Construcción de un diagrama id de aire húmedo. Diagrama I-d para principiantes (Diagrama ID del estado del aire húmedo para dummies). Pendiente del haz de proceso en el diagrama j-d

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 usar en todos los casos de cálculo de secadores, ya que con fluctuaciones ordinarias presión atmosférica valores i y d cambia poco.

El diagrama en coordenadas i-d es una interpretación gráfica de la ecuación de entalpía para 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.

El diagrama I-d del aire húmedo se construye 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 rectangular de ejes de coordenadas, se traza una curva P p =f(d) en los puntos indicados. Después de eso, se trazan líneas curvas de humedad relativa constante (φ = const) en el gráfico i-d. La curva inferior φ = 100% caracteriza el estado del aire saturado con vapor de agua ( curva de saturación).

También en gráfico de identificación aire húmedo, se construyen líneas rectas de isotermas (t = const), 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 t p (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 eliminación 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 t m 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.

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

El aire húmedo se usa ampliamente en varias industrias, incluido el transporte ferroviario en sistemas de calefacción, refrigeración, deshumidificación o humidificación de aire. EN 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 termotécnicos relacionados con el uso de aire húmedo se realizan utilizando identificación diagrama (ver Figura 4), propuesto en 1918 por el profesor A.K. Ramzín.

Este diagrama expresa la dependencia gráfica de los principales parámetros de temperatura del aire, humedad relativa, presión parcial, humedad absoluta y contenido de calor a una presión barométrica dada. Para construirlo, en el eje auxiliar 0-d de una escala, con un intervalo correspondiente a 1 gramo, se establece el contenido de humedad d y se trazan líneas verticales a través de los puntos obtenidos. La entalpía se traza a lo largo del eje y en una escala 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 contenido de humedad d=0, se establecen valores positivos y valores negativos de entalpía .

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

Se puede escribir de la siguiente forma:

, (1.27)

donde t y C st son la temperatura (0 C) y la capacidad calorífica del aire seco (kJ/kg 0 C), respectivamente;

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

r = 2,5 kJ/g).

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

Figura 4. Diagrama i - 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 del 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, la expresión (1.27) muestra que el punto (i 0) se encuentra en el origen.

. (1.28)

Para aire totalmente 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 y de la expresión (1.27) encontramos el valor correspondiente de entalpía: (i 2 = 2.5 kJ / g). en sistema coordenadas i-d dibujamos los puntos 0 y 1 y trazamos una línea recta a través de ellos, 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 una temperatura de más 10 0 C (283). A esta temperatura y \u003d 100%, según los datos de referencia, encontramos la presión parcial del aire completamente saturado igual a P p \u003d 9,21 mm. rt. Arte. (1.23kPa), luego 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 o C (283K), al sustituir los valores en la expresión (1.27), se obtiene:

i \u003d 1.005 * 10 \u003d 10.05 kJ / g.

En el diagrama i-d, encontramos las coordenadas de los puntos correspondientes y, dibujando una línea recta a través de ellos, obtenemos una línea isoterma para una temperatura de más 10 0 C (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, se obtuvo un diagrama i-d, que se muestra en la Figura 4. Aquí, los valores de las temperaturas del aire húmedo se representan en el eje y, y los valores del contenido de humedad se representan en el eje. abscisa. Las líneas inclinadas muestran valores de contenido de calor (kJ/kg). Las curvas que divergen en un haz desde el centro de coordenadas expresan los valores de humedad relativa φ.

La curva φ=100% se denomina curva de saturación; arriba, el vapor de agua en el aire está en un estado sobrecalentado, y debajo está en un estado de sobresaturación. La línea inclinada desde el centro de coordenadas caracteriza la presión parcial del vapor de agua. Los valores de presión parcial se trazan en el lado derecho del eje y.

Usando el diagrama i - d, es posible, a una temperatura y humedad relativa dadas, 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 PERO. Desplazándonos verticalmente hacia abajo, en la intersección con la línea inclinada encontramos la presión parcial P p = 9 mm Hg. Arte. (1,23 kPa) y más adelante en abscisas - contenido de humedad d A = 8 g/kg de aire seco. El diagrama también muestra que el punto PERO se encuentra en una línea inclinada que expresa el contenido de calor i A = 11 kJ/kg 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 en d=const, en el proceso de calentamiento del aire, su humedad relativa disminuye, y cuando se enfría, aumenta.

Usando el diagrama i - d, es posible determinar los parámetros de las partes mezcladas de aire húmedo, para esto, se construye el llamado coeficiente angular del haz del proceso. . La construcción del rayo de proceso (ver Figura 5) parte de un punto con parámetros conocidos, en este caso el punto 1.

Usando un sistema de ecuaciones que incluye las dependencias 4.9, 4.11, 4.17, así como una conexión funcional R norte = F(t), DE ACUERDO. Ramzin construido j-d diagrama de aire húmedo, que es ampliamente utilizado en los cálculos de los 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 cierta presión de aire barométrica R b.

Edificio j-d Los diagramas se describen en detalle en los trabajos.

El estado del aire húmedo se caracteriza por un punto marcado en el campo j-d diagrama delimitado 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 p y bulbo húmedo t metro . La excepción son las combinaciones. d - R n y d - t p, porque cada valor d coincide solo con un valor de tabla R n y t p, y combinación j - t metro.

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

Tomar ventaja j-d diagrama en la aplicación. 4 y el diagrama de la fig. 1, resolveremos ejemplos específicos para las 17 combinaciones posibles de parámetros de aire iniciales dados, cuyos valores específicos se indican en la Tabla. 7.

Los esquemas de soluciones y los resultados obtenidos se muestran en la fig. 2.1 ... 2.17. Los parámetros de aire conocidos se destacan en las figuras mediante líneas gruesas.

5.2. Pendiente del haz de proceso en el diagrama j-d

La capacidad de determinar gráficamente rápidamente los parámetros del aire húmedo es importante, pero no es el factor principal cuando se usa j-d diagramas

Como resultado del calentamiento, enfriamiento, secado o humectación del aire húmedo, su estado de calor y humedad cambia. Los procesos de cambio se representan en j-d diagrama por 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 ºC			kJ/kg p.m.	R n1, kPa	t p1, ºC	t m1, ºC

Estas líneas se llaman rayos de procesos cambios en las condiciones del aire. Dirección del haz de proceso a j-d se determina el diagrama factor de pendiente . Si los parámetros del estado inicial del aire j 1 y d 1, y el último j 2 y d 2 , entonces el coeficiente angular se expresa por la relación  j/d, es decir.:

. (5.1)

El valor del coeficiente angular se mide en kJ/kg de humedad.

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

, (5.2)

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

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

Según la proporción  j y  d el coeficiente angular  puede cambiar de signo y valor de 0 a .

En la fig. 3 muestra los rayos de cambios característicos en el estado del aire húmedo y los valores correspondientes del coeficiente angular.

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 . Pendiente haz de proceso es igual a:

Arroz. 3. Inclinarse 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, la humedad relativa disminuye, pero el contenido de humedad permanece constante.

2. El aire húmedo se calienta y humidifica simultáneamente y adquiere los parámetros del punto 3. Coeficiente angular del haz del proceso  3 > 0. Tal proceso ocurre cuando el aire de suministro asimila el calor y la liberación de humedad en la habitación.

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

4. El aire húmedo se humedece y se calienta con un aumento de entalpía hasta 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 cuando el aire está en contacto directo con aire calentado. agua en cámaras de riego y en torres de refrigeración.

5. El cambio en el estado del aire húmedo ocurre a una entalpía constante j 6 = j 1 = const. El coeficiente angular de tal haz del proceso  6 = 0, porque  j = 0.

El proceso de humidificación del aire por isenthalpía mediante circulación de agua se utiliza ampliamente en los sistemas de aire acondicionado. Se realiza en cámaras de riego o en aparatos con boquilla de riego.

Cuando el aire húmedo no saturado entra en contacto con pequeñas gotas o una fina película de agua sin que se extraiga o aporte calor desde el exterior, el agua humedece y enfría el aire por evaporación, adquiriendo la temperatura de bulbo húmedo.

Como se desprende de la ecuación 4.21, en el caso general, la pendiente de la viga del proceso con humectación isoentálpica no es igual a cero, ya que

,

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

El proceso isentálpico real, en el que  = 0 es posible solo cuando t metro = 0.

6. El aire húmedo se humidifica y se enfría hasta el punto 7. En este caso, el coeficiente de pendiente  7< 0, т.к. j 7 – j 1  0, un d 7 – d 1 > 0. Este proceso tiene lugar en las cámaras de aspersión para riego cuando el aire entra en contacto con agua fría, que tiene una temperatura superior al punto de rocío del aire tratado.

7. El aire húmedo se enfría con un contenido de humedad constante a los parámetros del punto 8. Desde  d = d 8 – d 1 = 0, un j 8 – j 1 < 0, то  8 = -. El proceso de enfriamiento por aire d= const ocurre en los enfriadores de aire de superficie cuando la temperatura de la superficie de intercambio de calor está por encima de la temperatura del punto de rocío del aire, cuando no hay condensación de humedad.

8. El aire húmedo se enfría y deshumidifica a los parámetros del punto 9. La expresión para el coeficiente angular en este caso es:

El enfriamiento deshumidificado se produce en cámaras de pulverización o enfriadores de aire de superficie al poner en contacto el aire húmedo con una superficie líquida o sólida que tiene una temperatura por debajo del punto de rocío.

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

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

10. El aire húmedo se seca, es decir, desprende humedad, a una entalpía constante hasta los parámetros del punto 11. La expresión de la pendiente tiene la forma

.

Tal proceso puede llevarse a cabo usando soluciones de absorbentes o adsorbentes sólidos. Note que el proceso real tendrá una pendiente  11 = 4.186 t 11, donde t 11 - temperatura final del aire según 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 diagramas en cuatro sectores, cuyos límites son líneas d= constante y j= constante En el sector I, los procesos ocurren con un aumento de la entalpía y el contenido de humedad, por lo tanto, los valores de  > 0. En el sector II, la deshumidificación del aire ocurre con un aumento de la entalpía y el valor de < 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 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°C , y la temperatura del punto de rocío TR es igual a T.R. = 12°С ¿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°С y dibuja una línea isoterma φ = 100% . Obtenemos un punto con parámetros de punto de rocío: TR .

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

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°C , y la temperatura del punto de rocío T.R. = 12°С cual es la humedad relativa

Vea la Figura 7 para la solución.

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

T.R. = 12°С 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°C .

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°C , y la temperatura del punto de rocío T.R. = 12°С ¿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°C 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°С 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°C .

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 la zona de trabajo de la habitación.

Suponga, por ejemplo, que la temperatura de bulbo húmedo exterior es t H TM = 24°C , 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 TM = 24°C 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 TM = 24°C 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°C bulbo húmedo a la temperatura del aire interior t B \u003d 20 ° С bulbo seco y tB T.M = 11°C 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°C 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 establecidos inicialmente - 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 se debe agregar 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 Р = 18 ° С 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 Con 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 Con .

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 Con 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°С .

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% .

El diagrama de aire húmedo da una representación gráfica de la relación entre los parámetros del aire húmedo y es la base para determinar los parámetros del estado del aire y calcular los procesos de tratamiento térmico y de humedad.

En el diagrama I-d (Fig. 2), el contenido de humedad d g / kg de aire seco se representa a lo largo del eje de abscisas, y la entalpía I del aire húmedo se representa a lo largo del eje de ordenadas. El diagrama muestra líneas verticales de contenido de humedad constante (d = const). El punto de referencia es O, donde t = 0 °C, d = 0 g/kg y, en consecuencia, I = 0 kJ/kg. Al construir el diagrama, se utilizó un sistema de coordenadas oblicuas para aumentar el área de aire no saturado. 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 condicional en un ángulo de 90º con respecto al eje de entalpía. El diagrama está construido para una presión barométrica constante. Utilice diagramas I-d construidos para presión atmosférica p b \u003d 99,3 kPa (745 mm Hg) y presión atmosférica p b \u003d 101,3 kPa (760 mm Hg).

El diagrama muestra isotermas (t c = const) y curvas de humedad relativa (φ = const). La ecuación (16) muestra que las isotermas en el diagrama I-d son líneas rectas. Todo el campo del diagrama está dividido por la línea φ = 100% en dos partes. Por encima de esta línea hay una zona de aire no saturado. En la línea φ = 100% están los parámetros de aire saturado. Debajo de esta línea están los parámetros del estado del aire saturado que contiene gotas de humedad suspendidas (niebla).

Para facilitar el trabajo, se traza una dependencia en la parte inferior del diagrama, se traza una línea para la presión parcial del 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, la temperatura t A y humedad relativaφ A. Determine gráficamente: temperatura del termómetro seco t c, contenido de humedad d A, entalpía I A. La temperatura del punto de rocío t p se define como la temperatura del punto de intersección de la línea d A \u003d constante con la línea φ \u003d 100 % (punto P). Los parámetros del aire en un estado de saturación completa con humedad se determinan en la intersección de la isoterma t A con la línea φ \u003d 100% (punto H).

El proceso de humidificación del aire sin suministro y eliminación de calor se llevará a cabo a una entalpía constante I А = const ( proceso AM). En la intersección de la línea I A \u003d const con la línea φ \u003d 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 el aire húmedo no saturado, la temperatura del bulbo húmedo es menor que la temperatura del bulbo seco.

Encontramos la presión parcial del vapor de agua p P dibujando una línea d A \u003d constante desde el punto A hasta la intersección con la línea de presión parcial.

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

Artículo anterior: ¿Cómo encontrar una progresión aritmética? Próximo artículo: Progresión aritmética