Diagrama del programa de identificación para trazar la condición del aire. Tabla de identificación para principiantes (tabla de identificación de condiciones de aire húmedo para tontos). Determinación de la humedad relativa por psicrómetro.
Determinación de la humedad relativa por psicrómetro.
La humedad relativa se determina con mayor precisión utilizando un psicrómetro, que consta de dos termómetros, el elemento sensible de uno de los cuales se envuelve en un paño constantemente humedecido con agua. La evaporación del agua de la superficie del tejido se produce debido a la energía interna del agua y al elemento sensible del termómetro "húmedo", cuya temperatura, por lo tanto, disminuye. Como resultado del intercambio de calor y masa del aire ambiente con un paño húmedo, se establece el equilibrio térmico, que corresponde a la temperatura indicada por un termómetro "húmedo". t m... Será menor que la temperatura de bulbo seco. t mostrando la temperatura real aire húmedo.
Tasa de evaporación y, en consecuencia, disminución de la temperatura del termómetro "húmedo" t m en comparación con la temperatura del aire indicada por un bulbo seco, es decir, e. t - t m, cuanto más, más lejos está el estado del vapor de agua en el aire húmedo del estado de saturación.
Según tablas psicrométricas (Apéndice), conocer t m y diferencia de temperatura psicrométrica t - t m, en la intersección de la línea t m y columna t - t m se puede determinar la humedad relativa del aire.
Los parámetros del aire húmedo generalmente se determinan gráficamente usando Hd- diagramas (Fig.2). Una característica de este diagrama es la ubicación del eje de abscisas en un ángulo de 135 ° con el eje de ordenadas. Los puntos del eje de abscisas se proyectan sobre el eje horizontal (convencional).
La curva está en el límite, correspondiente a las condiciones de aire húmedo saturado. El área por encima de esta curva corresponde a los estados del aire húmedo insaturado
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espíritu, el área debajo de la curva es un área de aire húmedo saturado, la aparición de rocío, "niebla".
Por Hd- La temperatura del punto de rocío se puede determinar en el diagrama si p. 1 se proyecta verticalmente (enfriamiento) en una curva. La isoterma que pasa por este punto de intersección corresponde a la temperatura t rocío.
Para determinar la presión parcial del vapor de agua. p p se traza una línea a partir del contenido de humedad dado debajo de la curva. Los valores p p se indican en la ordenada derecha del diagrama en mmHg.
El proceso de calentamiento del aire húmedo. Deje el aire húmedo en estado m. 1 con una temperatura inicial t 1 y la humedad relativa se calienta en un calentador (calentador eléctrico) para t 2... Sobre Hd-diagrama, este proceso está representado por una línea recta 1-2 (ver Fig.2), a través de los puntos 1 y 2 de los cuales pasan isotermas, respectivamente t 1 y t 2... El proceso de calentamiento del aire húmedo se lleva a cabo cuando durante el calentamiento, el contenido de humedad en el aire húmedo no cambia.
Según el cambio en la entalpía del aire calentado. H 2 - H 1 es posible, de acuerdo con la ecuación de la Primera Ley de la Termodinámica, determinar la cantidad de calor suministrado (en):
, kJ / hora. (diez)
Proceso de secado. Si descuidamos las pérdidas de calor, podemos suponer que el proceso de secado de materiales con aire caliente en las cámaras de secado ocurre en. Sobre Hd- en el diagrama, dicho proceso se representa mediante una línea recta 2-3΄ (ver Fig. 2). La constancia de la entalpía del aire húmedo se explica por el hecho de que el calor necesario para evaporar la humedad se toma de la corriente de aire y se le devuelve junto con la humedad evaporada.
En una secadora que funciona con pérdidas de calor al medio ambiente, el proceso de secado no se llevará a cabo a lo largo de una curva de 2-3΄ (en), sino a lo largo de una curva de 2-3. La posición del punto 3 está determinada por lo medido en el experimento. t 3 y . Cambiando el contenido de humedad del aire antes y después de la cámara de secado d 1 y d 3 puede calcular la masa de humedad eliminada del material a secar con aire caliente:
, g de humedad / hora. (once)
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 del aire acondicionado
Densidad del 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, se acepta en la práctica.
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 gastado 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 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 se convierte en 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 el entorno y el cuerpo requiere menos enfriamiento. El punto de rocío bajo solo puede ir con alta temperatura a muy baja humedad relativa.
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 mayor es la temperatura del aire húmedo, más se desvían hacia arriba sus isotermas. Excepto 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 esencial. 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 del estado del aire (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 .
El estado del aire húmedo en el diagrama psicométrico se determina utilizando los dos parámetros indicados. Si elegimos cualquier temperatura de bulbo seco y cualquier temperatura de bulbo húmedo, entonces el punto de intersección de estas líneas en el diagrama es un punto que indica el estado del aire a estas temperaturas. El estado del aire en un punto dado se indica con bastante precisión.
Cuando se encuentra una determinada condición de aire en el diagrama, todos los demás parámetros de aire se pueden determinar utilizando Gráficos j-d .
Ejemplo 1.
t = 35 ° С , y la temperatura del punto de rocío TR es igual a t T.P. = 12 ° C , ¿cuál es la temperatura de bulbo húmedo?
Consulte la Figura 6 para ver la solución.
En la escala de temperatura, encontramos el valor numérico de la temperatura del punto de rocío. t T.P. = 12 ° C y dibuja una línea isoterma φ = 100% ... Obtenemos un punto con parámetros de punto de rocío - T.R .
Desde este punto d = constante t = 35 ° С .
Obtenemos el punto requerido A
Desde el punto A trazamos una línea de contenido de calor constante - J = constante antes de cruzar la línea de la humedad relativa φ = 100% .
Obtenemos el punto del termómetro húmedo - T.M.
Desde el punto resultante - T.M. dibuja una línea isoterma - t = constante antes de cruzar la escala de temperatura.
Leemos el valor numérico deseado de la temperatura del termómetro húmedo - T.M. puntos A que es igual
t T.M. = 20,08 ° C.
Ejemplo 2.
Si la temperatura de bulbo seco del aire húmedo es t = 35 ° С , y la temperatura del punto de rocío t T.P. = 12 ° C , que es igual a humedad relativa?
Consulte la Figura 7 para ver la solución.
t = 35 ° С y dibuja una línea isoterma - t = constante .
t T.P. = 12 ° C y dibuja una línea isoterma - t = constante antes de cruzar la línea de la humedad relativa φ = 100% .
Obtenemos el punto de rocío - T.R .
Desde este punto - T.R. trazamos una línea de contenido de humedad constante - d = constante t = 35 ° С .
Este será el punto deseado. A , cuyos parámetros se especificaron.
La humedad relativa deseada en este punto será igual a
φ A = 25%.
Ejemplo 3.
Si la temperatura de bulbo seco del aire húmedo es t = 35 ° С , y la temperatura del punto de rocío t T.P. = 12 ° C , ¿cuál es la entalpía del aire?
Consulte la Figura 8 para ver la solución.
En la escala de temperatura, encontramos el valor numérico de la temperatura de bulbo seco - t = 35 ° С y dibuja la línea de isoterma - t = constante .
En la escala de temperatura, encontramos el valor numérico de la temperatura del punto de rocío - t T.P. = 12 ° C y dibuja una línea isoterma - t = constante antes de cruzar la línea de la humedad relativa φ = 100% .
Obtenemos el punto de rocío - T.R.
Desde este punto - T.R. trazamos una línea de contenido de humedad constante - d = constante antes de cruzar la línea de isoterma de bulbo seco t = 35 ° С .
Este será el punto deseado. A , cuyos parámetros se especificaron. El contenido de calor o entalpía deseados en este punto será igual a
J A = 57,55 kJ / kg.
Ejemplo 4.
En el aire acondicionado relacionado con la refrigeración (temporada cálida), lo que nos interesa principalmente es determinar la cantidad de calor que se debe eliminar para enfriar el aire lo suficiente como para mantener los parámetros de diseño del clima interior. En aire acondicionado relacionado con su calefacción (temporada fría), el aire exterior debe calentarse para asegurar las condiciones de diseño en el área de trabajo de la habitación.
Suponga, por ejemplo, que la temperatura exterior de bulbo húmedo es t H T.M = 24 ° С , y en una habitación con aire acondicionado es necesario mantener t B T.M = 19 ° С bulbo húmedo.
La cantidad total de calor que debe eliminarse de 1 kg de aire seco se determina mediante el siguiente método.
Ver figura 9.
Entalpía del aire exterior en t H T.M = 24 ° С bulbo húmedo es
p = J H = 71,63 kJ / por 1 kg de aire seco.
La entalpía del aire interno en t B TM = 19 ° С en un bulbo húmedo es
J B = 53,86 kJ / por 1 kg de aire seco.
La diferencia de entalpías entre el aire exterior y el interior es:
JН - JВ = 71,63 - 53,86 = 17,77 kJ / kg.
En base a esto, la cantidad total de calor que debe eliminarse al enfriar el aire de t H T.M = 24 ° С bulbo húmedo para t B T.M = 19 ° С bulbo húmedo, igual Q = 17,77 kJ por 1 kg de aire seco que es igual 4,23 kcal o 4,91 W por 1 kg de aire seco.
Ejemplo 5.
Durante la temporada de calefacción, es necesario calentar el aire exterior con t Н = - 10 ° С bulbo seco ys t H T.M = - 12.5 ° С bulbo húmedo a la temperatura del aire interno t B = 20 ° C bulbo seco y t B T.M = 11 ° С bulbo húmedo. Determine la cantidad de calor seco que se agregará a 1 kg de aire seco.
Consulte la Figura 10 para ver la solución.
Sobre J - diagrama d por dos parámetros conocidos - por temperatura de bulbo seco t Н = - 10 ° С y por temperatura de bulbo húmedo t H T.M = - 12.5 ° С determinar el punto del aire exterior basado en la temperatura de bulbo seco t Н = - 10 ° С y de la temperatura exterior - H .
En consecuencia, determinamos el punto de aire interno: V .
Leemos el contenido de calor, la entalpía del aire exterior, H que será igual a
J N = - 9.1 kJ / por 1 kg de aire seco.
En consecuencia, el contenido de calor, la entalpía del aire interno, V será igual
J B = 31,66 kJ / por 1 kg de aire seco
La diferencia entre las entalpías del aire interior y exterior es:
ΔJ = J B - J H = 31,66 - (-9,1) = 40,76 kJ / kg.
Este cambio en la cantidad de calor es un cambio en la cantidad de calor solo en aire seco, porque no hay cambios en su contenido de humedad.
Seco o calidez obvia - calidez, que se agrega al aire o se elimina del aire sin cambiar el estado de agregación del vapor (solo cambia la temperatura).
Calor latente- el calor va a cambiar el estado de agregación del vapor sin cambiar la temperatura. La temperatura del punto de rocío se refiere al contenido de humedad del aire.
Cuando cambia la temperatura del punto de rocío, el contenido de humedad cambia, es decir en otras palabras, el contenido de humedad solo se puede cambiar cambiando la temperatura del punto de rocío. Por lo tanto, debe tenerse en cuenta que si la temperatura del punto de rocío permanece constante, entonces el contenido de humedad tampoco cambia.
Ejemplo 6.
Aire que tiene parámetros iniciales t Н = 24 ° С bulbo seco y t H T.M = 14 ° С bulbo húmedo, debe acondicionarse para que sus parámetros finales sean iguales t К = 24 ° С bulbo seco y t K T.M = 21 ° С bulbo húmedo. Es necesario determinar la cantidad de calor latente agregado, así como la cantidad de humedad agregada.
Consulte la Figura 11 para ver una solución.
En la escala de temperatura, encontramos el valor numérico de la temperatura de bulbo seco - t Н = 24 ° С , y dibuja la línea de isoterma - t = constante .
De manera similar, en la escala de temperatura encontramos el valor numérico de la temperatura de bulbo húmedo: t H T.M. = 14 ° C , dibuja la línea de isoterma - t = constante .
Cruce de línea isoterma - t H T.M. = 14 ° C con una línea de humedad relativa - φ = 100% da el punto del termómetro de aire húmedo con los parámetros iniciales establecidos - punto M.T. (N) .
Desde este punto trazamos una línea de contenido de calor constante - entalpía - J = constante antes de cruzar la isoterma - t Н = 24 ° С .
Tenemos un punto en Gráfico j-d con parámetros iniciales de aire húmedo - punto H , t leer el valor numérico de la entalpía
J H = 39,31 kJ / por 1 kg de aire seco.
Procedemos de la misma forma para determinar el punto de aire húmedo en Gráfico j-d con parámetros finitos - punto PARA .
Valor numérico de la entalpía en un punto PARA será igual
J K = 60,56 kJ / por 1 kg de aire seco.
En este caso, al aire con los parámetros iniciales en el punto H es necesario agregar calor latente para que los parámetros finales del aire estén en el punto PARA .
Determinando la cantidad de calor latente
ΔJ = J K - J H = 60,56 - 39,31 = 21,25 kJ / kg.
Dibujar desde el punto de partida - punto H , y el punto final es un punto PARA líneas verticales de contenido de humedad constante - d = constante , y lea los valores de la humedad absoluta del aire en estos puntos:
J H = 5,95 g / por 1 kg de aire seco;
J K = 14,4 g / por 1 kg de aire seco.
Tomando la diferencia en la humedad absoluta del aire
Δd = d К -d Н = 14,4 - 5,95 = 8,45 g / por 1 kg de aire seco
obtenemos la cantidad de humedad agregada por 1 kg de aire seco.
Un cambio en la cantidad de calor es un cambio en la cantidad solamente oculto calor, porque no hay cambios en la temperatura de bulbo seco.
Aire exterior a temperatura t Н = 35 ° С bulbo seco y t H T.M. = 24 ° C bulbo húmedo - punto H , debe mezclarse con aire recirculado con parámetros t P = 18 ° C temperatura de bulbo seco y φ Р = 10% humedad relativa - punto R.
La mezcla debe ser un 25% de aire exterior y un 75% de aire recirculado. Determine las temperaturas finales de la mezcla de aire utilizando termómetros secos y húmedos.
Consulte la Figura 12 para ver la solución.
Aplicar sobre Gráfico j-d puntos H y R según los datos iniciales.
Conectamos los puntos H y P con una línea recta: la línea de la mezcla.
En la línea de mezcla HP determinar el punto de la mezcla CON basado en la proporción en que la mezcla debe consistir en un 25% de aire exterior y un 75% de aire recirculado. Para hacer esto, desde el punto R reservar un segmento igual al 25% de la longitud total de la línea de mezcla HP ... Obtener el punto de fusión CON .
Longitud restante del segmento CH igual al 75% de la longitud de la línea de la mezcla HP .
Desde el punto C trazamos una línea de temperatura constante t = constante y en la escala de temperatura leemos la temperatura del punto de mezcla t C = 22,4 ° C bulbo seco.
Desde el punto CON realizamos líneas de contenido calorífico constante J = constante antes de cruzar la línea de la humedad relativa φ = 100% y obtenemos el punto de temperatura del termómetro húmedo t C T.M. mezclas. Para obtener un valor numérico a partir de este punto, trazamos una línea de temperatura constante y en la escala de temperatura determinamos el valor numérico de la temperatura del termómetro húmedo de la mezcla, que es igual a t C T.M. = 12 ° C .
Si es necesario en Gráfico j-d puede determinar todos los parámetros que faltan de la mezcla:
- contenido de calor igual a J С = 33,92 kJ / kg ;
- contenido de humedad igual a d С = 4,51 g / kg ;
- humedad relativa φ С = 27% .
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 contienen 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. Al mismo tiempo, 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 ° С (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) y d = 0 g / kg expresión (1.27), se ve 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).
Cualquier otra isoterma se puede construir de manera similar, 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 / g).
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 realizadas, se obtuvo un diagrama de id, el cual se muestra en la Figura 4. Aquí se grafican los valores de las temperaturas del aire húmedo en el eje de ordenadas y se grafican los valores de contenido de humedad. 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; encima de él, el vapor de agua en el aire está en un estado sobrecalentado, y debajo de él, en un estado de sobresaturación. Una línea oblicua que parte del 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 ° C (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 ocurren 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, puede determinar los parámetros de las partes mezcladas de aire húmedo para esto, el llamado Pendiente proceso de haz . El proceso de trazado de rayos (ver Figura 5) comienza desde un punto con parámetros conocidos, en este caso el punto 1.
El diagrama I-d del aire húmedo fue compilado por el profesor Leonid Konstantinovich Ramzin en 1918. Conecta gráficamente 5 parámetros del aire húmedo:
Contenido de calor específico (entalpía) Yo en,
Temperatura t,
Humedad relativa φ ,
Presión parcial de vapor de agua p p.
Si conoce dos de estos parámetros, puede determinar todos los demás.
El gráfico se elabora para una presión barométrica específica.
La ordenada (vertical) representa el contenido de calor (entalpía) yo con aire seco, en abscisas (horizontal) - contenido de humedad D... Las líneas de contenido de calor constante (entalpía) I = const (adiabats) corren en un ángulo de 135º con el eje de ordenadas. Líneas de humedad constantes D= carrera constante paralela al eje de ordenadas.
También se trazan líneas curvas de humedad relativa constante. φ = const y formando un ángulo con la ordenada de la línea isoterma t = const.
Líneas φ = 0 y D= 0 coinciden, ya que caracterizan igualmente la ausencia total de humedad en el aire.
A través del punto de intersección de líneas con parámetros. D= 0 y t= 0 pasa la línea I = 0. Los valores de contenido de calor (entalpía) por encima de esta línea son positivos, por debajo de - negativos.
La línea φ = 100% divide el diagrama en dos partes. Por encima de la línea hay un área de aire húmedo insaturado. La línea en sí φ = 100% corresponde a aire saturado - " curva de saturación ". Debajo de la línea está el área de aire sobresaturado, " zona de niebla », Donde el agua está suspendida en el aire en una fase líquida o sólida.
Diagramas i-d y diagramas para determinar los parámetros del aire húmedo para el punto A.
PROCESOS BÁSICOS DE MANEJO DE AIRE
Y SU IMAGEN EN DIAGRAMA I-d
Al considerar los procesos de cambio del estado del aire húmedo, se toma lo siguiente suposición : las propiedades del aire cambian en todo su volumen al mismo tiempo.
De hecho, este no es el caso, ya que las capas más cercanas a las superficies calientes tendrán una temperatura más alta que las distantes. En base a esto, se deduce que los valores promedio de los parámetros del aire para todo el volumen se toman como válidos.
El procesamiento de aire húmedo, es decir, cambiar sus parámetros, se lleva a cabo mediante dispositivos especiales. A continuación se muestra una descripción únicamente del propósito y principio de funcionamiento de dichos dispositivos, sin considerar su diseño, variedades e instalación.
Los dispositivos elementales que son herramientas para influir en los parámetros del aire incluyen:
Calentador de aire
Cámara de riego (boquilla) (humidificador de agua)
Humidificador de vapor (generador de vapor)
CALENTADOR
Calentador- este dispositivo de intercambio de calor que cambia la temperatura del aire sin afectar el contenido de humedad.
Calor seco
El proceso se observa solo en el intercambiador de calor (calentador).
El calentamiento del aire ocurre con un contenido de humedad constante (d = constante), ya que la humedad no va a ninguna parte y no se agrega desde ninguna parte, ya que el aire procesado está en contacto solo con la superficie seca del intercambiador de calor (calentador de aire). Solo cambia la cantidad de calor sensible.
En este proceso, el contenido de humedad no cambia, la temperatura y la entalpía aumentan y la humedad relativa disminuye ( t 2>t 1,Yo 2>Yo 1,φ 2<φ 1, d 2=d 1= constante).
Consumo de calor para calentar el aire en el calentador de aire:
Q K = ∆I ∙ G, kJ / h =, W, donde
Yo- la diferencia en el contenido de calor kJ / kg de aire antes y después del calentador, respectivamente;
GRAMO- consumo de aire a través del calentador, kg / h
Enfriamiento seco
El enfriamiento por aire ocurre con un contenido de humedad constante (d = constante), ya que la humedad no va a ninguna parte y no se agrega desde ninguna parte, ya que el aire está en contacto solo con la superficie seca del intercambiador de calor (calentador de aire). Solo cambia la cantidad de calor sensible.
En este caso, el contenido de humedad no cambia, la temperatura y el contenido de calor (entalpía) disminuyen y la humedad relativa aumenta ( t 2<t 1,Yo 2<Yo 1,φ 2>φ 1, d 2=d 1= constante).
El consumo de frío en el calentador se determina de manera similar al cálculo del consumo de calor. En este caso, un valor negativo de la entrada de calor significará el costo no del calor, sino del frío.
punto de rocío
Si, durante el enfriamiento en seco, el proceso a lo largo de la línea D= const alcanza la línea de humedad relativa φ = 100%, luego, con una mayor disminución de la temperatura, la humedad comienza a desprenderse del aire, ya que se produce la condensación del vapor de agua.
punto de rocío- el estado del aire saturado ( φ = 100%) con un contenido de humedad dado D... Está ubicado en la intersección de las líneas. D= const y φ = 100%. La isoterma que pasa por este punto corresponde a temperatura de derretimiento t TP.
La esencia del proceso radica en el hecho de que cuando se enfría el aire, que contiene vapor de agua en una cantidad sin cambios, se produce una temperatura a la que el aire no puede retener el vapor y se convierte en un estado líquido.
Refrigeración con deshumidificación
Si la temperatura de la superficie del intercambiador de calor (calentador de aire) t pov por debajo de la temperatura del punto de rocío, luego con una disminución adicional de la temperatura del aire, el proceso después de alcanzar el punto de rocío continúa a lo largo de la línea φ = 100%. En este caso, el vapor se condensa y, en consecuencia, el contenido de humedad del aire disminuye. Además, durante el proceso, la entalpía también disminuye y la humedad relativa alcanza el valor máximo posible del 100% ( t 2<t 1,Yo 2<Yo 1,φ 1<φ 2≈100%, d 2<d 1).
La cantidad de humedad eliminada de cada kilogramo de aire, definido como la diferencia entre el contenido de humedad en el punto de rocío y en el punto final del proceso Δd=d 2– d TP, d TP = d 1... El consumo de agua condensada en el calentador está determinado por la fórmula: W = G .
Cabe señalar que en la práctica, el proceso puede no ir estrictamente en la línea φ = 100%, y junto con él, para valores φ alrededor del 95%. En este caso, la temperatura final del aire será ligeramente superior a la temperatura de la superficie del intercambiador de calor (calentador de aire).
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