El proceso de construcción según el diagrama id. Condiciones del aire y procesos en "i, d" - diagrama de aire húmedo. Pendiente del haz de proceso en el diagrama j-d

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:

(para ampliar la imagen, haga clic y luego haga clic de nuevo)

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:

(para ampliar la imagen, haga clic y luego haga clic de nuevo)

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 está representada por líneas inclinadas y la información de gradación se encuentra en el lado izquierdo del diagrama:

El tercer elemento del diagrama ID es humedad relativa(φ). La humedad relativa es exactamente el tipo de humedad que escuchamos en la televisión y la radio 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 no puede "llevar a bordo" 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.

Suponga 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 caliente, 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 muestra como líneas curvas y la información de gradación se encuentra en las propias líneas:

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 sobre la gradación se encuentra en el gráfico mismo (o a la izquierda y en la parte superior del diagrama).

I-d-diagrama aire húmedo fue desarrollado por un científico ruso, el profesor L.K. Ramzin en 1918. En Occidente, el análogo del diagrama I-d es el diagrama de Mollier o el diagrama psicrométrico. El diagrama I-d se utiliza en los cálculos de los sistemas de aire acondicionado, ventilación y calefacción y le permite determinar rápidamente todos los parámetros del intercambio de aire en la habitación.

El diagrama I-d del 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 uso de un diagrama le permite mostrar visualmente el proceso de ventilación, evitando cálculos complejos usando fórmulas.

Propiedades básicas del aire húmedo.

rodeándonos aire atmosférico es una mezcla de aire seco y vapor de agua. Esta mezcla se llama aire húmedo. El aire húmedo se evalúa según los siguientes parámetros principales:

• Temperatura del aire según termómetro seco tc, °C - caracteriza el grado de su calentamiento;
• Temperatura del aire de bulbo húmedo tm, °C: la temperatura a la que el aire debe enfriarse para saturarse mientras se mantiene la entalpía inicial del aire;
• Temperatura del punto de rocío del aire tp, °C: la temperatura a la que se debe enfriar el aire no saturado para que se sature manteniendo un contenido de humedad constante;
• Contenido de humedad del aire d, g / kg: esta es la cantidad de vapor de agua en g (o kg) por 1 kg de la parte seca del aire húmedo;
• Humedad relativa j, %: caracteriza el grado de saturación del aire con vapor de agua. Es la relación entre la masa de vapor de agua contenida en el aire y su máxima masa posible en el aire en las mismas condiciones, es decir, temperatura y presión, y expresada en porcentaje;
• Estado saturado de aire húmedo: un estado en el que el aire está saturado con vapor de agua hasta el límite, para él j \u003d 100%;
• Humedad absoluta del aire e, kg / m 3: esta es la cantidad de vapor de agua en g contenida en 1 m 3 de aire húmedo. Numéricamente, la humedad absoluta del aire es igual a la densidad del aire húmedo;
• Entalpía específica del aire húmedo I, kJ/kg: la cantidad de calor necesaria para calentar de 0 ° C a una temperatura dada tal cantidad de aire húmedo, cuya parte seca tiene una masa de 1 kg. La entalpía del aire húmedo es la suma de la entalpía de su parte seca y la entalpía del vapor de agua;
• Calor específico del aire húmedo c, kJ / (kg.K) - el calor que debe gastarse en un kilogramo de aire húmedo para aumentar su temperatura en un grado Kelvin;
• Presión parcial de vapor de agua Pp, Pa - presión bajo la cual se encuentra el vapor de agua en el aire húmedo;
• La presión barométrica total Pb, Pa es igual a la suma de las presiones parciales de vapor de agua y aire seco (según la ley de Dalton).

Descripción del diagrama I-d

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. Relaciona el contenido de humedad d, g/kg, con la presión de vapor de agua Rp, kPa. El eje y de este gráfico es la escala de la presión parcial del vapor de agua Pp. Todo el campo del diagrama está dividido por la línea j = 100% en dos partes. Por encima de esta línea hay un área de aire húmedo no saturado. La línea j = 100% corresponde al estado de aire saturado de vapor de agua. A continuación se muestra un área de aire sobresaturado (área de niebla). Cada punto en el diagrama I-d corresponde a un cierto estado de calor y humedad.La línea en el diagrama I-d corresponde al proceso de tratamiento de calor y humedad del aire. forma general Los diagramas I-d de aire húmedo se presentan a continuación en el adjunto archivo PDF adecuado para imprimir en formatos A3 y A4.

Construcción de procesos de tratamiento de aire en sistemas de aire acondicionado y ventilación en el diagrama I-d.

Procesos de calentamiento, enfriamiento y mezcla de aire

En el diagrama I-d del aire húmedo, los procesos de calentamiento y enfriamiento del aire se representan mediante rayos a lo largo de la línea d-const (Fig. 2).

Arroz. 2. Los procesos de calentamiento y enfriamiento en seco del aire en el diagrama I-d:

• V_1, V_2, - calentamiento en seco;
• В_1, В_3 – refrigeración en seco;
• В_1, В_4, В_5 – refrigeración con deshumidificación.

Los procesos de calentamiento en seco y enfriamiento por aire seco se llevan a cabo en la práctica utilizando intercambiadores de calor (calentadores de aire, calentadores de aire, enfriadores de aire).

Si el aire húmedo en el intercambiador de calor se enfría por debajo del punto de rocío, el proceso de enfriamiento se acompaña de la condensación del aire en la superficie del intercambiador de calor, y el enfriamiento del aire se acompaña de su secado.

Usando un sistema de ecuaciones que incluye las dependencias 4.9, 4.11, 4.17, así como una relación funcional R norte = F(t), OK. 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. una.

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

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 de la pendiente 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 enfriamiento.

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 desde 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 de 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 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.

Las principales propiedades del aire húmedo se pueden determinar con suficiente precisión para los cálculos técnicos cuando ayuda i-x- diagramas desarrollados por L.K. Ramzín (1918). Diagrama i-x(Fig. 1, 2) fue construido para una presión constante p = 745 mm Hg. Arte. (alrededor de 99 kN / m 2), que, según datos estadísticos a largo plazo, se acepta como el promedio anual para las regiones centrales de la antigua URSS.

En el eje de ordenadas se representan las entalpías i a una determinada escala y en el eje de abscisas inclinado el contenido de humedad x. El ángulo entre los ejes de coordenadas es de 135°, pero para facilitar el uso, los valores de contenido de humedad x se proyectan en un eje auxiliar perpendicular al eje y.

El diagrama tiene líneas:

• contenido de humedad constante (x = const) - líneas rectas verticales paralelas al eje y;
• entalpía constante (i = const) - líneas rectas paralelas al eje x, es decir dirigido en un ángulo de 135° al eje y;
• temperaturas constantes, o isotermas (t = const);
• humedad relativa constante (c = const);
• · presiones parciales de vapor de agua (p) en aire húmedo, cuyos valores se representan en una escala en el eje derecho del diagrama.

Arroz. una. Diagrama de aire húmedo yo - x (a)

Las líneas de temperaturas constantes, o isotermas, se dan a una temperatura dada t = const por dos valores arbitrarios x 1 y x 2. Luego calcule el valor de i correspondiente a cada valor de x. Los puntos obtenidos (x 1, i 1) y (x 2, i 2) se trazan en el diagrama y se dibuja una línea recta a través de ellos, que es la isoterma t = const.

Las líneas de humedad relativa constante expresan la relación entre x y p en q = const. Tomando en q \u003d constante varias temperaturas arbitrarias t 1, t 2, t 3 para cada una de ellas, los valores correspondientes de p se encuentran en las tablas de vapor de agua y se calcula el valor x correspondiente. . Puntos con coordenadas conocidas (t 1, x 1), (t 2, x 2), (t 3, x 3), etc. conectamos la curva, que es la recta q = const.

Arroz. 2.

A temperaturas t > 99,4 °C, el valor de q no depende de la temperatura (porque en este caso p = 745 mm Hg, para lo cual se construyó el diagrama) y es prácticamente un valor constante. Por lo tanto, las líneas q = const a 99,4 °C tienen una ruptura pronunciada y van casi verticalmente hacia arriba.

La línea q = 100% corresponde a la saturación del aire con vapor de agua a una temperatura dada. Por encima de esta línea se encuentra el área de trabajo del diagrama, correspondiente al aire húmedo no saturado utilizado como agente secante.

Las líneas de presión parcial dibujadas en la parte inferior del diagrama le permiten determinar la presión parcial si conoce la posición del punto en el diagrama correspondiente al estado del aire.

Por diagrama i-x para cualquiera de los dos parámetros conocidos del aire húmedo, puede encontrar un punto que caracterice el estado del aire y determinar todos sus otros parámetros.

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. Determinación de la pendiente ε 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 del estado del aire dado (punto A en la figura a continuación) 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= const, 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 que solo es posible 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 en 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 la 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.