Лекція сушіння.
Сушкою називається процес видалення вологи з твердих тілшляхом її випаровування і відведення пари, що утворюються.
Часто тепловому сушінню передують механічні способивидалення вологи (віджимання, відстоювання, фільтрування, центрифугування).
У всіх випадках при сушінні у вигляді пар видаляється легколетючий компонент (вода, органічний розчинник, і.т.д.)
За фізичною сутністю сушіння є процесом спільного тепло, масопереносу і зводиться до переміщення вологи під впливом теплоти з глибини матеріалу, що висушується до його поверхні і подальшого її випаровування. У процесі сушіння вологе тіло прагне стану рівноваги з довкіллям, Тому його температура і вміст вологи в загальному випадку є функцією часу і координат.
У практиці використовується поняття вологість v, яка визначається як:
(5.2)
Якщо то тоді
За способом підведення теплоти розрізняють:
Конвективну сушку, що проводиться шляхом безпосереднього контакту матеріалу та сушильного агента;
Контактну (кондуктивну) сушку, тепло передається до матеріалу через стінку, що розділяє їх;
Радіаційне сушіння – шляхом передачі теплоти інфрачервоним випромінюванням;
Сублімаційне сушіння, при якому волога видаляється з матеріалу в замороженому стані (зазвичай у вакуумі);
Діелектричне сушіння, при якій матеріал висушується в полі струмів високої частоти.
За будь-якого способу сушіння матеріал знаходиться в контакті з вологим повітрям. Найчастіше з матеріалу видаляється вода, тому зазвичай розглядають систему сухе повітря – пари води.
Параметри вологого повітря.
Суміш сухого повітря із парами води є вологим повітрям. Параметри вологого повітря:
Відносна та абсолютна вологість;
Теплоємність та ентальпія.
Вологе повітря, при невеликих Pі Т,можна вважати бінарною сумішшю ідеальних газів – сухого повітря та водяної пари. Тоді за законом Дальтона можна записати:
(5.3)
де P- Тиск парогазової суміші , p c г- Парціальний тиск сухого повітря, - Парціальний тиск водяної пари.
Вільна або перегріта пара – за даними Т та Рвін не конденсується. Максимально можливий вміст пари в газі, вище якого спостерігається конденсація, відповідає умовам насичення за певної Ті парціальний тиск .
Розрізняють абсолютну, відносну вологості та вологовміст повітря.
Абсолютна вологість – це маса водяної пари в одиниці об'єму вологого повітря (кг/м3). Поняття абсолютної вологості збігається з поняттям щільності пари при температурі Т та парціальному тиску .
Відносна вологість- це відношення кількості пар води в повітрі до максимально можливого, за даних умов, або відношення щільності пари за даних умов до щільності насиченої пари за тих же умов:
За рівнянням стану ідеального газу Менделєєва – Клайперона для пари у вільному та насиченому стані маємо:
і 
(5.5)
Тут М п - маса одного моля пара в кг, R - постійна газова.
З урахуванням (5.5) рівняння (5.4) набуває вигляду:
Відносна вологість визначає вологоємність сушильного агента (повітря).
Тут G П– маса (масова витрата) пари, L – маса (масова витрата) абсолютно сухого газу. Виразимо величини G П і L через рівняння стану ідеального газу:
, 
Тоді співвідношення (5.7) перетворюється на вид:
(5.8)
Маса 1 молячи сухого повітря в кг.
Вводячи 
та враховуючи 
отримаємо:
(5.9)
Для системи повітря – водяна пара 
, 
. Тоді маємо:
(5.10)
Отже, встановлений зв'язок між вмістом вологи х і відносною вологістю φ повітря.
Питома теплоємність вологого газу приймається адитивною величиною теплоємностей сухого газу та пари.
Питома теплоємність вологого газу c, віднесена до 1 кг сухого газу (повітря):
(5.11)
де питома теплоємність сухого газу, питома теплоємність пари.
Питома теплоємність, віднесена до 1 кгпарогазової суміші:
(5.12)
При розрахунках зазвичай використовують з.
Питома ентальпія вологого повітря Нвідноситься до 1 кг абсолютно сухого повітря і визначається при даній температурі повітря Т як сума ентальпій абсолютно сухого повітря і водяної пари:
(5.13)
Питому ентальпію перегрітої пари визначають за таким виразом.
Вологим повітрямназивається суміш сухого повітря з водяною парою. Фактично атмосферне повітрязавжди містить кілька водяної пари, тобто. є вологим.
Водяна пара, що міститься в повітрі, зазвичай знаходиться в розрідженому стані і підпорядковується законам для ідеального газу, що дозволяє застосовувати ці закони і для вологого повітря.
Стан пари в повітрі (перегрітий або насичений) визначається величиною його парціального тиску p, який залежить від загального тиску вологого повітря pта парціального тиску сухого повітря p:
Насичене повітря– повітря з максимальним вмістом водяної пари за даної температури.
Абсолютна вологість повітря- Маса водяної пари, що міститься
в 1 мвологого повітря (щільність пари) при його парціальному тиску та температурі вологого повітря:
Відносна вологість повітря– відношення дійсної абсолютної вологості повітря до абсолютної вологості насиченого повітря за тієї ж температури:
При постійній температурі тиск повітря змінюється пропорційно до його щільності (закон Бойля – Маріотта), тому відносна вологість повітря може бути визначена також і за рівнянням:
де p– тиск насичення повітря за даної температури;
p– парціальний тиск пари за даної температури:
Для сухого повітря = 0, для насиченого = 100%.
Крапка роси– температура t, при якій тиск пари pстає рівним тиску насичення p. При охолодженні повітря нижче за точку роси водяні пари конденсуються.
повітря (11.5)
Використовуючи рівняння стану ідеального газу для компонентів вологого повітря (пара та сухого повітря), залежності (11.2), (11.3) та (11.5), а також молекулярні маси повітря ( = 28,97) та пари ( = 18,016), отримують розрахункову формулу :
повітря (11.6)
Для випадку, коли вологе повітря знаходиться при атмосферному тиску,: p=B.
Теплоємність вологого повітряпри постійному тиску визначається як сума теплоємностей. кгсухого повітря та d, кгводяної пари:
(11.7)
У розрахунках можна прийняти: 
Ентальпія вологого повітряпри температурі tвизначається як сума ентальпій 1 кгсухого повітря та d, кгводяної пари:
Тут r– прихована теплота пароутворення, що дорівнює ~2500 кДж/кг. Таким чином, розрахункова залежність для визначення величини ентальпії вологого повітря набуває вигляду:
(11.9)
Примітка:величина Iвідноситься до 1 кгсухого повітря або до (1+ d) кгвологе повітря.
У технічних розрахунках визначення параметрів вологого повітря зазвичай використовується I-dдіаграма вологого повітря, запропонована 1918 року професором Л.К. Рамзіним.
У I-dдіаграмі (див. рис. 11.2) графічно пов'язані основні параметри, що визначають тепловологий стан повітря: температура t, відносна вологість повітря , вміст вологи d, ентальпія I, парціальний тиск пари P, що міститься в пароповітряній суміші. Знаючи два будь-які параметри, можна знайти інші на перетині відповідних
ліній I – d-діаграми.
2. Схема лабораторної установки (приладу )
Відносну вологість повітря в лабораторної роботивизначають за допомогою психрометра типу: "Гігрометр психрометричний ВІТ-1".
Психрометр (рис. 11.1) складається із двох однакових термометрів:
"сухого" - 1 і "змоченого" - 2 . Змочування кульки термометра 2 здійснюється за допомогою батистового гніт 3, опущеного в посудину 4 з водою.
2 1
 |
3 t
 |
4tі вологістю повітря для даного приладу встановлена експериментальним шляхом. За результатами експериментів складено спеціальну психрометричну таблицю (паспорт), поміщену на лицьовій панелі лабораторного психрометра.
На інтенсивність випаровування істотно впливає швидкість обтікання батистового гніт повітря, що вносить похибку у показання звичайного психрометра. Ця похибка враховується у розрахунках запровадженням поправок відповідно до паспорта приладу.
Примітка:від розглянутого недоліку вільний психрометр Серпня, В якому обидва термометри (сухий і змочений) обдуваються з постійною швидкістю потоком повітря, створюваним вентилятором з пружинним двигуном.
Для сушіння матеріалів як теплоносіїв та вологоносіїв найчастіше використовується нагріте в калорифері повітря або змішані з повітрям топкові гази. Враховуючи, що суміш топкових газів з атмосферним повітрям за своїми теплофізичними властивостями мало відрізняється від нагрітого вологого повітря, розглядатимемо найважливіші характеристики вологого повітря.
Вологе повітря є сумішшю сухого повітря та водяної пари. Вологе повітря характеризується такими основними параметрами:
Абсолютна вологість визначається кількістю водяної пари в кг,
Відносна вологість , або ступеня насичення повітря () називається відношення маси водяної пари в 1м 3 вологого повітря () до максимально можливої маси водяної пари в 1м 3 повітря (щільності насиченої пари) за тих же умов (t, P).
При збільшенні температури (щільність насиченої пари) зростає швидше, ніж (щільність пари), т.ч. при нагріванні відносна вологість зменшується.
Вологовміст - це кількість водяної пари (в кг), що міститься у вологому повітрі і припадає на 1 кг абсолютно сухого повітря.
де і маса водяної пари і маса абсолютно сухого повітря в даному обсязі вологого повітря, кг.
Згідно з рівнянням Менделєєва-Клайперона,
Підставляючи ці значення у формулу для (x) вмісту вологи, отримаємо
Молекулярна маса води (18)
Молекулярна маса сухого повітря (29)
Ставлення 18/29 = 0,622
За законом Дальтона, загальний тиск газової суміші (Р) дорівнює сумі парціальних тисків компонентів, тобто. для нашого випадку 
, враховуючи, що, тоді 
,
де - тиск насичення
Барометричний тиск
Тепловміст або ентальпія вологого повітря виражається сумою ентальпій 1кг сухого повітря () та водяної пари (), що містяться в ньому.
т.к. теплоємність повітря 
, а теплоємність водяної пари 
. Водяна пара знаходиться в процесі сушіння в перегрітому стані в суміші з повітрям, тоді
Ентальпія перегрітої пари при 0 0 С (=2493 кДж/кг)
Температура сухого термометра - позначається буквою (або), це та температура, яка довкола нас.
Температура мокрого термометра - температура адіабатичного насичення (тобто без теплообміну з навколишнім середовищем) або це температура випаровування води з вільної поверхні (позначається).
Потенціал сушіння - позначається (ж) це різниця між температурою повітря () та температурою мокрого термометра (), що характеризує здатність повітря поглинати вологу з матеріалу.
Температура точки роси () - Це температура насичення повітря при постійному вмісті вологи.
Парціальний тиск вологи - це тиск, який би створювали пари вологи, якби ці пари займали об'єм, що займається паро-повітряною сумішшю.
Основні прилади, за допомогою яких вимірюють параметри повітря: (барометри, термометри, психрометри, гігрометри, самописні прилади-барографи, термографи).
Міністерство освіти та науки Російської Федерації
Федеральне агентство з освіти
Саратовський державний технічний університет
ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ВОЛОГОГО ПОВІТРЯ
Методичні вказівки
для студентів спеціальностей 280201
денної та заочної форм навчання
Саратов 2009
Мета роботи: поглиблення знань з розділу технічної термодинаміки «Вологе повітря», вивчення методики розрахунку параметрів вологого повітря та здобуття навичок у роботі з вимірювальними приладами.
В результаті роботи має бути засвоєно:
1) основні поняття про вологе повітря;
2) методика визначення параметрів вологого повітря за
розрахунковим залежностям;
3) методика визначення параметрів вологого повітря по
I-d-діаграма.
1) визначити значення параметрів вологого повітря по
розрахунковим залежностям;
2) визначити параметри вологого повітря за допомогою
I-d-діаграми;
3) скласти звіт про виконану лабораторну роботу.
ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ
Повітря, що не містить водяної пари, називається сухим повітрям. У природі сухе повітря не зустрічається, оскільки атмосферне повітря завжди містить кілька водяної пари.
Суміш сухого повітря з водяною парою називається вологим повітрям. Вологе повітря широко використовується в сушильних та вентиляційних установках, пристроях кондиціювання повітря тощо.
Характерна особливість процесів, що протікають у вологому повітрі, полягає в тому, що кількість водяної пари, що міститься в повітрі, змінюється. Пара може частково конденсуватися і, навпаки, вода випаровується у повітря.
Суміш, що складається з сухого повітря та перегрітої водяної пари, називається ненасиченим вологим повітрям. Парціальний тиск пари рп в суміші менше тиску насичення рН, що відповідає температурі вологого повітря (рп<рн). Температура пара выше температуры его насыщения при данном парциальном давлении.
Суміш, що складається з сухого повітря і насиченої сухої водяної пари, називається насиченим вологим повітрям. Парціальний тиск водяної пари в суміші дорівнює тиску насичення, що відповідає температурі вологого повітря. Температура пари дорівнює температурі конденсації при даному парціальному тиску пари.
Суміш, що складається з сухого повітря і вологої насиченої водяної пари (тобто в повітрі є частки сконденсованої пари, що знаходяться у зваженому стані і випадають у вигляді роси), називається вологим перенасиченим повітрям. Парціальний тиск водяної пари дорівнює тиску насичення, що відповідає температурі вологого повітря, яка дорівнює в даному випадку температурі конденсації пари, що знаходиться в ньому. В цьому випадку температура вологого повітря називається температурою точки роси tр. Якщо парціальний тиск водяної пари виявиться з якихось причин більше тиску насичення, то частина пари сконденсується у вигляді роси.
Основними показниками, що характеризують стан вологого повітря, є вміст вологи d, відносна вологість j, ентальпія Iта щільність r.
Розрахунок параметрів вологого повітря провадиться з використанням рівняння Менделєєва-Клапейрона для ідеального газу, якому з достатнім наближенням підпорядковується вологе повітря. Розглядаємо вологе повітря як газову суміш, що складається із сухого повітря та водяної пари.
Згідно із законом Дальтона, тиск вологого повітря родно:
де рв- Парціальний тиск сухого повітря, Па;
рп- Парціальний тиск водяної пари, Па.
Максимальне значення парціального тиску водяної пари дорівнює тиску насиченої водяної пари рн,відповідного температури вологого повітря.
Кількість водяної пари в суміші в кг, що припадає на 1 кг сухого повітря, називається вмістом вологи d, кг/кг:
https://pandia.ru/text/78/602/images/image003_38.gif" width="96" height="53">, так як , то ;
Оскільки , то , (4)
де V- Об'єм газової суміші, м3;
Rв, Rп– газові постійні повітря та водяна пара, рівні
Rв=287 Дж/(кг×К), Rп=461 Дж/(кг×К);
Т- Температура вологого повітря, До.
Враховуючи, що 
, і, підставляючи вирази (3) та (4) у формулу (2), остаточно отримуємо:
DIV_ADBLOCK64">
Відносною вологістю jназивається відношення щільності пари (тобто абсолютної вологості rп) до максимально можливої абсолютної вологості (щільності rпmax) при даній температурі та тиску вологого повітря:
Бо rпі rпmaxвизначаються за тієї ж температури вологого повітря, то
https://pandia.ru/text/78/602/images/image013_6.gif" width="107" height="31"> . (8)
Щільність сухого повітря і водяної пари визначається з рівняння Менделєєва-Клапейрона, записаного для даних двох компонентів газової суміші (3) і (4).
Rзнаходиться за формулою:
https://pandia.ru/text/78/602/images/image015_6.gif" width="175" height="64 src=">.
Ентальпія вологого повітря Iявляє собою суму ентальпій 1 кг сухого повітря та dкг водяної пари:
I= iв+ d× iп . (11)
Ентальпія сухого повітря та пари:
https://pandia.ru/text/78/602/images/image017_4.gif" width="181" height="39"> , (13)
де tм- Показання мокрого термометра, ° С;
(tc- tм) - психрометрична різниця, ° С;
х- Поправка до температури мокрого термометра, %, визначається
за графіком, розташованим на стенді, залежно від tмта швидкості
Для визначення тиску вологого повітря використовується барометр.
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ ТА МЕТОДИКА ОБРОБКИ
РЕЗУЛЬТАТІВ ЕКСПЕРИМЕНТУ
Виміряти температуру сухого та мокрого термометрів. Визначити справжню величину температури мокрого термометра за формулою (13). Знайти різницю Dt = tc - tм істта за психрометричною таблицею визначити відносну вологість повітря.
Знаючи величину відносної вологості, з виразу (7) знайти парціальний тиск водяної пари.
за (12), (13).
Питома кількість вологого повітря знаходиться за формулою:
Масу вологого повітря М, кг у приміщенні лабораторії визначають за формулою:
де V- Об'єм приміщення, м3;
р- Тиск вологого повітря, Па.
Результати розрахунків та показання приладів занести до таблиці за наступною формою.
Протокол запису показань вимірювальних приладів
та результатів обчислень
Найменування визначається величини | Позначення | Розмірність | Чисельна величина |
|
Тиск вологого повітря | ||||
Температура сухого термометра | ||||
Температура мокрого термометра | tм | |||
Відносна вологість повітря | ||||
Тиск насиченої пари | ||||
Парціальний тиск водяної пари | ||||
Парціальний тиск сухого повітря | ||||
Щільність вологого повітря | ||||
Абсолютна вологість | rп | |||
Газова постійна вологого повітря | ||||
Ентальпія вологого повітря | ||||
Маса вологого повітря |
Далі слід визначити основні параметри вологого повітря по виміряним tcі tмза допомогою I-d-діаграми. Точка перетину на I-d-діаграмі ізотерм, що відповідають температурам мокрого та сухого термометрів, характеризує стан вологого повітря.
Зіставити дані, отримані за I-d-діаграмою, з величинами, визначеними за допомогою математичних залежностей.
Максимальна можлива відносна похибка визначення парціального тиску водяної пари та сухого повітря визначається за формулами:
https://pandia.ru/text/78/602/images/image022_2.gif" width="137" height="51">; 
,
де через D позначено межу абсолютної похибки виміру
Межа абсолютної похибки гігрометра у цій лабораторній роботі становить ±6%. Абсолютна допустима похибка термометрів психрометра становить ±0,2%. У роботі встановлено барометр із класом точності 1,0.
ЗВІТ ПРО РОБОТУ
Звіт про виконану лабораторну роботу повинен містити
наступне:
1) короткий описроботи;
2) протокол запису показань вимірювальних приладів та
результатів обчислень;
3) малюнок з I-d-діаграмою, де визначено стан вологого
повітря у цьому експерименті.
КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ
1. Що називається вологим повітрям?
2. Що називається насиченим та ненасиченим вологим повітрям?
3. Закон Дальтона стосовно вологого повітря.
4. Що називається температурою точки роси?
5. Що називається абсолютною вологістю?
6. Що називається вмістом вологи вологого повітря?
7. У яких межах може змінюватися вміст вологи?
8. Що називається відносною вологістю повітря?
9. У I-d-діаграмі покажіть лінії j = const, I = const; d = const, tс = const, tм = const.
10. Чому дорівнює максимально можлива щільність пари за даної температури вологого повітря?
11. Чим визначається максимально можливий парціальний тиск водяної пари у вологому повітрі і чому вона дорівнює?
12. Від яких параметрів вологого повітря залежить температура мокрого термометра і як вона змінюється за її зміни?
13. Як можна визначити парціальний тиск водяної пари в суміші, якщо відома відносна вологість та температура суміші?
14. Написати рівняння Менделєєва-Клапейрона для сухого повітря, водяної пари, вологого повітря і пояснити всі величини, що входять до рівняння.
15. Як визначити густину сухого повітря?
16. Як визначити газову постійну та ентальпію вологого повітря?
ЛІТЕРАТУРА
1. Ляшков основи теплотехніки /. М.: Вища школа, 20с.
2. Зубарєв з технічної термодинаміки / , . М: Енергія, 19с.
ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ВОЛОГОГО ПОВІТРЯ
Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи
з курсів «Теплотехніка», «Технічна термодинаміка та теплотехніка»
Склали: СЕДЕЛКІН Валентин Михайлович
КУЛЕШОВ Олег Юрійович
КАЗАНЦЕВА Ірина Леонідівна
Рецензент
Редактор
Ліцензія ВД № 000 від 14.11.01
Підписано до друку Формат 60x84 1/16
бум. тип. Ум.-печ. л. Уч.-вид. л.
Тираж екз. Замовлення Безкоштовно
Саратовський державний технічний університет
Копіпринтер СДТУ, 7
Стан вологого повітря визначається сукупністю параметрів: температурою повітря t в, відносною вологістю в %, швидкістю руху повітря V м/с, концентрацією шкідливих домішок С мг/м 3 , вмістом вологи d г/кг, тепломістком I кДж/кг.
Відносна вологість у частках або % показує ступінь насиченості повітря водяними парами по відношенню до стану повного насичення і дорівнює відношенню тиску Р п водяної пари в ненасиченому вологому повітрі до парціального тиску Р п. н. водяної пари в насиченому вологому повітрі при одній і тій же температурі та барометричному тиску:
d= або d=623 г/кг (1.2)
де В - барометричний тиск повітря, що дорівнює сумі парціальних тисків сухого повітря Р С.В. та водяної пари Р П.
Парціальний тиск водяної пари, що знаходиться в насиченому стані, залежить від температури:
КДж/кг, (1.4)
де з В - теплоємність сухого повітря, що дорівнює 1,005;
з П - теплоємність водяної пари, що дорівнює 1,8;
r - питома теплота пароутворення, що дорівнює 2500;
I = 1,005t + (2500 + 1,8t) d * 10 -3, кДж/кг. (1.5)
I-d діаграмавологе повітря. Побудова основних процесів зміни стану повітря. Точка роси та мокрого термометра. Кутовий коефіцієнт та зв'язок його з надходженням тепла та вологи до приміщення
I-d діаграма вологого повітря – це основний інструмент для побудови процесів зміни його параметрів. I-d діаграма заснована на декількох рівняннях: тепломістку вологого повітря:
I = 1,005 * t + (2500 + 1,8 * t) * d/1000, кДж/кг (1.6)
у свою чергу тиск водяної пари:
тиск водяної пари, що насичує повітря:
Па (Формула Фільнея), (1.9)
а – відносна вологість повітря, %.
У свою чергу формулу 1.7 входить барометричний тиск Р бар, різне для різних районів будівництва, отже, для точного побудови процесів потрібна I-d діаграма для кожного району.
I-d діаграма (рис.1.1) має косоугольную систему координат збільшення робочої площі, що припадає на вологе повітря і лежить вище лінії = 100%. Кут розкриття може бути різним (135 - 150є).
I-d діаграма пов'язує до 5 параметрів вологого повітря: тепло і вологовміст, температуру, відносну вологість і тиск водяної пари насичення. Знаючи два з них, за положенням точки можна визначити всі інші.
Основними характерними процесами на I-d діаграмі є:
Нагрів повітря по d = const (без збільшення вмісту вологи) рис.1.1, точки 1-2. У реальних умовахце нагрівання повітря у калорифері. Збільшується температура та теплозміст. Зменшується відносна вологість повітря.
Охолодження повітря з d = const. Точки 1-3 на рис.1.1 Цей процес відбувається в поверхневому охолоджувачі повітря. Зменшується температура та теплозміст. Збільшується відносна вологість повітря. Якщо продовжити охолодження, процес дійде до лінії = 100% (точка 4) і, не перетинаючи лінію, піде вздовж неї, виділяючи вологу з повітря (точка 5) у кількості (d 4 -d 5) г/кг. На цьому явищі заснована осушка повітря. У реальних умовах процес не сягає = 100%, а остаточна відносна вологість залежить від початкової величини. За даними професора Кокоріна О.Я. для поверхневих охолоджувачів повітря:
max = 88% при початковому поч = 45%
max = 92% при початковому 45%< нач 70%
max = 98% при початковому поч > 70%.
На I-d діаграмі процес охолодження та осушення позначається прямою лінією, що з'єднує точки 1 та 5.
Однак зустріч з = 100% лінії охолодження по d = const має власну назву - це точка роси. За положенням цієї точки легко визначається температура точки роси.
Ізотермічний процес t=const (лінія 1-6 на рис 1.1). Усі параметри зростають. Збільшується і тепло, і вміст вологи, і відносна вологість. У реальних умовах це зволоження повітря пором. Та невелика кількість явного тепла, яке вноситься парою, зазвичай не враховується при побудові процесу, оскільки воно незначне. Однак таке зволоження досить енергоємне.
Адіабатний процес I=const (лінія 1-7 на рис.1.1). Знижується температура повітря, збільшується вміст вологи і відносна вологість. Процес здійснюється при безпосередньому контакті повітря з водою, проходячи або через зрошувану насадку, або через камеру форсунки.
При глибині зрошуваної насадки 100 мм можна отримати повітря з відносною вологістю = 45% при початковій - 10%, насадка глибиною 200 мм дає = 70%, а 300 мм - = 90% (за даними блоккамер стільникового зволоження фірми ВЕЗА). Проходячи через форсункову камеру, повітря зволожується до величини = 90 - 95%, але із значно більшими енерговитратами на розпилення води, ніж у зрошуваних насадках.
Продовживши лінію I = const до = 100% ми отримаємо точку (і температуру) мокрого термометра, це рівноважна точка при контакті повітря з водою.
Однак в апаратах, де відбувається контакт повітря з водою, особливо за адіабатичним циклом, можливе виникнення хвороботворної флори, і тому такі апарати заборонені для використання у низці медичних та продовольчих галузей.
У країнах із жарким та сухим кліматом апарати на основі адіабатичного зволоження дуже поширені. Так, наприклад, у Багдаді при денній температурі в червні - липні 46єС і відносній вологості 10% такий кулер дозволяє знизити температуру припливного повітря до 23єС і при 10-20-кратному повітрообміні в приміщенні досягти внутрішньої температури 26єС і відносної вологості.
При цій методиці побудови процесів на I-d діаграмі вологого повітря найменування реперних точок отримали наступну абревіатуру:
Н – точка зовнішнього повітря;
В – точка внутрішнього повітря;
К – точка після нагрівання повітря в калорифері;
П – точка припливного повітря;
У - точка повітря, що видаляється з приміщення;
О - точка охолодженого повітря;
С - точка суміші повітря двох різних параметрів та мас;
ТР – точка роси;
ТМ - точка мокрого термометра, яка і супроводжуватиме всі подальші побудови.
При змішуванні повітря двох параметрів лінія суміші піде по прямій, що з'єднує ці параметри, а точка суміші лежатиме на відстані, назад пропорційним масам повітря, що змішується.
КДж/кг, (1.10)
Г/кг. (1.11)
При одночасному виділенні в приміщення надлишкового тепла і вологи, що зазвичай буває при знаходженні в приміщенні людей, повітря нагріватиметься і зволожуватиметься по лінії, яка називається кутовим коефіцієнтом (або променем процесу, або тепловлажностным ставленням).
КДж/кгН 2 О, (1.12)
де? Q n - Сумарна кількість повного тепла, кДж / год;
W – сумарна кількість вологи, кг/год.
При Q n = 0 е = 0.
При W = 0 е > ? (Рис.1.2)
Таким чином, I-d діаграма по відношенню до внутрішнього повітря (або до іншої точки) розбивається на чотири квадранти:
Іе від? до 0 - це нагрівання та зволоження;
IIе від 0 до -? - охолодження та зволоження;
III від -? до 0 - охолодження та осушка;
IVе від 0 до? - нагрівання та осушка - у вентиляції та кондиціонуванні не використовується.
Для точної побудови променя процесу на I-d діаграмі, слід взяти значення е в кДж/гН 2 Про, і відкласти на осі вміст вологи d = 1, або 10 г, а на осі тепловміст в кДж/кг відповідне е і отриману точку з'єднати з точкою 0 I-d діаграми.
Процеси, які є основними, називаються політропічними.
Ізотермічний процес t = const характеризується значенням е = 2530 кДж/кг.
Рис.1.1
Рис.1.2 I-d діаграма вологого повітря. Основні процеси
