Как найти точку росы на id диаграмме

Влажный воздух – это смесь сухого воздуха c водяным паром. Свойства влажного воздуха характеризуются следующими основными параметрами: температура по сухому термометру t, барометрическое давление P_б, парциальное давление водяного пара P_п, относительная влажность φ, влагосодержание d, удельная энтальпия i, температура точки росы t_р, температура мокрого термометра t_м, плотность ρ.

i-d диаграмма представляет собой графическую зависимость между основными параметрами воздуха t, φ, d, i при определённом барометрическом давлении воздуха P_б и используется для визуализации результатов расчёта процессов обработки влажного воздуха.

i-d диаграмма впервые была составлена в 1918 году советским инженером-теплотехником Л. К. Рамзиным.

Диаграмма построена в косоугольной системе координат, что позволяет расширить область ненасыщенного влажного воздуха и делает диаграмму удобной для графических построений. По оси ординат диаграммы отложены значения удельной энтальпии i, по оси абсцисс, направленной под углом 135° к оси i, отложены значения влагосодержания d. Поле диаграммы разбито линиями постоянных значений удельной энтальпии i=const и влагосодержания d=const. На диаграмму нанесены также линии постоянных значений температуры t=const, которые не параллельны между собой, а чем выше температура влажного воздуха, тем больше изотермы отклоняются вверх. На поле диаграммы нанесены также линии постоянных значений относительной влажности φ=const.

Относительной влажностью называется отношение парциального давления водяного пара, содержащегося во влажном воздухе заданного состояния, к парциальному давлению насыщенного водяного пара при той же температуре.

Влагосодержание – это масса водяного пара во влажном воздухе, приходящаяся на 1 кг массы сухой его части.

Удельная энтальпия – это количество теплоты, содержащееся во влажном воздухе при заданных температуре и давлении, отнесённое к 1 кг сухого воздуха.

i-d диаграмма кривой φ=100% разбита на две области. Вся область диаграммы, лежащая выше этой кривой, характеризует параметры ненасыщенного влажного воздуха, а ниже — область тумана.

Туман является двухфахной системой, состоящей из насыщенного влажного воздуха и взвешенной влаги в виде мельчайших капель воды или частичек льда.

Для расчёта параметров влажного воздуха и построения i-d диаграммы используются четыре основных уравнения:

1) Давление насыщенного водяного пара над плоской поверхностью воды (t > 0) или льда (t ≤ 0), кПа:

где α_в, β_в – постоянные для воды, α_в = 17,504, β_в = 241,2 °С

α_л, β_л – постоянные для льда, α_л = 22,489, β_л = 272,88 °С

2) Относительная влажность φ, %:

3) Влагосодержание d, г/кг с.в.:

где P_б — барометрическое давление, кПа

4) Удельная энтальпия влажного воздуха i, кДж/кг с.в.:

Температура точки росы – это температура, до которой нужно охладить ненасыщенный воздух, чтобы он стал насыщенным при сохранении постоянного влагосодержания.

Для отыскания температуры точки росы на i-d диаграмме через точку, характеризующую состояние воздуха, нужно провести линию d=const до пересечения с кривой φ=100%. Температура точки росы является предельной температурой, до которой можно охладить влажный воздух при постоянном влагосодержании без выпадения конденсата.

Температура мокрого термометра – это температура, которую принимает ненасыщенный влажный воздух с начальными параметрами i₁ и d₁ в результате адиабатного тепло- и массообмена с водой в жидком или твёрдом состоянии, имеющей постоянную температуру t_в=t_м после достижения им насыщенного состояния, удовлетворяющего равенству:

где c_в – удельная теплоёмкость воды, кДж/(кг·°C)

Разность i_н — i₁ обычно невелика, поэтому процесс адиабатного насыщения часто называют изоэнтальпийным, хотя в действительности i_н = i₁ только при t_м = 0.

Для отыскания температуры мокрого термометра на i-d диаграмме через точку, характеризующую состояние воздуха, нужно провести линию постоянной энтальпии i=const до пересечения с кривой φ=100%.

Плотность влажного воздуха определяется по формуле, кг/м³:

где T – температура в градусах Кельвина

Количество теплоты, необходимое для нагревания воздуха, можно рассчитать по формуле, кВт:

Количество теплоты, отводимое от воздуха при охлаждении, кВт:

где i₁, i₂ – удельная энтальпия в начальной и конечной точках соответственно, кДж/кг с.в.

G_с – расход сухого воздуха, кг/с

где G_в – расход влажного воздуха, кг/с

d – влагосодержание, г/кг с.в.

Массу сконденсированной влаги вычисляют по формуле, кг/с:

где d₁, d₂ – влагосодержание в начальной и конечной точках соответственно, г/кг с.в.

При смешении двух потоков воздуха влагосодержание и удельную энтальпию смеси определяют по формулам:

На диаграмме точка смеси лежит на прямой 1-2 и делит её на отрезки, обратно пропорциональные смешиваемым количествам воздуха:

Возможен случай, когда точка смеси 3* окажется ниже линии φ=100%. В этом случае процесс смешения сопровождается конденсацией части содержащегося в смеси водяного пара и точка смеси 3 будет лежать на пересечении линий i_3*=const и φ=100%.

На представленном сайте на странице «Расчёты» можно рассчитать до 8 состояний влажного воздуха с построением лучей процессов на i-d диаграмме.

Чтобы определить начальное состояние, нужно указать два параметра из четырёх (t, φ, d, i) и расход сухого воздуха L_с*. Расход задаётся в предположении плотности воздуха 1,2 кг/м³. Отсюда определяется массовый расход сухого воздуха, используемый в дальнейших вычислениях. В выходную таблицу выводятся фактические значения объёмного расхода воздуха, соответствующие реальной плотности воздуха.

Новое состояние можно вычислить, определив процесс и задав конечные параметры.

На диаграмме отображаются следующие процессы: нагрев, охлаждение, адиабатическое охлаждение, пароувлажнение, смешение и общий процесс, определяемый двумя любыми параметрами.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Бурцев С.И., Цветков Ю.Н. Влажный воздух. Состав и свойства: Учеб. пособие. — СПб.: СПбГАХПТ, 1998. — 146 c.

2. Справочное пособие АВОК 1-2004. Влажный воздух. — М.: АВОК-ПРЕСС, 2004. — 46 с.

3. ASHRAE Handbook. Fundamentals. — Atlanta, 2001.

I—d-диаграмма влажного воздуха.

Вопросы, относящиеся к влажному воздуху, удобно и легко решать с помощью I-d-диаграммы, предложенной в 1918 г. проф. Л.К. Рамзиным. В диаграмме на оси абсцисс отложены значения влагосодержания d, г/кг, а по оси ординат – энтальпия I влажного воздуха, ккал/кг, отнесенные к 1 кг сухого воздуха. Для лучшего использования площади диаграмм линии I=const проведены под углом 135⁰ к линиям d=const и значения d снесены на горизонтальную линию.

На I-d-диаграмме нанесены изотермы (t= const) в виде прямых линий, кривые j= const.

Таким образом, любая точка I-d-диаграммы определяет все параметры, характеризующие состояние влажного воздуха. Зная два каких-либо параметра, можно определить остальные на пересечении соответствующих линий.

По I-d-диаграмме для каждого состояния влажного воздуха можно определить температуру точки росы. Для этого из точки, характеризующей состояние воздуха, надо провести вертикаль (линию d= const) до пересечения с линией j=100%. Изотерма, проходящая через полученную точку пересечения, определит искомую точку росы.

Процесс сушки в I-d-диаграмме распадается на два отдельных процесса. Вначале атмосферный воздух с относительной влажностью j₁ и температурой t₁ проходит через калорифер, где его температура повышается до t₂, а относительная влажность уменьшится до j₂. Этот процесс протекает при постоянном влагосодержании изображается на диаграмме вертикальной прямой. Разность энтальпии в диаграмме определяет количество тепла, расходуемого на подогрев 1 кг сухого воздуха. Далее нагретый воздух из калорифера поступает в сушильную камеру, где вследствие испарения влаги из высушиваемого материала увлажняется, т.е. его относительная влажность растет.

Процесс насыщения воздуха влагой в сушильной камере происходит при неизменной энтальпии. Разность влагосодержания (d_к-d_н) дает количество влаги, выделенной в сушильной камере каждым кг воздуха.

Рекомендуемые материалы

Таким образом, любая точка I-d-диаграммы определяет все параметры, характеризующие состояние влажного воздуха. Зная два каких-либо параметра, можно определить остальные на пересечении соответствующих линий.

По I-d-диаграмме для каждого состояния влажного воздуха можно определить температуру точки росы. Для этого из точки, характеризующей состояние воздуха, надо провести вертикаль (линию d= const) до пересечения с линией j=100%. Изотерма, проходящая через полученную точку пересечения, определит искомую точку росы.

Процесс сушки в I-d-диаграмме распадается на два отдельных процесса. Вначале атмосферный воздух с относительной влажностью j₁ и температурой t₁ проходит через калорифер, где его температура повышается до t₂, а относительная влажность уменьшится до j₂. Этот процесс протекает при постоянном влагосодержании изображается на диаграмме вертикальной прямой. Разность энтальпии в диаграмме определяет количество тепла, расходуемого на подогрев 1 кг сухого воздуха. Далее нагретый воздух из калорифера поступает в сушильную камеру, где вследствие испарения влаги из высушиваемого материала увлажняется, т.е. его относительная влажность растет.

Процесс насыщения воздуха влагой в сушильной камере происходит при неизменной энтальпии. Разность влагосодержания (d_к-d_н) дает количество влаги, выделенной в сушильной камере каждым кг воздуха.

Таким образом, любая точка I-d-диаграммы определяет все параметры, характеризующие состояние влажного воздуха. Зная два каких-либо параметра, можно определить остальные на пересечении соответствующих линий.

По I-d-диаграмме для каждого состояния влажного воздуха можно определить температуру точки росы. Для этого из точки, характеризующей состояние воздуха, надо провести вертикаль (линию d= const) до пересечения с линией =100%. Изотерма, проходящая через полученную точку пересечения, определит искомую точку росы.

Процесс сушки в I-d-диаграмме распадается на два отдельных процесса. Вначале атмосферный воздух с относительной влажностью 1 и температурой t1 проходит через калорифер, где его температура повышается до t2, а относительная влажность уменьшится до 2. Этот процесс протекает при постоянном влагосодержании изображается на диаграмме вертикальной прямой. Разность энтальпии в диаграмме определяет количество тепла, расходуемого на подогрев 1 кг сухого воздуха. Далее нагретый воздух из калорифера поступает в сушильную камеру, где вследствие испарения влаги из высушиваемого материала увлажняется, т.е. его относительная влажность растет.

Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта — Содержание и методика социально-медицинской работы в учреждениях образования.

Процесс насыщения воздуха влагой в сушильной камере происходит при неизменной энтальпии. Разность влагосодержания (dк-dн) дает количество влаги, выделенной в сушильной камере каждым кг воздуха.

Таким образом, любая точка I-d-диаграммы определяет все параметры, характеризующие состояние влажного воздуха. Зная два каких-либо параметра, можно определить остальные на пересечении соответствующих линий.

По I-d-диаграмме для каждого состояния влажного воздуха можно определить температуру точки росы. Для этого из точки, характеризующей состояние воздуха, надо провести вертикаль (линию d= const) до пересечения с линией j=100%. Изотерма, проходящая через полученную точку пересечения, определит искомую точку росы.

Процесс сушки в I-d-диаграмме распадается на два отдельных процесса. Вначале атмосферный воздух с относительной влажностью j₁ и температурой t₁ проходит через калорифер, где его температура повышается до t₂, а относительная влажность уменьшится до j₂. Этот процесс протекает при постоянном влагосодержании изображается на диаграмме вертикальной прямой. Разность энтальпии в диаграмме определяет количество тепла, расходуемого на подогрев 1 кг сухого воздуха. Далее нагретый воздух из калорифера поступает в сушильную камеру, где вследствие испарения влаги из высушиваемого материала увлажняется, т.е. его относительная влажность растет.

Процесс насыщения воздуха влагой в сушильной камере происходит при неизменной энтальпии. Разность влагосодержания (d_к-d_н) дает количество влаги, выделенной в сушильной камере каждым кг воздуха.

После прочтения данной статьи, рекомендую прочитать статью про энтальпию, скрытую холодопроизводительность и определение количества конденсата, образующегося в системах кондиционирования и осушения: http://mrcynognathus.livejournal.com/7758.html

Доброго времени суток уважаемые начинающие коллеги!

В самом начале своего профессионального пути я наткнулся на данную диаграмму. При первом взгляде она может показаться страшноватой, но если разобраться в главных принципах, по которым она работает, то можно её и полюбить :D. В быту она называется и-д диаграмма.

(для увеличения рисунка необходимо щелкнуть и потом еще раз щелкнуть по нему)

Я уберу все то лишнее, что не будет мне нужным для моего объяснения и представлю и-д диаграмму в таком виде:

(для увеличения рисунка необходимо щелкнуть и потом еще раз щелкнуть по нему)

Все равно еще не совсем понятно, что это такое. Разберем её на 4 элемента:

Первый элемент – влагосодержание (D или d). Но прежде чем я начну разговор об влажности воздуха в целом, я бы хотел кое о чем с вами договориться.

Давайте договоримся “на берегу” сразу об одном понятии. Избавимся от одного прочно засевшего в нас (по крайней мере, в меня) стереотипа о том, что такое пар. С самого детства мне показывали на кипящую кастрюлю или чайник и говорили, тыкая пальцем на валящий из сосуда “дым”: “ Смотри! Вот это пар”. Но как многие, дружащие с физикой люди, мы должны понимать, что “Водяной пар — газообразное состояние воды. Не имеет цвета, вкуса и запаха”. Это всего лишь, молекулы H2O в газообразном состоянии, которых не видно. А то что мы видим, валящее из чайника – это смесь воды в газообразном состоянии(пар) и “капелек воды в пограничном состоянии между жидкостью и газом”, вернее видим мы последнее (так же, с оговорками, можно назвать то что мы видим — туманом). В итоге мы получаем, что в данный момент, вокруг каждого из нас находится сухой воздух (смесь кислорода, азота…) и пар (H2O).

Так вот, влагосодержание говорит нам о том, сколько этого пара присутствует в воздухе. На большинстве и-д диаграмм данная величина измеряется в [г/кг], т.е. сколько грамм пара(H2O в газообразном состоянии) находится в одном килограмме воздуха (1 кубический метр воздуха в вашей квартире весит около 1,2 килограмма). В вашей квартире для комфортных условий в 1 килограмме воздуха должно быть 7-8 грамм пара.

На и-д диаграмме влагосодержание изображается вертикальными линиями, а информация о градации расположена в нижней части диаграммы:

(для увеличения рисунка необходимо щелкнуть и потом еще раз щелкнуть по нему)

(для увеличения рисунка необходимо щелкнуть и потом еще раз щелкнуть по нему)

Третий элемент ИД-диаграммы – относительная влажность (φ). Относительная влажность, это как раз та влажность, о которой мы слышим из телевизоров и радио, когда слушаем прогноз погоды. Измеряется она в процентах [%].

Возникает резонный вопрос: “Чем отличается относительная влажность от влагосодержания?” На данный вопрос я отвечу поэтапно:

Первый этап:

Воздух способен вмещать в себя определенное количество пара. У воздуха есть определенная  “паровая грузоподъемность”. Например, в вашей комнате килограмм воздуха может “взять на свой борт” не больше 15 грамм пара.

Предположим, что в вашей комнате комфортно, и в каждом килограмме воздуха, находящегося в вашей комнате, имеется по 8 грамм пара, а вместить каждый килограмм воздуха в себя может по 15 грамм пара. В итоге мы получаем, что в воздухе находится 53,3% пара от максимально возможного, т.е. относительная влажность воздуха — 53,3%.

Второй этап:

Вместимость воздуха различна при разных температурах. Чем выше температура воздуха, тем больше пара он может в себя вместить, чем ниже температура, тем меньше вместимость.

Предположим, что мы нагрели воздух в вашей комнате обычным нагревателем с +20 градусов до +30 градусов, но при этом количество пара в каждом килограмме воздуха осталось прежним – по 8 грамм. При +30 градусах воздух может “взять себе на борт” до 27 грамм пара, в итоге в нашем нагретом воздухе – 29,6% пара от максимально возможного, т.е. относительная влажность воздуха — 29,6%.

Тоже самое и с охлаждением. Если мы охладим воздух до +11 градусов, то мы получим “грузоподъемность” равную 8,2 грамм пара на килограмм воздуха и относительную влажность равную 97,6%.

Заметим, что влаги в воздухе было одинаковое количество – 8 грамм, а относительная влажность прыгала от 29,6% до 97,6%. Происходило это из-за скачков температуры.

Когда вы зимой слышите о погоде по радио, где говорят, что на улице минус 20 градусов и влажность 80%, то это значит, что в воздухе около 0,3 граммов пара. Попадая к вам в квартиру этот воздух нагревается до +20 и относительная влажность такого воздуха становится равна 2%, а это очень сухой воздух (на самом деле в квартире зимой влажность держится на уровне 10-30% благодаря выделениям влаги из сан-узлов, из кухни и от людей, но что тоже ниже параметров комфорта).

Третий этап:

Что произойдет, если мы опустим температуру до такого уровня, когда “грузоподъемность” воздуха будет ниже, чем количество пара в воздухе? Например, до +5 градусов, где вместимость воздуха равна 5,5 грамм/килограмм. Та часть газообразного H2O, которая не умещается в “кузов” (у нас это 2,5 грамм), начнет превращаться в жидкость, т.е. в воду. В быту особенно хорошо виден этот процесс, когда запотевают окна в связи с тем, что температура стекол ниже, чем средняя температура в комнате, на столько что влаге становится мало места в воздухе и пар, превращаясь в жидкость, оседает на стеклах.

На и-д диаграмме относительная влажность изображается изогнутыми линиями, а информация о градации расположена на самих линиях:

(для увеличения рисунка необходимо щелкнуть и потом еще раз щелкнуть по нему)

(для увеличения рисунка необходимо щелкнуть и потом еще раз щелкнуть по нему)

Дальше все просто! Пользоваться диаграммой легко! Возьмем, например, вашу комфортную комнату, в которой температура +20°С, и относительная влажность 50%. Находим пересечение этих двух линий (температуры и влажности) и смотрим сколько грамм пара в нашем воздухе.

Нагреваем воздух до +30°С — линия идет вверх, т.к. влаги в воздухе остается столько же, а увеличивается только температура, ставим точку, смотрим какая получается относительная влажность – получилось 27,5%.

Подпишись на мой

YouTube-канал FAN-tastiK — канал о проектировании Вентиляции, Кондиционирования и Отопления

Охлаждаем воздух до 5 градусов – опять же ведем вертикальную линию вниз, и в районе +9,5°С натыкаемся на линию 100% относительной влажности. Эта точка называется “точка росы” и в этой точке(теоретически, т.к. практически выпадение начинается чуть раньше) начинается выпадение конденсата. Ниже по вертикальной прямой(как раньше) мы не можем двигаться, т.к. в этой точке “грузоподъемность” воздуха при температуре +9,5°С максимальная. Но нам необходимо охладить воздух до +5°С поэтому мы продолжаем движение вдоль линии относительной влажности (изображено на рисунке ниже), пока не достигнем наклонной прямой линии +5°С. В итоге наша окончательная точка оказалась на пересечении линий температуры +5°С и линии относительной влажности 100%. Посмотрим сколько пара осталось в нашем воздухе – 5,4 грамма в одном килограмме воздуха. А остальные 2,6 грамма выделились. Наш воздух осушился.

(для увеличения рисунка необходимо щелкнуть и потом еще раз щелкнуть по нему)

Другие процессы, которые можно выполнять с воздухом с помощью различных приборов (осушение, охлаждение, увлажнение, нагрев…) можно найти в учебниках.

Помимо точки росы – еще одной важной точкой является “температура мокрого термометра”. Данная температура активно используется в расчете градирен. Грубо говоря, это та точка, до которой может упасть температура предмета, если мы этот предмет обернем в мокрую тряпку и интенсивно начнем на него “дуть”, например, с помощью вентилятора. По этому принципу работает система терморегуляции человека.

Как найти эту точку? Для этих целей нам понадобятся линии энтальпии. Снова возьмем нашу комфортную комнату, найдем точку пересечения линии температуры +20°С, и относительной влажности 50%. Из этой точки необходимо прочертить линию, параллельную линиям энтальпии до линии влажности 100%(как на рисунке ниже). Точка пересечения линии энтальпии и линии относительной влажности и будет являться точкой мокрого термометра. В нашем случае из этой точки мы можем узнать, что в нашей комнате, таким образом, мы можем охладить предмет до температуры +14°С.

(для увеличения рисунка необходимо щелкнуть и потом еще раз щелкнуть по нему)

Луч процесса(угловой коэффициент, тепловлажностное отношение, ε) строится для того чтобы определить изменение воздуха от одновременного выделения неким источником(-ами) тепла и влаги. Обычно этим источником является человек. Очевидная вещь, но понимание процессов и-д диаграммы поможет обнаружить возможную арифметическую ошибку, если таковая случилась. Например, если вы наносите луч на диаграмму и при обычных условиях и наличии людей у вас уменьшается влагосодержание или температура, то здесь стоит задуматься и проверить расчеты.

В данной статье многое упрощено для лучшего понимания диаграммы на начальной стадии её изучения. Более точную, более подробную и более научную информацию необходимо искать в учебной литературе.

P.S. В некоторых источниках I—d(i—d) диаграмму именуют J—d(j—d) диаграммой, h-d диаграммой, диаграммой Молье и диаграммой Рамзина.

P.P.S Так же, в моем журнале есть еще одна моя статья, посвященная энтальпии, скрытой холодопроизводительности и определению количества конденсата, образующегося в системах кондиционирования и осушения:

http://mrcynognathus.livejournal.com/7758.html

4.1 Теоретические основы.

При расчете воздухообменов в помещении i-d диаграмма является основой для построения процессов параметров влажного воздуха.

i-d диаграмма имеет косоугольную систему координат для увеличения рабочей площади, приходящейся на влажный воздух и лежащей выше линии φ=100%.

Барометрическое давление Р_бар для разных районов России изменяется.

Следовательно, для точного построения процессов необходима i-d диаграмма для каждого района.

i-d диаграмма связывает 5 параметров влажного воздуха:

• теплосодержание i кДж/кг;
• влагосодержание d г/кг;
• температуру t °С;
• относительную влажность φ %
• давление водяных паров насыщения Р_п кПа

Зная два (из пяти) параметра влажного воздуха, можно по положению точки определить все остальные.

4.2 Основные характерные процессы на i-d диаграмме.

На i-d диаграмме наносим точку 1(произвольно) с параметрами влажного воздуха.

а.Адиабатный процесс i=const (линия 1-2) см.рис.1

Снижается температура воздуха,увеличивается влагосодержание и относительная влажность.

Процесс проходит при непосредсвенном контакте воздуха с водой. Воздух проходит через оросительную камеру (форсуночную камеру) или через орошаемую насадку (Munters). Если продолжить линию 1-2 адиабату с i=сonst до линии относительной влажности φ=100%, мы получим точку 3 — температуру мокрого термометра tмт. Эта равновестная точка при контакте воздуха с водой.

б. Этот процесс происходит при охлажении воздуха при d=сonst (линия 1-4) см.рис.1

Этот процесс проходит в поверхностном воздухоохладителе.

Уменьшается температура и теплосодержание, происходит увеличение относительной влажности. Если продолжить охлаждение, то процесс дойдет до линии φ=100% (точка 5 ) и, не пересекая линию φ=100% пойдет вдоль нее, выделяя влагу из воздуха (точка 6) в количестве

(d
₅-d₆), г/кг

На этом процессе основана осушка воздуха.

На i-d диаграмме процесс охлаждения и осушки воздуха обозначается линией 1-6.

Пересечение линии относительной влажности φ=100% с линией охлаждения d=const имеет свое название-точка росы (точка 5).

По положению этой точки (точка 5) определяется температура точки росы t_тр.

Рис.1

в.Изотермический процесс t=const (линия 1-7) см. рис.1

В этом случае все параметры возрастают. Увеличивается теплосодержание, влагосодержание и относительная влажность.

В реальной жизни это увлажнение воздуха паром.

Небольшое количество явного тепла, которое вносится паром, не учитывается при построении процесса.

г.Нагрев воздуха по d=const (линия 1-8) см.рис.1

При увеличении температуры воздуха происходит следующее:

• увеличивается теплосодержание;
• влагосодержание остается неизменным;
• уменьшается относительная влажность.

В реальной жизни это процесс нагрева воздуха в калорифере.

4.3 Смешивание воздуха с различными параметрами. см.рис.2

Рис.2

При смешивании воздуха двух параметров линия смеси пойдет по прямой, соединяющей точки с этими параметрами.

Точка смеси будет лежать на расстоянии обратно пропорциональном массам смешиваемых частей воздуха.

Теплосодержание смеси

Влагосодержание смеси

Построение процесса смешивания начинаем с нанесения точки 1 и точки 2 с заданными параметрами.

Процесс смешения пойдет по прямой линии 1-2.

На этой линии находим точку смеси С с заданными параметрами (t_см и φ_см ).

Дополнительно по i-d диаграмме определяем:

• теплосодержание смешанного воздуха i см, кДж/кг
• влагосодержание смешанного воздуха dсм., г/кг

4.4 Реперные точки i-d диаграммы:

Рис.3

4.5 Угловой коэффициент и его связь с поступлением тепла и влаги в помещение.

При одновременном выделении в помещении избыточного тепла и влаги, воздух будет нагреваться и увлажняться по линии, называемой угловым коэффициентом (или лучом процесса, либо тепловлажностным отношением)

При ΣQ_п =0 →ε=0

При ΣW=0 →ε=∞

Таким образом, i-d диаграмма по отношению к внутреннему воздуху разбивается на 4 зоны ( см.рис.3)

Процессы, не являющиеся основными, называются политропическими.

Изотермический процесс t=const характеризуется значением ε=2530 кДж/кг H₂0.

Список литературы:

1. Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Вентиляция и кондиционирование. Часть II. Под редакцией И.Г. Староверова Издательство литературы по строительству. Москва
2. «Справочник по теплоснабжению и вентиляции» Книга вторая. Издательство «Будiвельник», 1983
3. Баркалов Б.В., Карпис Е.Е. «Кондиционирование воздуха в промышленных, жилых и общественных зданиях» М.: Стройиздат, 1982.
4. Богословский В.Н. «Отопление и вентиляция» М.: Стройиздат, 1976.
5. Богословский В.Н., Кокорин О.Я., Петров Л.В. «Кондиционирование воздуха и холодоснабжение» М.: Стройиздат, 1985.
6. Кокорин О.Я. «Современные системы кондиционирования воздуха» М.: Издательство физико-математической литературы, 2003.
7. АВОК. Справочное пособие. «Влажный воздух» М.: 2004.

Лабораторная
работа №1 на тему:

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ПАРАМЕТРОВ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА

1. 1. ЦЕЛЬ
   РАБОТЫ

3. Научиться определять параметры влажного
   воздуха: с помощью психрометров Августа
   и Ассмана; с помощью i —
   d диаграммы влажного
   воздуха; расчётными методами.

2. ПОРЯДОК
ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомиться
   с методами определения параметров
   влажного воздуха.

2. Провести
   замеры температур воздуха с помощью
   психрометров Августа и Ассмана в
   указанных местах лаборатории.

3. Определить
   барометрическое давление
   P_б.

4. По
   показаниям психрометра Августа
   определить с помощью психрометрической
   таблицы относительную влажность воздуха
   φ.

5. По
   показаниям психрометра Августа
   (температуры сухого t_c
   и мокрого t_вл
   термометров) найти положение точки на
   i — d диаграмме
   и определить параметры этой точки
   (энтальпию i , относительную
   влажность φ, влагосодержание d,
   парциальное давление водяных паров в
   воздухе).

6. По
   показаниям психрометра Ассмана, считая,
   что t_вл= t_м,
   найти точку характеризующую данное
   состояние воздуха на i —
   d диаграмме, определить
   параметры этой точки φ, d,
   i, t_р,
   P_п, P_н.

7. Провести
   расчёты параметров влажного воздуха.

8. Измерения,
   определённые по таблицам и i
   — d диаграмме, расчётные
   параметры влажного воздуха свести в
   таблицы.

9. Провести
   сравнительный анализ точности определения
   параметров влажного воздуха.

10. После
    выполнения работы представить все
    материалы преподавателю для просмотра
    и отметки о выполнении.

3.1. Определение параметров с помощью I — d диаграммы

Наиболее прост и надёжен психрометрический
способ определения относительной
влажности воздуха. Он основан на
адиабатическом насыщении воздуха.
Рассмотрим, как будут меняться параметры
воздуха, если в некоторый объём насыщенного
воздуха, изолированного теплонепроницаемыми
стенками, внести открытый сосуд с водой.
Через некоторое время, температура
воды, независимо от её начальной величины
понизится и установится на определённом
уровне t_м (температура
мокрого термометра). Она всегда будет
ниже температуры воздуха (температура
сухого термометра) и тем ниже, чем меньше
его относительная влажность φ. Разность
температур t_c—
t_м называется
психрометрической и обусловлена
следующими обстоятельствами. Вследствие
разности парциальных давлений пара над
поверхностью воды и пара, содержащегося
в воздухе, происходит испарение воды,
на которое требуется затратить тепло.
Температура воды устанавливается, когда
тепло, передаваемое воде, уравновешивается
теплом, затрачиваемым на испарение
воды. Постоянно будет понижаться
температура воздуха, а его относительная
влажность увеличивается при неизменной
температуре воды. Процесс изменения
параметров воздуха завершится, когда
его температура станет t_м,
а его относительная влажность φ= 100%,
т.е. воздух станет насыщенным.

В области температур (от 0° до 100°С) без
большой погрешности можно считать, что
линия процесса адиабатического насыщения
воздуха совпадает с линией постоянной
энтальпии (i= const).
Это обстоятельство позволяет легко
определить температуру мокрого термометра
t_м по i
— d диаграмме.

Температурой мокрого термометра
t_м называется
предельная температура, которую примет
воздух в процессе адиабатического
насыщения до φ= 100%

Процесс взаимодействия воздуха с водой,
протекающий без теплообмена с окружающей
средой, называется процессом
адиабатического расширения (см.
рисунок 1).

Основными элементами психрометра
Августа являются два термометра: «сухой»
и «влажный». Ртутный резервуар «влажного»
термометра заключён в оболочку из
батиста, смачиваемую дистиллированной
водой. Воздух, омывающий «влажный»
термометр, насыщается, а температура
воды в ткани устанавливается на некотором
уровне t_вл.

Рисунок 1 — Процесс адиабатического
насыщения воздуха. (Определение
температуры мокрого термометра t_м
показано стрелками)

В
следствие
теплопритоков из окружающей среды
температура несколько выше температуры
мокрого термометра. Используя
психрометрическую таблицу (см. таблицу
1) по разности

и температуре
«влажного» термометра t_вл,
определяют относительную влажность
воздуха φ.

Зная t_с и φ , определяют
положение точки А на i — d
диаграмме и все остальные параметры
(см. рисунок 2).

Более совершенным прибором для определения
влажности воздуха является аспирационный
психрометр Ассмана. Оба термометра
заключены в металлические трубки, через
которые проходит исследуемый воздух
со скоростью 2,5 – 3 м/с. движение воздуха
обеспечивает вентилятор, который
вмонтирован в корпус психрометра и
приводится в движение пружинным или
электрическим двигателем.

Для защиты термометров от теплового
облучения поверхность трубок полирована
и никелирована. В остальном психрометр
Ассмана устроен как психрометр Августа.
Показания влажного термометра
аспирационного психрометра близки к
температуре мокрого термометра t_вл.≈
t_м Ошибка при
отожествлении t_вл
и t_м не превышает
1÷1,5%.

Таблица 1 — Психрометрическая таблица
для температур от +16°С до +30°С по «влажному»
термометру

Рисунок 2 — Определение
положения точки А и недостающих

параметров по t_с
и φ_А с помощью i — d
диаграммы

Рисунок
3 — Определение положения точки А и
недостающих

параметров по t_м
и t_с с помощью i
— d диаграммы

Для определения
влажности воздуха используют также
метод точки росы.

Точкой
росы называется температура t_р,
при которой воздух исходного влагосодержания
становится насыщенным.

Рисунок 4 — Определение точки росы t_р
по i — d
диаграмме

Для измерения точки росы понижают
температуру поверхности и в момент
выпадения на ней влаги регистрируют
температуру поверхности. Эта температура
приблизительно соответствует точке
росы.

Парциальным давлением компонента P_i
в газовой смеси называется давление,
которое производил бы этот компонент
в отсутствии других, находясь в том же
объёме, в том же количестве и при той же
температуре, что и в смеси.

Рисунок
5 — Определение положения точки А на i
— d диаграмме по показаниям
t_с и t_р

Рисунок 6 — Определение
парциальных давлений водяных паров

на i — d
диаграмме;

P_s—
парциальное давление водяного пара в
насыщенном воздухе;

P_п—
парциальное давление водяного пара,
содержащегося в воздухе.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

  11.07.2019121.86 Кб15А.doc

• #
• #
• #