Paggawa gamit ang i d chart. I-d diagram para sa mga nagsisimula (ID diagram para sa mga dummies)

Isinasaalang-alang kung ano ang pangunahing bagay ng proseso ng bentilasyon, sa larangan ng bentilasyon madalas na kinakailangan upang matukoy ang ilang mga parameter ng hangin. Upang maiwasan ang maraming kalkulasyon, karaniwang tinutukoy ang mga ito ng isang espesyal na diagram, na tinatawag na Id ng diagram. Pinapayagan ka nitong mabilis na matukoy ang lahat ng mga parameter ng hangin mula sa dalawang kilala. Ang paggamit ng isang diagram ay nagbibigay-daan sa iyo upang maiwasan ang mga kalkulasyon ng formula at biswal na ipakita ang proseso ng bentilasyon. Ang isang halimbawa ng chart Id ay ipinapakita sa susunod na pahina. Ang analogue ng Id diagram sa kanluran ay Diagram ng Mollier o psychrometric chart.

Ang disenyo ng diagram, sa prinsipyo, ay maaaring medyo naiiba. Ang isang tipikal na pangkalahatang pamamaraan ng Id diagram ay ipinapakita sa ibaba sa Figure 3.1. Ang diagram ay isang gumaganang larangan sa pahilig na coordinate system Id, kung saan ang ilang mga coordinate grid ay naka-plot at mga auxiliary na kaliskis sa kahabaan ng perimeter ng diagram. Ang sukat ng moisture content ay karaniwang matatagpuan sa ibabang gilid ng diagram, na ang mga linya ng pare-pareho ang moisture content ay mga patayong tuwid na linya. Ang mga linya ng mga constant ay parallel na tuwid na mga linya, kadalasang papunta sa isang anggulo na 135° hanggang sa patayong mga linya ng nilalaman ng kahalumigmigan (sa prinsipyo, ang mga anggulo sa pagitan ng mga linya ng enthalpy at moisture content ay maaaring magkaiba). Ang pahilig na sistema ng coordinate ay pinili upang madagdagan ang nagtatrabaho na lugar ng diagram. Sa ganoong sistema ng coordinate, ang mga linya ng pare-parehong temperatura ay mga tuwid na linya na tumatakbo sa isang bahagyang pagkahilig sa pahalang at bahagyang fan out.

Ang larangan ng pagtatrabaho ng diagram ay limitado sa pamamagitan ng mga hubog na linya ng pantay na kamag-anak na kahalumigmigan na 0% at 100%, sa pagitan ng kung saan ang mga linya ng iba pang mga halaga ng pantay na kamag-anak na kahalumigmigan ay naka-plot na may isang hakbang na 10%.

Ang sukat ng temperatura ay karaniwang matatagpuan sa kaliwang gilid ng working field ng tsart. Ang mga halaga ng air enthalpies ay karaniwang naka-plot sa ilalim ng curve F = 100. Ang mga halaga ng bahagyang pressures ay minsan ay naka-plot sa kahabaan ng itaas na gilid ng working field, minsan kasama ang lower edge sa ilalim ng moisture content scale, minsan kasama ang kanang gilid. Sa huling kaso, ang isang auxiliary curve ng bahagyang pressures ay itinayo sa diagram.

Pagpapasiya ng mga parameter ng humid air sa Id diagram.

Ang punto sa diagram ay sumasalamin sa isang tiyak na estado ng hangin, at ang linya - ang proseso ng pagbabago ng estado. Ang kahulugan ng mga parameter ng hangin, na may isang tiyak na estado, na ipinapakita ng punto A, ay ipinapakita sa Figure 3.1.

I-d-diagram mahalumigmig na hangin ay binuo ng isang Russian scientist, Propesor L.K. Ramzin noong 1918. Sa Kanluran, ang analogue ng I-d-diagram ay ang Mollier diagram o ang psychrometric diagram. Ang I-d-diagram ay ginagamit sa mga kalkulasyon ng air conditioning, bentilasyon at mga sistema ng pag-init at nagbibigay-daan sa mabilis mong matukoy ang lahat ng mga parameter ng air exchange sa silid.

Ang I-d-diagram ng humid air ay graphic na nagkokonekta sa lahat ng mga parameter na tumutukoy sa thermal at moisture state ng hangin: enthalpy, moisture content, temperatura, relative humidity, partial pressure ng water vapor. Ang paggamit ng isang diagram ay nagbibigay-daan sa iyo upang biswal na ipakita ang proseso ng bentilasyon, pag-iwas sa mga kumplikadong kalkulasyon gamit ang mga formula.

Mga pangunahing katangian ng basa-basa na hangin

nakapalibot sa amin hangin sa atmospera ay pinaghalong tuyong hangin at singaw ng tubig. Ang halo na ito ay tinatawag na moist air. Ang kahalumigmigan na hangin ay sinusuri ayon sa mga sumusunod na pangunahing mga parameter:

  • Temperatura ng hangin ayon sa dry thermometer tc, °C - nagpapakilala sa antas ng pag-init nito;
  • Wet-bulb air temperature tm, °C - ang temperatura kung saan dapat palamigin ang hangin upang maging saturated habang pinapanatili ang paunang enthalpy ng hangin;
  • Temperatura ng air dew point tp, °C - ang temperatura kung saan ang unsaturated air ay dapat palamigin upang ito ay maging puspos habang pinapanatili ang isang pare-parehong nilalaman ng kahalumigmigan;
  • Ang kahalumigmigan na nilalaman ng hangin d, g / kg - ito ang dami ng singaw ng tubig sa g (o kg) bawat 1 kg ng tuyong bahagi ng basa-basa na hangin;
  • Relatibong halumigmig j, % - nagpapakilala sa antas ng saturation ng hangin na may singaw ng tubig. Ito ang ratio ng masa ng singaw ng tubig na nakapaloob sa hangin sa kanilang pinakamataas na posibleng masa sa hangin sa ilalim ng parehong mga kondisyon, iyon ay, temperatura at presyon, at ipinahayag bilang isang porsyento;
  • Saturated na estado ng mahalumigmig na hangin - isang estado kung saan ang hangin ay puspos ng singaw ng tubig hanggang sa limitasyon, para dito j \u003d 100%;
  • Ganap na kahalumigmigan ng hangin e, kg / m 3 - ito ang dami ng singaw ng tubig sa g na nilalaman sa 1 m 3 ng basa-basa na hangin. Bilang bilang ganap na kahalumigmigan ang hangin ay katumbas ng density ng basa-basa na hangin;
  • Tiyak na enthalpy ng mahalumigmig na hangin I, kJ/kg - ang halaga ng init na kinakailangan upang magpainit mula 0 ° C hanggang sa isang naibigay na temperatura tulad ng dami ng mahalumigmig na hangin, ang tuyong bahagi nito ay may mass na 1 kg. Ang enthalpy ng humid air ay ang kabuuan ng enthalpy ng tuyong bahagi nito at ang enthalpy ng singaw ng tubig;
  • Tiyak na init ng mahalumigmig na hangin c, kJ / (kg.K) - ang init na dapat gastusin sa isang kilo ng mahalumigmig na hangin upang mapataas ang temperatura nito ng isang degree na Kelvin;
  • Bahagyang presyon ng singaw ng tubig Pp, Pa - presyon kung saan ang singaw ng tubig ay nasa mamasa-masa na hangin;
  • Ang kabuuang barometric pressure Pb, Pa ay katumbas ng kabuuan ng mga partial pressure ng singaw ng tubig at tuyong hangin (ayon sa batas ni Dalton).

Paglalarawan ng I-d diagram

Ang ordinate axis ng diagram ay nagpapakita ng mga halaga ng enthalpy I, kJ/kg ng tuyong bahagi ng hangin, ang abscissa axis, na nakadirekta sa isang anggulo ng 135° sa I axis, ay nagpapakita ng mga halaga ng kahalumigmigan. nilalaman d, g/kg ng tuyong bahagi ng hangin. Ang patlang ng diagram ay nahahati sa mga linya ng pare-parehong halaga ng enthalpy I = const at moisture content d = const. Mayroon din itong mga linya ng pare-pareho ang mga halaga ng temperatura t = const, na hindi parallel sa isa't isa: mas mataas ang temperatura ng basa-basa na hangin, mas ang mga isotherm nito ay lumihis paitaas. Bilang karagdagan sa mga linya ng pare-pareho ang mga halaga ng I, d, t, ang mga linya ng pare-pareho ang mga halaga ng kamag-anak na kahalumigmigan ng hangin φ = const ay naka-plot sa field ng diagram. Sa ibabang bahagi ng I-d-diagram ay may kurba na may independiyenteng y-axis. Iniuugnay nito ang moisture content d, g/kg, sa presyon ng singaw ng tubig Rp, kPa. Ang y-axis ng graph na ito ay ang sukat ng partial pressure ng water vapor Pp. Ang buong field ng diagram ay nahahati sa linyang j = 100% sa dalawang bahagi. Sa itaas ng linyang ito ay isang lugar ng unsaturated moist air. Ang linya j = 100% ay tumutugma sa estado ng hangin na puspos ng singaw ng tubig. Sa ibaba ay isang lugar ng supersaturated na hangin (fog area). Ang bawat punto sa I-d-diagram ay tumutugma sa isang tiyak na estado ng init at kahalumigmigan. Ang linya sa I-d-diagram ay tumutugma sa proseso ng init at moisture treatment ng hangin. Pangkalahatang anyo Ang mga I-d-diagram ng mahalumigmig na hangin ay ipinakita sa ibaba sa nakalakip PDF file angkop para sa pag-print sa A3 at A4 na mga format.


Konstruksyon ng mga proseso ng air treatment sa air conditioning at mga sistema ng bentilasyon sa I-d-diagram.

Mga proseso ng pag-init, paglamig at paghahalo ng hangin

Sa I-d-diagram ng basa-basa na hangin, ang mga proseso ng pag-init at paglamig ng hangin ay inilalarawan ng mga sinag sa linya ng d-const (Larawan 2).

kanin. 2. Ang mga proseso ng dry heating at paglamig ng hangin sa I-d-diagram:

  • V_1, V_2, - dry heating;
  • В_1, В_3 – dry cooling;
  • В_1, В_4, В_5 – paglamig na may dehumidification.

Ang mga proseso ng dry heating at dry air cooling ay isinasagawa sa pagsasanay gamit ang mga heat exchanger (air heaters, air heaters, air coolers).

Kung ang basa-basa na hangin sa heat exchanger ay pinalamig sa ibaba ng dew point, kung gayon ang proseso ng paglamig ay sinamahan ng condensation mula sa hangin sa ibabaw ng heat exchanger, at ang paglamig ng hangin ay sinamahan ng pagpapatayo nito.

Para sa mga praktikal na layunin, pinakamahalagang kalkulahin ang oras ng paglamig ng kargamento gamit ang mga kagamitan na magagamit sa barko. Dahil ang mga kakayahan ng pag-install ng barko para sa mga liquefying gas ay higit na tinutukoy ang oras na mananatili ang barko sa daungan, ang kaalaman sa mga kakayahan na ito ay magbibigay-daan sa pagpaplano ng layover time nang maaga, pag-iwas sa hindi kinakailangang downtime, at samakatuwid ay mag-claim laban sa barko.

Diagram ng Mollier. na ibinigay sa ibaba (Larawan 62), ay kinakalkula lamang para sa propane, ngunit ang paraan ng paggamit nito para sa lahat ng mga gas ay pareho (Larawan 63).

Ang Mollier chart ay gumagamit ng logarithmic absolute pressure scale (R log) - sa vertical axis, sa horizontal axis h - natural na sukat ng tiyak na enthalpy (tingnan ang Fig. 62, 63). Ang presyon ay nasa MPa, 0.1 MPa = 1 bar, kaya gagamit kami ng mga bar sa hinaharap. Ang partikular na enthalpy ay sinusukat sa kJ/kg. Sa hinaharap, kapag nilulutas ang mga praktikal na problema, patuloy naming gagamitin ang diagram ng Mollier (ngunit ang representasyon lamang ng eskematiko nito upang maunawaan ang pisika ng mga thermal na proseso na nagaganap kasama ang pagkarga).

Sa diagram, madaling mapansin ang isang uri ng "net" na nabuo ng mga kurba. Ang mga hangganan ng "net" na ito ay nagbabalangkas sa mga kurba ng hangganan para sa pagbabago sa mga pinagsama-samang estado ng tunaw na gas, na sumasalamin sa paglipat ng LIQUID sa saturated steam. Ang lahat sa kaliwa ng "net" ay tumutukoy sa supercooled na likido, at lahat ng nasa kanan ng "net" ay tumutukoy sa sobrang init na singaw (tingnan ang Fig. 63).

Ang espasyo sa pagitan ng mga kurba na ito ay kumakatawan sa iba't ibang estado ng pinaghalong saturated propane vapor at likido, na sumasalamin sa proseso ng paglipat ng bahagi. Sa ilang mga halimbawa, isasaalang-alang namin ang praktikal na paggamit * ng diagram ng Mollier.

Halimbawa 1: Gumuhit ng linya na tumutugma sa isang presyon ng 2 bar (0.2 MPa) sa pamamagitan ng seksyon ng diagram na sumasalamin sa pagbabago ng bahagi (Larawan 64).

Upang gawin ito, tinutukoy namin ang enthalpy para sa 1 kg ng kumukulong propane sa isang ganap na presyon ng 2 bar.

Tulad ng nabanggit sa itaas, ang kumukulong likidong propane ay nailalarawan sa kaliwang kurba ng diagram. Sa aming kaso, ito ang magiging punto PERO, Pag-swipe mula sa isang punto PERO vertical line sa scale A, tinutukoy namin ang halaga ng enthalpy, na magiging 460 kJ / kg. Nangangahulugan ito na ang bawat kilo ng propane sa estadong ito (sa punto ng kumukulo sa isang presyon ng 2 bar) ay may enerhiya na 460 kJ. Samakatuwid, ang 10 kg ng propane ay magkakaroon ng enthalpy na 4600 kJ.

Susunod, tinutukoy namin ang halaga ng enthalpy para sa dry saturated propane steam sa parehong presyon (2 bar). Upang gawin ito, gumuhit ng isang patayong linya mula sa punto AT sa intersection na may enthalpy scale. Bilang resulta, nalaman namin na ang pinakamataas na halaga ng enthalpy para sa 1 kg ng propane sa saturated vapor phase ay magiging 870 kJ. Sa loob ng tsart

* Para sa mga kalkulasyon, ginagamit ang data mula sa mga thermodynamic table ng propane (tingnan ang Mga Appendix).

kanin. 64. Halimbawa 1 Fig. 65. Halimbawa 2

Sa
epektibong enthalpy, kJ/kg (kcal/kg)

kanin. 63. Mga pangunahing kurba ng Mollier diagram

(Larawan 65) ang mga linyang nakadirekta pababa mula sa punto ng kritikal na estado ng gas ay kumakatawan sa bilang ng mga bahagi ng gas at likido sa yugto ng paglipat. Sa madaling salita, ang 0.1 ay nangangahulugan na ang halo ay naglalaman ng 1 bahagi ng singaw ng gas at 9 na bahagi ng likido. Sa punto ng intersection ng puspos na presyon ng singaw at ang mga curve na ito, tinutukoy namin ang komposisyon ng pinaghalong (ang pagkatuyo o kahalumigmigan nito). Ang temperatura ng paglipat ay pare-pareho sa buong proseso ng condensation o vaporization. Kung ang propane ay nasa saradong sistema (tangke ng kargamento), parehong naroroon ang likido at gas na mga bahagi ng kargamento. Ang temperatura ng isang likido ay maaaring matukoy mula sa presyon ng singaw, at ang presyon ng singaw mula sa temperatura ng likido. May kaugnayan ang presyur at temperatura kung ang likido at singaw ay nasa equilibrium sa isang saradong sistema. Tandaan na ang mga curve ng temperatura na matatagpuan sa kaliwang bahagi ng diagram ay bumababa halos patayo, tumawid sa vaporization phase sa pahalang na direksyon, at sa kanang bahagi ng diagram ay muling bumaba nang halos patayo.

Halimbawa 2: Ipagpalagay na mayroong 1 kg ng propane sa yugto ng pagbabago ng bahagi (bahagi ng propane ay likido at bahagi ay singaw). Ang saturated vapor pressure ay 7.5 bar at ang enthalpy ng mixture (vapor-liquid) ay 635 kJ/kg.

Kinakailangang matukoy kung aling bahagi ng propane ang nasa likidong bahagi at kung alin ang nasa gas na bahagi. Ilagay muna natin ang diagram sa lahat ng mga kilalang dami: presyon ng singaw (7.5 bar) at enthalpy (635 kJ/kg). Susunod, tinutukoy namin ang punto ng intersection ng presyon at enthalpy - namamalagi ito sa curve, na may label na 0.2. At ito naman, ay nangangahulugan na mayroon tayong propane sa yugto ng pagkulo, at 2 (20%) na bahagi ng propane ay nasa gas na estado, at 8 (80%) ay nasa likidong estado.

Posible ring matukoy ang gauge pressure ng isang likido sa isang tangke na ang temperatura ay 60° F, o 15.5° C (gagamitin namin ang propane thermodynamic table mula sa Appendix para i-convert ang temperatura).

Dapat alalahanin na ang presyur na ito ay mas mababa kaysa sa saturated vapor pressure (absolute pressure) sa halaga ng atmospheric pressure, katumbas ng 1.013 mbar. Sa hinaharap, upang gawing simple ang mga kalkulasyon, gagamitin namin ang halaga ng atmospheric pressure na katumbas ng 1 bar. Sa aming kaso, ang saturation vapor pressure, o absolute pressure, ay 7.5 bar, kaya ang gauge pressure sa tangke ay magiging 6.5 bar.

kanin. 66. Halimbawa 3

Nabanggit na kanina na ang likido at mga singaw sa isang estado ng balanse ay nasa saradong sistema sa parehong temperatura. Totoo ito, ngunit sa pagsasagawa ay makikita na ang mga singaw na matatagpuan sa itaas na bahagi ng tangke (sa simboryo) ay may temperatura na mas mataas kaysa sa temperatura ng likido. Ito ay dahil sa pag-init ng tangke. Gayunpaman, ang naturang pag-init ay hindi nakakaapekto sa presyon sa tangke, na tumutugma sa temperatura ng likido (mas tiyak, ang temperatura sa ibabaw ng likido). Ang mga singaw na direkta sa itaas ng ibabaw ng likido ay may parehong temperatura tulad ng likido mismo sa ibabaw, kung saan nangyayari ang pagbabago ng bahagi ng sangkap.

Gaya ng makikita sa fig. 62-65, sa Mollier diagram, ang density curves ay nakadirekta mula sa ibabang kaliwang sulok ng "net" na diagram hanggang sa kanang sulok sa itaas. Ang halaga ng density sa tsart ay maaaring ibigay sa Ib/ft 3 . Para sa conversion sa SI, ginagamit ang isang conversion factor na 16.02 (1.0 Ib / ft 3 \u003d 16.02 kg / m 3).

Halimbawa 3: Sa halimbawang ito ay gagamit tayo ng mga curve ng density. Kinakailangang matukoy ang density ng superheated propane vapor sa ganap na presyon na 0.95 bar at temperatura na 49 ° C (120 ° F).
Tinutukoy din namin ang tiyak na enthalpy ng mga singaw na ito.

Ang solusyon ng halimbawa ay makikita mula sa Figure 66.

Sa aming mga halimbawa, ang mga thermodynamic na katangian ng isang gas, propane, ay ginagamit.

Sa ganitong mga kalkulasyon para sa anumang gas, tanging ang mga ganap na halaga ng mga thermodynamic na parameter ang magbabago, ngunit ang prinsipyo ay nananatiling pareho para sa lahat ng mga gas. Sa mga sumusunod, para sa pagpapasimple, higit na katumpakan ng mga kalkulasyon, at pagbabawas ng oras, gagamitin namin ang mga talahanayan ng mga thermodynamic na katangian ng mga gas.

Halos lahat ng impormasyong kasama sa Mollier diagram ay ipinakita sa tabular form.

MULA SA
gamit ang mga talahanayan, maaari mong mahanap ang mga halaga ng mga parameter ng pag-load, ngunit mahirap. kanin. 67. Halimbawa 4 isipin kung paano nangyayari ang proseso. . paglamig, kung hindi ka gumamit ng hindi bababa sa isang eskematiko na pagpapakita ng diagram p- h.

Halimbawa 4: Mayroong propane sa isang tangke ng kargamento sa temperatura na -20 "C. Kinakailangang matukoy nang tumpak hangga't maaari ang presyon ng gas sa tangke sa isang naibigay na temperatura. Susunod, kinakailangan upang matukoy ang density at enthalpy ng singaw at likido, pati na rin ang pagkakaiba ng" enthalpy sa pagitan ng likido at singaw. Ang mga singaw sa itaas ng ibabaw ng isang likido ay nasa saturation sa parehong temperatura gaya ng mismong likido. Ang presyon ng atmospera ay 980 mlbar. Kinakailangan na bumuo ng isang pinasimple na diagram ng Mollier at ipakita ang lahat ng mga parameter dito.

Gamit ang talahanayan (tingnan ang Appendix 1), tinutukoy namin ang presyon ng mga puspos na singaw ng propane. Ganap na presyon Ang propane vapor sa -20 ° C ay 2.44526 bar. Ang presyon sa tangke ay magiging:

presyon ng tangke (gauge o gauge)

1.46526 bar

presyon ng atmospera= 0.980 bar =

Ganap _ presyon

2.44526 bar

Sa haligi na tumutugma sa density ng likido, nakita namin na ang density ng likidong propane sa -20 ° C ay magiging 554.48 kg / m 3. Susunod, nakita namin sa kaukulang haligi ang density ng mga puspos na singaw, na katumbas ng 5.60 kg / m 3. Ang enthalpy ng likido ay magiging 476.2 kJ/kg, at ang singaw - 876.8 kJ/kg. Alinsunod dito, ang pagkakaiba ng enthalpy ay magiging (876.8 - 476.2) = 400.6 kJ / kg.

Medyo mamaya, isasaalang-alang namin ang paggamit ng diagram ng Mollier sa mga praktikal na kalkulasyon upang matukoy ang pagpapatakbo ng mga halaman ng reliquefaction.