Costruire un diagramma id dell'aria umida. Diagramma I-d per principianti (diagramma ID dello stato dell'aria umida per manichini). Pendenza del fascio di processo sul diagramma j-d

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 fluttuazioni ordinarie pressione atmosferica i valori io e d cambia poco.

Il diagramma in coordinate i-d è 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.

Il diagramma I-d dell'aria umida è costruito 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 delle pressioni parziali, nella parte inferiore del diagramma in un sistema rettangolare di assi coordinati, viene tracciata una curva P p =f(d) nei punti indicati. Successivamente, le linee curve di umidità relativa costante (φ = const) vengono tracciate sul grafico i-d. La curva inferiore φ = 100% caratterizza lo stato dell'aria satura di vapore acqueo ( curva di saturazione).

Anche acceso grafico i-d aria umida, vengono costruite linee rette di isoterme (t = const), che caratterizzano 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 t p (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 calo 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 dell'evaporatore 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 t m 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 il calcolo dei parametri di condizionamento dell'aria, inteso come un insieme di mezzi e metodi per influenzare la temperatura e l'umidità.

L'aria umida è ampiamente utilizzata in vari settori, compreso il trasporto ferroviario nei sistemi di riscaldamento, raffreddamento, deumidificazione o umidificazione dell'aria. A tempi recenti Una direzione promettente nello sviluppo della tecnologia di condizionamento dell'aria è l'introduzione del cosiddetto metodo di raffreddamento evaporativo indiretto. Ciò è dovuto al fatto che tali dispositivi non contengono refrigeranti sintetizzati artificialmente, inoltre sono silenziosi e durevoli, poiché non hanno elementi mobili e che si consumano rapidamente. Per la progettazione di tali dispositivi, è necessario disporre di informazioni sui modelli dei processi di ingegneria del calore che si verificano nell'aria umida quando i suoi parametri cambiano.

I calcoli termotecnici relativi all'uso dell'aria umida vengono eseguiti utilizzando id diagramma (vedi figura 4), proposto nel 1918 dal professor A.K. Ramzin.

Questo diagramma esprime la dipendenza grafica dei principali parametri di temperatura dell'aria, umidità relativa, pressione parziale, umidità assoluta e contenuto di calore ad una data pressione barometrica. Per costruirlo sull'asse ausiliario 0-d su una scala, con un intervallo corrispondente a 1 grammo, si depone il contenuto di umidità d e si disegnano linee verticali attraverso i punti ottenuti. L'entalpia viene tracciata lungo l'asse y su una scala io con un intervallo di 1 kJ/kg di aria secca. Allo stesso tempo, verso l'alto dal punto 0, corrispondente alla temperatura dell'aria umida t=0 0 С (273K) e al contenuto di umidità d=0, i valori positivi di entalpia vengono messi da parte e verso il basso - i valori negativi di entalpia.

Attraverso i punti ottenuti sull'asse delle ordinate, vengono tracciate linee di entalpie costanti con un angolo di 135 0 rispetto all'asse delle ascisse. Sulla griglia così ottenuta vengono applicate linee isoterme e linee di umidità relativa costante. Per costruire le isoterme, utilizziamo l'equazione per il contenuto di calore dell'aria umida:

Può essere scritto nella seguente forma:

, (1.27)

dove t e C st sono rispettivamente la temperatura (0 C) e la capacità termica dell'aria secca (kJ / kg 0 C);

r è il calore latente di vaporizzazione dell'acqua (nei calcoli si presume

r = 2,5 kJ/g).

Se assumiamo che t=const, l'equazione (1.27) sarà una retta, il che significa che le isoterme nelle coordinate id sono rette e per la loro costruzione è necessario determinare solo due punti che caratterizzano le due posizioni estreme dell'aria umida.

Figura 4. diagramma i - d dell'aria umida

Per costruire un'isoterma corrispondente al valore di temperatura t=0°C (273K), prima, usando l'espressione (1.27), determiniamo la posizione della coordinata del contenuto di calore (i 0) per aria assolutamente secca (d=0). Dopo aver sostituito i corrispondenti valori dei parametri t=0 0 C (273K) e d=0 g/kg, l'espressione (1.27) mostra che il punto (i 0) giace all'origine.

. (1.28)

Per aria completamente satura ad una temperatura di t=0°C (273K) e =100% dalla letteratura di riferimento, ad esempio, troviamo il corrispondente valore di umidità d 2 =3,77 g/kg secco. aria e dall'espressione (1.27) troviamo il corrispondente valore di entalpia: (i 2 = 2.5 kJ / g). Nel sistema coordinate i-d tracciamo i punti 0 e 1 e tracciamo una linea retta attraverso di essi, che sarà l'isoterma dell'aria umida a una temperatura di t=0 0 С (273K).

Qualsiasi altra isoterma può essere costruita in modo simile, ad esempio, per una temperatura di più 10 0 C (283). A questa temperatura e \u003d 100%, secondo i dati di riferimento, troviamo la pressione parziale dell'aria completamente satura pari a P p \u003d 9,21 mm. rt. Arte. (1.23kPa), quindi dall'espressione (1.28) troviamo il valore del contenuto di umidità (d=7.63 g/kg), e dall'espressione (1.27) determiniamo il valore del contenuto di calore dell'aria umida (i=29.35 kJ/g ).

Per aria assolutamente secca (=0%), ad una temperatura di T=10 o C (283K), dopo aver sostituito i valori nell'espressione (1.27), otteniamo:

io \u003d 1,005 * 10 \u003d 10,05 kJ / g.

Sul diagramma i-d troviamo le coordinate dei punti corrispondenti e, tracciando una linea retta attraverso di essi, otteniamo una linea isotermica per una temperatura di più 10 0 C (283 K). Una famiglia di altre isoterme è costruita in modo simile, e collegando tutte le isoterme per =100% (sulla linea di saturazione) otteniamo una linea di umidità relativa costante =100%.

Come risultato delle costruzioni eseguite, è stato ottenuto un diagramma i-d, che è mostrato in Figura 4. Qui, i valori delle temperature dell'aria umida sono tracciati sull'asse delle ordinate e i valori del contenuto di umidità sono tracciati sul asse delle ascisse. Le linee oblique mostrano i valori del contenuto di calore (kJ/kg). Le curve divergenti in un raggio dal centro delle coordinate esprimono i valori di umidità relativa φ.

La curva φ=100% è chiamata curva di saturazione; al di sopra, il vapore acqueo nell'aria è in uno stato surriscaldato e al di sotto è in uno stato di sovrasaturazione. La linea inclinata dal centro delle coordinate caratterizza la pressione parziale del vapore acqueo. I valori di pressione parziale sono tracciati sul lato destro dell'asse y.

Utilizzando il diagramma i - d, è possibile, a una data temperatura e umidità relativa, determinarne gli altri parametri: contenuto di calore, contenuto di umidità e pressione parziale. Ad esempio, per una data temperatura più 25°С (273K) e umidità relativa e φ=40% sul diagramma i - d troviamo il punto MA. Muovendo da esso verticalmente verso il basso, all'intersezione con la linea inclinata troviamo la pressione parziale P p = 9 mm Hg. Arte. (1,23 kPa) e più avanti sull'ascissa - contenuto di umidità d A = 8 g / kg di aria secca. Il diagramma mostra anche che il punto MA giace su una linea inclinata che esprime il contenuto di calore i A = 11 kJ/kg di aria secca.

I processi che si verificano durante il riscaldamento o il raffreddamento dell'aria senza modificare il contenuto di umidità sono rappresentati nel diagramma da linee rette verticali. Il diagramma mostra che a d=const, nel processo di riscaldamento dell'aria, la sua umidità relativa diminuisce e, una volta raffreddata, aumenta.

Utilizzando il diagramma i - d, è possibile determinare i parametri delle parti miste di aria umida; per questo viene costruito il cosiddetto coefficiente angolare del raggio del processo . La costruzione del raggio di processo (vedi Figura 5) parte da un punto con parametri noti, in questo caso il punto 1.

Utilizzo di un sistema di equazioni che includa le dipendenze 4.9, 4.11, 4.17, nonché una connessione funzionale R n = f(t), OK. Ramzin costruito J-d diagramma dell'aria umida, ampiamente utilizzato nei calcoli dei sistemi di ventilazione e condizionamento. Questo diagramma è una relazione grafica tra i principali parametri dell'aria t, , J, d e R n ad una certa pressione atmosferica barometrica R b.

Costruzione J-d gli schemi sono descritti in dettaglio nei lavori.

Lo stato dell'aria umida è caratterizzato da un punto segnato sul campo J-d diagramma delimitato da una linea d= 0 e curva  = 100%.

La posizione del punto è impostata da due dei cinque parametri sopra elencati, nonché dalle temperature del punto di rugiada t p e bulbo umido t m . L'eccezione sono le combinazioni d - R n e d - t p, perché ogni valore d corrisponde a un solo valore di tabella R n e t p e combinazione J - t m.

Lo schema per determinare i parametri dell'aria per un dato punto 1 è mostrato in fig. uno.

Approfittando J-d diagramma nell'app. 4 e lo schema di fig. 1, risolveremo esempi specifici per tutte le 17 possibili combinazioni di determinati parametri dell'aria iniziali, i cui valori specifici sono indicati in tabella. 7.

Gli schemi di soluzioni ei risultati ottenuti sono mostrati in fig. 2.1 ... 2.17. I parametri dell'aria noti sono evidenziati nelle figure da linee spesse.

5.2. Pendenza del fascio di processo sul diagramma j-d

La capacità di determinare rapidamente graficamente i parametri dell'aria umida è importante, ma non il fattore principale durante l'utilizzo J-d diagrammi.

Come risultato del riscaldamento, raffreddamento, essiccazione o inumidimento dell'aria umida, il suo stato di calore-umidità cambia. I processi di cambiamento sono rappresentati in J-d diagramma per linee rette che collegano i punti che caratterizzano lo stato iniziale e finale dell'aria.

Riso. 1. Schema per determinare i parametri dell'aria umida J-d diagramma

Tabella 7

Numero di figura	Parametri dell'aria noti
	t 1,°C			kJ/kg p.c.	R n1, kPa	t p1, °C	t m1, °C

Queste linee sono chiamate raggi di processi cambiamenti nelle condizioni dell'aria. Direzione del raggio di processo verso J-d diagramma è determinato fattore di pendenza . Se i parametri dello stato iniziale dell'aria J 1 e d 1 e la finale J 2 e d 2 , allora il coefficiente angolare è espresso dal rapporto  J/d, cioè.:

. (5.1)

Il valore del coefficiente angolare è misurato in kJ/kg di umidità.

Se nell'equazione (29) il numeratore e il denominatore vengono moltiplicati per la portata massica dell'aria trattata G, kg/h, otteniamo:

, (5.2)

dove Q n è la quantità totale di calore trasferita al variare dello stato dell'aria, kJ/h;

w- la quantità di umidità trasferita nel processo di modifica dello stato dell'aria, kg / h.

A seconda del rapporto  J e  d il coefficiente angolare  può cambiare segno e valore da 0 a .

Sulla fig. 3 mostra i raggi dei cambiamenti caratteristici nello stato dell'aria umida e i corrispondenti valori del coefficiente angolare.

1. Aria umida con parametri iniziali J 1 e d 1 viene riscaldato a un contenuto di umidità costante ai parametri del punto 2, cioè d 2 = d 1 , J 2 > J 1 . Pendenza raggio di processo è uguale a:

Riso. 3. Scendi J-d diagramma

Tale processo viene eseguito, ad esempio, nei riscaldatori d'aria a superficie, quando la temperatura e l'entalpia dell'aria aumentano, l'umidità relativa diminuisce, ma il contenuto di umidità rimane costante.

2. L'aria umida viene contemporaneamente riscaldata e umidificata e acquisisce i parametri del punto 3. Coefficiente angolare del fascio di processo  3 > 0. Tale processo si verifica quando l'aria di mandata assimila calore e rilascio di umidità nell'ambiente.

3. L'aria umida viene umidificata a temperatura costante ai parametri del punto 4,  4 > 0. In pratica questo processo viene effettuato quando l'aria di mandata o interna viene umidificata con vapore acqueo saturo.

4. L'aria umida viene inumidita e riscaldata con un aumento dell'entalpia ai parametri del punto 5. Poiché l'entalpia e il contenuto di umidità dell'aria aumentano, allora  5 > 0. Di solito, questo processo si verifica quando l'aria è a diretto contatto con l'aria riscaldata acqua nelle camere di irrigazione e nelle torri di raffreddamento.

5. Il cambiamento nello stato dell'aria umida avviene a un'entalpia costante J 6 = J 1 = cost. Il coefficiente angolare di un tale raggio del processo  6 = 0, perché  J = 0.

Il processo di umidificazione isentalpica dell'aria mediante circolazione dell'acqua è ampiamente utilizzato negli impianti di condizionamento. Viene effettuato in camere di irrigazione o in dispositivi con ugello irrigato.

Quando l'aria umida insatura viene a contatto con piccole gocce o un sottile velo d'acqua senza che il calore venga assorbito o fornito dall'esterno, l'acqua umidifica e raffredda l'aria per evaporazione, acquisendo la temperatura di un bulbo umido.

Come segue dall'equazione 4.21, nel caso generale, la pendenza del raggio del processo con umidificazione isoentalpica non è uguale a zero, poiché

,

dove insieme a w= 4.186 - capacità termica specifica dell'acqua, kJ/kg°С.

Il vero processo isentalpico, in cui  = 0 è possibile solo quando t m = 0.

6. L'aria umida viene umidificata e raffreddata al punto 7. In questo caso il coefficiente di pendenza  7< 0, т.к. J 7 – J 1  0, a d 7 – d 1 > 0. Tale processo avviene nelle camere di nebulizzazione per irrigazione quando l'aria viene a contatto con l'acqua refrigerata, che ha una temperatura superiore al punto di rugiada dell'aria trattata.

7. L'aria umida viene raffreddata con un contenuto di umidità costante ai parametri del punto 8. Da  d = d 8 – d 1 = 0, a J 8 – J 1 < 0, то  8 = -. Il processo di raffreddamento ad aria d= const si verifica nei raffreddatori ad aria di superficie quando la temperatura della superficie di scambio termico è al di sopra della temperatura del punto di rugiada dell'aria, quando non c'è condensa di umidità.

8. L'aria umida viene raffreddata e deumidificata ai parametri del punto 9. L'espressione per il coefficiente angolare in questo caso è:

Il raffreddamento deumidificato si verifica nelle camere di nebulizzazione o nei refrigeratori d'aria di superficie mettendo in contatto l'aria umida con una superficie liquida o solida che ha una temperatura inferiore al punto di rugiada.

Si noti che il processo di raffreddamento con deumidificazione a contatto diretto di aria e acqua refrigerata è limitato dalla tangente tracciata dal punto 1 alla curva di saturazione  = 100%.

9. L'essiccazione profonda e il raffreddamento dell'aria ai parametri del punto 10 avviene a diretto contatto dell'aria con un assorbente raffreddato, ad esempio una soluzione di cloruro di litio in camere di irrigazione o in dispositivi con ugello irriguo. Pendenza  10 > 0.

10. L'aria umida viene essiccata, ad es. emana umidità, ad entalpia costante fino ai parametri del punto 11. L'espressione per la pendenza ha la forma

.

Tale processo può essere effettuato utilizzando soluzioni di assorbenti o adsorbenti solidi. Si noti che il processo reale avrà una pendenza  11 = 4.186 t 11, dove t 11 - temperatura finale dell'aria secondo bulbo secco.

Dalla fig. 3. si può vedere che tutti i possibili cambiamenti nello stato dell'aria umida si trovano sul campo J-d diagrammi in quattro settori, i cui confini sono linee d= cost e J= cost. Nel settore I si verificano processi con un aumento dell'entalpia e del contenuto di umidità, quindi i valori di  > 0. Nel settore II la deumidificazione dell'aria avviene con un aumento dell'entalpia e il valore di < 0. В секторе III процессы идут с уменьшением энтальпии и влагосодержания и  >0. Nel settore IV si verificano processi di umidificazione dell'aria con diminuzione dell'entalpia, quindi < 0.

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°C 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°C 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 - A .

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 - A 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 ° С bulbo secco e t H T.M = 14°C 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°C 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 ° С 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 ° С .

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 Per .

Valore numerico dell'entalpia in un punto Per 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 Per .

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 Per 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 P = 18°C ​​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 Insieme a 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 Insieme a .

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 Insieme a 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% .

Il diagramma dell'aria umida fornisce una rappresentazione grafica della relazione tra i parametri dell'aria umida ed è la base per determinare i parametri dello stato dell'aria e calcolare i processi di trattamento termico e dell'umidità.

Nel diagramma I-d (Fig. 2), il contenuto di umidità d g / kg di aria secca viene tracciato lungo l'asse delle ascisse e l'entalpia I dell'aria umida viene tracciata lungo l'asse delle ordinate. Il diagramma mostra linee verticali di contenuto di umidità costante (d = const). Il punto di riferimento è O, dove t = 0 °C, d = 0 g/kg e, di conseguenza, I = 0 kJ/kg. Durante la costruzione del diagramma, è stato utilizzato un sistema di coordinate oblique per aumentare l'area dell'aria insatura. L'angolo tra la direzione degli assi è 135° o 150°. Per facilità d'uso, un asse del contenuto di umidità condizionale viene disegnato con un angolo di 90º rispetto all'asse dell'entalpia. Il diagramma è costruito per pressione barometrica costante. Utilizzare i diagrammi I-d costruiti per la pressione atmosferica p b = 99,3 kPa (745 mm Hg) e la pressione atmosferica p b = 101,3 kPa (760 mm Hg).

Il diagramma mostra le curve delle isoterme (t c = const) e dell'umidità relativa (φ = const). L'equazione (16) mostra che le isoterme nel diagramma I-d sono rette. L'intero campo del diagramma è diviso per la linea φ = 100% in due parti. Sopra questa linea c'è un'area di aria insatura. Sulla riga φ = 100% ci sono i parametri dell'aria satura. Al di sotto di questa linea ci sono i parametri dello stato dell'aria satura contenente l'umidità delle goccioline in sospensione (nebbia).

Per comodità di lavoro, nella parte inferiore del diagramma viene tracciata una dipendenza, viene tracciata una linea per la pressione parziale del vapore acqueo p p sul contenuto di umidità d. La scala della pressione si trova sul lato destro del diagramma. Ogni punto del diagramma I-d corrisponde a un certo stato di aria umida.

Determinazione dei parametri dell'aria umida secondo il diagramma I-d. Il metodo per determinare i parametri è mostrato in fig. 2. La posizione del punto A è determinata da due parametri, ad esempio la temperatura t A e umidità relativaφ A. Determinare graficamente: temperatura del termometro a secco t c, contenuto di umidità d A, entalpia I A. La temperatura del punto di rugiada t p è definita come la temperatura del punto di intersezione della linea d A \u003d const con la linea φ \u003d 100 % (punto P). I parametri dell'aria in uno stato di completa saturazione con umidità sono determinati all'intersezione dell'isoterma t A con la linea φ \u003d 100% (punto H).

Il processo di umidificazione dell'aria senza fornitura e rimozione di calore avverrà a un'entalpia costante I А = const ( processo AM). All'intersezione della linea I A \u003d const con la linea φ \u003d 100% (punto M), troviamo la temperatura del termometro umido t m (la linea di entalpia costante coincide praticamente con l'isoterma
t m = cost). Nell'aria umida insatura, la temperatura del bulbo umido è inferiore alla temperatura del bulbo secco.

Troviamo la pressione parziale del vapore acqueo p P tracciando una linea d A \u003d const dal punto A all'intersezione con la linea di pressione parziale.

La differenza di temperatura t s - t m = Δt ps è detta psicrometrica e la differenza di temperatura t s - t p igrometrica.

Articolo precedente: Medicinali e rimedi popolari per ossiuri Articolo successivo: Nasce il primo figlio di tre genitori