,1-с1 диаграмма влажного воздуха. Построение основных процессов изменения состояния воздуха. Точка росы и мокрого термометра. Угловой коэффициент и связь его с поступлением тепла и влаги в помещение

1-с1 диаграмма влажного воздуха — это основной инструмент для построения процессов изменения его параметров. 1-с1 диаграмма основана на нескольких урав­нениях:

Теплосодержания влажного воздуха:

TOC o "1-5" h z / = 1.005*?+(2500 + 1,8*?)*^ /1000 ,кДж / кг (7.1)

Влагосодержания:

С!= 622—5»——- г/кг (7-2)

Р-Р

Бар вп

В свою очередь давление водяных паров:

Р =ф *Р и (7.3)

Вп т впнас >

давление водяных паров, насыщающих воздух:

(156+8,12?’

(7.4)

Рвпнас =133,3 *10 ‘ ; , Па (Формула Фильнея),

А ф — относительная влажность воздуха, %.

В свою очередь в формулу 7.2 входит барометрическое давление Р6ар, разное для раз­личных районов строительства (Москва — 99,5 кПа), следовательно, для точного по­строения процессов требуется.1-с1 диаграмма для каждого района.

1- с1 диаграмма (рис. 7.1) имеет косоугольную систему координат для увеличения ра­бочей площади, приходящейся на влажный воздух и лежащей выше линии ф = 100%. Угол раскрытия может быть разным (135-150°).

Температура воздуха

J-d диаграмма связывает воедино 5 параметров влажного воздуха: тепло и влагосо — держание, температуру, относительную влажность и давление водяных паров насыще­ния. Зная два из них, по положению точки можно определить все остальные.

Основными характерными процессами на J-d диаграмме являются:

1. Нагрев воздуха по d = const (без увеличения влагосодержания) рис. 7.1, точки 1 —2. В реальной жизни это нагрев воздуха в калорифере. Увеличивается температура и теп­лосодержание. Уменьшается относительная влажность воздуха.

2.Охлаждение воздуха по d = const. Точки 1—3 на рис. 7.1. Этот процесс происходит в поверхностном воздухоохладителе. Уменьшается температура и теплосодержание. Увеличивается относительная влажность воздуха. Если продолжить охлаждение, то процесс дойдет до линии ф = 100% (точка 4) и, не пересекая линию, пойдет вдоль нее, выделяя влагу из воздуха (точка 5) в количестве (d4-d5) г/кг. На этом явлении основана осушка воздуха. В реальной жизни процесс не доходит до ср= 100%, а окончательная от­носительная влажность зависит от начальной ее величины. По данным профессора Ко­корина О. Я. для поверхностных воздухоохладителей:

Фтах= 88 % при начальном срнач<45 %

Фтах = 92 % при начальном 45 % < фнач<70%

Фтах= 98 % при начальном фнач > 70 %.

На J-d диаграмме процесс охлаждения и осушки обозначается прямой линией, сое­диняющей точки 1 и 5.

Однако встреча с ф=100 % линии охлаждения по d = const имеет свое собственное название — это точка росы. По положению этой точки легко определяется температура точка росы.

3. Изотермический процесс t = const (линия 1-6 на рис. 7.1). Все параметры возрас­тают. Увеличивается и тепло, и влагосодержание, и относительная влажность. В реаль­ной жизни это увлажнение воздуха паром. То небольшое количество явного тепла, ко­торое вносится паром, обычно не учитывается при построении процесса, т. к. оно не­значительно. Однако такое увлажнение достаточно энергоемко.

4. Адиабатный процесс J=const (линия 1-7 на рис. 7.1). Снижается температура воз­духа, увеличивается влагосодержание и относительная влажность. Процесс осуществ­ляется при непосредственном контакте воздуха с водой, проходя либо через орошаемую насадку, либо через форсуночную камеру.

При глубине орошаемой насадки 100 мм можно получить воздух с относительной влажностью ф = 45 % при начальной — 10 %, насадка глубиной 200 мм дает ф = 70 %, а 300 мм — ф = 90 % (по данным блоккамер сотового увлажнения фирмы ВЕЗА). Проходя через форсуночную камеру, воздух увлажняется до величины ф = 90—95 %, но со значи­тельно большими энергозатратами на распыление воды, чем в орошаемых насадках.

Продолжив линию J = const до ф = 100 %, мы получим точку (и температуру) мок­рого термометра, это равновесная точка при контакте воздуха с водой.

Однако в аппаратах, где происходит контакт воздуха с водой, особенно по адиаба­тическому циклу, возможно возникновение болезнетворной флоры, и поэтому такие

Температура воздуха

Парциальное давление водяных паров (102 N / гп2)

Аппараты запрещены для использования в ряде медицинских и продовольственных отраслей.

В странах с жарким и сухим климатом аппараты на основе адиабатного увлажнения весьма распространены. Так, например, в Багдаде при дневной температуре в июне—июле 46 °С и относительной влажности 10 % такой кулер позволяет снизить тем­пературу приточного воздуха до 23 Си при 10-20- кратном воздухообмене в помеще­нии достигнуть внутренней температуры 26 °С и относительной влажности 60—70 %.

При сложившейся методике построения процессов на 1-с1 диаграмме влажного воз­духа наименования реперных точек получили следующую аббревиатуру:

Н — точка наружного воздуха;

В — точка внутреннего воздуха;

К — точка после нагрева воздуха в калорифере;

П — точка приточного воздуха;

У — точка воздуха, удаляемого из помещения;

О — точка охлажденного воздуха;

С — точка смеси воздуха двух различных параметров и масс;

ТР — точка росы;

ТМ — точка мокрого термометра, которая и будет сопровождать все дальнейшие по­строения.

При смешивании воздуха двух параметров линия смеси пойдет по прямой, соединя­ющей эти параметры, а точка смеси будет лежать на расстоянии, обратно пропорциона­льном массам смешиваемых частей воздуха.

Теплосодержание смеси:

Г (7, */. +С?2 *(7, (7 5)

З см = ■ — ‘ ‘ > кДж/кг,

(/1 + С/ 2

А влагосодержание:

С,^|+С2^ (7>6)

При одновременном выделении в помещение избыточного тепла и влаги, что обыч­но бывает при нахождении в помещении людей, воздух будет нагреваться и увлажняться по линии, называемой угловым коэффициентом ( или лучом процесса, либо тепло­влажностным отношением) е:

Е = Щ, кДж/кгН20,

Где 1а — суммарное количество полного тепла, кДж/ч;

^ IV— суммарное количество влаги, кг/ч.

При X (?„ = ° 8 = 0.

При ]У= 0 с —> да (рис. 7.2).

Таким образом, ,1-с1 диаграмма по отношению к внутреннему воздуху (или к другой точке) разбивается на 4 квадранта:

I Е от да до 0 — это нагрев и увлажнение;

II Е от 0 до оо — охлаждение и увлажнение;

III Е от-оо до 0 — охлаждение и осушка;

IV Е от 0 до оо — нагрев и осушка — в вентиляции и кондиционировании не ис­пользуется.

Для точного построения луча процесса на.1-с1 диаграмме, следует взять значение е в кДж/гН20, и отложить на оси влагосодержание <1 = 1, или Юг, а на оси теплосодержание в кДж/кг соответствующее е и полученную точку соединить с точкой 01-с1 диаграммы.

Процессы, не являющиеся основными, называются политропическими.

Изотермический процесс I =сош1 характеризуется значением е = 2530 кДж/кг.

Posted in Системы вентиляции и кондиционирования