Costruire un diagramma id senza umidità. Diagramma I-d per principianti (diagramma ID dello stato dell'aria umida per manichini). Pendenza del fascio di processo sul diagramma j-d
Proprietà di base aria umida può essere determinato con sufficiente precisione per i calcoli tecnici a aiuto i-x- diagrammi sviluppati da L.K. Ramzin (1918). Il diagramma i-x (Fig. 1, 2) è stato costruito per una pressione costante p = 745 mm Hg. Arte. (circa 99 kN / m 2), che, secondo i dati statistici a lungo termine, è accettata come media annuale per le regioni centrali dell'ex URSS.
Sull'asse delle ordinate, le entalpie i sono tracciate su una certa scala, e sull'asse delle ascisse inclinate, il contenuto di umidità x. L'angolo tra gli assi delle coordinate è 135°, ma per facilità d'uso, i valori del contenuto di umidità x sono proiettati su un asse ausiliario perpendicolare all'asse y.
Il diagramma ha linee:
- contenuto di umidità costante (x = const) - rette verticali parallele all'asse y;
- entalpia costante (i = const) - rette parallele all'asse x, cioè diretto con un angolo di 135° rispetto all'asse y;
- temperature costanti, o isoterme (t = const);
- umidità relativa costante (c = const);
- · pressioni parziali del vapore acqueo (p) nell'aria umida, i cui valori sono riportati su una scala sull'asse destro del diagramma.
Riso. uno. Diagramma dell'aria umida io - x (a)
Le linee di temperatura costante, o isoterme, sono date a una data temperatura t = const da due valori arbitrari x 1 e x 2. Quindi calcola il valore i corrispondente a ciascun valore x. I punti ottenuti (x 1, i 1) e (x 2, i 2) vengono tracciati sul diagramma e attraverso di essi viene tracciata una retta, che è l'isoterma t = cost.
Le linee di umidità relativa costante esprimono la relazione tra x e p a q = cost. Prendendo a dato q \u003d const diverse temperature arbitrarie t 1, t 2, t 3 per ciascuna di esse, i valori corrispondenti di p si trovano dalle tabelle del vapore acqueo e viene calcolato il valore x ad esso corrispondente . Punti con coordinate note (t 1, x 1), (t 2, x 2), (t 3, x 3), ecc. connetti la curva, che è la retta q = cost.
Riso. 2.
A temperature t > 99,4 °C, il valore di q non dipende dalla temperatura (perché in questo caso p = 745 mm Hg, per cui è stato costruito il diagramma) ed è praticamente un valore costante. Pertanto, le linee q = const a 99,4 °C hanno una netta interruzione e vanno quasi verticalmente verso l'alto.
La riga q = 100% corrisponde alla saturazione dell'aria con vapore acqueo ad una data temperatura. Sopra questa linea si trova l'area di lavoro del diagramma, corrispondente all'aria umida insatura utilizzata come agente essiccante.
Le linee di pressione parziale tracciate in fondo al diagramma consentono di determinare la pressione parziale se si conosce la posizione del punto sul diagramma corrispondente allo stato dell'aria.
Di diagramma i-x per due parametri noti dell'aria umida, è possibile trovare un punto che caratterizza lo stato dell'aria e determinarne tutti gli altri parametri.
Diagramma I-d l'aria umida è stata creata nel 1918 da L.K. Ramzin. I frutti del lavoro di questo scienziato russo sono ancora usati. Il suo diagramma rimane oggi uno strumento fedele e affidabile per calcolare le proprietà di base dell'aria umida.
Dal calcolo del cambio di stato aria atmosferica associato a calcoli complessi, viene solitamente utilizzato un metodo più semplice e conveniente. Quelli. Viene utilizzato Ramzin, chiamato anche diagramma psicrometrico.
Nelle coordinate i-d del diagramma vengono tracciate le dipendenze dei parametri principali dell'aria umida. Questi sono temperatura, contenuto di umidità, umidità relativa, entalpia. A una data pressione barometrica, l'entalpia per 1 kg di aria secca (kJ / kg) viene tracciata lungo l'asse y. Sull'asse delle ascisse, il contenuto di umidità dell'aria è tracciato in g per 1 kg di aria secca.
Sistema coordinate i-d il diagramma è obliquo. L'angolo tra gli assi è 135º. Questa disposizione degli assi consente di espandere l'area dell'aria umida insatura. Pertanto, il diagramma diventa più conveniente per le costruzioni grafiche.
Le linee di entalpia costante I=const passano con un angolo di 135º rispetto all'asse y. Le linee di contenuto di umidità costante d=const corrono parallele all'asse y.
La griglia formata dalle linee I=const e d=const è costituita da parallelogrammi. Costruiscono linee di isoterme t=const e linee di umidità relativa costante φ=const.
Vale la pena notare che sebbene le isoterme siano linee rette, non sono affatto parallele tra loro. L'angolo della loro inclinazione rispetto all'asse orizzontale è diverso. Più bassa è la temperatura, più parallele sono le isoterme. Le linee di temperatura mostrate nel diagramma corrispondono ai valori di bulbo secco.
La curva con umidità relativa φ=100% è costruita sulla base dei dati delle tabelle di aria satura. Sopra questa curva nel diagramma c'è un'area di aria umida insatura. Di conseguenza, al di sotto di questa curva, c'è un'area di aria umida supersatura. L'umidità dell'aria satura, caratterizzata da quest'area, è allo stato liquido o solido. Quelli. è nebbia. Quest'area del diagramma non viene utilizzata nei calcoli delle caratteristiche dell'aria umida, quindi la sua costruzione viene omessa.
Tutti i punti del diagramma caratterizzano uno specifico stato di aria umida. Per determinare la posizione di qualsiasi punto, è necessario conoscere due dei quattro parametri dello stato dell'aria umida: I, d, t o φ.
Aria umida in qualsiasi punto i-d diagrammi è caratterizzato da un certo contenuto di umidità e calore. Tutti i punti situati al di sopra della curva φ=100% caratterizzano un tale stato di aria umida, in cui il vapore acqueo nell'aria è in uno stato surriscaldato. I punti posti sulla curva φ=100%, la cosiddetta curva di saturazione, caratterizzano lo stato di saturazione del vapore acqueo nell'aria. Tutti i punti situati al di sotto della curva di saturazione caratterizzano lo stato in cui la temperatura dell'aria umida è inferiore alla temperatura di saturazione. Pertanto, ci sarà vapore acqueo nell'aria. Ciò significa che l'umidità nell'aria sarà costituita da una miscela di vapore secco e goccioline d'acqua.
Quando si risolve pratico compiti i-d il diagramma viene utilizzato non solo per calcolare i parametri dello stato dell'aria. Con il suo aiuto, si creano anche cambiamenti nel suo stato durante i processi di riscaldamento, raffreddamento, inumidimento, deumidificazione, nonché la loro combinazione arbitraria. Nei calcoli vengono spesso utilizzati parametri dell'aria come la temperatura del punto di rugiada t p e la temperatura di bulbo umido t m Entrambi i parametri possono essere tracciati su un diagramma i-d.
La temperatura del punto di rugiada t p è la temperatura corrispondente al valore al quale l'aria umida deve essere raffreddata per essere saturata a un contenuto di umidità costante (d=const). Sul diagramma i-d, la temperatura del punto di rugiada t p è determinata come segue. Viene preso un punto che caratterizza lo stato dato dell'aria umida. Da esso tracciamo una retta parallela all'asse y fino a quando non si interseca con la curva di saturazione φ=100%. Tale isoterma, che intersecherà questa curva nel punto ottenuto, mostrerà la temperatura del punto di rugiada t p a un dato contenuto di umidità dell'aria.
La temperatura a bulbo umido t m è la temperatura alla quale l'aria umida si raffredda e diventa satura a un contenuto di umidità costante. Per determinare la temperatura del bulbo umido sul diagramma i-d, procedere come segue. Per un punto che caratterizza un dato stato di umidità dell'aria viene tracciata una retta di entalpia costante I=const fino a quando non si interseca con la curva di saturazione φ=100%. Il valore della temperatura a bulbo umido corrisponderà all'isoterma che passa per il punto di intersezione.
Sul diagramma i-d, tutti i processi di transizione dell'aria da uno stato all'altro sono rappresentati da curve che passano attraverso punti che caratterizzano lo stato iniziale e finale dell'aria umida.
Come applicare il diagramma i-d dell'aria umida? Come accennato in precedenza, per determinare lo stato dell'aria, è necessario conoscere due parametri qualsiasi del diagramma. Ad esempio, prendiamo una temperatura a bulbo secco e una temperatura a bulbo umido. Avendo trovato il punto di intersezione delle linee di queste temperature, otteniamo lo stato dell'aria a determinate temperature. Quindi, questo punto caratterizza chiaramente lo stato dell'aria. Analogamente all'esempio, queste temperature possono essere utilizzate per trovare lo stato dell'aria in qualsiasi punto del diagramma i-d.
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diagramma hd dell'aria umida (Fig. 14.1), proposto nel 1918
Fig.14.1. diagramma hd di aria umida
L. K. Ramzin, è ampiamente utilizzato per risolvere problemi pratici in quelle aree in cui l'aria umida funge da mezzo di lavoro. Sull'asse delle ordinate viene tracciata l'entalpia h, kJ / kg di aria umida e sull'asse delle ascisse il contenuto di umidità d, g / kg d.v. Per comodità (riduzione dell'area del diagramma), l'asse delle ascisse è orientato con un angolo di 135° rispetto all'asse delle ordinate. In questo diagramma, al posto dell'asse inclinato delle ascisse, viene tracciata una linea orizzontale, su cui sono tracciati i valori reali di d. Sul diagramma hd, le linee h = const sono linee cicloniche e le linee d = const sono rette verticali.
Dall'equazione
ne consegue che nelle coordinate hd le isoterme sono rappresentate come rette. Inoltre, le curve φ = const sono tracciate sul diagramma.
La curva φ = 100% divide il campo in due regioni ed è una specie di curva di confine: φ< 100% характеризует область ненасы-щенного влажного воздуха (в воздухе содержится перегретый пар); φ > 100% - un'area in cui l'umidità è nell'aria parzialmente allo stato di goccioline;
φ - 100% caratterizza l'aria umida satura.
Il punto 0 viene scelto come punto di partenza per i parametri dell'aria umida, per i quali T = 273,15 K, d = 0, h = 0.
Qualsiasi punto del diagramma hd determina lo stato fisico dell'aria. Per questo, devono essere specificati due parametri (ad esempio, φ et o h u d). Il cambiamento nello stato dell'aria umida sarà rappresentato sul diagramma da una linea di processo. Consideriamo alcuni esempi.
1) Il processo di riscaldamento dell'aria avviene a un contenuto di umidità costante, poiché la quantità di vapore nell'aria in questo caso non cambia. Sul diagramma hd, questo processo è rappresentato dalla linea 1-2 (Fig. 14.2). In questo processo, la temperatura e l'entalpia dell'aria aumentano e la sua umidità relativa diminuisce.
Riso. 14.2 Immagine attivata grafico hd processi caratteristici di cambiamento dello stato dell'aria
2) Anche il processo di raffreddamento ad aria nell'area al di sopra della curva φ-100% procede a contenuto di umidità costante (processo 1-5). Se si continua il processo di raffreddamento fino al punto 5 "-non situato sulla curva φ-100%, in questo stato l'aria umida sarà satura. La temperatura al punto 5 è la temperatura del punto di rugiada. Ulteriore raffreddamento dell'aria ( sotto il punto 5) porta alla condensazione di parte della coppia d'acqua.
3) Nel processo di deumidificazione adiabatica, condensazione dell'umidità
si verifica a causa del calore dell'aria umida senza scambio di calore esterno. Questo processo procede a un'entalpia costante (processo 1-7) e il contenuto di umidità dell'aria diminuisce e la sua temperatura aumenta.
4) Il processo di umidificazione adiabatica dell'aria, accompagnato da un aumento del contenuto di umidità dell'aria e da una diminuzione della sua temperatura, è mostrato nel diagramma dalla riga 1-4.
I processi di umidificazione adiabatica e deumidificazione dell'aria sono ampiamente utilizzati per garantire i parametri specificati del microclima negli impianti di produzione agricola.
5) Il processo di deumidificazione dell'aria a temperatura costante è rappresentato dalla riga 1-6 e il processo di umidificazione dell'aria a temperatura costante è mostrato dalla riga 1-3.
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. Determinare la pendenza ε 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 riducendo il suo 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 dei 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.
L'aria umida è una miscela di aria secca e vapore acqueo. Le proprietà dell'aria umida sono caratterizzate dai seguenti parametri principali: temperatura di bulbo secco t, pressione barometrica P b, pressione parziale del vapore acqueo P p, umidità relativa φ, contenuto di umidità d, entalpia specifica i, temperatura del punto di rugiada tp, bulbo umido temperatura tm, densità ρ.
Il diagramma i-d è una relazione grafica tra i principali parametri dell'aria t, φ, d, i ad una certa pressione atmosferica barometrica P b e viene utilizzato per visualizzare i risultati del calcolo dei processi di trattamento dell'aria umida.
Il diagramma i-d fu compilato per la prima volta nel 1918 dall'ingegnere di riscaldamento sovietico L.K. Ramzin.
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. I valori dell'entalpia specifica i sono tracciati lungo l'asse delle ordinate del diagramma e i valori del contenuto di umidità d sono tracciati lungo l'asse delle ascisse, orientato con un angolo di 135° rispetto all'asse i. Il campo del diagramma è diviso per linee di valori costanti di entalpia specifica i=const e contenuto di umidità d=const. Il diagramma mostra anche linee di valori di temperatura costanti t = const, che non sono paralleli tra loro, e maggiore è la temperatura dell'aria umida, più le isoterme deviano verso l'alto. Sul campo del diagramma vengono tracciate anche linee di valori costanti di umidità relativa φ=const.
umidità relativaè il rapporto tra la pressione parziale del vapore acqueo contenuto nell'aria umida di un dato stato e la pressione parziale del vapore acqueo saturo alla stessa temperatura.
Contenuto di umidità- questa è la massa del vapore acqueo nell'aria umida per 1 kg della massa della sua parte secca.
Entalpia specifica- è la quantità di calore contenuta nell'aria umida ad una data temperatura e pressione, relativa a 1 kg di aria secca.
Il diagramma i-d della curva φ=100% è diviso in due aree. L'intera area del diagramma sopra questa curva caratterizza i parametri dell'aria umida insatura e, al di sotto, l'area della nebbia.
La nebbia è un sistema a due fasi costituito da aria umida satura e umidità sospesa sotto forma di minuscole gocce d'acqua o particelle di ghiaccio.
Per calcolare i parametri di aria umida e costruzioni i-d I grafici utilizzano quattro equazioni di base:
1) Pressione del vapore acqueo saturo sopra una superficie piana di acqua (t > 0) o ghiaccio (t ≤ 0), kPa:
dove α in, β in - costanti per l'acqua, α in \u003d 17.504, β in \u003d 241,2 ° С
α l, β l - costanti per il ghiaccio, α l \u003d 22,489, β l \u003d 272,88 ° С
2) Umidità relativa φ, %:
dove P b - pressione barometrica, kPa
4) Entalpia specifica dell'aria umida i, kJ/kg w.m.:
Temperatura del punto di rugiadaè la temperatura alla quale l'aria insatura deve essere raffreddata per diventare satura mantenendo un contenuto di umidità costante.
Per trovare la temperatura del punto di rugiada sul diagramma i-d attraverso un punto che caratterizza lo stato dell'aria, è necessario tracciare una linea d=const fino all'intersezione con la curva φ=100%. La temperatura del punto di rugiada è la temperatura limite alla quale l'aria umida può essere raffreddata a un contenuto di umidità costante senza condensa.
Temperatura a bulbo umido- questa è la temperatura che l'aria umida insatura assume con i parametri iniziali i 1 e d 1 a seguito del calore adiabatico e del trasferimento di massa con acqua allo stato liquido o solido, avente una temperatura costante t in \u003d tm dopo aver raggiunto una saturazione stato che soddisfa l'uguaglianza:
dove c in - capacità termica specifica dell'acqua, kJ / (kg ° C)
La differenza i n - i 1 è solitamente piccola, quindi il processo di saturazione adiabatica è spesso chiamato isoentalpico, sebbene in realtà i n = i 1 solo a t m = 0.
Per trovare la temperatura del termometro umido sul diagramma i-d attraverso un punto che caratterizza lo stato dell'aria, è necessario tracciare una linea di entalpia costante i=const fino all'intersezione con la curva φ=100%.
La densità dell'aria umida è determinata dalla formula, kg / m 3:
dove T è la temperatura in gradi Kelvin
La quantità di calore necessaria per riscaldare l'aria può essere calcolata con la formula, kW:
La quantità di calore rimossa dall'aria durante il raffreddamento, kW:
dove i 1 , i 2 - entalpia specifica rispettivamente nei punti iniziale e finale, kJ / kg s.v.
G s - consumo di aria secca, kg / s
dove d 1 , d 2 - contenuto di umidità rispettivamente nei punti di inizio e fine, g/kg d.m.
Quando si mescolano due flussi d'aria, il contenuto di umidità e l'entalpia specifica della miscela sono determinati dalle formule:
Nel diagramma, il punto di miscelazione giace sulla retta 1-2 e la divide in segmenti inversamente proporzionali alle quantità d'aria miscelate:
|
È possibile che il punto di miscelazione 3* sia al di sotto della linea φ=100%. In questo caso, il processo di miscelazione è accompagnato dalla condensazione di parte del vapore acqueo contenuto nella miscela e il punto di miscelazione 3 giace all'intersezione delle linee i 3* =const e φ=100%.
Sul sito presentato nella pagina "Calcoli" è possibile calcolare fino a 8 stati di aria umida con la costruzione dei raggi di processo sul diagramma i-d.
Per determinare lo stato iniziale, è necessario specificare due dei quattro parametri (t, φ, d, i) e la portata di aria secca L c *. La portata è impostata assumendo una densità dell'aria di 1,2 kg/m 3 . Da qui viene determinata la portata massica dell'aria secca, che viene utilizzata in ulteriori calcoli. La tabella di output mostra i valori effettivi della portata d'aria volumetrica corrispondente alla densità dell'aria effettiva.
Il nuovo stato può essere calcolato definendo il processo e impostando i parametri finali.
Il diagramma mostra i seguenti processi: riscaldamento, raffreddamento, raffreddamento adiabatico, umidificazione a vapore, miscelazione e il processo generale, determinato da due parametri qualsiasi.
| Processi | Designazione | Descrizione |
| Calore | o | Viene inserita la temperatura finale desiderata o la potenza termica desiderata. |
| Raffreddamento | C | Viene inserita la temperatura finale target o la capacità di raffreddamento target. Questo calcolo si basa sul presupposto che la temperatura superficiale del refrigeratore rimanga invariata e che i parametri iniziali dell'aria tendano al punto con la temperatura superficiale del refrigeratore pari a φ=100%. Come se ci fosse una miscela di aria dello stato iniziale con aria completamente saturata sulla superficie del refrigeratore. |
| Raffreddamento adiabatico | UN | Viene inserita l'umidità relativa finale target, contenuto di umidità o temperatura. |
| Umidificazione a vapore | P | Viene immessa l'umidità relativa finale specificata, o contenuto di umidità. |
| Processo generale | X | Vengono inseriti i valori di due dei quattro parametri (t, φ, d, i), che sono definitivi per il dato processo. |
| Miscelazione | S | Questo processo è definito senza impostare parametri. Vengono utilizzate le due portate d'aria precedenti. Se durante la miscelazione viene raggiunto il contenuto di umidità massimo consentito, si verifica la condensazione adiabatica del vapore acqueo. Di conseguenza, viene calcolata la quantità di umidità condensata. |
LETTERATURA:
1. Burtsev SI, Tsvetkov Yu.N. Aria umida. Composizione e proprietà: Proc. indennità. - San Pietroburgo: SPbGAHPT, 1998. - 146 pag.
2. Manuale ABOK 1-2004. Aria umida. - M.: AVOK-PRESS, 2004. - 46 pag.
3. Manuale ASHRAE. fondamentali. - Atlanta, 2001.
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