Il processo di costruzione da un diagramma id. Condizioni e processi dell'aria sul diagramma "i, d" - aria umida. Pendenza del fascio di processo sul diagramma J-D

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

Buona giornata, cari colleghi alle prime armi!

All'inizio della mia carriera professionale, mi sono imbattuto in questo diagramma. A prima vista può sembrare spaventoso, ma se comprendi i principi fondamentali con cui funziona, puoi innamorartene: D. Nella vita di tutti i giorni, si chiama diagramma i-d.

In questo articolo, cercherò di spiegare semplicemente (sulle dita) i punti principali, in modo che tu, partendo dalla base risultante, approfondisca in modo indipendente questa rete di caratteristiche dell'aria.

Sembra qualcosa del genere nei libri di testo. Diventa in qualche modo inquietante.

Eliminerò tutto ciò che è superfluo che non mi sarà necessario per la mia spiegazione e presenterò il diagramma i-d come segue:

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Non è ancora del tutto chiaro di cosa si tratti. Scomponiamolo 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 con te su una cosa.

Mettiamoci d'accordo "a riva" su un concetto alla volta. Eliminiamo uno stereotipo saldamente radicato in noi (almeno in me) su cosa sia il vapore. Fin dalla mia infanzia hanno indicato una pentola o un bollitore bollente e hanno detto, puntando il dito verso il "fumo" che fuoriesce dalla nave: "Guarda! Questo è vapore". Ma come molte persone amiche della fisica, dobbiamo capire che "Il vapore acqueo è uno stato gassoso acqua... Non ha colori, gusto e olfatto”. Queste sono solo molecole di H2O allo stato gassoso che non sono visibili. E quello che vediamo fuoriuscire 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 (anche, con riserve, possiamo chiamare quello che vediamo - nebbia). Di conseguenza, lo otteniamo in 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. Nella maggior parte dei diagrammi i-d, questo valore è misurato in [g/kg], ad es. quanti grammi di vapore (H2O allo stato gassoso) ci sono in un chilogrammo d'aria (1 metro cubo di aria nel tuo appartamento pesa circa 1,2 chilogrammi). Per condizioni confortevoli nel tuo appartamento, dovrebbero esserci 7-8 grammi di vapore in 1 chilogrammo di aria.

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

(per ingrandire l'immagine è necessario cliccare e poi cliccare nuovamente su di essa)

Il secondo elemento importante da comprendere è la temperatura dell'aria (T o t). Penso che non ci sia bisogno di spiegare nulla qui. La maggior parte dei grafici i-d misura questo valore in gradi Celsius [° C]. Nel diagramma i-d, la temperatura è rappresentata con linee oblique e le informazioni sulla gradazione si trovano sul lato sinistro del diagramma:

Il terzo elemento del grafico ID è umidità relativa(φ). L'umidità relativa è esattamente il tipo di umidità di cui sentiamo parlare da televisioni e radio quando ascoltiamo le previsioni del tempo. Si misura in percentuale [%].

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

Primo stadio:

L'aria può trattenere una certa quantità di vapore. L'aria ha una certa "capacità di vapore". Ad esempio, nella tua stanza un chilogrammo d'aria può "imbarcare" non più di 15 grammi di vapore.

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

Seconda fase:

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

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

È lo stesso con 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 pari al 97,6%.

Si noti che l'umidità nell'aria era della stessa quantità: 8 grammi e l'umidità relativa è passata dal 29,6% al 97,6%. Ciò era dovuto alle 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. Entrando nel tuo 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 viene mantenuta al livello di 10-30 % dovuto al rilascio di umidità dai bagni, dalla cucina e dalle persone, ma che è anche al di sotto dei parametri di comfort).

Fase tre:

Cosa succede se abbassiamo la temperatura a un livello tale in cui la "capacità di trasporto" dell'aria è 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 di H2O gassosa, che non si adatta al "corpo" (nel nostro caso, è di 2,5 grammi), inizierà a trasformarsi in liquido, ad es. in acqua. Nella vita di tutti i giorni, questo processo è particolarmente evidente quando le finestre si appannano a causa del fatto che la temperatura del vetro è inferiore alla temperatura media nella stanza, tanto che c'è poco spazio per l'umidità nell'aria e il vapore , trasformandosi in liquido, si deposita sul bicchiere.

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

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 si misura in [kJ/kg]. Nel diagramma i-d, l'entalpia è rappresentata da linee oblique e le informazioni sulla gradazione si trovano sul grafico stesso (oa sinistra e nella parte superiore del diagramma).

I-d diagramma aria umidaè stato sviluppato da uno scienziato russo, il professor L.K. Ramzin nel 1918. In occidente, l'analogo del diagramma I-d è il diagramma di Mollier o diagramma psicrometrico. Il diagramma I-d viene utilizzato nei calcoli degli impianti di condizionamento, ventilazione e riscaldamento e consente di determinare rapidamente tutti i parametri di ricambio d'aria in una stanza.

Il diagramma I-d dell'aria umida collega graficamente tutti i parametri che determinano lo stato termico e igrometrico dell'aria: entalpia, contenuto di umidità, temperatura, umidità relativa, pressione parziale del vapore acqueo. L'utilizzo di un diagramma consente di visualizzare il processo di ventilazione, evitando calcoli complessi utilizzando formule.

Proprietà di base dell'aria umida

Intorno a noi aria atmosfericaè una miscela di aria secca con vapore acqueo. Questa miscela è chiamata aria umida. L'aria umida viene valutata secondo i seguenti parametri principali:

• Temperatura del bulbo secco tc, ° C - caratterizza il grado del suo riscaldamento;
• Temperatura bulbo umido tm, °C - temperatura alla quale l'aria deve essere raffreddata in modo che si satura mantenendo l'entalpia iniziale dell'aria;
• Temperatura del punto di rugiada tp, ° C - la temperatura alla quale l'aria insatura deve essere raffreddata in modo che diventi satura mantenendo un contenuto di umidità costante;
• Il contenuto di umidità dell'aria d, g / kg è la quantità di vapore acqueo in g (o kg) per 1 kg di parte secca di aria umida;
• Umidità relativa dell'aria j,% - caratterizza il grado di saturazione dell'aria con il vapore acqueo. È il rapporto tra la massa del vapore acqueo contenuto nell'aria e la sua massima massa possibile nell'aria nelle stesse condizioni, cioè temperatura e pressione, ed espresso in percentuale;
• Stato saturo di aria umida - uno stato in cui l'aria è satura di vapore acqueo al limite, per esso j = 100%;
• L'umidità assoluta dell'aria e, kg/m 3 è la quantità di vapore acqueo in g contenuta in 1 m 3 di aria umida. Numericamente, l'umidità assoluta dell'aria è uguale alla densità dell'aria umida;
• Entalpia specifica dell'aria umida I, kJ / kg - la quantità di calore necessaria per riscaldare una tale quantità di aria umida da 0 ° C a una data temperatura, la cui parte secca ha una massa di 1 kg. L'entalpia dell'aria umida è costituita dall'entalpia della sua parte secca e dall'entalpia del vapore acqueo;
• Capacità termica specifica dell'aria umida c, kJ / (kg.K) - calore che deve essere speso su un chilogrammo di aria umida per aumentarne la temperatura di un grado Kelvin;
• Pressione parziale del vapore acqueo Рп, Pa - pressione sotto la quale il vapore acqueo si trova nell'aria umida;
• La pressione barometrica totale Pb, Pa è uguale alla somma delle pressioni parziali del vapore acqueo e dell'aria secca (secondo la legge di Dalton).

Descrizione del diagramma I-d

L'ordinata del diagramma mostra i valori dell'entalpia I, kJ / kg di aria secca e l'ascissa, diretta con un angolo di 135 ° rispetto all'asse I, mostra i valori del contenuto di umidità d, g / kg di aria secca. Il campo del diagramma è diviso per linee di valori costanti di entalpia I = const e contenuto di umidità d = const. Contiene anche linee di valori di temperatura costanti t = const, che non sono parallele tra loro: maggiore è la temperatura dell'aria umida, più le sue isoterme deviano verso l'alto. Oltre alle linee dei valori costanti di I, d, t, sul campo del diagramma vengono tracciate le linee dei valori costanti dell'umidità relativa dell'aria φ = const. Nella parte inferiore del diagramma I-d, c'è una curva con un asse delle ordinate indipendente. Si lega al contenuto di umidità d, g/kg, con pressione di vapore acqueo Pp, kPa. L'asse delle ordinate di questo grafico è la scala della pressione parziale del vapore acqueo Pp. L'intero campo del diagramma è diviso da una linea j = 100% in due parti. Sopra questa linea c'è un'area di aria umida insatura. La riga j = 100% corrisponde allo stato dell'aria satura di vapore acqueo. Di seguito è riportata l'area dello stato d'aria sovrasaturato (area della nebbia). Ogni punto del diagramma I-d corrisponde a un certo stato di calore e umidità La linea del diagramma I-d corrisponde al processo di trattamento termico e igrometrico dell'aria. Forma generale Il diagramma I-d dell'aria umida è presentato di seguito nell'allegato file PDF adatto per la stampa nei formati A3 e A4.

Costruzione dei processi di trattamento dell'aria negli impianti di condizionamento e ventilazione sul diagramma I-d.

Processi di riscaldamento, raffreddamento e miscelazione dell'aria

Sul diagramma I-d dell'aria umida, i processi di riscaldamento e raffreddamento dell'aria sono rappresentati da raggi lungo la linea d-const (Fig. 2).

Riso. 2. Processi di riscaldamento e raffreddamento a secco dell'aria sul diagramma I-d:

• B_1, B_2, - riscaldamento a secco;
• B_1, B_3 - raffreddamento a secco;
• В_1, В_4, В_5 - raffrescamento con deumidificazione dell'aria.

In pratica, i processi di riscaldamento a secco e raffreddamento a secco dell'aria vengono eseguiti utilizzando scambiatori di calore (riscaldatori d'aria, aerotermi, aerorefrigeratori).

Se l'aria umida nello scambiatore di calore viene raffreddata al di sotto del punto di rugiada, il processo di raffreddamento è accompagnato dalla perdita di condensa dall'aria sulla superficie dello scambiatore di calore e il raffreddamento dell'aria è accompagnato dalla sua essiccazione.

Utilizzando un sistema di equazioni, comprese 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.

Edificio J-D schemi sono descritti in dettaglio nei lavori.

Lo stato di aria umida è caratterizzato da un puntino sul campo J-D grafici delimitati 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 termometro bagnato T m . Le eccezioni sono le combinazioni D - R n e D - T p, poiché ogni valore D corrisponde un solo valore di tabella R n e T p, e la combinazione J - T m.

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

Approfittando di J-D diagramma nell'app. 4 e lo schema di Fig. 1, risolveremo esempi specifici per tutte le 17 possibili combinazioni dei parametri dell'aria iniziali forniti, i cui valori specifici sono indicati nella tabella. 7.

Gli schemi di soluzione e i risultati ottenuti sono mostrati in Fig. 2.1 ... 2.17. I parametri dell'aria noti sono evidenziati nelle figure con linee spesse.

5.2. Pendenza del fascio di processo sul diagramma J-D

La capacità di determinare graficamente rapidamente i parametri dell'aria umida è importante, ma non è il fattore principale nell'uso J-D grafici.

A seguito del riscaldamento, del raffrescamento, della deumidificazione o dell'umidificazione dell'aria umida, il suo stato caldo-umido cambia. I processi di cambiamento sono descritti in J-D il diagramma con linee rette che collegano i punti che caratterizzano gli stati iniziali e finali dell'aria.

Riso. 1. Schema per la determinazione dei parametri dell'aria umida su J-D diagramma

Tabella 7

Queste linee sono chiamate fasci di processi cambiamenti nello stato dell'aria. Direzione del raggio di processo a J-D il diagramma è definito pendenza . Se i parametri dello stato iniziale dell'aria J 1 e D 1, e l'ultimo - J 2 e D 2, allora la pendenza è espressa dal rapporto  J/D, cioè .:

. (5.1)

La pendenza è misurata in kJ/kg di umidità.

Se nell'equazione (29) il numeratore e il denominatore sono moltiplicati per il flusso di massa dell'aria trattata G, kg/h, si ottiene:

, (5.2)

dove Q n è la quantità totale di calore trasferito quando lo stato dell'aria cambia, kJ / h;

W- la quantità di umidità trasferita durante il cambiamento dello stato dell'aria, kg / h.

A seconda del rapporto  J e D la pendenza  può cambiare segno e modulo da 0 a .

Nella fig. 3 mostra i raggi delle variazioni caratteristiche dello stato dell'aria umida e i corrispondenti valori della pendenza.

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

Riso. 3. Pendenza attiva J-D diagramma

Tale processo viene eseguito, ad esempio, negli aerotermi di 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 ed acquisisce i parametri del punto 3. Il coefficiente angolare del fascio di processo  3 > 0. Questo processo avviene quando l'aria di mandata assimila il calore e rilascia umidità nell'ambiente.

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

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

5. Un cambiamento nello stato dell'aria umida si verifica a entalpia costante J 6 = J 1 = cost. Il coefficiente angolare di tale raggio del processo è  6 = 0, poiché ? J = 0.

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

Quando l'aria umida insatura viene a contatto con piccole gocce o un sottile velo d'acqua senza asportare o fornire calore dall'esterno, l'acqua per evaporazione umidifica e raffredda l'aria, acquisendo la temperatura di un termometro umido.

Come segue dall'equazione 4.21, nel caso generale, la pendenza del fascio di processo con umidificazione isentalpica non è uguale a zero, perché

,

dove Con w= 4,186 - capacità termica specifica dell'acqua, kJ / kg ° С.

Un vero e proprio processo di isentalpia, in cui = 0 è possibile solo per T m = 0.

6. L'aria umida viene umidificata e raffreddata fino al punto 7. In questo caso la pendenza  7< 0, т.к. J 7 – J 1  0, a D 7 – D 1> 0. Questo processo avviene nelle camere di irrigazione a spruzzo quando l'aria entra in contatto con l'acqua refrigerata, che ha una temperatura superiore al punto di rugiada dell'aria trattata.

7. L'aria umida viene raffreddata a contenuto di umidità costante ai parametri del punto 8. Poiché  D = D 8 – D 1 = 0, a J 8 – J 1 < 0, то  8 = -. Processo di raffreddamento ad aria a D= const si verifica negli aerorefrigeranti di superficie quando la temperatura della superficie di scambio termico è superiore al punto di rugiada dell'aria, quando non vi è condensa di umidità.

8. L'aria umida viene raffreddata e asciugata secondo i parametri del punto 9. L'espressione per la pendenza in questo caso è:

Il raffrescamento con deumidificazione avviene nelle camere di irrigazione o negli air cooler di superficie quando l'aria umida viene a contatto con una superficie liquida o solida con una temperatura inferiore al punto di rugiada.

Si noti che il processo di raffreddamento con essiccazione 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 si verificano durante il contatto diretto dell'aria con un assorbente raffreddato, ad esempio una soluzione di cloruro di litio nelle camere di irrigazione o in dispositivi con un ugello irrigato. Pendenza 10 > 0.

10. L'aria umida viene deumidificata, ad es. cede 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. Nota che il processo reale avrà una pendenza  11 = 4.186 T 11 dove T 11 - temperatura finale a bulbo secco.

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

Le proprietà di base dell'aria umida possono essere determinate con sufficiente precisione per calcoli tecnici a aiuto i-x- diagramma sviluppato da L.K. Ramzin (1918). diagramma I-x(Fig. 1, 2) costruito per pressione costante p = 745 mm Hg. Arte. (circa 99 kN / m 2), che, secondo i dati statistici a lungo termine, è preso come media annuale per le regioni centrali dell'ex URSS.

Sull'asse delle ordinate sono riportate le entalpie i su una certa scala e sull'asse inclinato delle ascisse è riportato il contenuto di umidità x. L'angolo tra gli assi delle coordinate è di 135 °, ma per facilità d'uso, i valori del contenuto di umidità x sono proiettati su un asse ausiliario perpendicolare all'asse delle ordinate.

Il diagramma ha linee:

• · Contenuto di umidità costante (x = const) - rette verticali parallele all'asse delle ordinate;
• Entalpia costante (i = const) - linee rette parallele all'asse delle ascisse, ad es. diretto con un angolo di 135 ° rispetto all'ordinata;
• · Temperature costanti, o isoterme (t = const);
• · Umidità relativa costante (c = const);
• · Pressioni parziali del vapore acqueo (p) in aria umida, i cui valori sono riportati in scala sull'asse delle ordinate destro del diagramma.

Riso. uno. Diagramma aria umida io - x (a)

Le linee di temperature costanti, o isoterme, sono impostate a una data temperatura t = const da due valori arbitrari x 1 e x 2. Viene quindi calcolato il valore i corrispondente a ciascun valore x. I punti risultanti (x 1, i 1) e (x 2, i 2) vengono tracciati sul diagramma e attraverso di essi viene tracciata una linea retta, che è l'isoterma t = const.

Le linee di umidità relativa costante esprimono la relazione tra x e p a q = const. Prendendo a un dato q = 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 si calcola il valore corrispondente di x. Punti con coordinate note (t 1, x 1), (t 2, x 2), (t 3, x 3), ecc. collega la curva, che è la retta q = cost.

Riso. 2.

A temperature t>99,4 °C, il valore di q non dipende dalla temperatura (poiché in questo caso p = 745 mm Hg, per cui è tracciato il diagramma) ed è praticamente costante. Pertanto, le linee μ = const a 99,4 ° C hanno una netta interruzione e vanno quasi verticalmente verso l'alto.

La linea u = 100% corrisponde alla saturazione dell'aria con il vapore acqueo ad una data temperatura. Sopra questa linea è l'area di lavoro del diagramma corrispondente all'aria umida insatura utilizzata come agente essiccante.

Le linee di pressione parziale nella parte inferiore del 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 determinare tutti gli altri parametri.

L.K.Ramzin ha costruito " ID»- un diagramma ampiamente utilizzato nei calcoli di asciugatura, condizionamento dell'aria in una serie di altri calcoli relativi ai cambiamenti nello 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°. L'ordinata sono le entalpie e le temperature dell'aria ( io, kJ/kg aria secca e T, ° С), lungo l'ascissa - i valori del contenuto di umidità dell'aria umida D, g/kg.

Riso. 7.4. approssimativo " ID"- diagramma

Si è detto in precedenza che i parametri ( T°C, io kJ/kg, φ%, D g/kg, P P Pa), che determinano lo stato dell'aria umida, da " io, D»- il diagramma può essere rappresentato graficamente come un punto. Ad esempio, nella 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 il quale è stato costruito mostrato in Fig. " ID"- diagramma.

La pratica di utilizzare calcoli analitici grafici per determinare la pressione parziale del vapore utilizzando " ID»- i diagrammi mostrano che la discrepanza tra i risultati ottenuti (entro l'1 - 2%) è spiegata dal grado di accuratezza dei diagrammi.

Se i parametri del punto A sono su " ID"- il diagramma (Fig. 7.5) io UN , D A, e finale B - io B, D B, quindi il rapporto ( io B - io UN) / ( D B - D A) · 1000 = ε-è la pendenza della linea (raggio), che caratterizza il dato cambiamento di stato dell'aria nelle coordinate " ID"- diagrammi.

Riso. 7.5. Determinazione della pendenza utilizzando " ID"- diagrammi.

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

In questo caso, su " ID»- il diagramma può costruire un raggio corrispondente al valore ottenuto di . Per fare ciò, utilizzare una serie di raggi corrispondenti a diversi valori della pendenza e tracciati lungo il contorno " ID"- diagrammi. La costruzione di questi raggi è stata eseguita come segue (vedi Fig. 7.6).

Per costruire la scala angolare si considerano varie variazioni dello stato dell'aria umida, pur assumendo gli stessi parametri iniziali dell'aria per tutti i casi considerati in Figura 4 - questa è l'origine ( io 1 = 0, D 1 = 0). Se i parametri finali sono indicati con io 2 e D 2, allora l'espressione per la pendenza può essere scritta in questo caso

ε = .

Ad esempio, prendendo 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 in Figura 1.4. Per io= 0 ε = 0, cioè raggi accesi ID"- il diagramma è lo stesso. In modo simile, possono essere applicate travi con valori di pendenza negativi.

Sui campi" ID»- i diagrammi mostrano le direzioni dei raggi 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) del raggio di scala con un valore noto della pendenza in un dato punto a " ID"- il diagramma. Nella fig. mostra il trasferimento di un raggio con ε = 100 al punto B.

Costruire su " ID"- un diagramma di una scala angolare.

Determinazione della temperatura del punto di rugiadaT P e temperatura di bulbo umidoT M usando "ID "- diagrammi.

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

Definizione di valori T P e T M a " ID"- il diagramma

Temperatura bulbo umido T M è uguale alla temperatura dell'aria allo stato saturato ad una data entalpia. V" ID"- il 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.

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

Il processo di raffreddamento ad aria in uno scambiatore di calore a superficie-raffreddatore può essere implementato in due modi. Il primo modo è raffreddare l'aria con un contenuto di umidità costante (processo a in Fig. 1.6). Questo processo a D= const scorre se la temperatura superficiale del raffreddatore ad 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 con una diminuzione del suo contenuto di umidità, che è 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 della superficie del raffreddatore ad aria o di qualsiasi altra superficie a contatto con l'aria deve essere inferiore al punto di rugiada dell'aria nel punto D. In questo caso, la condensazione del vapore acqueo nell'aria si verificherà e il processo di raffreddamento sarà accompagnato da una diminuzione del contenuto di umidità nell'aria ... Nella fig. questo processo procederà lungo la linea SJ, e il punto W corrisponde alla temperatura T P.V. superficie del raffreddamento ad aria. In pratica, il processo di raffreddamento termina prima e raggiunge, ad esempio, il punto E ad una temperatura T e.

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

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

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

È interessante per il calcolo dei processi di miscelazione trovare una connessione tra i calcoli analitici dei processi e le loro immagini grafiche su " ID"- il diagramma. Nella fig. 7.9 presenta due casi di attuazione di processi di miscelazione: a) - punto dello stato dell'aria su " ID»- il diagramma si trova sopra la linea φ = 100% e caso b) - il punto della miscela si trova sotto la linea φ = 100%.

Consideriamo il caso a). Aria dello stato del punto A nella quantità G E con i parametri D 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. In questo caso, è accettata la condizione che vengano effettuati calcoli per 1 kg di aria dello stato A. Quindi il valore di n = G V / 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, si possono annotare gli equilibri di calore e umidità durante la miscelazione

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

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

dove io Media D CM sono i parametri della miscela.

Dalle equazioni si ottiene:

.

L'equazione è l'equazione di una linea retta, il cui punto qualsiasi indica i parametri di miscelazione io Media D CENTIMETRO. 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"- il diagramma. a) - il punto della miscela si trova sopra la linea φ = 100%; b) - il punto della miscela è inferiore a = 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. Dall'equazione segue

,

allo stesso modo

In pratica, il caso è possibile quando nella stagione fredda il punto della miscela 1' si trova al di sotto della linea φ = 100%. In questo caso, durante il processo di miscelazione si forma della condensa. L'umidità condensata cade dall'aria e dopo la miscelazione sarà in uno stato di saturazione a = 100%. I parametri della miscela sono determinati in modo abbastanza accurato dal punto di intersezione della linea φ = 100% (punto C 2) e io CM = cost. In questo caso, la quantità di umidità precipitata è pari a D.