Այս հոդվածը կարդալուց հետո խորհուրդ եմ տալիս կարդալ հոդվածը էթալպիա, թաքնված սառեցման հզորություն և օդորակման և խոնավացման համակարգերում ձևավորված կոնդենսատի քանակի որոշում:
Բարի օր, սիրելի սկսնակ գործընկերներ:
Իմ մասնագիտական կարիերայի հենց սկզբում ես հանդիպեցի այս գծապատկերին. Առաջին հայացքից դա կարող է սարսափելի թվալ, բայց եթե հասկանաք այն հիմնական սկզբունքները, որոնցով այն աշխատում է, կարող եք սիրահարվել դրան. Դ. Առօրյա կյանքում այն կոչվում է i-d դիագրամ:
Այս հոդվածում ես կփորձեմ պարզապես (մատների վրա) բացատրել հիմնական կետերը, որպեսզի դուք այնուհետև, սկսած ստացված հիմքից, ինքնուրույն խորանաք օդի բնութագրերի այս ցանցի մեջ:
Դասագրքերում նման բան է թվում. Ինչ-որ կերպ սողացող է դառնում:
Ես կհեռացնեմ այն ամենը, ինչ ավելորդ է, որն ինձ անհրաժեշտ չի լինի իմ բացատրության համար և կներկայացնեմ i-d դիագրամը հետևյալ կերպ.
(Նկարը մեծացնելու համար պետք է սեղմել և նորից սեղմել դրա վրա)
Դեռևս լիովին պարզ չէ, թե դա ինչ է։ Եկեք այն բաժանենք 4 տարրի.
Առաջին տարրը խոնավության պարունակությունն է (D կամ d): Բայց նախքան ընդհանուր առմամբ օդի խոնավության մասին խոսելը, կցանկանայի ձեզ հետ մի բան պայմանավորվել։
Եկեք պայմանավորվենք «ափին» միանգամից մեկ հայեցակարգի շուրջ։ Եկեք ձերբազատվենք մեր մեջ (գոնե իմ մեջ) ամուր արմատացած մեկ կարծրատիպից, թե ինչ է գոլորշին։ Իմ մանկությունից նրանք ցույց էին տալիս եռացող կաթսան կամ թեյնիկը և մատով ցույց տալով անոթից դուրս թափվող «ծխի» վրա ասում էին. Սա գոլորշի է »: Բայց ինչպես շատ մարդիկ, ովքեր ընկերներ են ֆիզիկայի հետ, մենք պետք է հասկանանք, որ «Ջրի գոլորշին գազային վիճակ է. ջուր... Չունի գույները, համ և հոտ»: Սրանք պարզապես H2O մոլեկուլներ են գազային վիճակում, որոնք տեսանելի չեն: Իսկ այն, ինչ տեսնում ենք թեյնիկից դուրս թափվելիս, գազային վիճակում գտնվող ջրի խառնուրդն է (գոլորշու) և «ջրի կաթիլները՝ հեղուկի և գազի սահմանային վիճակում», ավելի ճիշտ՝ տեսնում ենք վերջինը (նաև վերապահումներով կարող ենք զանգահարել. այն, ինչ մենք տեսնում ենք, մառախուղ): Արդյունքում մենք ստանում ենք այն այս պահին, մեզանից յուրաքանչյուրի շուրջը չոր օդ է (թթվածնի, ազոտի խառնուրդ...) և գոլորշի (H2O):
Այսպիսով, խոնավության պարունակությունը մեզ ասում է, թե այս գոլորշիների որքան մասն է առկա օդում: i-d դիագրամների մեծ մասում այս արժեքը չափվում է [g/kg]-ով, այսինքն. քանի գրամ գոլորշի (H2O գազային վիճակում) կա մեկ կիլոգրամ օդում (ձեր բնակարանի 1 խորանարդ մետր օդը կշռում է մոտ 1,2 կիլոգրամ): Ձեր բնակարանում հարմարավետ պայմանների համար 1 կիլոգրամ օդում պետք է լինի 7-8 գրամ գոլորշի։
i-d դիագրամում խոնավության պարունակությունը պատկերված է ուղղահայաց գծերի տեսքով, իսկ աստիճանավորման տեղեկատվությունը գտնվում է դիագրամի ներքևում.
(Նկարը մեծացնելու համար պետք է սեղմել և նորից սեղմել դրա վրա)
Երկրորդ կարևոր տարրը, որը պետք է հասկանալ, օդի ջերմաստիճանն է (T կամ t): Կարծում եմ՝ այստեղ որևէ բան բացատրելու կարիք չկա։ Շատ i-d գծապատկերներ չափում են այս արժեքը Ցելսիուս [° C] աստիճաններով: i-d դիագրամում ջերմաստիճանը պատկերված է թեք գծերով, իսկ աստիճանավորման մասին տեղեկատվությունը գտնվում է դիագրամի ձախ կողմում.
(Նկարը մեծացնելու համար պետք է սեղմել և նորից սեղմել դրա վրա)ID աղյուսակի երրորդ տարրը հարաբերական խոնավություն(φ). Հարաբերական խոնավությունը հենց այն տեսակի խոնավությունն է, որի մասին մենք լսում ենք հեռուստացույցներից և ռադիոյից, երբ լսում ենք եղանակի կանխատեսումը: Այն չափվում է տոկոսով [%]:
Խելամիտ հարց է առաջանում. «Ի՞նչ տարբերություն հարաբերական խոնավության և խոնավության միջև»: Ես այս հարցին կպատասխանեմ փուլերով.
Առաջին փուլ.
Օդը կարող է որոշակի քանակությամբ գոլորշի պահել: Օդն ունի որոշակի «գոլորշու հզորություն»: Օրինակ, ձեր սենյակում մեկ կիլոգրամ օդը կարող է «տանել» ոչ ավելի, քան 15 գրամ գոլորշու:
Ենթադրենք, որ ձեր սենյակը հարմարավետ է, և ձեր սենյակի յուրաքանչյուր կիլոգրամ օդում կա 8 գրամ գոլորշու, և 15 գրամ գոլորշի կարող է պահել յուրաքանչյուր կիլոգրամ օդ: Արդյունքում մենք ստանում ենք, որ առավելագույն հնարավոր գոլորշու 53.3%-ը օդում է, այսինքն. օդի հարաբերական խոնավությունը՝ 53,3%։
Երկրորդ փուլ.
Օդի հզորությունը տարբեր է տարբեր ջերմաստիճաններ... Որքան բարձր է օդի ջերմաստիճանը, այնքան ավելի շատ գոլորշի է այն կարող պահել, այնքան ցածր է ջերմաստիճանը, այնքան քիչ հզորությունը:
Ենթադրենք, որ ձեր սենյակի օդը տաքացրել ենք սովորական տաքացուցիչով +20 աստիճանից մինչև +30 աստիճան, բայց յուրաքանչյուր կիլոգրամ օդում գոլորշու քանակը մնում է նույնը՝ 8 գրամ։ +30 աստիճանի դեպքում օդը կարող է «վերցնել» մինչև 27 գրամ գոլորշի, արդյունքում մեր տաքացվող օդում՝ առավելագույն հնարավոր գոլորշու 29,6%-ը, այսինքն. օդի հարաբերական խոնավությունը՝ 29,6%։
Նույնը սառեցման դեպքում է: Եթե օդը սառչում ենք մինչև +11 աստիճան, ապա ստանում ենք «տարողունակություն»՝ հավասար 8,2 գրամ գոլորշու մեկ կիլոգրամ օդի համար և հարաբերական խոնավություն՝ 97,6%։
Նշենք, որ օդի խոնավությունը նույնքան է եղել՝ 8 գրամ, իսկ օդի հարաբերական խոնավությունը 29,6%-ից հասել է 97,6%-ի։ Դա պայմանավորված էր ջերմաստիճանի տատանումներով։
Երբ ձմռանը ռադիոյով եղանակի մասին եք լսում, որտեղ ասում են, որ դրսում մինուս 20 աստիճան է, իսկ խոնավությունը՝ 80%, դա նշանակում է, որ օդում մոտ 0,3 գրամ գոլորշի կա։ Մտնելով ձեր բնակարան՝ այս օդը տաքանում է մինչև +20, իսկ օդի հարաբերական խոնավությունը դառնում է 2%, իսկ դա շատ չոր օդ է (իրականում ձմռանը բնակարանում խոնավությունը պահպանվում է 10-30-ի սահմաններում։ % լոգարաններից, խոհանոցից և մարդկանցից խոնավության արտանետման պատճառով, որը նույնպես ցածր է հարմարավետության պարամետրերից):
Երրորդ փուլ.
Ի՞նչ կպատահի, եթե ջերմաստիճանը իջեցնենք այնպիսի մակարդակի, երբ օդի «կրողունակությունը» ցածր լինի օդում եղած գոլորշու քանակից: Օրինակ՝ մինչև +5 աստիճան, որտեղ օդի հզորությունը 5,5 գրամ/կիլոգրամ է։ Գազային H2O-ի այն մասը, որը չի տեղավորվում «մարմնի» մեջ (մեր դեպքում՝ 2,5 գրամ), կսկսի վերածվել հեղուկի, այսինքն. ջրի մեջ։ Առօրյա կյանքում այս գործընթացը հատկապես հստակ երևում է, երբ պատուհանները մառախլում են, քանի որ ապակու ջերմաստիճանը ցածր է սենյակի միջին ջերմաստիճանից, այնքան, որ օդում խոնավության և գոլորշիների համար քիչ տեղ կա: , վերածվելով հեղուկի, նստում է ապակու վրա։
i-d դիագրամում հարաբերական խոնավությունը պատկերված է կոր գծերով, իսկ աստիճանավորման տեղեկատվությունը գտնվում է հենց գծերի վրա.
ID-ի դիագրամի չորրորդ տարրը էնթալպիան է (I կամ i): Էնթալպիան պարունակում է օդի ջերմային և խոնավության վիճակի էներգետիկ բաղադրիչ: Հետագա ուսումնասիրությունից հետո (այս հոդվածից դուրս, օրինակ՝ էթալպիայի մասին իմ հոդվածում ) արժե հատուկ ուշադրություն դարձնել դրա վրա, երբ խոսքը վերաբերում է օդի խոնավացմանը և խոնավացմանը: Բայց առայժմ հատուկ ուշադրությունմենք չենք կենտրոնանա այս տարրի վրա: Էնթալպիան չափվում է [կՋ/կգ]-ով: i-d դիագրամում էնթալպիան պատկերված է թեք գծերով, իսկ աստիճանավորման մասին տեղեկատվությունը գտնվում է հենց գրաֆիկի վրա (կամ գծապատկերի ձախ և վերևում):
I-d աղյուսակ խոնավ օդըստեղծվել է 1918 թվականին Լ.Կ. Ռամզին. Այս ռուս գիտնականի աշխատանքի պտուղներն այսօր էլ օգտագործվում են։ Նրա դիագրամը ներկայումս դեռ վավեր և հուսալի գործիք է խոնավ օդի հիմնական հատկությունները հաշվարկելու համար:
Պետության փոփոխության հաշվարկից ի վեր մթնոլորտային օդըկապված է բարդ հաշվարկների հետ, ապա սովորաբար օգտագործվում է ավելի պարզ և հարմար մեթոդ։ Նրանք. օգտագործել Ramzin, որը նաև կոչվում է հոգեմետրիկ դիագրամ:
Վ կոորդինատները i-dդիագրամները ցույց են տալիս խոնավ օդի հիմնական պարամետրերի կախվածությունը: Դրանք են՝ ջերմաստիճանը, խոնավությունը, հարաբերական խոնավությունը, էթալպիան։ Օրդինատի վրա տրված բարոմետրիկ ճնշման դեպքում էնթալպիան գծագրվում է մեկ կգ չոր օդի վրա (կՋ / կգ): Աբսցիսայի երկայնքով օդի խոնավությունը գծագրվում է 1 կգ չոր օդի դիմաց:
i-d գծապատկերի կոորդինատային համակարգը թեք է: Առանցքների միջև անկյունը 135º է: Առանցքների այս դասավորությունը հնարավորություն է տալիս ընդլայնել չհագեցած խոնավ օդի տարածքը: Այսպիսով, դիագրամը դառնում է ավելի հարմար գրաֆիկական կոնստրուկցիաների համար։
Հաստատուն էթալպիայի I = const ուղիղներն անցնում են օրդինատների առանցքի նկատմամբ 135º անկյան տակ: Մշտական խոնավության d = const գծերն անցնում են օրդինատների առանցքին զուգահեռ:
I = const և d = const ուղիղներից կազմված ցանցը բաղկացած է զուգահեռագծերից: Դրանց վրա գծագրված են t = const և մշտական հարաբերական խոնավության գծեր φ = const:
Հարկ է նշել, որ թեև իզոթերմները ուղիղ գծեր են, բայց դրանք բոլորովին զուգահեռ չեն միմյանց հետ։ Նրանց թեքության անկյունը դեպի հորիզոնական առանցքը տարբեր է։ Որքան ցածր է ջերմաստիճանը, այնքան զուգահեռ են իզոթերմները: Դիագրամում ցուցադրված ջերմաստիճանի գծերը համապատասխանում են չոր լամպի արժեքներին:
Հագեցած օդի աղյուսակների տվյալների հիման վրա կառուցված է φ = 100% հարաբերական խոնավությամբ կոր: Այս կորի վերևում գծապատկերը ցույց է տալիս չհագեցած խոնավ օդի տարածքը: Համապատասխանաբար, այս կորից ներքև կա գերհագեցած խոնավ օդի տարածք: Հագեցած օդի խոնավությունը, որը բնութագրվում է այս տարածքով, գտնվում է հեղուկ կամ պինդ վիճակում: Նրանք. ներկայացնում է մառախուղ: Դիագրամի այս տարածքը չի օգտագործվում խոնավ օդի բնութագրերը հաշվարկելիս, ուստի դրա կառուցումը բաց է թողնվում:
Դիագրամի բոլոր կետերը ներկայացնում են խոնավ օդի հատուկ վիճակ: Ցանկացած կետի դիրքը որոշելու համար դուք պետք է իմանաք չորսից խոնավ օդի վիճակի երկու պարամետր՝ I, d, t կամ φ:
Խոնավ օդը ցանկացածում կետ i-dդիագրամը բնութագրվում է որոշակի խոնավության և ջերմության պարունակությամբ: Ֆ = 100% կորի վերևում գտնվող բոլոր կետերը բնութագրում են խոնավ օդի վիճակը, երբ օդում ջրի գոլորշին գերտաքացած վիճակում է: φ = 100% կորի վրա գտնվող կետերը, այսպես կոչված, հագեցվածության կորը, բնութագրում են օդում ջրի գոլորշիների հագեցած վիճակը։ Հագեցվածության կորի տակ գտնվող բոլոր կետերը բնութագրում են այն վիճակը, երբ խոնավ օդի ջերմաստիճանը ցածր է հագեցվածության ջերմաստիճանից: Հետևաբար օդում խոնավ գոլորշի կլինի։ Սա նշանակում է, որ օդի խոնավությունը կլինի չոր գոլորշու և ջրի կաթիլների խառնուրդ։
Գործնական դիմելիս առաջադրանքներ i-dդիագրամը օգտագործվում է ոչ միայն օդի վիճակի պարամետրերը հաշվարկելու համար: Նրա օգնությամբ նրա վիճակի փոփոխություններ են կառուցվում նաև ջեռուցման, հովացման, խոնավացման, խոնավացման, ինչպես նաև դրանց կամայական համակցման գործընթացներում։ Հաշվարկներում օդի նման պարամետրերը հաճախ օգտագործվում են որպես ցողի կետի ջերմաստիճան t p և խոնավ լամպի ջերմաստիճան t m: Երկու պարամետրերը կարող են գծագրվել i-d դիագրամի վրա:
Ցողի կետի ջերմաստիճանը t p-ն այն ջերմաստիճանն է, որը համապատասխանում է այն արժեքին, որով խոնավ օդը պետք է սառչի, որպեսզի այն հագեցվի մշտական խոնավության պարունակությամբ (d = const): i-d դիագրամի վրա ցողի կետի ջերմաստիճանը t p որոշվում է հետևյալ կերպ. Վերցված է կետ, որը բնութագրում է խոնավ օդի տվյալ վիճակը։ Դրանից գծեք օրդինատին զուգահեռ ուղիղ գիծ, մինչև այն հատի հագեցվածության կորը φ = 100%: Իզոթերմը, որը կհատի այս կորը ստացված կետում և ցույց կտա ցողի կետի ջերմաստիճանը t p օդի տվյալ խոնավության պարունակության դեպքում։
Լամպի խոնավ ջերմաստիճան t m-ն այն ջերմաստիճանն է, որի դեպքում խոնավ օդը, երբ սառչում է, հագեցած է մշտական խոնավությամբ: i-d դիագրամի վրա թաց լամպի ջերմաստիճանը որոշելու համար կատարեք հետևյալը. Մշտական էթալպիայի I = const գիծ գծվում է խոնավ օդի տվյալ վիճակը բնութագրող կետի միջով մինչև այն հատվում է հագեցվածության կորի φ = 100% հետ։ Խոնավ լամպի ջերմաստիճանը կհամապատասխանի խաչմերուկի միջով իզոթերմին:
i-d գծապատկերում օդի մի վիճակից մյուսին անցնելու բոլոր գործընթացները պատկերված են խոնավ օդի սկզբնական և վերջնական վիճակը բնութագրող կետերով անցնող կորերով։
Ինչպե՞ս կիրառել թաց օդի i-d աղյուսակը: Ինչպես նշվեց վերևում, օդի վիճակը որոշելու համար անհրաժեշտ է իմանալ դիագրամի ցանկացած երկու պարամետր: Օրինակ, եկեք վերցնենք ցանկացած չոր լամպի ջերմաստիճան և ցանկացած խոնավ լամպի ջերմաստիճան: Գտնելով այս ջերմաստիճանների գծերի հատման կետը՝ մենք ստանում ենք օդի վիճակը տվյալ ջերմաստիճաններում։ Այսպիսով, այս կետը հստակ բնութագրում է օդի վիճակը: Օրինակի նման, այս ջերմաստիճանները կարող են օգտագործվել i-d դիագրամի ցանկացած կետում օդի վիճակը գտնելու համար:
Գտե՞լ եք վրիպակ:Նշեք այն և սեղմեք Ctrl + Enter... Մենք երախտապարտ կլինենք ձեր օգնության համար:
Լ.Կ.Ռամզինը կառուցել է « ես, դ»- դիագրամ, որը լայնորեն կիրառվում է չորացման, օդորակման հաշվարկներում՝ խոնավ օդի վիճակի փոփոխության հետ կապված մի շարք այլ հաշվարկներում։ Այս դիագրամը արտահայտում է օդի հիմնական պարամետրերի գրաֆիկական կախվածությունը ( տ, φ, էջՊ, դ, ես) տվյալ բարոմետրիկ ճնշման դեպքում:
տարրեր» ես, դ»- դիագրամները ներկայացված են նկ. 7.4. Դիագրամը կառուցված է թեք կոորդինատային համակարգով՝ առանցքների միջև անկյունով եսև դ 135 °. Օրդինատը էնթալպիաներն են և օդի ջերմաստիճանը ( ես, կՋ / կգ չոր օդի և տ, ° С), աբսցիսայի երկայնքով - խոնավ օդի խոնավության արժեքները դ, գ / կգ:
Բրինձ. 7.4. Մոտավոր « ես, դ«- դիագրամ
Ավելի վաղ նշվել էր, որ պարամետրերը ( տ° C, եսկՋ / կգ, φ%, դգ / կգ, էջ P Pa), որոնք որոշում են խոնավ օդի վիճակը, ըստ « ես, դ»- դիագրամը կարելի է գրաֆիկորեն պատկերել որպես կետ: Օրինակ, Նկ. A կետից ներքև համապատասխանում են խոնավ օդի պարամետրերին՝ ջերմաստիճան տ= 27 ° С, հարաբերական խոնավությունը φ = 35%, էնթալպիա ես= 48 կՋ / կգ, խոնավության պարունակություն դ= 8 գ / կգ, մասնակի գոլորշու ճնշում էջ P = 1,24 կՊա:
Պետք է հաշվի առնել այն հանգամանքը, որ գրաֆիկորեն ստացված խոնավ օդի պարամետրերը համապատասխանում են 760 մմ Hg բարոմետրիկ (մթնոլորտային) ճնշմանը։ Արվեստ., որի համար կառուցվել է, ցույց է տրված Նկ. « ես, դ«- դիագրամ.
Գոլորշի մասնակի ճնշումը որոշելու համար գրաֆիկական վերլուծական հաշվարկների կիրառման պրակտիկան օգտագործելով « ես, դ»- դիագրամները ցույց են տալիս, որ ստացված արդյունքների միջև անհամապատասխանությունը (1-2%-ի սահմաններում) բացատրվում է գծապատկերների ճշգրտության աստիճանով:
Եթե A կետի պարամետրերը միացված են « ես, դ«- դիագրամը (նկ. 7.5) եսԱ , դ A և վերջնական B - եսԲ, դ B, ապա հարաբերակցությունը ( եսԲ - եսԱ) / ( դԲ - դԱ) · 1000 = ε- գծի (ճառագայթի) թեքությունն է, որը բնութագրում է օդի վիճակի տվյալ փոփոխությունը կոորդինատներում » ես, դ«- դիագրամներ.
Բրինձ. 7.5. լանջի որոշում ε՝ օգտագործելով « ես, դ«- դիագրամներ.
ε-ի արժեքն ունի կՋ / կգ խոնավության չափ: Մյուս կողմից, օգտագործման պրակտիկայում « ես, դ»- հաշվարկով ստացված ε-ի արժեքը նախօրոք հայտնի է դիագրամներում։
Այս դեպքում « ես, դ»- դիագրամը կարող է կառուցել ε-ի ստացված արժեքին համապատասխանող ճառագայթ: Դա անելու համար օգտագործեք մի շարք ճառագայթներ, որոնք համապատասխանում են լանջի տարբեր արժեքներին և գծագրված են եզրագծի երկայնքով: ես, դ«- դիագրամներ. Այս ճառագայթների կառուցումն իրականացվել է հետևյալ կերպ (տե՛ս նկ. 7.6):
Անկյունային մասշտաբը կառուցելու համար դիտարկվում են խոնավ օդի վիճակի տարբեր փոփոխություններ, մինչդեռ Նկար 4-ում դիտարկված բոլոր դեպքերի համար հաշվի են առնվում օդի նույն նախնական պարամետրերը. սա է ծագումը ( ես 1 = 0, դ 1 = 0): Եթե վերջնական պարամետրերը նշանակվում են ես 2 և դ 2, ապա այս դեպքում կարելի է գրել թեքության արտահայտությունը
ε = .
Օրինակ՝ վերցնելով դ 2 = 10 գ / կգ և ես 2 = 1 կՋ / կգ (համապատասխանում է 1.4-ի 1-ին կետին), ε = (1/10) 1000 = 100 կՋ / կգ: 2 կետի համար ε = 200 կՋ / կգ և այլն, Նկար 1.4-ի բոլոր դիտարկված կետերի համար: Համար ես= 0 ε = 0, այսինքն. ճառագայթների վրա ես, դ«- դիագրամը նույնն է. Նմանապես, կարող են կիրառվել թեքության բացասական արժեքներով ճառագայթներ:
Դաշտերում» ես, դ»- դիագրամները ցույց են տալիս մասշտաբի ճառագայթների ուղղությունները անկյունային գործակիցների արժեքների համար - 30,000-ից + 30,000 կՋ / կգ խոնավություն: Այս բոլոր ճառագայթները ծագում են:
Անկյունային մասշտաբի գործնական կիրառումը կրճատվում է մինչև սանդղակի ճառագայթի զուգահեռ փոխանցումը (օրինակ՝ քանոնի օգտագործումը) թեքության հայտնի արժեքով դեպի տվյալ կետը: ես, դ«- դիագրամ. Նկ. ցույց է տալիս ε = 100-ով ճառագայթի փոխանցումը B կետ:
կառուցելով» ես, դ«- անկյունային մասշտաբի դիագրամ:
Ցողի կետի ջերմաստիճանի որոշումտ P և թաց լամպի ջերմաստիճանըտ M օգտագործելով «ես, դ «- դիագրամներ.
Ցողի կետի ջերմաստիճանը հագեցած օդի ջերմաստիճանն է տվյալ խոնավության պարունակության դեպքում: Վրա " ես, դ«- որոշելու դիագրամ տ P անհրաժեշտ է այս օդային վիճակի կետից (ներքևի նկարում A կետը) իջնել գծի երկայնքով դ= const դեպի հագեցվածության գծի խաչմերուկը φ = 100% (կետ B): Այս դեպքում B կետով անցնող իզոթերմը համապատասխանում է տՌ.
Արժեքների սահմանում տՊ և տՄ-ից դեպի « ես, դ«- դիագրամ
Լամպի խոնավ ջերմաստիճանը տ M-ը հավասար է օդի ջերմաստիճանին հագեցած վիճակում տվյալ էթալպիայում: V» ես, դ«- դիագրամ տ M-ն անցնում է իզոթերմի հատման կետով φ = 100% ուղիղի հետ (կետ B) և գործնականում համընկնում է (օդորակման համակարգերում տեղի ունեցող պարամետրերին) գծի հետ։ Ի= B կետով անցնող շարունակություն:
Օդի տաքացման և հովացման գործընթացների պատկերը »ես, դ «- դիագրամ.Մակերևութային ջերմափոխանակիչում օդի տաքացման գործընթացը - օդի տաքացուցիչը « ես, դ«- դիագրամը պատկերված է AB ուղղահայաց գծով (տե՛ս ստորև բերված նկարը): դ= const, քանի որ օդի խոնավության պարունակությունը չի փոխվում չոր տաքացվող մակերեսի հետ շփման ժամանակ: Ջերմաստիճանը և էնթալպիան բարձրանում են տաքացման ժամանակ, իսկ հարաբերական խոնավությունը նվազում է։
Մակերեւութային ջերմափոխանակիչ-օդային հովացուցիչում օդի սառեցման գործընթացը կարող է իրականացվել երկու եղանակով. Առաջին եղանակը օդը սառեցնելն է մշտական խոնավության պարունակությամբ (ա գործընթացը Նկար 1.6-ում): Այս գործընթացը ժամը դ= const-ը հոսում է, եթե օդի հովացուցիչի մակերեսի ջերմաստիճանը ավելի բարձր է, քան ցողի կետի ջերմաստիճանը տ R. Գործընթացը տեղի կունենա VG գծի երկայնքով կամ, ծայրահեղ դեպքերում, VG գծի երկայնքով:
Երկրորդ ճանապարհը օդը հովացնելն է խոնավության նվազմամբ, ինչը հնարավոր է միայն օդից խոնավության իջնելու դեպքում (բ դեպք նկ. 7.8-ում): Նման գործընթացի իրականացման պայմանն այն է, որ օդային հովացուցիչի մակերևույթի կամ օդի հետ շփվող ցանկացած այլ մակերևույթի ջերմաստիճանը պետք է ցածր լինի օդի ցողի կետից D կետում: Այս դեպքում ջրային գոլորշիների խտացում օդում տեղի կունենա, և հովացման գործընթացը կուղեկցվի օդում խոնավության պարունակության նվազմամբ… Նկ. այս գործընթացը կշարունակվի SJ գծի երկայնքով, և W կետը համապատասխանում է ջերմաստիճանին տՊ.Վ. օդային սառեցնող մակերես: Գործնականում սառեցման գործընթացն ավարտվում է ավելի վաղ և ջերմաստիճանի դեպքում հասնում է, օրինակ, E կետին տԵ.
Բրինձ. 7.8. Օդի տաքացման և հովացման գործընթացների պատկերը » ես, դ«- դիագրամ
Երկու օդային հոսքերի խառնման գործընթացները «ես, դ «- դիագրամ.
Օդորակման համակարգերը օգտագործում են երկու օդային հոսքեր տարբեր վիճակների հետ խառնելու գործընթացները: Օրինակ՝ օգտագործելով վերաշրջանառվող օդը կամ խառնելով պատրաստված օդը ներքին օդի հետ, որը մատակարարվում է օդորակիչից: Հնարավոր են նաև շփոթության այլ դեպքեր։
Խառնուրդային պրոցեսների հաշվարկման համար հետաքրքիր է պրոցեսների վերլուծական հաշվարկների և դրանց գրաֆիկական պատկերների միջև կապ գտնելը: ես, դ«- դիագրամ. Նկ. 7.9-ը ներկայացնում է խառնման պրոցեսների իրականացման երկու դեպք. ա) - օդի վիճակի կետը « ես, դ»- դիագրամը գտնվում է φ = 100% գծի վերևում և դեպք բ) - խառնուրդի կետը գտնվում է φ = 100% գծից ցածր:
Դիտարկենք գործը ա): Ա կետի վիճակի օդը չափով ԳԵվ պարամետրերով դԵվ ես A-ն որոշակի քանակությամբ խառնվում է B կետի օդի հետ Գ B պարամետրերով դԲ և եսԲ. Այս դեպքում ընդունվում է այն պայմանը, որ հաշվարկները կատարվում են A վիճակի 1 կգ օդի համար: Ապա արժեքը n = Գ V / ԳԵվ հաշվարկվում է, թե B կետի օդի որքան օդ է ընկնում A կետի 1 կգ օդի վրա: A կետի 1 կգ օդի համար կարելի է գրել ջերմության և խոնավության հավասարակշռությունը խառնելիս.
ես A + ես B = (1 + n)եսՍՄ;
դ A + րդ B = (1 + n)դՍՄ,
որտեղ եսՄեդիա դ CM-ն խառնուրդի պարամետրերն են:
Հավասարումներից դուք ստանում եք.
.
Հավասարումը ուղիղ գծի հավասարումն է, որի ցանկացած կետ ցույց է տալիս խառնման պարամետրերը եսՄեդիա դՍՄ. C խառնման կետի դիրքը AB գծի վրա կարելի է գտնել ASD և CBE նմանատիպ եռանկյունների կողմերի հարաբերությամբ:
Բրինձ. 7.9. Օդի խառնման գործընթացները « ես, դ«- դիագրամ. ա) - խառնուրդի կետը գտնվում է φ = 100% գծից վեր; բ) - խառնուրդի կետը գտնվում է φ = 100% -ից ցածր:
,
դրանք. C կետը AB ուղիղ գիծը բաժանում է մասերի, որոնք հակադարձ համեմատական են խառն օդի զանգվածներին:
Եթե հայտնի է C կետի դիրքը AB ուղղի վրա, ապա մենք կարող ենք գտնել զանգվածները ԳԱ և ԳԲ. Հավասարումից հետևում է
,
Նմանապես
Գործնականում հնարավոր է դեպք, երբ ցուրտ սեզոնում С 1 խառնուրդի կետը գտնվում է φ = 100% գծից ցածր: Այս դեպքում խոնավության խտացում տեղի կունենա խառնման գործընթացում: Խտացրած խոնավությունը դուրս է գալիս օդից և խառնելուց հետո կլինի հագեցվածության վիճակում φ = 100%: Խառնուրդի պարամետրերը բավականին ճշգրիտ որոշվում են φ = 100% գծի հատման կետով (կետ C 2) և ես CM = Const. Այս դեպքում նստվածքային խոնավության քանակը հավասար է Δ-ի դ.
Խոնավ օդի պարամետրերի որոշումը, ինչպես նաև տարբեր նյութերի չորացման հետ կապված մի շարք գործնական հարցերի լուծումը գրաֆիկորեն շատ հարմար է. i-dգծապատկերներ, որոնք առաջին անգամ առաջարկել է խորհրդային գիտնական Լ.Կ. Ռամզինը 1918 թվականին:
Կառուցված է 98 կՊա բարոմետրիկ ճնշման համար: Գործնականում դիագրամը կարող է օգտագործվել չորանոցների հաշվարկման բոլոր դեպքերում, քանի որ նորմալ տատանումներով. մթնոլորտային ճնշումիմաստը եսև դքիչ փոխվել.
i-d դիագրամը խոնավ օդի էթալպիայի հավասարման գրաֆիկական մեկնաբանություն է։ Այն արտացոլում է խոնավ օդի հիմնական պարամետրերի հարաբերությունները: Դիագրամի յուրաքանչյուր կետ ընդգծում է որոշակի վիճակ՝ հստակ սահմանված պարամետրերով: Խոնավ օդի բնութագրիչներից որևէ մեկը գտնելու համար բավական է իմանալ նրա վիճակի միայն երկու պարամետր։
Խոնավ օդի I-d դիագրամը կառուցված է թեք կոորդինատային համակարգում: Օրդինատների առանցքի վրա զրոյական կետից վեր և վար (i = 0, d = 0) գծագրվում են էթալպիայի արժեքները և i = const գծերը գծվում են աբսցիսայի առանցքին զուգահեռ, այսինքն՝ 135 անկյան տակ: 0 դեպի ուղղահայաց: Այս դեպքում 0 о С իզոթերմը չհագեցած շրջանում գտնվում է գրեթե հորիզոնական։ Ինչ վերաբերում է d խոնավության պարունակությունը կարդալու սանդղակին, ապա հարմարության համար այն իջեցվում է սկզբնաղբյուրով անցնող հորիզոնական գծի։
i-d դիագրամը գծագրված է նաև ջրի գոլորշու մասնակի ճնշման կորով։ Այդ նպատակով օգտագործվում է հավասարումը.
P p = B * d / (0.622 + d),
Հաշվի առնելով, թե որն է d-ի փոփոխական արժեքների համար, մենք ստանում ենք, որ, օրինակ, d = 0 P p = 0, d = d 1 P p = P p1, d = d 2 P p = P p2 և այլն: . Հաշվի առնելով մասնակի ճնշումների որոշակի սանդղակը, ուղղանկյուն կոորդինատային համակարգում գծապատկերի ստորին մասում նշված կետերում գծվում է կոր P p = f (d): Դրանից հետո i-d գծապատկերի վրա գծագրվում են մշտական հարաբերական խոնավության կորեր (φ = const): Ստորին կորը φ = 100% բնութագրում է ջրի գոլորշիներով հագեցած օդի վիճակը ( հագեցվածության կորը).
Նաև խոնավ օդի i-d դիագրամի վրա գծագրվում են իզոթերմների ուղիղ գծեր (t = const), որոնք բնութագրում են խոնավության գոլորշիացման գործընթացները՝ հաշվի առնելով 0 ° C ջերմաստիճան ունեցող ջրի կողմից ներմուծվող ջերմության լրացուցիչ քանակությունը:
Խոնավության գոլորշիացման գործընթացում օդի էթալպիան մնում է հաստատուն, քանի որ նյութերի չորացման համար օդից վերցված ջերմությունը վերադառնում է դրան գոլորշիացված խոնավության հետ միասին, այսինքն՝ հավասարման մեջ.
i = i b + d * i p
Առաջին ժամկետի նվազումը կփոխհատուցվի երկրորդ ժամկետի աճով։ i-d դիագրամում այս գործընթացն անցնում է գծի երկայնքով (i = const) և պայմանականորեն կոչվում է գործընթաց ադիաբատիկ գոլորշիացում... Օդի սառեցման սահմանը թաց ջերմաչափի ադիաբատիկ ջերմաստիճանն է, որը գծապատկերում հայտնաբերված է որպես գծերի (i = const) կետի (i = const) հագեցվածության կորի հատման կետի ջերմաստիճանը (φ = 100%):
Կամ այլ կերպ ասած, եթե A կետից (i = 72 կՋ / կգ կոորդինատներով, d = 12,5 գ / կգ չոր օդ, t = 40 ° C, V = 0,905 մ3 / կգ չոր օդ. Φ = 27%), արտանետում է. խոնավ օդի որոշակի վիճակ, ուղղահայաց ճառագայթ d = const, ապա դա կլինի օդի սառեցման գործընթաց՝ առանց դրա խոնավության պարունակությունը փոխելու. Հարաբերական խոնավության φ արժեքը այս դեպքում աստիճանաբար մեծանում է: Երբ այս ճառագայթը շարունակվում է մինչև այն հատվում է φ = 100% կորի հետ («B» կետը i = 49 կՋ / կգ կոորդինատներով, d = 12,5 գ / կգ չոր օդ, t = 17,5 ° C, V = 0, 84 մ 3: / կգ չոր բեռ j = 100%), մենք ստանում ենք ամենացածր ջերմաստիճանը tp (այն կոչվում է ցողի կետի ջերմաստիճանը), որի դեպքում որոշակի խոնավության d պարունակությամբ օդը դեռևս ի վիճակի է չխտացրած վիճակում պահել գոլորշիները. Ջերմաստիճանի հետագա նվազումը հանգեցնում է խոնավության նստվածքի կա՛մ կասեցված վիճակում (մառախուղ), կա՛մ ցողի տեսքով՝ ցանկապատերի մակերևույթներին (մեքենայի պատեր, սնունդ), կա՛մ սառնամանիք և ձյուն (գոլորշիչի խողովակներ): սառնարանային մեքենա):
Եթե A վիճակում օդը խոնավացվում է առանց ջերմության մատակարարման կամ հեռացման (օրինակ՝ բաց ջրի մակերեսից), ապա AC գծով բնութագրվող գործընթացը տեղի կունենա առանց էթալպիայի փոփոխության (i = const): Ջերմաստիճանը t մ այս գծի հագեցվածության կորի հետ հատման կետում («C» կետ կոորդինատներով i = 72 կՋ / կգ, d = 19 գ / կգ չոր օդ, t = 24 ° C, V = 0,87 մ 3 / կգ չոր օդ φ = 100%) և է թաց լամպի ջերմաստիճանը.
i-d-ի օգնությամբ հարմար է վերլուծել խոնավ օդի հոսքերի խառնման ժամանակ տեղի ունեցող գործընթացները։
Նաև խոնավ օդի i-d դիագրամը լայնորեն օգտագործվում է օդորակման պարամետրերը հաշվարկելու համար, որը հասկացվում է որպես օդի ջերմաստիճանի և խոնավության վրա ազդելու միջոցների և մեթոդների մի շարք:
Խոնավ օդը չոր օդի և ջրի գոլորշու խառնուրդ է։ Խոնավ օդի հատկությունները բնութագրվում են հետևյալ հիմնական պարամետրերով՝ չոր լամպի ջերմաստիճան t, բարոմետրիկ ճնշում P b, ջրի գոլորշիների մասնակի ճնշում P p, հարաբերական խոնավություն φ, խոնավության պարունակություն d, հատուկ էնթալպիա i, ցողի կետի ջերմաստիճան tp, թաց լամպ։ ջերմաստիճան tm, խտություն ρ.
i-d դիագրամը գրաֆիկական հարաբերություն է օդի հիմնական պարամետրերի t, φ, d, i որոշակի բարոմետրիկ օդի ճնշման P b և օգտագործվում է խոնավ օդի մշակման հաշվարկի արդյունքները պատկերացնելու համար:
i-d դիագրամն առաջին անգամ կազմվել է 1918 թվականին խորհրդային ջեռուցման ինժեներ Լ.Կ.Ռամզինի կողմից։
Դիագրամը կառուցված է թեք կոորդինատային համակարգում, որը թույլ է տալիս ընդլայնել չհագեցած խոնավ օդի տարածքը և հարմար է դարձնում դիագրամը գրաֆիկական գծագրման համար: Դիագրամի օրդինատը ցույց է տալիս հատուկ էնթալպիայի արժեքները i, աբսցիսա, որն ուղղված է i-առանցքի նկատմամբ 135 ° անկյան տակ, ցույց է տալիս խոնավության պարունակության արժեքները d. Դիագրամի դաշտը բաժանված է հատուկ էթալպիայի մշտական արժեքների տողերով i = const և խոնավության պարունակություն d = const: Դիագրամը ցույց է տալիս նաև t=const ջերմաստիճանի մշտական արժեքների տողեր, որոնք զուգահեռ չեն միմյանց, և որքան բարձր է խոնավ օդի ջերմաստիճանը, այնքան իզոթերմները շեղվում են դեպի վեր: Հարաբերական խոնավության φ = const հաստատուն արժեքների տողերը նույնպես գծագրված են գծապատկերի դաշտում:
Հարաբերական խոնավությունտվյալ վիճակի խոնավ օդում պարունակվող ջրի գոլորշու մասնակի ճնշման հարաբերությունն է նույն ջերմաստիճանում հագեցած ջրի գոլորշու մասնակի ճնշմանը։
Խոնավության պարունակությունըխոնավ օդում ջրի գոլորշու զանգվածն է նրա չոր մասի զանգվածի 1 կգ-ին։
Հատուկ էթալպիաՏվյալ ջերմաստիճանի և ճնշման դեպքում խոնավ օդում պարունակվող ջերմության քանակն է, որը վերաբերում է 1 կգ չոր օդին:
i-d կորի դիագրամ φ = 100% բաժանված է երկու տարածքի. Դիագրամի ամբողջ տարածքը, որը ընկած է այս կորի վերևում, բնութագրում է չհագեցած խոնավ օդի պարամետրերը, իսկ ներքևում ՝ մառախուղի տարածքը:
Մառախուղը երկփուլ համակարգ է, որը բաղկացած է հագեցած խոնավ օդից և կասեցված խոնավությունից՝ ջրի մանր կաթիլների կամ սառույցի մասնիկների տեսքով:
Հաշվարկել խոնավ օդի պարամետրերը և գծագրելով i-dգծապատկերները օգտագործում են չորս հիմնական հավասարումներ.
1) հագեցած ջրի գոլորշիների ճնշումը ջրի հարթ մակերեսի վրա (t> 0) կամ սառույցի (t ≤ 0), կՊա.
որտեղ α in, β in-ը ջրի հաստատուններն են, α in = 17,504, β in = 241,2 ° С
α l, β l - սառույցի հաստատուններ, α l = 22,489, β l = 272,88 ° С
2) Հարաբերական խոնավությունը φ,%:
որտեղ P b - բարոմետրիկ ճնշում, կՊա
4) Խոնավ օդի հատուկ էնթալպիա i, kJ/kg d.w .:
Ցողի կետի ջերմաստիճանը- սա այն ջերմաստիճանն է, որով պետք է սառեցնել չհագեցած օդը, որպեսզի այն դառնա հագեցած՝ պահպանելով մշտական խոնավության պարունակությունը:
Օդի վիճակը բնութագրող կետի միջոցով i-d դիագրամի վրա ցողի կետի ջերմաստիճանը գտնելու համար անհրաժեշտ է գծել d = const գիծ, մինչև այն հատվի φ = 100% կորի հետ: Ցողի կետի ջերմաստիճանը սահմանափակող ջերմաստիճանն է, որով խոնավ օդը կարող է սառչել մշտական խոնավության պարունակությամբ՝ առանց խտացման:
Լամպի խոնավ ջերմաստիճանըայն ջերմաստիճանն է, որը ստանում է չհագեցած խոնավ օդը i 1 և d 1 սկզբնական պարամետրերով ադիաբատիկ ջերմության և զանգվածի փոխանակման արդյունքում ջրի հետ հեղուկ կամ պինդ վիճակում, ունենալով հաստատուն ջերմաստիճան t in = tm այն բանից հետո, երբ այն հասնում է հագեցած վիճակի: բավարարում է հավասարությունը.
որտեղ c in - ջրի հատուկ ջերմային հզորություն, կՋ / (կգ ° C)
i n - i 1 տարբերությունը սովորաբար փոքր է, հետևաբար ադիաբատիկ հագեցվածության գործընթացը հաճախ կոչվում է իզենտալպիկ, չնայած իրականում i n = i 1 միայն t m = 0-ում:
Թաց ջերմաչափի ջերմաստիճանը i-d դիագրամի վրա օդի վիճակը բնութագրող կետով գտնելու համար անհրաժեշտ է գծել հաստատուն էնթալպիայի գիծ i = const, մինչև այն հատվի φ = 100% կորի հետ:
Խոնավ օդի խտությունը որոշվում է բանաձևով, կգ / մ 3:
որտեղ T-ը ջերմաստիճանն է Կելվին աստիճանով
Օդը տաքացնելու համար պահանջվող ջերմության քանակը կարելի է հաշվարկել բանաձևով, կՎտ.
Սառեցման ընթացքում օդից հեռացվող ջերմության քանակը, կՎտ.
որտեղ i 1, i 2 - կոնկրետ էնթալպիա սկզբի և վերջի կետերում, համապատասխանաբար, kJ / կգ d.w.
G s - չոր օդի սպառումը, կգ / վ
որտեղ d 1, d 2 - խոնավության պարունակությունը սկզբի և վերջի կետերում, համապատասխանաբար, գ / կգ դ.մ.
Երկու օդային հոսքեր խառնելիս խառնուրդի խոնավության պարունակությունը և հատուկ էթալպիան որոշվում են բանաձևերով.
Դիագրամում խառնուրդի կետը գտնվում է 1-2 ուղիղ գծի վրա և այն բաժանում է հատվածների, որոնք հակադարձ համեմատական են օդի խառը քանակներին.
|
Հնարավոր է դեպք, երբ խառնուրդի կետը 3 * կլինի φ = 100% գծից ցածր: Այս դեպքում խառնման պրոցեսն ուղեկցվում է խառնուրդում պարունակվող ջրային գոլորշիների մի մասի խտացմամբ, և խառնուրդի կետը 3 կգտնվի i 3 * = const և φ = 100% գծերի խաչմերուկում:
Ներկայացված կայքում «Հաշվարկներ» էջում կարող եք հաշվարկել խոնավ օդի մինչև 8 վիճակ՝ i-d դիագրամի վրա պրոցեսների ճառագայթների կառուցմամբ։
Նախնական վիճակը որոշելու համար անհրաժեշտ է նշել չորս պարամետրերից երկուսը (t, φ, d, i) և չոր օդի հոսքը L c *: Հոսքի արագությունը սահմանվում է՝ ենթադրելով օդի 1,2 կգ/մ 3 խտություն: Այստեղից որոշվում է չոր օդի զանգվածի հոսքի արագությունը, որն օգտագործվում է հետագա հաշվարկներում։ Ելքային աղյուսակը ցույց է տալիս օդի իրական խտությանը համապատասխանող ծավալային օդի հոսքի իրական արժեքները:
Նոր վիճակը կարելի է հաշվարկել՝ սահմանելով գործընթացը և սահմանելով վերջնական պարամետրերը:
Դիագրամը ցույց է տալիս հետևյալ գործընթացները՝ ջեռուցում, հովացում, ադիաբատիկ սառեցում, գոլորշու խոնավացում, խառնում և ընդհանուր գործընթացը, որը որոշվում է ցանկացած երկու պարամետրով:
Գործընթացը | Նշանակում | Նկարագրություն |
Ջերմություն | Օ | Մուտքագրվում է նպատակային վերջի ջերմաստիճանը կամ թիրախային ջերմային ելքը: |
Սառեցում | Գ | Մուտքագրված է նպատակային վերջի ջերմաստիճանը կամ թիրախային հովացման հզորությունը: Այս հաշվարկը հիմնված է այն ենթադրության վրա, որ հովացուցիչի մակերևույթի ջերմաստիճանը մնում է անփոփոխ, և օդի սկզբնական պարամետրերը ձգտում են դեպի այն կետը, որտեղ սառեցնող մակերեսի ջերմաստիճանը φ = 100% է: Կարծես սկզբնական վիճակի օդը խառնվում է ամբողջովին հագեցած օդի հետ հովացուցիչի մակերեսին։ |
Ադիաբատիկ սառեցում | Ա | Մուտքագրվում է նպատակային վերջնական հարաբերական խոնավությունը կամ խոնավության պարունակությունը կամ ջերմաստիճանը: |
գոլորշու խոնավացում | Պ | Մուտքագրվում է նպատակային վերջնական հարաբերական խոնավությունը կամ խոնավության պարունակությունը: |
Ընդհանուր գործընթաց | X | Ներկայացվում են չորսից երկու պարամետրերի արժեքները (t, φ, d, i), որոնք վերջնական են տվյալ գործընթացի համար։ |
Խառնում | Ս | Այս գործընթացը սահմանվում է առանց պարամետրերի սահմանման: Օգտագործվում են երկու նախորդ օդի հոսքի արագությունները: Եթե խառնման ընթացքում հասնում է առավելագույն թույլատրելի խոնավության պարունակությունը, ապա տեղի է ունենում ջրի գոլորշու ադիաբատիկ խտացում: Արդյունքում հաշվարկվում է խտացրած խոնավության քանակը։ |
ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ:
1. Բուրցև Ս.Ի., Ցվետկով Յու.Ն. Թաց օդ. Կազմը և հատկությունները. Դասագիրք. նպաստ. - SPb .: SPbGAKhPT, 1998 .-- 146 p.
2. Տեղեկագիրք ABOK 1-2004. Թաց օդ. - M .: AVOK-PRESS, 2004 .-- 46 p.
3. ASHRAE ձեռնարկ. Հիմունքներ. - Ատլանտա, 2001 թ.