Лекция СУШКА.
Сушкой называется процесс удаления влаги из твердых тел путем ее испарения и отвода образующихся паров.
Часто тепловой сушке предшествуют механические способы удаления влаги (отжим, отстаивание, фильтрование, центрифугирование).
Во всех случаях при сушке в виде паров удаляется легколетучий компонент (вода, органический растворитель, и.т.д.)
По физической сущности сушка является процессом совместного тепло, массопереноса и сводится к перемещению влаги под воздействием теплоты из глубины высушиваемого материала к его поверхности и последующему ее испарению. В процессе сушки влажное тело стремится к состоянию равновесия с окружающей средой, поэтому его температура и влагосодержание в общем случае является функцией времени и координат.
В практике используется понятие влажность v, которая определяется как:
(5.2)
Если то тогда
По способу подвода теплоты различают:
Конвективную сушку, проводимую путем непосредственного контакта материала и сушильного агента;
Контактную (кондуктивную) сушку, тепло передается к материалу через разделяющую их стенку;
Радиационную сушку – путем передачи теплоты инфракрасным излучением;
Сублимационную сушку, при которой влага удаляется из материала в замороженном состоянии (обычно в вакууме);
Диэлектрическую сушку, при которой материал высушивается в поле токов высокой частоты.
При любом способе сушки материал находится в контакте с влажным воздухом. В большинстве случаев из материала удаляется вода, поэтому обычно рассматривают систему сухой воздух – пары воды.
Параметры влажного воздуха.
Смесь сухого воздуха с парами воды является влажным воздухом. Параметры влажного воздуха:
Относительная и абсолютная влажность;
Теплоемкость и энтальпия.
Влажный воздух, при небольших P и Т, можно считать бинарной смесью идеальных газов – сухого воздуха и водяного пара. Тогда по закону Дальтона можно записать:
(5.3)
где P – давление парогазовой смеси, p c г – парциальное давление сухого воздуха, – парциальное давление водяного пара.
Свободный или перегретый пар – при данных Т и Р он не конденсируется. Максимально возможное содержание паров в газе, выше которого наблюдается конденсация, соответствует условиям насыщения при определенной Т и парциальным давлении .
Различают абсолютную, относительную влажности и влагосодержание воздуха.
Абсолютная влажность – это масса водяного пара в единице объема влажного воздуха (кг/м 3) . Понятие абсолютной влажности совпадает с понятием плотности пара при температуре Т и парциальном давлении .
Относительная влажность - это отношение количества паров воды в воздухе к максимально возможному, при данных условиях, или отношение плотности пара при данных условиях к плотности насыщенного пара при тех же условиях:
По уравнению состояния идеального газа Менделеева – Клайперона для пара в свободном и насыщенном состоянии имеем:
и 
(5.5)
Здесь М п – масса одного моля пара в кг, R – газовая постоянная.
С учетом (5.5) уравнение (5.4) принимает вид:
Относительная влажность определяет влагоемкость сушильного агента (воздуха).
Здесь G П – масса (массовый расход) пара, L – масса (массовый расход) абсолютно сухого газа. Выразим величины G П и L через уравнение состояния идеального газа:
, 
Тогда соотношение (5.7) преобразуется к виду:
(5.8)
Масса 1 моля сухого воздуха в кг.
Вводя 
и учитывая 
получим:
(5.9)
Для системы воздух – водяной пар 
, 
. Тогда имеем:
(5.10)
Итак, установлена связь между влагосодержанием х и относительной влажностью φ воздуха.
Удельная теплоемкость влажного газа принимается аддитивной величиной теплоемкостей сухого газа и пара.
Удельная теплоемкость влажного газа c , отнесенная к 1 кг сухого газа (воздуха):
(5.11)
где удельная теплоемкость сухого газа, удельная теплоемкость пара.
Удельная теплоемкость , отнесенная к 1 кг парогазовой смеси:
(5.12)
При расчетах обычно используют с .
Удельная энтальпия влажного воздуха Н относится к 1 кг абсолютно сухого воздуха и определяется при данной температуре воздуха Т как сумма энтальпий абсолютно сухого воздуха и водяного пара :
(5.13)
Удельную энтальпию перегретого пара определяют по следующему выражению.
Влажным воздухом называется смесь сухого воздуха с водяным паром. Фактически атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество водяных паров, т.е. является влажным.
Водяной пар, содержащийся в воздухе, обычно находится в разрежённом состоянии и подчиняется законам для идеального газа, что позволяет применять эти законы и для влажного воздуха.
Состояние пара в воздухе (перегретый или насыщенный ) определяется величиной его парциального давления p , которое зависит от общего давления влажного воздуха p и парциального давления сухого воздуха p :
Насыщенный воздух – воздух с максимальным содержанием водяного пара при данной температуре.
Абсолютная влажность воздуха – масса водяного пара, содержащегося
в 1 м влажного воздуха (плотность пара) при его парциальном давлении и температуре влажного воздуха:
Относительная влажность воздуха – отношение действительной абсолютной влажности воздуха к абсолютной влажности насыщенного воздуха при той же температуре:
При постоянной температуре давление воздуха изменяется пропорционально его плотности (закон Бойля – Мариотта), поэтому относительная влажность воздуха может быть определена также и по уравнению:
где p – давление насыщения воздуха при данной температуре;
p – парциальное давление пара при данной температуре:
Для сухого воздуха = 0, для насыщенного – = 100%.
Точка росы – температура t , при которой давление пара p становится равным давлению насыщения p . При охлаждении воздуха ниже точки росы водяные пары конденсируются.
воздуха
(11.5)
Используя уравнение состояния идеального газа для компонентов влажного воздуха (пара и сухого воздуха), зависимости (11.2), (11.3) и (11.5), а также молекулярные массы воздуха ( = 28,97) и пара ( = 18,016), получают расчётную формулу:
воздуха
(11.6)
Для случая, когда влажный воздух находится при атмосферном давлении,: p=B .
Теплоёмкость влажного воздуха при постоянном давлении определяется как сумма теплоёмкостей 1 кг сухого воздуха и d , кг водяного пара:
(11.7)
В расчётах можно принять: 
Энтальпия влажного воздуха при температуре t определяется как сумма энтальпий 1 кг сухого воздуха и d , кг водяного пара:
Здесь r – скрытая теплота парообразования, равная ~2500 кДж / кг . Таким образом, расчётная зависимость для определения величины энтальпии влажного воздуха принимает вид:
(11.9)
Примечание: величина I относится к 1 кг сухого воздуха или к (1+d ) кг влажного воздуха.
В технических расчётах для определения параметров влажного воздуха обычно используется I–d диаграмма влажного воздуха, предложенная в 1918 году профессором Л.К. Рамзиным.
В I–d диаграмме (см. рис. 11.2) графически связаны основные параметры, определяющие тепловлажностное состояние воздуха: температура t , относи-тельная влажность воздуха , влагосодержание d , энтальпия I , парциальное давление пара P , содержащегося в паровоздушной смеси. Зная два каких-либо параметра, можно найти остальные на пересечении соответствующих
линий I – d -диаграммы.
2. Схема лабораторной установки (прибора)
Относительную влажность воздуха в лабораторной работе определяют с помощью психрометра типа: «Гигрометр психрометрический ВИТ-1».
Психрометр (рис. 11.1) состоит из двух одинаковых термометров:
«сухого» – 1 и «смоченного» – 2 . Смачивание шарика термометра 2 осуществляется с помощью батистового фитиля 3, опущенного в сосуд 4 с водой.
2 1
 |
3 t
 |
4t и влажностью воздуха φ для данного прибора установлена экспериментальным путем. По результатам экспериментов составлена специальная психрометрическая таблица (паспорт), помещённая на лицевой панели лабораторного психрометра.
На интенсивность испарения существенное влияние оказывает скорость обтекания батистового фитиля воздухом, что вносит погрешность в показания обычного психрометра. Эта погрешность учитывается в расчётах введением поправок в соответствии с паспортом прибора.
Примечание: от рассмотренного недостатка свободен психрометр Августа , в котором оба термометра (сухой и смоченный) обдуваются с постоянной скоростью потоком воздуха, создаваемым вентилятором с пружинным двигателем.
Для сушки материалов в качестве теплоносителей и влагоносителей чаще всего используется нагретый в калорифере воздух или смешанные с воздухом топочные газы. Учитывая,что смесь топочных газов с атмосферным воздухом по своим теплофизическим свойствам мало отличается от нагретого влажного воздуха, будем рассматривать важнейшие характеристики влажного воздуха.
Влажный воздух является смесью сухого воздуха и водяного пара. Влажный воздух характеризуется следующими основными параметрами:
Абсолютная влажность определяется количеством водяного пара в кг,
Относительная влажность , или степени насыщения воздуха () называется отношение массы водяного пара в 1м 3 влажного воздуха () к максимально возможной массе водяного пара в 1м 3 воздуха (плотности насыщенного пара) при тех же условиях (t, P).
При увеличении температуры (плотность насыщенного пара) возрастает быстрее, чем(плотность пара), т.о. при нагревании относительная влажность уменьшается.
Влагосодержание - это количество водяного пара (в кг), содержащегося во влажном воздухе и приходящееся на 1 кг абсолютно сухого воздуха.
где и-масса водяного пара и масса абсолютно сухого воздуха в данном объеме влажного воздуха, кг.
Согласно уравнению Менделеева-Клайперона,
Подставляя эти значения в формулу для (x) влагосодержания, получим
Молекулярная масса паров воды (18)
Молекулярная масса сухого воздуха (29)
Отношение18/29=0,622
По закону Дальтона,
общее давление газовой смеси (Р) будет
равно сумме парциальных давлений
компонентов, т.е. для нашего случая
,
учитывая, что,
тогда
,
где - давление насыщения
Барометрическое давление
Теплосодержание или энтальпия влажного воздуха выражается суммой энтальпий 1кг сухого воздуха () и водяных паров () содержащихся в нем.
т.к. теплоемкость
воздуха
,
а теплоемкость водяного пара
.
Водяной пар находится в процессе сушки
в перегретом состоянии в смеси с воздухом,
тогда
Энтальпия перегретого пара при 0 0 С (=2493 кДж/кг)
Температура сухого термометра - обозначается буквой (или),это та температура, которая вокруг нас.
Температура мокрого термометра - температура адиабатического насыщения (т.е. без теплообмена с окружающей средой) или это температура испарения воды со свободной поверхности (обозначается ).
Потенциал сушки - обозначается (ж) это разность между температурой воздуха () и температурой мокрого термометра (), характеризует способность воздуха поглощать влагу из материала.
Температура точки росы () -это температура насыщения воздуха при постоянном влагосодержании.
Парциальное давление влаги - это давление, которое бы создавали пары влаги, если бы эти пары занимали объем,занимаемый паро-воздушной смесью.
Основные приборы, с помощью которых измеряют параметры воздуха: (барометры, термометры, психрометры, гигрометры, самопишущие приборы- барографы, термографы).
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Саратовский государственный технический университет
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА
Методические указания
для студентов специальностей 280201
дневной и заочной форм обучения
Саратов 2009
Цель работы : углубление знаний по разделу технической термодинамики «Влажный воздух», изучение методики расчета параметров влажного воздуха и получение навыков в работе с измерительными приборами.
В результате работы должно быть усвоено:
1) основные понятия о влажном воздухе;
2) методика определения параметров влажного воздуха по
расчетным зависимостям;
3) методика определения параметров влажного воздуха по
I-d-диаграмме.
1) определить значение параметров влажного воздуха по
расчетным зависимостям;
2) определить параметры влажного воздуха с помощью
I-d-диаграммы;
3) составить отчет о выполненной лабораторной работе.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Воздух, не содержащий водяного пара, называется сухим воздухом. В природе сухой воздух не встречается, так как атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество водяного пара.
Смесь сухого воздуха с водяным паром называется влажным воздухом. Влажный воздух широко используется в сушильных и вентиляционных установках, устройствах кондиционирования воздуха и т. д.
Характерная особенность процессов, протекающих во влажном воздухе, заключается в том, что количество водяного пара, содержащегося в воздухе, изменяется. Пар может частично конденсироваться и, наоборот, вода испаряется в воздух.
Смесь, состоящая из сухого воздуха и перегретого водяного пара, называется ненасыщенным влажным воздухом. Парциальное давление пара рп в смеси меньше давления насыщения рн, соответствующего температуре влажного воздуха (рп<рн). Температура пара выше температуры его насыщения при данном парциальном давлении.
Смесь, состоящая из сухого воздуха и сухого насыщенного водяного пара, называется насыщенным влажным воздухом. Парциальное давление водяного пара в смеси равно давлению насыщения, соответствующего температуре влажного воздуха. Температура пара равна температуре конденсации при данном парциальном давлении пара.
Смесь, состоящая из сухого воздуха и влажного насыщенного водяного пара (то есть в воздухе имеются частицы сконденсированного пара, находящиеся во взвешенном состоянии и выпадающие в виде росы), называется перенасыщенным влажным воздухом. Парциальное давление водяного пара равно давлению насыщения, соответствующего температуре влажного воздуха, которая равна в данном случае температуре конденсации находящегося в нем пара. В этом случае температура влажного воздуха называется температурой точки росы t р . Если парциальное давление водяного пара окажется по каким-либо причинам больше давления насыщения, то часть пара сконденсируется в виде росы.
Основными показателями, характеризующими состояние влажного воздуха, являются влагосодержание d , относительная влажность j , энтальпия I и плотность r .
Расчет параметров влажного воздуха производится с использованием уравнения Менделеева-Клапейрона для идеального газа, которому с достаточным приближением подчиняется влажный воздух. Рассматриваем влажный воздух как газовую смесь, состоящую из сухого воздуха и водяного пара.
Согласно закону Дальтона, давление влажного воздуха р равно:
где рв - парциальное давление сухого воздуха, Па;
рп - парциальное давление водяного пара, Па.
Максимальное значение парциального давления водяного пара равно давлению насыщенного водяного пара рн, соответствующего температуре влажного воздуха.
Количество водяного пара в смеси в кг, приходящееся на 1 кг сухого воздуха, называется влагосодержанием d , кг/кг:
https://pandia.ru/text/78/602/images/image003_38.gif" width="96" height="53">, так как , то ; (3)
Так как , то , (4)
где V – объем газовой смеси, м3;
R в , R п – газовые постоянные воздуха и водяного пара, равные
R в =287 Дж/(кг×К), R п =461 Дж/(кг×К);
Т – температура влажного воздуха, К.
Учитывая, что
, и, подставляя выражения (3) и (4) в формулу (2), окончательно получаем:
DIV_ADBLOCK64">
Относительной влажностью j называется отношение плотности пара (то есть абсолютной влажности r п ) к максимально возможной абсолютной влажности (плотности r п max ) при данной температуре и давлении влажного воздуха:
Так как r п и r п max определяются при той же температуре влажного воздуха, то
https://pandia.ru/text/78/602/images/image013_6.gif" width="107" height="31"> . (8)
Плотность сухого воздуха и водяного пара определяется из уравнения Менделеева-Клапейрона, записанного для данных двух компонентов газовой смеси по (3) и (4).
R находится по формуле:
https://pandia.ru/text/78/602/images/image015_6.gif" width="175" height="64 src=">.
Энтальпия влажного воздуха I представляет собой сумму энтальпий 1 кг сухого воздуха и d кг водяного пара:
I = i в + d × i п . (11)
Энтальпия сухого воздуха и пара:
https://pandia.ru/text/78/602/images/image017_4.gif" width="181" height="39"> , (13)
где t м – показания мокрого термометра, °С;
(tc - t м ) – психрометрическая разность, °С;
х – поправка к температуре мокрого термометра, %, определяется
по графику, расположенному на стенде, в зависимости от t м и скорости
Для определения давления влажного воздуха используется барометр .
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ И МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ
РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА
Измерить температуру сухого и мокрого термометров. Определить истинную величину температуры мокрого термометра по формуле (13). Найти разность D t = tc - t м ист и по психрометрической таблице определить относительную влажность воздуха.
Зная величину относительной влажности, из выражения (7) найти парциальное давление водяного пара.
по (12), (13).
Удельный объем влажного воздуха находится по формуле:
Массу влажного воздуха М , кг, в помещении лаборатории определяют по формуле:
где V – объем помещения, м3;
р – давление влажного воздуха, Па.
Результаты расчетов и показания приборов занести в таблицу по следующей форме.
Протокол записи показаний измерительных приборов
и результатов вычислений
Наименование определяемой величины | Обозначение | Размерность | Численная величина |
|
Давление влажного воздуха | ||||
Температура сухого термометра | ||||
Температура мокрого термометра | t м | |||
Относительная влажность воздуха | ||||
Давление насыщенного пара | ||||
Парциальное давление водяного пара | ||||
Парциальное давление сухого воздуха | ||||
Плотность влажного воздуха | ||||
Абсолютная влажность | r п | |||
Газовая постоянная влажного воздуха | ||||
Энтальпия влажного воздуха | ||||
Масса влажного воздуха |
Далее следует определить основные параметры влажного воздуха по замеренным tc и t м при помощи I-d-диаграммы. Точка пересечения на I-d-диаграмме изотерм, соответствующих температурам мокрого и сухого термометров, характеризует состояние влажного воздуха.
Сопоставить данные, полученные по I-d-диаграмме, с величинами, определенными с помощью математических зависимостей.
Максимальная возможная относительная погрешность определения парциального давления водяного пара и сухого воздуха определяется по формулам:
https://pandia.ru/text/78/602/images/image022_2.gif" width="137" height="51">; 
,
где через D обозначен предел абсолютной погрешности измерения
Предел абсолютной погрешности гигрометра в данной лабораторной работе составляет ±6%. Абсолютная допускаемая погрешность термометров психрометра составляет ±0,2%. В работе установлен барометр с классом точности 1,0.
ОТЧЕТ О РАБОТЕ
Отчет о выполненной лабораторной работе должен содержать
следующее:
1) краткое описание работы;
2) протокол записи показаний измерительных приборов и
результатов вычислений;
3) рисунок с I-d-диаграммой, где определено состояние влажного
воздуха в данном эксперименте.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что называется влажным воздухом?
2. Что называется насыщенным и ненасыщенным влажным воздухом?
3. Закон Дальтона применительно к влажному воздуху.
4. Что называется температурой точки росы?
5. Что называется абсолютной влажностью?
6. Что называется влагосодержанием влажного воздуха?
7. В каких пределах может изменяться влагосодержание?
8. Что называется относительной влажностью воздуха?
9. В I-d-диаграмме покажите линии j=const, I=const; d=const, tс=const, tм=const.
10. Чему равна максимально возможная плотность пара при данной температуре влажного воздуха?
11. Чем определяется максимально возможное парциальное давление водяного пара во влажном воздухе и чему оно равно?
12. От каких параметров влажного воздуха зависит температура мокрого термометра и как она изменяется при их изменении?
13. Как можно определить парциальное давление водяного пара в смеси, если известны относительная влажность и температура смеси?
14. Написать уравнение Менделеева-Клапейрона для сухого воздуха, водяного пара, влажного воздуха и объяснить все входящие в уравнение величины.
15. Как определить плотность сухого воздуха?
16. Как определить газовую постоянную и энтальпию влажного воздуха?
ЛИТЕРАТУРА
1. Ляшков основы теплотехники / . М.: Высшая школа, 20с.
2. Зубарев по технической термодинамике / , . М.: Энергия, 19с.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА
Методические указания к выполнению лабораторной работы
по курсам «Теплотехника», «Техническая термодинамика и теплотехника»
Составили: СЕДЕЛКИН Валентин Михайлович
КУЛЕШОВ Олег Юрьевич
КАЗАНЦЕВА Ирина Леонидовна
Рецензент
Редактор
Лицензия ИД № 000 от 14.11.01
Подписано в печать Формат 60x84 1/16
Бум. тип. Усл.-печ. л. Уч.-изд. л.
Тираж экз. Заказ Бесплатно
Саратовский государственный технический университет
Копипринтер СГТУ, 7
Состояние влажного воздуха определяется совокупностью параметров: температурой воздуха t в, относительной влажностью в %, скоростью движения воздуха V в м/с, концентрацией вредных примесей С мг/м 3 , влагосодержанием d г/кг, теплосодержанием I кДж/кг.
Относительная влажность в долях или в% показывает степень насыщенности воздуха водяными парами по отношению к состоянию полного насыщения и равна отношению давления Р п водяного пара в ненасыщенном влажном воздухе к парциальному давлению Р п. н. водяного пара в насыщенном влажном воздухе при одной и той же температуре и барометрическом давлении:
d= или d=623, г/кг, (1.2)
где В - барометрическое давление воздуха, равное сумме парциальных давлений сухого воздуха Р С.В. и водяного пара Р П.
Парциальное давление водяных паров, находящихся в насыщенном состоянии, зависит от температуры:
КДж/кг, (1.4)
где с В - теплоемкость сухого воздуха, равная 1,005 ;
с П - теплоемкость водяного пара, равная 1,8 ;
r - удельная теплота парообразования, равная 2500 ;
I = 1,005t + (2500 + 1,8t) d * 10 -3 , кДж/кг. (1.5)
I-d 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
I-d диаграмма влажного воздуха - это основной инструмент для построения процессов изменения его параметров. I-d диаграмма основана на нескольких уравнениях: теплосодержания влажного воздуха:
I = 1,005 * t + (2500 + 1,8 * t) * d/1000, кДж/кг (1.6)
в свою очередь давление водяных паров:
давление водяных паров, насыщающих воздух:
Па (Формула Фильнея), (1.9)
а - относительная влажность воздуха, %.
В свою очередь в формулу 1.7 входит барометрическое давление Р бар, разное для различных районов строительства, следовательно, для точного построения процессов требуется I-d диаграмма для каждого района.
I-d диаграмма (рис.1.1) имеет косоугольную систему координат для увеличения рабочей площади, приходящейся на влажный воздух и лежащей выше линии = 100%. Угол раскрытия может быть разным (135 - 150є).
I-d диаграмма связывает воедино 5 параметров влажного воздуха: тепло и влагосодержание, температуру, относительную влажность и давление водяных паров насыщения. Зная два из них, по положению точки можно определить все остальные.
Основными характерными процессами на I-d диаграмме являются:
Нагрев воздуха по d = const (без увеличения влагосодержания) рис.1.1, точки 1-2. В реальных условиях это нагрев воздуха в калорифере. Увеличивается температура и теплосодержание. Уменьшается относительная влажность воздуха.
Охлаждение воздуха по d = const. Точки 1-3 на рис.1.1 Этот процесс происходит в поверхностном воздухоохладителе. Уменьшается температура и теплосодержание. Увеличивается относительная влажность воздуха. Если продолжить охлаждение, то процесс дойдет до линии = 100% (точка 4) и, не пересекая линию, пойдет вдоль нее, выделяя влагу из воздуха (точка 5) в количестве (d 4 -d 5) г/кг. На этом явлении основана осушка воздуха. В реальных условиях процесс не доходит до = 100%, а окончательная относительная влажность зависит от начальной величины. По данным профессора Кокорина О.Я. для поверхностных воздухоохладителей:
max = 88% при начальном нач = 45%
max = 92% при начальном 45% < нач 70%
max = 98% при начальном нач > 70%.
На I-d диаграмме процесс охлаждения и осушки обозначается прямой линией, соединяющей точки 1 и 5.
Однако встреча с = 100% линии охлаждения по d = const имеет свое собственное название - это точка росы. По положению этой точки легко определяется температура точки росы.
Изотермический процесс t = const (линия 1-6 на рис 1.1). Все параметры возрастают. Увеличивается и тепло, и влагосодержание, и относительная влажность. В реальных условиях 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.
Адиабатный процесс I = const (линия 1-7 на рис.1.1). 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 = 45% при начальной - 10%, насадка глубиной 200 мм дает = 70%, а 300 мм - = 90% (по данным блоккамер сотового увлажнения фирмы ВЕЗА). Проходя через форсуночную камеру, воздух увлажняется до величины = 90 - 95%, но со значительно большими энергозатратами на распыление воды, чем в орошаемых насадках.
Продолжив линию I = const до = 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 аппараты запрещены для использования в ряде медицинских и продовольственных отраслей.
В странах с жарким и сухим климатом аппараты на основе адиабатического увлажнения весьма распространены. Так, например, в Багдаде при дневной температуре в июне - июле 46єС и относительной влажности 10% такой кулер позволяет снизить температуру приточного воздуха до 23єС и при 10-20-кратном воздухообмене в помещении достигнуть внутренней температуры 26єС и относительной влажности 60-70%.
При сложившейся методике построения процессов на I-d диаграмме влажного воздуха наименование 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 смешиваемого воздуха.
КДж/кг, (1.10)
Г/кг. (1.11)
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:
КДж/кгН 2 О, (1.12)
где?Q n - суммарное количество полного тепла, кДж/ч;
W - суммарное количество влаги, кг/ч.
При?Q n = 0 е = 0.
При?W = 0 е > ? (рис.1.2)
Таким образом, I-d диаграмма по отношению к внутреннему воздуху (или к другой точке) разбивается на четыре квадранта:
Iе от? до 0 - это нагрев и увлажнение;
IIе от 0 до - ? - охлаждение и увлажнение;
IIIе от - ? до 0 - охлаждение и осушка;
IVе от 0 до? - нагрев и осушка - в вентиляции и кондиционировании не используется.
Для точного построения луча процесса на I-d диаграмме, следует взять значение е в кДж/гН 2 О, и отложить на оси влагосодержание d = 1, или 10 г, а на оси теплосодержание в кДж/кг соответствующее е и полученную точку соединить с точкой 0 I-d диаграммы.
Процессы, не являющиеся основными, называются политропическими.
Изотермический процесс t = const характеризуется значением е = 2530 кДж/кг.
Рис.1.1
Рис.1.2 I-d диаграмма влажного воздуха. Основные процессы
