de él, en un estado de sobresaturación. Una línea oblicua desde el centro de coordenadas caracteriza la presión parcial del vapor de agua. Las presiones parciales se representan en el lado derecho de la ordenada.

Usando el diagrama i - d, a una temperatura y humedad relativa del aire dadas, es posible determinar sus otros parámetros: contenido de calor, contenido de humedad y presión parcial. Por ejemplo, para una temperatura dada más 25 ° С (273K) y humedad relativa y φ = 40%, en el diagrama i-d, encontramos el punto UNA. Descendiendo desde ella verticalmente, en la intersección con la línea inclinada, encontramos la presión parcial P p = 9 mm Hg. Arte. (1,23 kPa) y más allá de la abscisa - contenido de humedad d А = 8 g / kg de aire seco. El diagrama también muestra que el punto A se encuentra en una línea inclinada que expresa el contenido de calor i A = 11 kJ / kg de aire seco.

Los procesos que tienen lugar durante el calentamiento o enfriamiento del aire sin cambiar el contenido de humedad se representan en el diagrama mediante líneas rectas verticales. El diagrama muestra que cuando d = constante, durante el calentamiento del aire, su humedad relativa disminuye y durante el enfriamiento aumenta.

Usando el diagrama i - d, es posible determinar los parámetros de las partes mezcladas de aire húmedo para esto, se construye la llamada pendiente de la viga de proceso . El proceso de trazado de rayos (ver Figura 5) comienza desde un punto con parámetros conocidos, en este caso es el punto 1.

El diagrama de aire húmedo da una representación gráfica de la relación entre los parámetros del aire húmedo y es el principal para determinar los parámetros de la condición del aire y calcular los procesos de tratamiento de calor y humedad.

En el diagrama I-d (Fig. 2), la abscisa muestra el contenido de humedad d g / kg de aire seco y la ordenada muestra la entalpía I del aire húmedo. El diagrama muestra líneas rectas verticales de contenido de humedad constante (d = constante). Se toma como punto de referencia el punto O, en el que t = 0 ° C, d = 0 g / kg y, por tanto, I = 0 kJ / kg. Al construir el diagrama, se utilizó un sistema de coordenadas oblicuas para aumentar el área de aire insaturado. El ángulo entre la dirección de los ejes es de 135 ° o 150 °. Para facilitar su uso, se dibuja un eje de contenido de humedad convencional en un ángulo de 90º con respecto al eje de entalpía. El gráfico está trazado para presión barométrica constante. Disfrutar Gráfico I-d construido para presión atmosférica p b = 99,3 kPa (745 mm Hg) y presión atmosférica p b = 101,3 kPa (760 mm Hg).

Las isotermas (t c = constante) y las curvas de humedad relativa (φ = constante) se representan en el diagrama. La ecuación (16) muestra que las isotermas en el diagrama I-d son líneas rectas. Todo el campo del diagrama se divide en dos partes por la línea φ = 100%. Por encima de esta línea hay un área de aire insaturado. La línea φ = 100% contiene los parámetros de aire saturado. Debajo de esta línea se encuentran los parámetros del estado del aire saturado que contiene gotas de humedad en suspensión (niebla).

Para la conveniencia del trabajo, se traza una dependencia en la parte inferior del diagrama, se traza una línea de presión parcial de vapor de agua p p sobre el contenido de humedad d. La escala de presión se encuentra en el lado derecho del diagrama. Cada punto del diagrama I-d corresponde a un cierto estado de aire húmedo.

Determinación de los parámetros del aire húmedo según el diagrama I-d. El método para determinar los parámetros se muestra en la Fig. 2. La posición del punto A está determinada por dos parámetros, por ejemplo, temperatura t A y humedad relativa φ A. Determinamos gráficamente: temperatura del bulbo seco tc, contenido de humedad d A, entalpía I A. La temperatura del punto de rocío tp se define como la temperatura del punto de intersección de la línea d A = constante con una línea φ = 100% (punto P). Los parámetros del aire en estado de completa saturación con humedad se determinan en la intersección de la isoterma t A con la línea φ = 100% (punto H).

El proceso de humidificación del aire sin suministro y extracción de calor se llevará a cabo con entalpía constante I A = const ( proceso A-M). En la intersección de la línea I A = constante con la línea φ = 100% (punto M), encontramos la temperatura del termómetro húmedo t m (la línea de entalpía constante prácticamente coincide con la isoterma
t m = constante). En aire húmedo insaturado, la temperatura de bulbo húmedo es menor que la temperatura de bulbo seco.

Encontramos la presión parcial del vapor de agua p P trazando una línea d A = constante desde el punto A hasta la intersección con la línea de presión parcial.

La diferencia de temperatura t c - t m = Δt ps se llama psicrométrica, y la diferencia de temperatura t c - t p se llama higrométrica.

El aire húmedo es una mezcla de aire seco y vapor de agua. Las propiedades del aire húmedo se caracterizan por los siguientes parámetros principales: temperatura de bulbo seco t, presión barométrica P b, presión parcial de vapor de agua P p, humedad relativa φ, contenido de humedad d, entalpía específica i, temperatura de punto de rocío tp, bulbo húmedo temperatura tm, densidad ρ.

El diagrama i-d es una relación gráfica entre los principales parámetros del aire t, φ, d, i a una determinada presión de aire barométrica P b y se utiliza para visualizar los resultados del cálculo del procesamiento del aire húmedo.

El diagrama i-d fue compilado por primera vez en 1918 por el ingeniero de calefacción soviético L.K. Ramzin.

El diagrama está construido en un sistema de coordenadas oblicuas, lo que permite expandir el área de aire húmedo insaturado y hace que el diagrama sea conveniente para el trazado gráfico. La ordenada del diagrama muestra los valores de la entalpía específica i, la abscisa, dirigida a un ángulo de 135 ° con el eje i, muestra los valores del contenido de humedad d. El campo del diagrama está dividido por líneas de valores constantes de entalpía específica i = constante y contenido de humedad d = constante. El diagrama también muestra líneas de valores de temperatura constante t = const, que no son paralelas entre sí, y cuanto mayor es la temperatura del aire húmedo, más se desvían hacia arriba las isotermas. Las líneas de valores constantes de humedad relativa φ = constante también se trazan en el campo del diagrama.

Humedad relativa es la relación entre la presión parcial del vapor de agua contenido en el aire húmedo de un estado dado y la presión parcial del vapor de agua saturado a la misma temperatura.

Contenido de humedad es la masa de vapor de agua en aire húmedo por 1 kg de masa de su parte seca.

Entalpía específica es la cantidad de calor contenida en el aire húmedo a una temperatura y presión determinadas, referida a 1 kg de aire seco.

Diagrama de curva i-d φ = 100% se divide en dos áreas. Toda el área del diagrama, que se encuentra por encima de esta curva, caracteriza los parámetros del aire húmedo insaturado y, por debajo, el área de niebla.

La niebla es un sistema de dos fases que consta de aire húmedo saturado y humedad en suspensión en forma de pequeñas gotas de agua o partículas de hielo.

Calcular los parámetros de aire húmedo y trazando i-d Los gráficos utilizan cuatro ecuaciones básicas:

1) Presión de vapor de agua saturado sobre una superficie plana de agua (t> 0) o hielo (t ≤ 0), kPa:

(3.12)

donde α in, β in son constantes para el agua, α in = 17.504, β in = 241.2 ° С

α l, β l - constantes para el hielo, α l = 22.489, β l = 272.88 ° С

2) Humedad relativa φ,%:

(4.7) 6 (23)

donde P b - presión barométrica, kPa

4) Entalpía específica del aire húmedo i, kJ / kg d.w .:

6 (32)

temperatura de derretimiento- esta es la temperatura a la que se debe enfriar el aire insaturado para que se sature manteniendo un contenido de humedad constante.

Para encontrar la temperatura del punto de rocío en el diagrama i-d a través del punto que caracteriza el estado del aire, debe trazar una línea d = constante hasta que se cruce con la curva φ = 100%. La temperatura del punto de rocío es la temperatura límite a la que se puede enfriar el aire húmedo con un contenido de humedad constante sin condensación.

Temperatura del bulbo húmedo es la temperatura que toma el aire húmedo insaturado con los parámetros iniciales i 1 yd 1 como resultado del calor adiabático y el intercambio de masa con agua en estado líquido o sólido, teniendo una temperatura constante t in = tm después de alcanzar un estado saturado que satisface la igualdad:

(4.21)

donde c in - capacidad calorífica específica del agua, kJ / (kg ° C)

La diferencia i n - i 1 suele ser pequeña, por lo que el proceso de saturación adiabática a menudo se denomina isentálpico, aunque en realidad i n = i 1 solo en t m = 0.

Para encontrar la temperatura del termómetro húmedo en el diagrama i-d a través del punto que caracteriza el estado del aire, es necesario trazar una línea de entalpía constante i = const hasta que se cruce con la curva φ = 100%.

La densidad del aire húmedo está determinada por la fórmula, kg / m 3:

(4.25)

donde T es la temperatura en grados Kelvin

La cantidad de calor necesaria para calentar el aire se puede calcular mediante la fórmula, kW:

La cantidad de calor extraído del aire durante el enfriamiento, kW:

donde i 1, i 2 - entalpía específica en los puntos inicial y final, respectivamente, kJ / kg d.w.

G s - consumo de aire seco, kg / s

donde d 1, d 2 - contenido de humedad en los puntos inicial y final, respectivamente, g / kg d.m.

Al mezclar dos corrientes de aire, el contenido de humedad y la entalpía específica de la mezcla se determinan mediante las fórmulas:

En el diagrama, el punto de la mezcla se encuentra en la línea recta 1-2 y lo divide en segmentos inversamente proporcionales a las cantidades mezcladas de aire:

1-3 = G c2 3-2 G c1

Es posible un caso en el que el punto de la mezcla 3 * estará por debajo de la línea φ = 100%. En este caso, el proceso de mezclado va acompañado de la condensación de una parte del vapor de agua contenido en la mezcla, y el punto de la mezcla 3 estará en la intersección de las líneas i 3 * = const y φ = 100%.

En el sitio web presentado, en la página "Cálculos", puede calcular hasta 8 estados de aire húmedo con la construcción de rayos de procesos en el diagrama i-d.

Para determinar el estado inicial, debe especificar dos de los cuatro parámetros (t, φ, d, i) y el flujo de aire seco L c *. El caudal se establece asumiendo una densidad de aire de 1,2 kg / m 3. A partir de aquí, se determina el caudal másico de aire seco, que se utiliza en cálculos posteriores. La tabla de salida muestra los valores reales del flujo de aire volumétrico correspondiente a la densidad real del aire.

El nuevo estado se puede calcular definiendo el proceso y configurando los parámetros finales.

El diagrama muestra los siguientes procesos: calentamiento, enfriamiento, enfriamiento adiabático, humidificación de vapor, mezcla y el proceso general, determinado por dos parámetros cualesquiera.

Proceso	Designacion	Descripción
Calor	O	Se introduce la temperatura final deseada o la potencia calorífica deseada.
Enfriamiento	C	Se introduce la temperatura final objetivo o la capacidad de refrigeración objetivo. Este cálculo se basa en el supuesto de que la temperatura de la superficie del enfriador permanece sin cambios y los parámetros iniciales del aire tienden al punto con la temperatura de la superficie del enfriador en φ = 100%. Es como si el aire del estado inicial se mezclara con aire completamente saturado en la superficie del enfriador.
Refrigeración adiabática	A	Se ingresa la humedad relativa final o el contenido de humedad o la temperatura objetivo.
Humidificación de vapor	PAG	Se ingresa la humedad relativa final o el contenido de humedad objetivo.
Proceso general	X	Se introducen los valores de dos de los cuatro parámetros (t, φ, d, i), que son finales para un proceso dado.
Mezcla	S	Este proceso se define sin configurar parámetros. Se utilizan los dos caudales de aire anteriores. Si se alcanza el contenido de humedad máximo permitido durante la mezcla, se produce una condensación adiabática de vapor de agua. Como resultado, se calcula la cantidad de humedad condensada.

LITERATURA:

1. Burtsev S.I., Tsvetkov Yu.N. Aire húmedo. Composición y propiedades: Libro de texto. prestación. - SPb.: SPbGAKhPT, 1998 .-- 146 p.

2. Libro de referencia ABOK 1-2004. Aire húmedo. - M.: AVOK-PRESS, 2004 .-- 46 p.

3. Manual de ASHRAE. Fundamentos. - Atlanta, 2001.

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