Cómo usar el gráfico HD. Diagrama I-d para principiantes (Diagrama ID del estado del aire húmedo para dummies). Determinación de la humedad relativa por psicrómetro

Definir parámetros aire húmedo, así como para resolver una serie de problemas prácticos relacionados con el secado de diversos materiales, muy convenientemente de forma gráfica con identificación diagramas, propuestos por primera vez por el científico soviético L.K. Ramzin en 1918.

Construido para una presión barométrica de 98 kPa. En la práctica, el diagrama se puede utilizar en todos los casos de cálculo de secadores, ya que con fluctuaciones normales en la presión atmosférica, los valores I Y D cambia poco.

Gráfico en coordenadas i-d es una interpretación gráfica de la ecuación de entalpía para el aire húmedo. Refleja la relación de los principales parámetros del aire húmedo. Cada punto del diagrama resalta algún estado con parámetros bien definidos. Para encontrar alguna de las características del aire húmedo, basta conocer sólo dos parámetros de su estado.

diagrama id el aire húmedo está construido en un sistema de coordenadas oblicuas. En el eje y hacia arriba y hacia abajo desde el punto cero (i \u003d 0, d \u003d 0), se trazan los valores de entalpía y las líneas i \u003d const se dibujan paralelas al eje de abscisas, es decir , en un ángulo de 135 0 con la vertical. En este caso, la isoterma de 0 o C en la región no saturada se ubica casi horizontalmente. En cuanto a la escala para leer el contenido de humedad d, por conveniencia se reduce a una línea recta horizontal que pasa por el origen.

La curva de la presión parcial del vapor de agua también se traza en el diagrama i-d. Para ello se utiliza la siguiente ecuación:

R p \u003d B * d / (0.622 + d),

Para valores variables de d, obtenemos que, por ejemplo, para d=0 P p =0, para d=d 1 P p = P p1, para d=d 2 P p = P p2, etc. Dada una cierta escala para presiones parciales, en la parte inferior del diagrama en un sistema de coordenadas rectangulares, se traza una curva P p =f(d) en los puntos indicados. Después de eso, las líneas curvas de una constante se aplican al diagrama i-d humedad relativa(φ = constante). La curva inferior φ = 100% caracteriza el estado del aire saturado con vapor de agua ( curva de saturación).

Además, se construyen líneas rectas de isotermas (t = const) en el diagrama i-d del aire húmedo, que caracterizan los procesos de evaporación de la humedad, teniendo en cuenta la cantidad adicional de calor introducida por el agua que tiene una temperatura de 0 ° C.

En el proceso de evaporación de la humedad, la entalpía del aire permanece constante, ya que el calor tomado del aire para el secado de los materiales regresa junto con la humedad evaporada, es decir, en la ecuación:

yo = yo en + d*i p

Una disminución en el primer término será compensada por un aumento en el segundo término. En el diagrama i-d, este proceso va a lo largo de la línea (i = const) y tiene el nombre condicional del proceso evaporación adiabática. El límite del enfriamiento del aire es la temperatura adiabática del bulbo húmedo, que se encuentra en el diagrama como la temperatura del punto en la intersección de las líneas (i = const) con la curva de saturación (φ = 100%).

O dicho de otro modo, si desde el punto A (con coordenadas i = 72 kJ/kg, d = 12,5 g/kg aire seco, t = 40 °C, V = 0,905 m 3 /kg aire seco φ = 27 %), emitiendo un cierto estado de aire húmedo, dibujar hacia abajo un haz vertical d = const, entonces será un proceso de enfriamiento del aire sin cambiar su contenido de humedad; el valor de la humedad relativa φ en este caso aumenta gradualmente. Cuando este haz continúa hasta cruzarse con la curva φ = 100% (punto "B" con coordenadas i = 49 kJ/kg, d = 12,5 g/kg aire seco, t = 17,5 °C, V = 0,84 m 3 /kg aire seco j \u003d 100%), obtenemos la temperatura más baja tp (se llama temperatura de derretimiento), en el que el aire con un contenido de humedad dado d aún puede retener vapores en forma no condensada; una mayor disminución de la temperatura conduce a la pérdida de humedad ya sea en suspensión (niebla), o en forma de rocío en las superficies de las cercas (paredes de automóviles, productos), o escarcha y nieve (tuberías de evaporación de la máquina de refrigeración).

Si el aire en el estado A se humidifica sin suministro o remoción de calor (por ejemplo, de una superficie de agua abierta), entonces el proceso caracterizado por la línea de CA ocurrirá sin cambiar la entalpía (i = constante). Temperatura tm en la intersección de esta línea con la curva de saturación (punto "C" con coordenadas i \u003d 72 kJ / kg, d \u003d 19 g / kg aire seco, t \u003d 24 ° C, V \u003d 0,87 m 3 / kg aire seco φ = 100%) y es temperatura del bulbo húmedo.

Usando i-d, es conveniente analizar los procesos que ocurren cuando se mezclan flujos de aire húmedo.

Además, el diagrama i-d de aire húmedo es ampliamente utilizado para calcular los parámetros del aire acondicionado, entendido como un conjunto de medios y métodos para influir en la temperatura y la humedad del aire.

Después de leer este artículo, recomiendo leer el artículo sobre entalpía, capacidad frigorífica latente y determinación de la cantidad de condensado formado en sistemas de aire acondicionado y deshumidificación:

¡Buenos días, queridos colegas principiantes!

Al comienzo de mi viaje profesional, me encontré con este diagrama. A primera vista, puede parecer aterrador, pero si comprende los principios fundamentales por los que funciona, puede enamorarse de él: D. En la vida cotidiana, se llama diagrama i-d.

En este artículo, intentaré explicar simplemente (en mis dedos) los puntos principales, para que luego, a partir de la base recibida, profundice de forma independiente en esta red de características del aire.

Así es como se ve en los libros de texto. Se pone un poco espeluznante.

Eliminaré todo lo superfluo que no necesitaré para mi explicación y presentaré el diagrama i-d de esta forma:

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Todavía no está del todo claro qué es. Vamos a dividirlo en 4 elementos:

El primer elemento es el contenido de humedad (D o d). Pero antes de empezar a hablar de la humedad del aire en general, me gustaría acordar algo contigo.

Pongámonos de acuerdo "en la orilla" a la vez sobre un concepto. Deshagámonos de un estereotipo firmemente arraigado en nosotros (al menos en mí) sobre lo que es el vapor. Desde muy niño me señalaban una olla o tetera hirviendo y me decían, metiendo un dedo en el “humo” que salía de la vasija: “¡Mira! Eso es vapor". Pero como muchas personas amigas de la física, debemos entender que “El vapor de agua es un estado gaseoso agua. no tiene colores, gusto y olfato. Son solo moléculas de H2O en estado gaseoso, que no son visibles. Y lo que vemos, saliendo de la tetera, es una mezcla de agua en estado gaseoso (vapor) y “gotas de agua en estado límite entre líquido y gas”, o mejor dicho, vemos esto último (con reservas, podemos también llamamos lo que vemos - niebla). Como resultado, obtenemos eso en este momento, alrededor de cada uno de nosotros hay aire seco (una mezcla de oxígeno, nitrógeno...) y vapor (H2O).

Entonces, el contenido de humedad nos dice cuánto de este vapor está presente en el aire. En la mayoría de los diagramas i-d, este valor se mide en [g/kg], es decir, cuántos gramos de vapor (H2O en estado gaseoso) hay en un kilogramo de aire (1 metro cúbico de aire en su apartamento pesa alrededor de 1,2 kilogramos). En su apartamento para condiciones confortables en 1 kilogramo de aire debe haber 7-8 gramos de vapor.

Sobre el gráfico de identificación el contenido de humedad se muestra como líneas verticales y la información de gradación se encuentra en la parte inferior del diagrama:

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El segundo elemento importante a entender es la temperatura del aire (T o t). No creo que haya necesidad de explicar aquí. En la mayoría de los diagramas i-d, este valor se mide en grados Celsius [°C]. En el diagrama i-d, la temperatura se representa mediante líneas inclinadas y la información de gradación se encuentra en el lado izquierdo del diagrama:

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El tercer elemento del diagrama ID es la humedad relativa (φ). La humedad relativa es exactamente el tipo de humedad que escuchamos en los televisores y radios cuando escuchamos el pronóstico del tiempo. Se mide como un porcentaje [%].

Surge una pregunta razonable: "¿Cuál es la diferencia entre la humedad relativa y el contenido de humedad?" Voy a responder a esta pregunta paso a paso:

Primer paso:

El aire puede contener una cierta cantidad de vapor. El aire tiene cierta “capacidad de carga de vapor”. Por ejemplo, en su habitación, un kilogramo de aire puede "llevar a bordo" no más de 15 gramos de vapor.

Suponga que su habitación es cómoda, y en cada kilogramo de aire en su habitación hay 8 gramos de vapor, y cada kilogramo de aire puede contener 15 gramos de vapor. Como resultado, obtenemos que el 53,3% del máximo vapor posible está en el aire, es decir humedad relativa - 53,3%.

Segunda fase:

La capacidad de aire varía con diferentes temperaturas. Cuanto mayor sea la temperatura del aire, más vapor puede contener, cuanto menor sea la temperatura, menor será la capacidad.

Supongamos que hemos calentado el aire de su habitación con un calentador convencional de +20 grados a +30 grados, pero la cantidad de vapor en cada kilogramo de aire sigue siendo la misma: 8 gramos. A +30 grados, el aire puede "llevar a bordo" hasta 27 gramos de vapor, como resultado, en nuestro aire calentado, el 29,6% del máximo vapor posible, es decir. humedad relativa - 29,6%.

Lo mismo ocurre con el enfriamiento. Si enfriamos el aire a +11 grados, obtenemos una "capacidad de carga" igual a 8,2 gramos de vapor por kilogramo de aire y una humedad relativa del 97,6%.

Tenga en cuenta que había la misma cantidad de humedad en el aire: 8 gramos, y la humedad relativa saltó del 29,6 % al 97,6 %. Esto sucedió debido a las fluctuaciones de temperatura.

Cuando escuchas sobre el clima en la radio en invierno, donde dicen que hace menos 20 grados afuera y la humedad es del 80%, esto significa que hay alrededor de 0,3 gramos de vapor en el aire. Una vez en su apartamento, este aire se calienta hasta +20 y la humedad relativa de dicho aire se convierte en un 2%, y este es un aire muy seco (de hecho, en el apartamento en invierno, la humedad se mantiene en un 10-30% debido a la salida de humedad de los baños, de las cocinas y de las personas, pero que también está por debajo de los parámetros de confort).

Tercera etapa:

¿Qué sucede si bajamos la temperatura a un nivel tal que la "capacidad de carga" del aire sea menor que la cantidad de vapor en el aire? Por ejemplo, hasta +5 grados, donde la capacidad de aire es de 5,5 gramos/kilogramo. Esa parte del H2O gaseoso que no entra en el “cuerpo” (en nuestro caso son 2,5 gramos) comenzará a convertirse en líquido, es decir en agua. En la vida cotidiana, este proceso es especialmente visible cuando las ventanas se empañan debido a que la temperatura de los vidrios es más baja que la temperatura promedio en la habitación, tanto que hay poco espacio para la humedad en el aire y el el vapor, convirtiéndose en líquido, se deposita en los vasos.

En el diagrama i-d, la humedad relativa se representa mediante líneas curvas y la información de gradación se encuentra en las propias líneas:

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El cuarto elemento del diagrama ID es la entalpía (I o i). La entalpía contiene el componente energético del estado de calor y humedad del aire. Tras un estudio adicional (fuera de este artículo, por ejemplo, en mi artículo sobre entalpía ) merece la pena prestarle especial atención cuando se trata de deshumidificación y humidificación del aire. Pero por ahora atención especial no nos centraremos en este elemento. La entalpía se mide en [kJ/kg]. En el diagrama i-d, la entalpía se representa mediante líneas inclinadas y la información de gradación se encuentra en el gráfico mismo (o a la izquierda y en la parte superior del diagrama).

LK Ramzin construyó " carné de identidad» - un diagrama que se usa ampliamente en los cálculos de secado, aire acondicionado en una serie de otros cálculos relacionados con el cambio en el estado del aire húmedo. Este diagrama expresa la dependencia gráfica de los principales parámetros del aire ( t, φ, pags PAGS, D, I) a una presión barométrica dada.

elementos " I, D» – los diagramas se muestran en la fig. 7.4. El diagrama está construido en un sistema de coordenadas oblicuas con un ángulo entre los ejes I Y D 135°. Los valores de entalpías y temperaturas del aire se trazan a lo largo del eje de ordenadas ( I, kJ/kg aire seco y t, °С), a lo largo del eje de abscisas: los valores del contenido de humedad del aire húmedo D, g/kg.

Arroz. 7.4. Aproximado " carné de identidad» - diagrama

Se mencionó anteriormente que los parámetros ( tºC I kJ/kg, φ%, D g/kg, pags P Pa), que determinan el estado del aire húmedo, en " I, D» - el diagrama se puede representar gráficamente con un punto. Por ejemplo, en la fig. debajo del punto A corresponden a los parámetros del aire húmedo: temperatura t= 27 °С, humedad relativa φ = 35%, entalpía I= 48 kJ/kg, contenido de humedad D= 8 g/kg, presión de vapor parcial pags P = 1,24 kPa.

Es necesario tener en cuenta que los parámetros de aire húmedo obtenidos gráficamente corresponden a una presión barométrica (atmosférica) de 760 mm Hg. Art., para lo cual el que se muestra en la Fig. " carné de identidad"- diagrama.

La práctica de usar cálculos gráfico-analíticos para determinar la presión parcial del vapor usando " carné de identidad» - diagramas muestra que las discrepancias entre los resultados obtenidos (dentro del 1 - 2%) se explican por el grado de precisión de los diagramas.

Si los parámetros del punto A en " carné de identidad"- diagrama (Fig. 7.5) I PERO ,D A, y la B final - I B, D B, entonces la razón ( I B - I PERO) / ( D B - D A) 1000 = ε es la pendiente de la línea (haz), caracterizando este cambio en el estado del aire en las coordenadas " carné de identidad» – diagramas.

Arroz. 7.5. Definición Pendiente usando " carné de identidad» – diagramas.

El valor de ε tiene la dimensión de kJ/kg de humedad. Por otra parte, en la práctica de utilizar carné de identidad» - diagramas, el valor de ε obtenido por cálculo se conoce de antemano.

En ese caso, en carné de identidad”- el diagrama se puede usar para construir un rayo correspondiente al valor obtenido de ε. Para hacer esto, use un conjunto de rayos correspondientes a diferentes valores del coeficiente angular y trazados a lo largo del contorno " carné de identidad» – diagramas. La construcción de estos rayos se llevó a cabo de la siguiente manera (ver Fig. 7.6).

Para construir una escala angular, se consideran varios cambios en el estado del aire húmedo, suponiendo los mismos parámetros iniciales del aire para todos los casos considerados en la Figura 4: este es el origen de coordenadas ( I 1 = 0, D 1 = 0). Si los parámetros finales se denotan por I 2 y D 2, entonces la expresión del coeficiente de la pendiente se puede escribir en este caso

ε = .

Por ejemplo, tomando D 2 = 10 g/kg y I 2 = 1 kJ/kg (corresponde al punto 1 de la Fig. 1.4), ε = (1/10) 1000 = 100 kJ/kg. Para el punto 2, ε = 200 kJ/kg, y así sucesivamente para todos los puntos considerados en la Figura 1.4. Para I= 0 ε = 0, es decir, rayos en " carné de identidad» – los diagramas coinciden. De manera similar, se pueden aplicar rayos con pendientes negativas.

en los campos" identificación» - los diagramas se trazan con la dirección de los rayos de escala para los valores de los coeficientes angulares en el rango de - 30,000 a + 30,000 kJ / kg de humedad. Todos estos rayos provienen del origen.

El uso práctico de la escala angular se reduce a la transferencia paralela (por ejemplo, usando una regla) de un haz de escala con un valor conocido de la pendiente a un punto dado en " identificación» - diagrama. En la fig. se muestra la transferencia de la viga de ε = 100 al punto B.

Sobre la base de " carné de identidad» – diagrama de escala angular.

Determinación de la temperatura del punto de rocíot P y temperatura de bulbo húmedot M con "carné de identidad » – diagramas.

La temperatura del punto de rocío es la temperatura del aire saturado a un contenido de humedad dado. Sobre el " carné de identidad» - diagrama para determinar tР es necesario descender desde el punto de este estado del aire (punto A en la figura siguiente) a lo largo de la línea D= const hasta que se cruza con la línea de saturación φ = 100% (punto B). En este caso, la isoterma que pasa por el punto B corresponde a t r

Definición de valores t R y t M a " identificación» - diagrama

Temperatura del bulbo húmedo t M es igual a la temperatura del aire en estado saturado a una entalpía dada. EN " carné de identidad» - diagrama t M pasa por el punto de intersección de la isoterma con la línea φ = 100% (punto B) y prácticamente coincide (con los parámetros que tienen lugar en los sistemas de aire acondicionado) con la línea I= constante que pasa por el punto B.

La imagen de los procesos de calentamiento y enfriamiento del aire en "carné de identidad "-diagrama. El proceso de calentamiento de aire en un intercambiador de calor de superficie: un calentador en " carné de identidad» - el diagrama está representado por una línea vertical AB (ver figura abajo) cuando D= constante, ya que el contenido de humedad del aire no cambia cuando entra en contacto con una superficie seca y calentada. La temperatura y la entalpía durante el calentamiento aumentan y la humedad relativa disminuye.

El proceso de refrigeración por aire en un intercambiador de calor de superficie-refrigerador de aire se puede implementar de dos maneras. La primera forma es enfriar el aire con un contenido de humedad constante (proceso a en la Fig. 1.6). este proceso en D= fugas constantes si la temperatura de la superficie del enfriador de aire es más alta que la temperatura del punto de rocío t R. El proceso se desarrollará a lo largo de la línea VG o, en casos extremos, a lo largo de la línea VG’.

La segunda forma es enfriar el aire mientras se reduce su contenido de humedad, lo cual es posible solo cuando la humedad cae del aire (caso b en la Fig. 7.8). La condición para la implementación de dicho proceso es que la temperatura de la superficie del enfriador de aire o cualquier otra superficie en contacto con el aire debe estar por debajo de la temperatura del punto de rocío del aire en el punto D. En este caso, el vapor de agua se condensará en el aire y el proceso de enfriamiento estará acompañado por una disminución en el contenido de humedad en el aire. En la fig. este proceso irá a lo largo de la línea SL, y el punto W corresponde a la temperatura t PV superficie del enfriador de aire. En la práctica, el proceso de enfriamiento termina antes y alcanza, por ejemplo, el punto E a una temperatura t MI.

Arroz. 7.8. La imagen de los procesos de calentamiento y enfriamiento del aire en " carné de identidad» - diagrama

Los procesos de mezclar dos corrientes de aire en "carné de identidad » - diagrama.

Los sistemas de aire acondicionado utilizan los procesos de mezclar dos corrientes de aire con diferentes condiciones. Por ejemplo, usar aire recirculado o mezclar aire preparado con aire interior cuando se suministra desde un acondicionador de aire. También son posibles otros casos de mezcla.

Es de interés para los cálculos de procesos de mezcla encontrar una conexión entre los cálculos analíticos de procesos y sus representaciones gráficas en " carné de identidad» - diagrama. En la fig. 7.9 se presentan dos casos de procesos de mezcla: a) - punto de estado del aire en " carné de identidad» - el diagrama se encuentra por encima de la línea φ = 100% y caso b) - el punto de la mezcla se encuentra por debajo de la línea φ = 100%.

Considere el caso a). Estado del aire punto A en cantidad GRAMO Y con parámetros D un y I A se mezcla con el aire del estado del punto B en una cantidad GRAMO B con parámetros D B y I B. Al mismo tiempo, se acepta la condición de que los cálculos se realicen para 1 kg de aire del estado A. Entonces el valor n = GRAMO EN / GRAMO Y se estima cuánto aire del estado del punto B cae sobre 1 kg de aire del estado del punto A. Para 1 kg de aire del estado del punto A, puede anotar los saldos de calor y humedad durante la mezcla.

I A+ I B = (1 + norte)I CM;

D A+ Dakota del Norte B = (1 + norte)D CM,

donde I Medios de comunicación D CM - parámetros de mezcla.

De las ecuaciones obtener:

.

La ecuación es la ecuación de una línea recta, cualquier punto de la cual indica los parámetros de mezcla I Medios de comunicación D CM. La posición del punto de mezcla C en la línea AB se puede encontrar por la razón de los lados de los triángulos semejantes ASD y CBE

Arroz. 7.9. Procesos de mezcla de aire en " carné de identidad» - diagrama. a) - el punto de la mezcla se encuentra por encima de la línea φ = 100%; b) - el punto de mezcla se encuentra por debajo de φ = 100%.

,

esos. el punto C divide la línea recta AB en partes inversamente proporcionales a las masas del aire mezclado.

Si se conoce la posición del punto C sobre la línea AB, entonces podemos encontrar las masas GRAMO un y GRAMO B. Se sigue de la ecuación

,

similar

En la práctica, es posible que en el período frío del año el punto de mezcla C 1 ’ se encuentre por debajo de la línea φ = 100%. En este caso, en el proceso de mezcla, se producirá condensación de humedad. La humedad condensada cae del aire y estará en un estado de saturación después de mezclarse a φ = 100 %. Los parámetros de la mezcla están determinados con bastante precisión por el punto de intersección de la línea φ \u003d 100% (punto C 2) y I CM = const. En este caso, la cantidad de humedad que ha caído es igual a Δ D.

El estado del aire húmedo en el diagrama psicométrico se determina utilizando los dos parámetros especificados. 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 este punto se indica con bastante precisión.

Cuando se encuentra una cierta condición de aire en el diagrama, todos los demás parámetros del aire se pueden determinar usando gráficos j-d .

Ejemplo 1

t = 35°С , y la temperatura del punto de rocío TR es igual a T.R. = 12°C ¿Cuál es la temperatura de bulbo húmedo?

Vea la Figura 6 para la solución.

En la escala de temperatura encontramos el valor numérico de la temperatura del punto de rocío T.R. = 12°C y dibuja una línea isoterma φ = 100% . Obtenemos un punto con parámetros de punto de rocío: TR .

Desde este punto d = constante t = 35°С .

Obtenemos el punto deseado PERO

desde un punto PERO dibujamos una línea de contenido de calor constante - j = constante antes de cruzar la línea de humedad relativa φ = 100% .

Obtener el punto de bulbo húmedo T. M.

Desde el punto recibido - T. M. dibujar 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 PERO , que es igual a

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.R. = 12°C cual es la humedad relativa

Vea la Figura 7 para la solución.

t = 35°С y dibuja una línea isoterma - t = constante .

T.R. = 12°C y dibuja una línea isoterma - t = constante antes de cruzar la línea de humedad relativa φ = 100% .

Obtener el punto de rocío TR .

Desde este punto - TR dibujamos una línea de contenido de humedad constante - d = constante t = 35°С .

Este será el punto deseado. PERO , cuyos parámetros han sido establecidos.

La humedad relativa deseada en este punto será igual a

φA = 25%.

Ejemplo 3

Si la temperatura de bulbo seco del aire húmedo es t = 35°С , y la temperatura del punto de rocío T.R. = 12°C ¿Cuál es la entalpía del aire?

Vea la Figura 8 para la solución.

En la escala de temperatura encontramos el valor numérico de la temperatura según un termómetro seco - t = 35°С y dibuja una línea isoterma - t = constante .

En la escala de temperatura encontramos el valor numérico de la temperatura del punto de rocío - T.R. = 12°C y dibuja una línea isoterma - t = constante antes de cruzar la línea de humedad relativa φ = 100% .

Obtener el punto de rocío TR

Desde este punto - TR dibujamos una línea de contenido de humedad constante - d = constante a la intersección con la línea isoterma de bulbo seco t = 35°С .

Este será el punto deseado. PERO , cuyos parámetros han sido establecidos. El contenido de calor deseado o entalpía en este punto será igual a

JA \u003d 57,55 kJ / kg.

Ejemplo 4

En la climatización relacionada con su refrigeración (temporada cálida), nos interesa principalmente determinar la cantidad de calor que debe eliminarse para enfriar el aire lo suficiente como para mantener los parámetros calculados del microclima en la habitación. Cuando el aire acondicionado está asociado a su calefacción (período frío del año), el aire exterior debe calentarse para garantizar las condiciones calculadas en el área de trabajo de la habitación.

Suponga, por ejemplo, que la temperatura de bulbo húmedo exterior es t H T.M = 24°С , y en una habitación acondicionada es necesario mantener tB T.M = 19°C por termómetro 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 a t H T.M = 24°С bulbo húmedo es

pag= J H \u003d 71,63 kJ / 1 kg de aire seco.

La entalpía del aire interno a t B TM = 19 °C según un bulbo húmedo es

J B \u003d 53,86 kJ / 1 kg de aire seco.

La diferencia de entalpía entre el aire exterior e interior es:

JH - JB \u003d 71.63 - 53.86 \u003d 17.77 kJ / kg.

En base a esto, la cantidad total de calor que se debe eliminar cuando se enfría el aire de t H T.M = 24°С bulbo húmedo a tB T.M = 19°C bulbo húmedo, igual a Q = 17,77 kJ por 1 kg de aire seco , que es igual a 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 H \u003d - 10 ° C termómetro seco y tH T.M = - 12,5°С bulbo húmedo a la temperatura del aire interior t B \u003d 20 ° С bulbo seco y tB T.M = 11°С por termómetro húmedo. Determine la cantidad de calor seco que se agregará a 1 kg de aire seco.

Vea la Figura 10 para la solución.

Sobre el Diagrama J-d según dos parámetros conocidos - según la temperatura de bulbo seco t H \u003d - 10 ° C y temperatura de bulbo húmedo tH T.M = - 12,5°С determinar el punto del aire exterior en función de la temperatura de bulbo seco t H \u003d - 10 ° C y de la temperatura del aire exterior - H .

En consecuencia, determinamos el punto de aire interno: EN .

Leemos el contenido de calor - la entalpía del aire exterior - H , que será igual a

J H \u003d - 9,1 kJ / 1 kg de aire seco.

En consecuencia, el contenido de calor - la entalpía del aire interno - EN será igual a

J B \u003d 31,66 kJ / por 1 kg de aire seco

La diferencia entre las entalpías del aire interior y exterior es igual a:

ΔJ \u003d J B - J H \u003d 31,66 - (-9,1) \u003d 40,76 kJ / kg.

Este cambio en la cantidad de calor es solo un cambio en la cantidad de calor en el aire seco, ya que no hay cambio en su contenido de humedad.

Seco o calor sensible - tibio, que se agrega o retira del aire sin cambiar el estado de agregación del vapor (solo cambia la temperatura).

Calor latente es el calor utilizado para cambiar el estado de agregación del vapor sin cambiar la temperatura. La temperatura del punto de rocío indica el contenido de humedad del aire.

Cuando cambia la temperatura del punto de rocío, cambia el contenido de humedad, es decir, en otras palabras, el contenido de humedad solo se puede cambiar cambiando la temperatura del punto de rocío. Cabe señalar, por lo tanto, que si la temperatura del punto de rocío permanece constante, el contenido de humedad tampoco cambia.

Ejemplo 6

Aire que tiene parámetros iniciales t H \u003d 24 ° C bulbo seco y t H TM = 14°C bulbo húmedo, debe acondicionarse para que sus parámetros finales sean iguales t K \u003d 24 ° С bulbo seco y t K T.M = 21°C por termómetro húmedo. Es necesario determinar la cantidad de calor latente agregado, así como la cantidad de humedad agregada.

Vea la Figura 11 para la solución.

En la escala de temperatura encontramos el valor numérico de la temperatura según un termómetro seco - t H \u003d 24 ° C , y dibuja una línea isoterma - t = constante .

Del mismo modo, en la escala de temperatura encontramos el valor numérico de la temperatura según el termómetro húmedo: tH T. M. = 14°С , dibujamos una línea isoterma - t = constante .

Cruzando la línea isoterma - tH T. M. = 14°С con línea de humedad relativa — φ = 100% da el punto del bulbo de aire húmedo con los parámetros iniciales dados - punto MT(N) .

Desde este punto trazamos una línea de contenido de calor constante - entalpía - j = constante a la intersección con la isoterma - t H \u003d 24 ° C .

Obtenemos un punto en gráfico j-d con parámetros iniciales de aire húmedo - punto H , t leer el valor numérico de la entalpía

J H \u003d 39,31 kJ / 1 kg de aire seco.

Procedemos de manera similar 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 a

J K \u003d 60,56 kJ / 1 kg de aire seco.

En este caso, para airear con parámetros iniciales en el punto H es necesario añadir calor latente para que los parámetros finales del aire estén en el punto PARA .

Determinar la cantidad de calor latente.

ΔJ \u003d J K - J H \u003d 60.56 - 39.31 \u003d 21.25 kJ / kg.

Dibujamos desde el punto de partida - punto H , y el punto final es el punto PARA líneas verticales de contenido de humedad constante - d = constante , y leer los valores de humedad absoluta del aire en estos puntos:

J H \u003d 5,95 g / por 1 kg de aire seco;

J K \u003d 14,4 g / por 1 kg de aire seco.

Tomando la diferencia en la humedad absoluta del aire

Δd \u003d d K -d H \u003d 14.4 - 5.95 \u003d 8.45 g / por 1 kg de aire seco

obtenemos la cantidad de humedad añadida por 1 kg de aire seco.

Un cambio en la cantidad de calor es sólo un cambio en la cantidad oculto calor, porque sin cambios en la temperatura de bulbo seco.

Aire exterior a temperatura t H \u003d 35 ° С bulbo seco y tH T. M. = 24°C termometro humedo - punto H , debe mezclarse con aire de recirculación que tenga los parámetros t P = 18 ° C según un termómetro seco y φP = 10% humedad relativa - punto r

La mezcla debe consistir en un 25 % de aire exterior y un 75 % de aire recirculado. Determine la temperatura final de la mezcla de aire utilizando bulbos secos y húmedos.

Vea la Figura 12 para la solución.

Aplicar para gráfico j-d puntos H Y R según los datos originales.

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 DESDE en base a la proporción en que la mezcla debe consistir en un 25% de aire exterior y un 75% de aire recirculado. Para ello, desde el punto R reservar un segmento igual al 25% de la longitud total de la línea de mezcla HP . Obtener el punto de mezcla DESDE .

Longitud de corte restante CH equivale al 75% de la longitud de la línea de 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 tC \u003d 22,4 °C termómetro seco.

desde un punto DESDE dibujamos líneas de contenido de calor constante j = constante antes de cruzar la línea de humedad relativa φ = 100% y obtener el punto de temperatura de bulbo 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, para gráfico j-d puede determinar todos los parámetros faltantes de la mezcla:

• contenido de calor igual a JC \u003d 33,92 kJ / kg ;
• contenido de humedad igual a d C = 4,51 g/kg ;
• humedad relativa φC = 27% .

Diagrama de aire húmedo I-d: un diagrama ampliamente utilizado en los cálculos de ventilación, aire acondicionado, secado y otros procesos asociados con un cambio en el estado del aire húmedo. Fue compilado por primera vez en 1918 por el ingeniero de calefacción soviético Leonid Konstantinovich Ramzin.

Varios diagramas I-d

Diagrama I-d del aire húmedo (diagrama de Ramzin):

Aumento

Aumento

Aumento

Aumento

Diagrama Descripción

El diagrama I-d del aire húmedo conecta gráficamente todos los parámetros que determinan el estado de calor y humedad del aire: entalpía, contenido de humedad, temperatura, humedad relativa, presión parcial de vapor de agua. El diagrama está construido en un sistema de coordenadas oblicuas, lo que permite expandir el área de aire húmedo no saturado y hace que el diagrama sea conveniente para las construcciones gráficas. El eje de ordenadas del diagrama muestra los valores de entalpía I, kJ/kg de la parte seca del aire, el eje de abscisas, dirigido en un ángulo de 135° al eje I, muestra los valores de la humedad contenido d, g/kg de la parte seca del aire.

El campo del diagrama está dividido por líneas de valores constantes de entalpía I = const y contenido de humedad d = const. También tiene líneas de valores de temperatura constante t = const, que no son paralelas entre sí: cuanto mayor es la temperatura del aire húmedo, más se desvían hacia arriba sus isotermas. Además de las líneas de valores constantes de I, d, t, en el campo del diagrama se trazan líneas de valores constantes de humedad relativa del aire φ = const. En la parte inferior del diagrama I-d hay una curva con un eje y independiente. Vincula el contenido de humedad d, g/kg, con la presión de vapor de agua pp, kPa. El eje y de este gráfico es la escala de la presión parcial de vapor de agua pp.

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