Come usare il grafico hd. Diagramma I-d per principianti (diagramma ID dello stato dell'aria umida per manichini). Determinazione dell'umidità relativa mediante psicrometro

Definisci parametri aria umida, oltre a risolvere una serie di problematiche pratiche legate all'essiccazione di vari materiali, molto convenientemente in modo grafico con ID diagrammi, proposti per la prima volta dallo scienziato sovietico L.K. Ramzin nel 1918.

Costruito per una pressione barometrica di 98 kPa. In pratica il diagramma può essere utilizzato in tutti i casi di calcolo degli essiccatori, poiché con normali fluttuazioni della pressione atmosferica, i valori io e D cambia poco.

Grafico dentro coordinate i-dè un'interpretazione grafica dell'equazione dell'entalpia per l'aria umida. Riflette la relazione dei parametri principali dell'aria umida. Ogni punto del diagramma evidenzia uno stato con parametri ben definiti. Per trovare una qualsiasi delle caratteristiche dell'aria umida, è sufficiente conoscere solo due parametri del suo stato.

Diagramma I-d l'aria umida è costruita in un sistema di coordinate oblique. Sull'asse y su e giù dal punto zero (i \u003d 0, d \u003d 0), i valori di entalpia vengono tracciati e le linee i \u003d const vengono tracciate parallelamente all'asse delle ascisse, cioè , con un angolo di 135 0 rispetto alla verticale. In questo caso, l'isoterma 0 o C nella regione insatura si trova quasi orizzontalmente. Quanto alla scala per la lettura del contenuto di umidità d, per comodità è riportata su una retta orizzontale passante per l'origine.

La curva della pressione parziale del vapore acqueo è anche tracciata sul diagramma i-d. A tale scopo si utilizza la seguente equazione:

R p \u003d B * d / (0,622 + d),

Per valori variabili di d, otteniamo che, ad esempio, per d=0 P p =0, per d=d 1 P p = P p1 , per d=d 2 P p = P p2, ecc. Data una certa scala per le pressioni parziali, nella parte inferiore del diagramma in un sistema di coordinate rettangolari, viene tracciata una curva P p =f(d) nei punti indicati. Successivamente, le linee curve di una costante vengono applicate al diagramma i-d umidità relativa(φ = cost). La curva inferiore φ = 100% caratterizza lo stato dell'aria satura di vapore acqueo ( curva di saturazione).

Inoltre, le linee rette delle isoterme (t = const) sono costruite sul diagramma i-d dell'aria umida, che caratterizza i processi di evaporazione dell'umidità, tenendo conto della quantità aggiuntiva di calore introdotta dall'acqua con una temperatura di 0 ° C.

Nel processo di evaporazione dell'umidità, l'entalpia dell'aria rimane costante, poiché il calore prelevato dall'aria per l'essiccazione dei materiali ritorna ad essa insieme all'umidità evaporata, ovvero nell'equazione:

io = io in + d*i p

Una diminuzione nel primo termine sarà compensata da un aumento nel secondo termine. Sul diagramma i-d, questo processo segue la linea (i = const) e ha il nome condizionale del processo evaporazione adiabatica. Il limite del raffreddamento ad aria è la temperatura adiabatica del bulbo umido, che si trova nel diagramma come temperatura del punto all'intersezione delle rette (i = const) con la curva di saturazione (φ = 100%).

Ovvero, se dal punto A (con coordinate i = 72 kJ/kg, d = 12,5 g/kg aria secca, t = 40°C, V = 0,905 m 3/kg aria secca φ = 27%), emettendo un certo stato di aria umida, disegnare un raggio verticale d = const, quindi sarà un processo di raffreddamento dell'aria senza modificarne il contenuto di umidità; il valore dell'umidità relativa φ in questo caso aumenta gradualmente. Quando questo raggio prosegue fino all'intersezione con la curva φ = 100% (punto "B" con coordinate i = 49 kJ/kg, d = 12,5 g/kg aria secca, t = 17,5 °C, V = 0 ,84 m 3 /kg aria secca j \u003d 100%), otteniamo la temperatura più bassa tp (si chiama temperatura del punto di rugiada), in cui l'aria con un dato contenuto di umidità d è ancora in grado di trattenere i vapori in forma non condensata; un ulteriore abbassamento della temperatura porta alla perdita di umidità sia in sospensione (nebbia), sia sotto forma di rugiada sulle superfici delle recinzioni (pareti auto, prodotti), o gelo e neve (tubi evaporatori della macchina frigorifera).

Se l'aria nello stato A viene umidificata senza apporto o prelievo di calore (ad esempio da una superficie d'acqua aperta), allora il processo caratterizzato dalla linea AC avverrà senza modificare l'entalpia (i = const). Temperatura tm all'intersezione di questa linea con la curva di saturazione (punto "C" con coordinate i \u003d 72 kJ / kg, d \u003d 19 g / kg aria secca, t \u003d 24 ° C, V \u003d 0,87 m 3 / kg aria secca φ = 100%) ed è temperatura a bulbo umido.

Utilizzando i-d, è conveniente analizzare i processi che si verificano quando i flussi di aria umida vengono miscelati.

Inoltre, il diagramma i-d dell'aria umida è ampiamente utilizzato per calcolare i parametri di condizionamento dell'aria, inteso come un insieme di mezzi e metodi per influenzare la temperatura e l'umidità dell'aria.

Dopo aver letto questo articolo, ti consiglio di leggere l'articolo su entalpia, potenza frigorifera latente e determinazione della quantità di condensa che si forma negli impianti di condizionamento e deumidificazione:

Buona giornata, cari colleghi principianti!

All'inizio del mio percorso professionale, mi sono imbattuto in questo diagramma. A prima vista può sembrare spaventoso, ma se capisci i principi principali con cui funziona, allora puoi innamorarsene: D. Nella vita di tutti i giorni, si chiama diagramma i-d.

In questo articolo, cercherò di spiegare semplicemente (con le dita) i punti principali, in modo che in seguito, partendo dalla base ricevuta, approfondirai in modo indipendente questa rete di caratteristiche dell'aria.

Ecco come appare nei libri di testo. Diventa un po' inquietante.

Rimuoverò tutto ciò che è superfluo di cui non avrò bisogno per la mia spiegazione e presenterò il diagramma i-d in questa forma:

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Non è ancora del tutto chiaro di cosa si tratti. Dividiamolo in 4 elementi:

Il primo elemento è il contenuto di umidità (D o d). Ma prima di iniziare a parlare di umidità dell'aria in generale, vorrei essere d'accordo su qualcosa con te.

Mettiamoci d'accordo immediatamente "sulla riva" su un concetto. Eliminiamo uno stereotipo saldamente radicato in noi (almeno in me) su cosa sia il vapore. Fin dall'infanzia, mi hanno indicato una pentola o una teiera bollente e hanno detto, puntando un dito sul "fumo" che usciva dal recipiente: "Guarda! Questo è vapore". Ma come molte persone che sono amiche della fisica, dobbiamo capire che “il vapore acqueo è uno stato gassoso acqua. Non ha colori, gusto e olfatto. Sono solo molecole di H2O allo stato gassoso, che non sono visibili. E quello che vediamo, fuoriuscendo dal bollitore, è una miscela di acqua allo stato gassoso (vapore) e “goccioline d'acqua allo stato limite tra liquido e gas”, o meglio, vediamo quest'ultimo (con riserva, possiamo chiamiamo anche ciò che vediamo - nebbia). Di conseguenza, lo otteniamo questo momento, intorno a ciascuno di noi c'è aria secca (una miscela di ossigeno, azoto...) e vapore (H2O).

Quindi, il contenuto di umidità ci dice quanto di questo vapore è presente nell'aria. Sulla maggior parte dei diagrammi i-d, questo valore è misurato in [g / kg], cioè quanti grammi di vapore (H2O allo stato gassoso) ci sono in un chilogrammo di aria (1 metro cubo di aria nel tuo appartamento pesa circa 1,2 chilogrammi). Nel tuo appartamento per condizioni confortevoli in 1 chilogrammo di aria dovrebbero esserci 7-8 grammi di vapore.

Sul grafico i-d il contenuto di umidità è mostrato come linee verticali e le informazioni sulla gradazione si trovano nella parte inferiore del diagramma:

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Il secondo elemento importante da capire è la temperatura dell'aria (T o t). Non credo ci sia bisogno di spiegare qui. Sulla maggior parte dei diagrammi i-d, questo valore è misurato in gradi Celsius [°C]. Sul diagramma i-d, la temperatura è rappresentata da linee oblique e le informazioni sulla gradazione si trovano sul lato sinistro del diagramma:

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Il terzo elemento del diagramma ID è l'umidità relativa (φ). L'umidità relativa è esattamente il tipo di umidità di cui sentiamo parlare su TV e radio quando ascoltiamo le previsioni del tempo. Viene misurato come percentuale [%].

Sorge una domanda ragionevole: "Qual è la differenza tra umidità relativa e contenuto di umidità?" Risponderò a questa domanda passo dopo passo:

Primo passo:

L'aria può trattenere una certa quantità di vapore. L'aria ha una certa "capacità di carico del vapore". Ad esempio, nella tua stanza, un chilogrammo di aria può "portare a bordo" non più di 15 grammi di vapore.

Supponiamo che la tua stanza sia confortevole e che in ogni chilogrammo di aria nella tua stanza ci siano 8 grammi di vapore e ogni chilogrammo di aria può contenere 15 grammi di vapore. Di conseguenza, otteniamo che il 53,3% del vapore massimo possibile è nell'aria, cioè umidità relativa - 53,3%.

Seconda fase:

La capacità dell'aria varia con diverse temperature. Maggiore è la temperatura dell'aria, più vapore può contenere, minore è la temperatura, minore è la capacità.

Supponiamo di aver riscaldato l'aria nella tua stanza con un riscaldatore convenzionale da +20 gradi a +30 gradi, ma la quantità di vapore in ogni chilogrammo d'aria rimane la stessa: 8 grammi. A +30 gradi, l'aria può "prendere a bordo" fino a 27 grammi di vapore, di conseguenza, nella nostra aria riscaldata - 29,6% del vapore massimo possibile, ad es. umidità relativa - 29,6%.

Lo stesso vale per il raffreddamento. Se raffreddiamo l'aria a +11 gradi, otteniamo una "capacità di carico" pari a 8,2 grammi di vapore per chilogrammo di aria e un'umidità relativa del 97,6%.

Si noti che c'era la stessa quantità di umidità nell'aria - 8 grammi e l'umidità relativa è balzata dal 29,6% al 97,6%. Ciò è accaduto a causa delle fluttuazioni di temperatura.

Quando si sente parlare del tempo alla radio in inverno, dove si dice che fuori ci sono meno 20 gradi e l'umidità è dell'80%, significa che ci sono circa 0,3 grammi di vapore nell'aria. Una volta nel vostro appartamento, quest'aria si riscalda fino a +20 e l'umidità relativa di tale aria diventa del 2%, e questa è aria molto secca (infatti, nell'appartamento in inverno, l'umidità è mantenuta al 10-30% a causa di il rilascio di umidità dai bagni, dalle cucine e dalle persone, ma che è anche al di sotto dei parametri di comfort).

Terza fase:

Cosa succede se abbassiamo la temperatura a un livello tale che la "capacità di carico" dell'aria sia inferiore alla quantità di vapore nell'aria? Ad esempio, fino a +5 gradi, dove la capacità dell'aria è di 5,5 grammi / chilogrammo. Quella parte dell'H2O gassosa che non entra nel "corpo" (nel nostro caso è di 2,5 grammi) inizierà a trasformarsi in un liquido, ad es. in acqua. Nella vita di tutti i giorni, questo processo è particolarmente evidente quando i vetri si appannano a causa del fatto che la temperatura dei vetri è inferiore alla temperatura media della stanza, tanto che c'è poco spazio per l'umidità nell'aria e il il vapore, trasformandosi in un liquido, si deposita sui bicchieri.

Nel diagramma i-d, l'umidità relativa è mostrata come linee curve e le informazioni sulla gradazione si trovano sulle linee stesse:

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Il quarto elemento del diagramma ID è l'entalpia (I o i). L'entalpia contiene la componente energetica dello stato di calore e umidità dell'aria. Dopo ulteriori studi (al di fuori di questo articolo, ad esempio nel mio articolo sull'entalpia ) vale la pena prestare particolare attenzione quando si tratta di deumidificazione e umidificazione dell'aria. Ma per ora attenzione speciale non ci concentreremo su questo elemento. L'entalpia è misurata in [kJ/kg]. Sul diagramma i-d, l'entalpia è rappresentata da linee oblique e le informazioni sulla gradazione si trovano sul grafico stesso (o sulla sinistra e nella parte superiore del diagramma).

L.K. Ramzin ha costruito " ID» - un diagramma ampiamente utilizzato nei calcoli di essiccazione, condizionamento dell'aria in una serie di altri calcoli relativi al cambiamento dello stato dell'aria umida. Questo diagramma esprime la dipendenza grafica dei principali parametri dell'aria ( T, φ, P P, D, io) ad una data pressione barometrica.

Elementi " io, D» – i diagrammi sono mostrati in fig. 7.4. Il diagramma è costruito in un sistema di coordinate oblique con un angolo tra gli assi io e D 135°. I valori delle entalpie e delle temperature dell'aria sono tracciati lungo l'asse delle ordinate ( io, kJ/kg aria secca e T, °С), lungo l'asse delle ascisse - i valori del contenuto di umidità dell'aria umida D, g/kg.

Riso. 7.4. Approssimativo " ID» - diagramma

È stato menzionato in precedenza che i parametri ( T°C io kJ/kg, φ%, D g/kg, P P Pa), che determinano lo stato dell'aria umida, su " io, D» - il diagramma può essere rappresentato graficamente da un punto. Ad esempio, in fig. sotto il punto A corrispondono ai parametri dell'aria umida: temperatura T= 27 °С, umidità relativa φ = 35%, entalpia io= 48 kJ/kg, contenuto di umidità D= 8 g/kg, pressione di vapore parziale P P = 1,24 kPa.

È necessario tenere conto del fatto che i parametri dell'aria umida ottenuti graficamente corrispondono a una pressione barometrica (atmosferica) di 760 mm Hg. Art., per cui quello di Fig. " ID"- diagramma.

La pratica di utilizzare calcoli grafico-analitici per determinare la pressione parziale del vapore utilizzando " ID» - diagrammi mostra che le discrepanze tra i risultati ottenuti (entro 1 - 2%) sono spiegate dal grado di accuratezza dei diagrammi.

Se i parametri del punto A su " ID"- diagramma (Fig. 7.5) io MA ,D A, e la finale B - io B, D B, quindi il rapporto ( io B - io MA) / ( D B - D A) 1000 = ε è la pendenza della linea (trave), che caratterizza questo cambiamento dello stato dell'aria nelle coordinate " ID» – diagrammi.

Riso. 7.5. Definizione pendenzaε usando " ID» – diagrammi.

Il valore di ε ha la dimensione di kJ/kg di umidità. D'altra parte, nella pratica dell'uso ID» - diagrammi, il valore di ε ottenuto mediante calcolo è noto in anticipo.

In tal caso, su ID”- il diagramma può essere utilizzato per costruire un raggio corrispondente al valore ottenuto di ε. Per fare ciò, utilizzare un insieme di raggi corrispondenti a diversi valori del coefficiente angolare e tracciati lungo il contorno " ID» – diagrammi. La costruzione di questi raggi è stata eseguita come segue (vedi Fig. 7.6).

Per costruire una scala angolare, vengono considerati vari cambiamenti nello stato dell'aria umida, assumendo gli stessi parametri iniziali dell'aria per tutti i casi considerati in Figura 4 - questa è l'origine delle coordinate ( io 1 = 0, D 1 = 0). Se i parametri finali sono indicati con io 2 e D 2, in questo caso si può scrivere l'espressione del coefficiente di pendenza

ε = .

Ad esempio, prendere D 2 = 10 g/kg e io 2 = 1 kJ/kg (corrisponde al punto 1 in Fig. 1.4), ε = (1/10) 1000 = 100 kJ/kg. Per il punto 2, ε = 200 kJ/kg, e così via per tutti i punti considerati nella Figura 1.4. Per io= 0 ε = 0, cioè raggi su " ID» – i diagrammi corrispondono. In modo simile si possono applicare raggi con pendenze negative.

sui campi" ID» - i diagrammi sono tracciati con la direzione dei raggi della scala per i valori dei coefficienti angolari nell'intervallo da - 30.000 a + 30.000 kJ / kg di umidità. Tutti questi raggi provengono dall'origine.

L'uso pratico della scala angolare si riduce al trasferimento parallelo (ad esempio utilizzando un righello) di una trave di scala con un valore noto della pendenza in un dato punto su " ID» - diagramma. Sulla fig. viene mostrato il trasferimento del raggio da ε = 100 al punto B.

Basandosi su " ID» – diagramma in scala angolare.

Determinazione della temperatura del punto di rugiadaT P e temperatura a bulbo umidoT M con "ID » – diagrammi.

La temperatura del punto di rugiada è la temperatura dell'aria satura a un dato contenuto di umidità. Sul " ID» - diagramma da determinare TР è necessario scendere dal punto di questo stato d'aria (punto A nella figura sotto) lungo la linea D= cost fino all'intersezione con la linea di saturazione φ = 100% (punto B). In questo caso corrisponde l'isoterma passante per il punto B T R.

Definizione di valori T R e T M a " ID» - diagramma

Temperatura a bulbo umido T M è uguale alla temperatura dell'aria in uno stato saturo ad una data entalpia. IN " ID» - diagramma T M passa per il punto di intersezione dell'isoterma con la retta φ = 100% (punto B) e praticamente coincide (con i parametri che avvengono negli impianti di condizionamento) con la retta io= cost passante per il punto B.

L'immagine dei processi di riscaldamento e raffreddamento dell'aria su "ID "-diagramma. Il processo di riscaldamento dell'aria in uno scambiatore di calore superficiale: un riscaldatore in " ID» - il diagramma è rappresentato da una linea verticale AB (vedi figura sotto) quando D= const, poiché il contenuto di umidità dell'aria non cambia quando viene a contatto con una superficie riscaldata e asciutta. La temperatura e l'entalpia durante il riscaldamento aumentano e l'umidità relativa diminuisce.

Il processo di raffreddamento ad aria in uno scambiatore di calore superficiale-raffreddatore ad aria può essere implementato in due modi. Il primo modo è raffreddare l'aria a un contenuto di umidità costante (processo a in Fig. 1.6). Questo processo a D= const perde se la temperatura superficiale del refrigeratore d'aria è superiore alla temperatura del punto di rugiada T R. Il processo si svolgerà lungo la linea VG o, in casi estremi, lungo la linea VG».

Il secondo modo è raffreddare l'aria riducendone il contenuto di umidità, cosa possibile solo quando l'umidità cade dall'aria (caso b in Fig. 7.8). La condizione per l'attuazione di tale processo è che la temperatura superficiale del refrigeratore d'aria o di qualsiasi altra superficie a contatto con l'aria deve essere inferiore alla temperatura del punto di rugiada dell'aria al punto D. In questo caso, il vapore acqueo si condensa nel l'aria e il processo di raffreddamento saranno accompagnati da una diminuzione del contenuto di umidità nell'aria. Sulla fig. questo processo andrà lungo la linea SL e il punto W corrisponde alla temperatura T PV superficie del refrigeratore d'aria. In pratica il processo di raffreddamento termina prima e raggiunge, ad esempio, il punto E ad una temperatura T e.

Riso. 7.8. L'immagine dei processi di riscaldamento e raffreddamento dell'aria su " ID» - diagramma

I processi di miscelazione di due flussi d'aria in "ID » - diagramma.

I sistemi di condizionamento dell'aria utilizzano i processi di miscelazione di due flussi d'aria con condizioni diverse. Ad esempio, utilizzando l'aria di ricircolo o miscelando l'aria preparata con l'aria interna quando viene fornita da un condizionatore d'aria. Sono possibili anche altri casi di miscelazione.

È interessante per i calcoli dei processi di miscelazione trovare una connessione tra i calcoli analitici dei processi e le loro rappresentazioni grafiche su " ID» - diagramma. Sulla fig. 7.9 vengono presentati due casi di processi di miscelazione: a) - punto di stato dell'aria su " ID» - il diagramma è al di sopra della linea φ = 100% e caso b) - il punto della miscela è al di sotto della linea φ = 100%.

Consideriamo il caso a). Punto di stato dell'aria A in quantità G E con i parametri D A e io A si mescola con l'aria dello stato del punto B in una quantità G B con parametri D Gruppo musicale io B. Allo stesso tempo, è accettata la condizione che i calcoli siano fatti per 1 kg di aria di stato A. Quindi il valore n = G IN / G E si stima quanta aria dello stato del punto B cade su 1 kg di aria dello stato del punto A. Per 1 kg di aria dello stato del punto A, puoi annotare i saldi di calore e umidità durante la miscelazione

io A+ io B = (1 + n)io CM;

D A+ nd B = (1 + n)D CM,

dove io Media D CM - parametri della miscela.

Dalle equazioni ottieni:

L'equazione è l'equazione di una retta, ogni punto della quale indica i parametri di miscelazione io Media D CM. La posizione del punto di miscelazione C sulla linea AB può essere trovata dal rapporto tra i lati di triangoli simili ASD e CBE

Riso. 7.9. Processi di miscelazione dell'aria in " ID» - diagramma. a) - il punto della miscela si trova al di sopra della linea φ = 100%; b) - il punto di miscelazione è inferiore a φ = 100%.

quelli. il punto C divide la retta AB in parti inversamente proporzionali alle masse dell'aria miscelata.

Se è nota la posizione del punto C sulla retta AB, allora possiamo trovare le masse G A e G B. Ne consegue dall'equazione

Allo stesso modo

In pratica è possibile che nel periodo freddo dell'anno il punto della miscela C 1 ' si trovi al di sotto della linea φ = 100%. In questo caso, durante il processo di miscelazione, si verificherà la condensazione dell'umidità. L'umidità condensata cade dall'aria e sarà in uno stato di saturazione dopo la miscelazione a φ = 100%. I parametri della miscela sono determinati in modo abbastanza accurato dal punto di intersezione della linea φ \u003d 100% (punto C 2) e io CM = cost. In questo caso, la quantità di umidità che è caduta è pari a Δ D.

Lo stato dell'aria umida sul diagramma psicometrico è determinato utilizzando i due parametri specificati. Se scegliamo qualsiasi temperatura di bulbo secco e qualsiasi temperatura di bulbo umido, il punto di intersezione di queste linee sul diagramma è un punto che indica lo stato dell'aria a queste temperature. Lo stato dell'aria a questo punto è indicato in modo abbastanza preciso.

Quando sul diagramma viene rilevata una determinata condizione dell'aria, è possibile determinare tutti gli altri parametri dell'aria utilizzando Grafici J-d .

Esempio 1

t = 35°C e la temperatura del punto di rugiada TR è uguale a t TR = 12°C Qual è la temperatura del bulbo umido?

Vedere la Figura 6 per la soluzione.

Sulla scala della temperatura troviamo il valore numerico della temperatura del punto di rugiada t TR = 12°C e traccia una linea isoterma φ = 100% . Otteniamo un punto con i parametri del punto di rugiada - TR .

Da questo punto d = cost t = 35°C .

Otteniamo il punto desiderato MA

Da un punto MA tracciamo una linea di contenuto di calore costante - j = cost prima di attraversare la linea di umidità relativa φ = 100% .

Ottieni il punto di bulbo umido TM

Dal punto ricevuto - TM traccia una linea isoterma t = cost prima di attraversare la scala della temperatura.

Leggiamo il valore numerico desiderato della temperatura del termometro umido - TM punti MA , che è uguale a

t T.M. = 20,08°C.

Esempio 2

Se la temperatura a bulbo secco dell'aria umida è t = 35°C e la temperatura del punto di rugiada t TR = 12°C qual è l'umidità relativa?

Vedere la Figura 7 per la soluzione.

t = 35°C e traccia una linea isoterma - t = cost .

t TR = 12°C e traccia una linea isoterma - t = cost prima di attraversare la linea di umidità relativa φ = 100% .

Ottieni il punto di rugiada TR .

Da questo punto - TR tracciamo una linea di contenuto di umidità costante - d = cost t = 35°C .

Questo sarà il punto desiderato MA , i cui parametri sono stati impostati.

L'umidità relativa desiderata a questo punto sarà uguale a

φ A = 25%.

Esempio 3

Se la temperatura a bulbo secco dell'aria umida è t = 35°C e la temperatura del punto di rugiada t TR = 12°C Qual è l'entalpia dell'aria?

Vedere la Figura 8 per la soluzione.

Sulla scala della temperatura troviamo il valore numerico della temperatura secondo un termometro a secco - t = 35°C e traccia una linea isoterma - t = cost .

Sulla scala delle temperature troviamo il valore numerico della temperatura del punto di rugiada - t TR = 12°C e traccia una linea isoterma - t = cost prima di attraversare la linea di umidità relativa φ = 100% .

Ottieni il punto di rugiada TR

Da questo punto - TR tracciamo una linea di contenuto di umidità costante - d = cost all'intersezione con la linea dell'isoterma a bulbo secco t = 35°C .

Questo sarà il punto desiderato MA , i cui parametri sono stati impostati. Il contenuto di calore o l'entalpia desiderati a questo punto sarà uguale a

J A \u003d 57,55 kJ / kg.

Esempio 4

Nella climatizzazione legata al suo raffreddamento (stagione calda), ci interessa principalmente determinare la quantità di calore che deve essere sottratta per raffreddare l'aria sufficientemente per mantenere i parametri calcolati del microclima nella stanza. Quando l'aria condizionata è associata al suo riscaldamento (periodo freddo dell'anno), l'aria esterna deve essere riscaldata per garantire le condizioni calcolate nell'area di lavoro della stanza.

Supponiamo, ad esempio, che la temperatura esterna del bulbo umido sia t H T.M = 24°C , e in una stanza condizionata è necessario mantenere tB T.M = 19°C con termometro umido.

La quantità totale di calore che deve essere rimossa da 1 kg di aria secca è determinata con il metodo seguente.

Vedi figura 9.

Entalpia dell'aria esterna a t H T.M = 24°C bulbo umido è

p= J H \u003d 71,63 kJ / 1 kg di aria secca.

L'entalpia dell'aria interna a t B TM = 19 °C secondo un bulbo umido è

J B \u003d 53,86 kJ / 1 kg di aria secca.

La differenza di entalpia tra aria esterna e interna è:

JH - JB \u003d 71,63 - 53,86 \u003d 17,77 kJ / kg.

Sulla base di ciò, la quantità totale di calore che deve essere rimossa durante il raffreddamento dell'aria t H T.M = 24°C bulbo umido a tB T.M = 19°C bulbo umido, pari a Q = 17,77 kJ per 1 kg di aria secca , che è uguale a 4,23 kcal o 4,91 W per 1 kg di aria secca.

Esempio 5

Durante la stagione di riscaldamento è necessario riscaldare l'aria esterna con t H \u003d - 10 ° C termometro a secco e tH T.M = - 12,5°С bulbo umido alla temperatura dell'aria interna t B \u003d 20 ° С bulbo secco e tB T.M = 11°С con termometro umido. Determinare la quantità di calore secco da aggiungere a 1 kg di aria secca.

Vedere la Figura 10 per la soluzione.

Sul Diagramma J–d secondo due parametri noti - secondo la temperatura del bulbo secco t H \u003d - 10 ° C e temperatura a bulbo umido tH T.M = - 12,5°С determinare il punto dell'aria esterna in base alla temperatura a bulbo secco t H \u003d - 10 ° C e dalla temperatura dell'aria esterna - h .

Di conseguenza, determiniamo il punto dell'aria interna - IN .

Leggiamo il contenuto di calore - l'entalpia dell'aria esterna - h , che sarà uguale a

J H \u003d - 9,1 kJ / 1 kg di aria secca.

Di conseguenza, il contenuto di calore - l'entalpia dell'aria interna - IN sarà uguale a

J B \u003d 31,66 kJ / per 1 kg di aria secca

La differenza tra le entalpie dell'aria interna ed esterna è pari a:

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

Questo cambiamento nella quantità di calore è un cambiamento nella quantità di calore solo nell'aria secca, poiché non vi è alcun cambiamento nel suo contenuto di umidità.

Asciutto o calore sensibile - caldo, che viene aggiunto o tolto dall'aria senza modificare lo stato di aggregazione del vapore (cambia solo la temperatura).

Calore latenteè il calore utilizzato per modificare lo stato di aggregazione del vapore senza modificare la temperatura. La temperatura del punto di rugiada indica il contenuto di umidità dell'aria.

Quando la temperatura del punto di rugiada cambia, cambia il contenuto di umidità, ad es. in altre parole, il contenuto di umidità può essere modificato solo modificando la temperatura del punto di rugiada. Va notato, quindi, che se la temperatura del punto di rugiada rimane costante, anche il contenuto di umidità non cambia.

Esempio 6

Aria che ha parametri iniziali t H \u003d 24 ° C bulbo secco e t H T.M = 14°С bulbo umido, deve essere condizionato in modo che i suoi parametri finali diventino uguali t K \u003d 24 ° С bulbo secco e t K T.M = 21°С con termometro umido. È necessario determinare la quantità di calore latente aggiunto, nonché la quantità di umidità aggiunta.

Vedere la Figura 11 per la soluzione.

Sulla scala della temperatura troviamo il valore numerico della temperatura secondo un termometro a secco - t H \u003d 24 ° C e traccia una linea isoterma - t = cost .

Allo stesso modo, sulla scala della temperatura troviamo il valore numerico della temperatura secondo il termometro umido - tH T.M. = 14°С , tracciamo una linea isoterma - t = cost .

Attraversando la linea dell'isoterma - tH T.M. = 14°С con linea di umidità relativa — φ = 100% fornisce il punto del bulbo di aria umida con i parametri iniziali impostati - punto MT(N) .

Da questo punto tracciamo una linea di contenuto termico costante - entalpia - j = cost all'intersezione con l'isoterma - t H \u003d 24 ° C .

Otteniamo un punto grafico jd con parametri iniziali di aria umida - punto h , t legge il valore numerico dell'entalpia

J H \u003d 39,31 kJ / 1 kg di aria secca.

Procediamo allo stesso modo per determinare il punto di aria umida grafico jd a parametri finiti - dot A .

Valore numerico dell'entalpia in un punto A sarà uguale a

J K \u003d 60,56 kJ / 1 kg di aria secca.

In questo caso, ventilare con i parametri iniziali al punto h il calore latente deve essere aggiunto in modo che i parametri finali dell'aria siano al punto A .

Determina la quantità di calore latente

ΔJ \u003d J K - J H \u003d 60,56 - 39,31 \u003d 21,25 kJ / kg.

Disegniamo dal punto di partenza - punto h , e il punto finale è il punto A linee verticali di contenuto di umidità costante - d = cost , e leggere i valori di umidità assoluta dell'aria in questi punti:

J H \u003d 5,95 g / per 1 kg di aria secca;

J K \u003d 14,4 g / per 1 kg di aria secca.

Prendendo la differenza di umidità assoluta dell'aria

Δd \u003d d K -d H \u003d 14,4 - 5,95 \u003d 8,45 g / per 1 kg di aria secca

otteniamo la quantità di umidità aggiunta per 1 kg di aria secca.

Un cambiamento nella quantità di calore è solo un cambiamento nella quantità nascosto caldo, perché nessuna variazione della temperatura a bulbo secco.

Aria esterna a temperatura t H \u003d 35 ° С bulbo secco e tH T.M. = 24°С termometro umido - punto H , deve essere miscelato con aria di ricircolo avente i parametri t Р = 18 ° С secondo un termometro a secco e φP = 10% umidità relativa - punto R.

La miscela deve essere composta per il 25% da aria esterna e per il 75% da aria di ricircolo. Determinare la temperatura finale della miscela d'aria usando bulbi secchi e umidi.

Vedere la Figura 12 per la soluzione.

Applica a Grafico J-d punti h e R secondo i dati originali.

Colleghiamo i punti H e P con una linea retta: la linea della miscela.

Sulla linea di miscelazione HP determinare il punto della miscela DA in base al rapporto che la miscela deve essere composta per il 25% da aria esterna e per il 75% da aria di ricircolo. Per questo, dal punto R mettere da parte un segmento pari al 25% dell'intera lunghezza della linea di impasto HP . Ottieni il punto di miscelazione DA .

Lunghezza di taglio rimanente CH corrisponde al 75% della lunghezza della linea di miscelazione HP .

Dal punto C tracciamo una linea di temperatura costante t = cost e sulla scala delle temperature leggiamo la temperatura del punto di miscelazione t C \u003d 22,4 ° C termometro a secco.

Da un punto DA tracciamo linee di contenuto di calore costante j = cost prima di attraversare la linea di umidità relativa φ = 100% e ottenere il punto di temperatura del bulbo umido t C T.M. miscele. Per ottenere un valore numerico da questo punto, tracciamo una linea di temperatura costante e sulla scala di temperatura determiniamo il valore numerico della temperatura del termometro umido della miscela, che è uguale a t C T.M. = 12°C .

Se necessario, per grafico jd puoi determinare tutti i parametri mancanti della miscela:

contenuto di calore pari a J C \u003d 33,92 kJ / kg ;
contenuto di umidità pari a d C = 4,51 g/kg ;
umidità relativa φ С = 27% .

Diagramma dell'aria umida I-d: un diagramma ampiamente utilizzato nei calcoli di ventilazione, condizionamento dell'aria, essiccazione e altri processi associati a un cambiamento nello stato dell'aria umida. Fu compilato per la prima volta nel 1918 dall'ingegnere del riscaldamento sovietico Leonid Konstantinovich Ramzin.

Vari diagrammi I-d

Diagramma I-d dell'aria umida (diagramma di Ramzin):

Descrizione del diagramma

Il diagramma I-d dell'aria umida collega graficamente tutti i parametri che determinano lo stato di calore e umidità dell'aria: entalpia, contenuto di umidità, temperatura, umidità relativa, pressione parziale del vapore acqueo. Il diagramma è costruito in un sistema di coordinate oblique, che consente di espandere l'area dell'aria umida insatura e rende il diagramma conveniente per le costruzioni grafiche. L'asse delle ordinate del diagramma mostra i valori di entalpia I, kJ/kg della parte secca dell'aria, l'asse delle ascisse, orientato con un angolo di 135° rispetto all'asse I, mostra i valori dell'umidità contenuto d, g/kg della parte secca dell'aria.

Il campo del diagramma è diviso per linee di valori costanti di entalpia I = const e contenuto di umidità d = const. Ha anche linee di valori di temperatura costanti t = const, che non sono paralleli tra loro: maggiore è la temperatura dell'aria umida, più le sue isoterme deviano verso l'alto. Oltre alle linee di valori costanti di I, d, t, sul campo del diagramma vengono tracciate linee di valori costanti di umidità relativa dell'aria φ = const. Nella parte inferiore del diagramma I-d è presente una curva con asse y indipendente. Mette in relazione il contenuto di umidità d, g/kg, con la pressione del vapore acqueo pp, kPa. L'asse y di questo grafico è la scala della pressione parziale del vapore acqueo pp.

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