Punto di rugiada sul grafico ID. Diagramma I-d per principianti (diagramma ID dello stato dell'aria umida per manichini). Costruzione di processi di trattamento dell'aria negli impianti di condizionamento e ventilazione sul diagramma I-d
Stato aria umida su un grafico 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°С 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°С 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 UN
Da un punto UN tracciamo una linea di contenuto di calore costante - j = cost prima di attraversare la linea 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 UN , 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°С 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°С 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 UN , 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°С 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°С 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 UN , 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 di progettazione 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°С 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°С bulbo umido, pari a Q = 17,77 kJ per 1 kg di aria secca , che è uguale a 4,23 kcal o 4,91 W per 1 kg di aria secca.
Esempio 5
Durante la stagione di riscaldamento è necessario riscaldare l'aria esterna con t H \u003d - 10 ° C termometro a secco e tH T.M = - 12,5°С bulbo umido alla temperatura dell'aria interna t B \u003d 20 ° С bulbo secco e tB T.M = 11°C con termometro umido. Determinare la quantità di calore secco da aggiungere a 1 kg di aria secca.
Vedere la Figura 10 per la soluzione.
Sul Diagramma J–d secondo due parametri noti - secondo la temperatura del bulbo secco t H \u003d - 10 ° C e temperatura a bulbo umido tH T.M = - 12,5°С determinare il punto dell'aria esterna in base alla temperatura a bulbo secco t H \u003d - 10 ° C e dalla temperatura dell'aria esterna - h .
Di conseguenza, determiniamo il punto dell'aria interna - V .
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 - V sarà uguale a
J B \u003d 31,66 kJ / per 1 kg di aria secca
La differenza tra le entalpie dell'aria interna ed esterna è pari a:
ΔJ \u003d J B - J H \u003d 31,66 - (-9,1) \u003d 40,76 kJ / kg.
Questo cambiamento nella quantità di calore è un cambiamento nella quantità di calore solo nell'aria secca, poiché non vi è alcun cambiamento nel suo contenuto di umidità.
Asciutto o calore sensibile - caldo, che viene aggiunto o tolto dall'aria senza modificare lo stato di aggregazione del vapore (cambia solo la temperatura).
Calore latenteè il calore utilizzato per modificare lo stato di aggregazione del vapore senza modificare la temperatura. La temperatura del punto di rugiada indica il contenuto di umidità dell'aria.
Quando la temperatura del punto di rugiada cambia, cambia il contenuto di umidità, ad es. in altre parole, il contenuto di umidità può essere modificato solo modificando la temperatura del punto di rugiada. Va notato, quindi, che se la temperatura del punto di rugiada rimane costante, anche il contenuto di umidità non cambia.
Esempio 6
Aria che ha parametri iniziali t H \u003d 24 ° C bulbo secco e t H T.M = 14°С bulbo umido, deve essere condizionato in modo che i suoi parametri finali diventino uguali t K \u003d 24 ° С bulbo secco e t K T.M = 21°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 ° C e traccia una linea isoterma - t = cost .
Allo stesso modo, sulla scala della temperatura troviamo il valore numerico della temperatura secondo il termometro umido - tH T.M. = 14°С , tracciamo una linea isoterma - t = cost .
Attraversando la linea dell'isoterma - tH T.M. = 14°С con linea di umidità relativa — φ = 100% fornisce il punto del bulbo di aria umida con i parametri iniziali impostati - punto MT(N) .
Da questo punto tracciamo una linea di contenuto termico costante - entalpia - j = cost all'intersezione con l'isoterma - t H \u003d 24 ° C .
Otteniamo un punto grafico jd con parametri iniziali di aria umida - punto h , t legge il valore numerico dell'entalpia
J H \u003d 39,31 kJ / 1 kg di aria secca.
Procediamo allo stesso modo per determinare il punto di aria umida grafico jd a parametri finiti - dot A .
Valore numerico dell'entalpia in un punto A sarà uguale a
J K \u003d 60,56 kJ / 1 kg di aria secca.
In questo caso, ventilare con i parametri iniziali al punto h il calore latente deve essere aggiunto in modo che i parametri finali dell'aria siano al punto A .
Determina la quantità di calore latente
ΔJ \u003d J K - J H \u003d 60,56 - 39,31 \u003d 21,25 kJ / kg.
Disegniamo dal punto di partenza - punto h , e il punto finale è il punto A linee verticali di contenuto di umidità costante - d = cost , e leggere i valori di umidità assoluta dell'aria in questi punti:
J H \u003d 5,95 g / per 1 kg di aria secca;
J K \u003d 14,4 g / per 1 kg di aria secca.
Prendendo la differenza di umidità assoluta dell'aria
Δd \u003d d K -d H \u003d 14,4 - 5,95 \u003d 8,45 g / per 1 kg di aria secca
otteniamo la quantità di umidità aggiunta per 1 kg di aria secca.
Un cambiamento nella quantità di calore è solo un cambiamento nella quantità nascosto caldo, perché nessuna variazione della temperatura a bulbo secco.
Aria esterna a temperatura t H \u003d 35 ° С bulbo secco e tH T.M. = 24°С termometro umido - punto H , deve essere miscelato con aria di ricircolo avente i parametri t Р = 18° С secondo un termometro a secco e φP = 10% umidità relativa - punto R.
La miscela deve essere composta per il 25% da aria esterna e per il 75% da aria di ricircolo. Determinare la temperatura finale della miscela d'aria usando bulbi secchi e umidi.
Vedere la Figura 12 per la soluzione.
Applica a Grafico J-d punti h e R secondo i dati originali.
Colleghiamo i punti H e P con una linea retta: la linea della miscela.
Sulla linea di miscelazione HP determinare il punto della miscela CON 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 CON .
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 CON 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°С .
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% .
Considerando qual è l'oggetto principale del processo di ventilazione, nel campo della ventilazione è spesso necessario determinare determinati parametri dell'aria. Per evitare numerosi calcoli, di solito sono determinati da un diagramma speciale, chiamato Id del diagramma. Ti consente di determinare rapidamente tutti i parametri dell'aria da due noti. L'utilizzo di un diagramma consente di evitare i calcoli delle formule e di visualizzare visivamente il processo di ventilazione. Un esempio di ID grafico è mostrato nella pagina successiva. L'analogo del grafico Id in occidente è Diagramma di Mollier o grafico psicometrico.
Il design del diagramma, in linea di principio, può essere leggermente diverso. Tipico schema generale Il diagramma Id è mostrato di seguito nella figura 3.1. Il diagramma è un campo di lavoro nel sistema di coordinate obliquo Id, su cui sono tracciate diverse griglie di coordinate e scale ausiliarie lungo il perimetro del diagramma. La scala del contenuto di umidità si trova solitamente sul bordo inferiore del grafico, con le linee del contenuto di umidità costante che sono linee rette verticali. Le linee delle costanti sono rette parallele, che di solito vanno ad un angolo di 135° rispetto alle linee verticali del contenuto di umidità (in linea di principio, gli angoli tra le linee di entalpia e di umidità possono essere diversi). Il sistema di coordinate oblique viene scelto per aumentare l'area di lavoro del diagramma. In un tale sistema di coordinate, le linee di temperatura costante sono linee rette che corrono con una leggera inclinazione rispetto all'orizzontale e leggermente a ventaglio.
Il campo di lavoro del diagramma è limitato da linee curve di uguale umidità relativa dello 0% e del 100%, tra le quali vengono tracciate linee di altri valori di uguale umidità relativa con un passo del 10%.
La scala della temperatura si trova solitamente sul bordo sinistro del campo di lavoro del diagramma. I valori delle entalpie dell'aria sono solitamente tracciati sotto la curva F = 100. I valori delle pressioni parziali sono applicati a volte lungo il bordo superiore del campo di lavoro, a volte lungo il bordo inferiore sotto la scala del contenuto di umidità, a volte lungo il bordo destro. In quest'ultimo caso, sul diagramma è inoltre costruita una curva ausiliaria delle pressioni parziali.
Determinazione dei parametri dell'aria umida sul diagramma Id.
Il punto sul diagramma riflette un certo stato dell'aria e la linea - il processo di modifica dello stato. La definizione dei parametri dell'aria, che ha un certo stato, visualizzati dal punto A, è mostrata in Figura 3.1.Con una definizione più rigorosa, dovrebbe essere inteso come il rapporto tra le pressioni parziali del vapore acqueo pn nell'aria umida insatura e la loro pressione parziale nell'aria satura alla stessa temperatura
Per l'intervallo di temperatura tipico per l'aria condizionata
Densità dell'aria umida
ρ
uguale alla somma delle densità dell'aria secca e del vapore acqueo
dove è la densità dell'aria secca a una data temperatura e pressione, kg/m3.
Per calcolare la densità dell'aria umida, puoi utilizzare un'altra formula:
Si può vedere dall'equazione che con un aumento della pressione parziale del vapore a pressione costante P(barometrico) e temperatura T la densità dell'aria umida diminuisce. Poiché questa diminuzione è insignificante, in pratica accettano.
Il grado di saturazione dell'aria umidaψ - il rapporto tra il suo contenuto di umidità D al contenuto di umidità dell'aria satura alla stessa temperatura: .
Per aria satura.
Entalpia dell'aria umidaio(kJ / kg) - la quantità di calore contenuta nell'aria, di cui al punto 1 kg secco o (1+d) kg aria umida.
Il punto zero è preso come l'entalpia dell'aria secca ( D= 0) con la temperatura T= 0°С. Pertanto, l'entalpia dell'aria umida può avere valori positivi e negativi.
Entalpia dell'aria secca 
dove è la capacità termica di massa dell'aria secca.
L'entalpia del vapore acqueo comprende la quantità di calore necessaria per trasformare l'acqua in vapore T\u003d 0 o C e la quantità di calore spesa per riscaldare il vapore risultante a una temperatura T o C. Entalpia D kg di vapore acqueo contenuto in 1 kg aria secca: ,
2500 - calore latente di vaporizzazione (evaporazione) dell'acqua a t=0 o C;
- capacità termica di massa del vapore acqueo.
L'entalpia dell'aria umida è uguale alla somma dell'entalpia 1 kg aria secca ed entalpia D kg di vapore acqueo:
dove 
è la capacità termica dell'aria umida per 1 kg di aria secca.
Quando l'aria è in uno stato nebbioso, potrebbero esserci goccioline di umidità sospese al suo interno. d acqua e persino cristalli di ghiaccio dl. L'entalpia di quest'aria vista generale
Entalpia dell'acqua =4,19t, entalpia del ghiaccio .
A temperature superiori a zero gradi T>0°C) ci sarà umidità nell'aria, quando T< 0°С - кристаллы льда.
Temperatura del punto di rugiada- temperatura dell'aria alla quale nel processo di raffreddamento isobarico la pressione parziale del vapore acqueo r p diventa uguale alla pressione di saturazione. A questa temperatura, l'umidità inizia a fuoriuscire dall'aria.
Quelli. Il punto di rugiada è la temperatura alla quale vapore acqueo nell'aria con la sua densità costante diventa dovuto al raffreddamento ad aria con vapore saturo(J =100%). Per gli esempi di cui sopra (vedi Tabella 2.1), quando a 25°C l'umidità assoluta J diventa 50%, il punto di rugiada sarà una temperatura di circa 14°C. E quando a 20°C di umidità assoluta J diventa 50%, il punto di rugiada sarà di circa 9°C.
Una persona si sente a disagio a valori di punto di rugiada elevati (vedi Tabella 2.2).
Tabella 2.2 - Sensazioni umane ad alti valori di punto di rugiada
Nei climi continentali, le condizioni con un punto di rugiada compreso tra 15 e 20 °C sono alquanto scomode e l'aria con un punto di rugiada superiore a 21 °C è percepita come soffocante. Un punto di rugiada inferiore, inferiore a 10°C, è correlato a una temperatura inferiore ambiente e il corpo richiede meno raffreddamento. Il punto di rugiada basso può andare di pari passo con l'alta temperatura solo a un'umidità relativa molto bassa.
Diagramma d-I aria umida
Il calcolo e l'analisi dei processi di trattamento termico e dell'umidità dell'aria secondo le dipendenze di cui sopra è complesso. Per calcolare i processi che si verificano con l'aria quando il suo stato cambia, utilizzare il diagramma termico dell'aria umida nelle coordinate d-io(contenuto di umidità - entalpia), proposto dal nostro connazionale professor L.K. Ramzin nel 1918.
LK Ramzin (1887-1948) - Ingegnere di riscaldamento sovietico, inventore
caldaia diretta. http://ru.wikipedia.org/wiki/Ramzin
Si è diffuso nel nostro paese e all'estero. Diagramma d-io aria umida collega graficamente tutti i parametri che determinano lo stato di calore e umidità dell'aria: entalpia, contenuto di umidità, temperatura, umidità relativa, pressione parziale del vapore acqueo.
La costruzione del diagramma si basa sulla dipendenza.
Il grafico più comune d-ioè costruito per una pressione dell'aria di 0,1013 MPa(760 mm Hg). Ci sono anche diagrammi per altre pressioni barometriche.
Poiché la pressione barometrica al livello del mare varia da 0,096 a 0,106 MPa(720 - 800 mm Hg), i dati calcolati sul diagramma devono essere considerati come medi.
Il diagramma è costruito in un sistema di coordinate oblique (sotto i 135°). In questo caso, il diagramma diventa conveniente per le costruzioni grafiche e per i calcoli dei processi di condizionamento, poiché l'area dell'aria umida insatura si espande. Tuttavia, per ridurre le dimensioni del grafico e facilitarne l'utilizzo, i valori D demolito su un asse condizionale posto a 90° rispetto all'asse io .
Diagramma d-io mostrato nella Figura 1. Il campo del diagramma è diviso per linee di valori di entalpia costanti io= cost e contenuto di umidità D= cost. Su di esso vengono tracciate anche linee di valori di temperatura costanti. T= const, che non sono paralleli tra loro: maggiore è la temperatura dell'aria umida, più le sue isoterme deviano verso l'alto. Oltre alle linee di valori costanti io, d, t, le linee di valori costanti di umidità relativa dell'aria sono tracciate sul campo del diagramma φ = cost. A volte viene applicata una linea di pressioni parziali di vapore acqueo r p e righe di altri parametri.
Figura 1 - Diagramma termico d-io aria umida
La seguente proprietà del diagramma è essenziale. Se l'aria ha cambiato il suo stato da un punto un al punto B, indipendentemente dal processo, quindi sul diagramma d-io questa modifica può essere rappresentata come un segmento di linea ab. In questo caso, l'incremento dell'entalpia dell'aria corrisponderà al segmento bv \u003d io b -io a. Isoterma attraverso un punto un, dividere il segmento bv in due parti:
sezione bd, che rappresenta la variazione della quota di calore sensibile (lo stock di energia termica, la cui variazione porta ad una variazione della temperatura corporea): 
.
sezione div, che determina su una scala la variazione del calore di vaporizzazione (una variazione di questo calore non provoca una variazione della temperatura corporea): 
.
Sezione ag corrisponde alla variazione del contenuto di umidità dell'aria. Il punto di rugiada si trova abbassando la perpendicolare dal punto di stato dell'aria (ad esempio, dal punto B) sull'asse condizionale D all'intersezione con la linea di saturazione (φ=100%). Sulla fig. 2.6 Punto di rugiada K per l'aria, il cui stato iniziale era determinato dal punto B.
La direzione del processo che si verifica nell'aria è caratterizzata da cambiamenti di entalpia io e contenuto di umidità D .
L'aria umida è ampiamente utilizzata in vari settori, compreso il trasporto ferroviario nei sistemi di riscaldamento, raffreddamento, deumidificazione o umidificazione dell'aria. V Di recente 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 di 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, è stato ottenuto un diagramma id, mostrato in Figura 4. Qui, i valori delle temperature dell'aria umida sono tracciati sull'asse y e i valori del contenuto di umidità sono tracciati sull'asse ascissa. 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 determinare i restanti parametri dell'aria a una data temperatura e umidità relativa: 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 UN. 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 UN 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.
Usando il diagramma i - d, puoi determinare i parametri delle parti miste di aria umida; per questo, costruiscono il cosiddetto pendenza processo del fascio . La costruzione del raggio di processo (vedi Figura 5) parte da un punto con parametri noti, in questo caso il punto 1.
È molto conveniente determinare i parametri dell'aria umida, nonché risolvere una serie di problemi pratici relativi all'essiccazione di vari materiali, utilizzando un grafico 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.
Grafico dentro coordinate i-dè un'interpretazione grafica dell'equazione dell'entalpia per l'aria umida. Riflette la relazione dei parametri principali dell'aria umida. Ogni punto del diagramma evidenzia uno stato con parametri ben definiti. Per trovare una qualsiasi delle caratteristiche dell'aria umida, è sufficiente conoscere solo due parametri del suo stato.
Diagramma I-d l'aria umida è costruita in un sistema di coordinate oblique. Sull'asse y su e giù dal punto zero (i \u003d 0, d \u003d 0), i valori di entalpia vengono tracciati e le linee i \u003d const vengono tracciate parallelamente all'asse delle ascisse, cioè , con un angolo di 135 0 rispetto alla verticale. In questo caso, l'isoterma 0 o C nella regione insatura si trova quasi orizzontalmente. Quanto alla scala per la lettura del contenuto di umidità d, per comodità è riportata su una retta orizzontale passante per l'origine.
La curva della pressione parziale del vapore acqueo è anche tracciata sul diagramma i-d. A tale scopo si utilizza la seguente equazione:
R p \u003d B * d / (0,622 + d),
Per valori variabili di d, otteniamo che, ad esempio, per d=0 P p =0, per d=d 1 P p = P p1 , per d=d 2 P p = P p2, ecc. Data una certa scala 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 diagramma i-d. La curva inferiore φ = 100% caratterizza lo stato dell'aria satura di vapore acqueo ( curva di saturazione).
Inoltre, le linee rette delle isoterme (t = const) sono costruite sul diagramma i-d dell'aria umida, che caratterizza i processi di evaporazione dell'umidità, tenendo conto della quantità aggiuntiva di calore introdotta dall'acqua con una temperatura di 0 ° C.
Nel processo di evaporazione dell'umidità, l'entalpia dell'aria rimane costante, poiché il calore prelevato dall'aria per l'essiccazione dei materiali ritorna ad essa insieme all'umidità evaporata, ovvero nell'equazione:
io = io in + d*i p
Una diminuzione nel primo termine sarà compensata da un aumento nel secondo termine. Sul diagramma i-d, questo processo segue la linea (i = const) e ha il nome condizionale del processo evaporazione adiabatica. Il limite del raffreddamento ad aria è la temperatura adiabatica del bulbo umido, che si trova nel diagramma come temperatura del punto all'intersezione delle rette (i = const) con la curva di saturazione (φ = 100%).
Ovvero, se dal punto A (con coordinate i = 72 kJ/kg, d = 12,5 g/kg aria secca, t = 40°C, V = 0,905 m 3/kg aria secca φ = 27%), emettendo un certo stato di aria umida, disegnare un raggio verticale d = const, quindi sarà un processo di raffreddamento dell'aria senza modificarne il contenuto di umidità; il valore dell'umidità relativa φ in questo caso aumenta gradualmente. Quando questo raggio prosegue fino all'intersezione con la curva φ = 100% (punto "B" con coordinate i = 49 kJ/kg, d = 12,5 g/kg aria secca, t = 17,5 °C, V = 0 ,84 m 3 /kg aria secca j \u003d 100%), otteniamo la temperatura più bassa tp (si chiama temperatura del punto di rugiada), in cui l'aria con un dato contenuto di umidità d è ancora in grado di trattenere i vapori in forma non condensata; un ulteriore abbassamento della temperatura porta alla perdita di umidità sia in sospensione (nebbia), sia sotto forma di rugiada sulle superfici delle recinzioni (pareti auto, prodotti), o gelo e neve (tubazioni 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 tm all'intersezione di questa linea con la curva di saturazione (punto "C" con coordinate i \u003d 72 kJ / kg, d \u003d 19 g / kg aria secca, t \u003d 24 ° C, V \u003d 0,87 m 3 / kg aria secca φ = 100%) ed è temperatura a bulbo umido.
Utilizzando i-d, è conveniente analizzare i processi che si verificano quando i flussi di aria umida vengono miscelati.
Inoltre, il diagramma i-d dell'aria umida è ampiamente utilizzato per calcolare i parametri di condizionamento dell'aria, inteso come un insieme di mezzi e metodi per influenzare la temperatura e l'umidità dell'aria.
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