Термодинамика влажного воздуха, все характеристики его сос­тояния.

При кондиционировании воздуха происходят изменения его тепловдажностного состояния, которые удобно прослеживать и рассчитывать с помощью I—d-диаграммы. Нанесем на 1-d-диаг­рамму точку 1, соответствующую начальному состоянию воздуха, и точку 2, соответствующую его измененному состоянию (рис.1). Линия, соединяющая эти две точки, характеризует изменение тепловлажностного состояния воздуха и называется лучом процесса.

Положение луча процесса в I—d-диаграмме определяют угло­вым коэффициентом . Если влажный воздух изменил свое со­стояние от начальных значений I₁ и d₁ до конечных значений I₂ и d₂, то можно записать отношение:

(22)

Коэффициент измеряется в кДж/кг влаги. Этот параметр на­зывают также тепловлажностным отношением, поскольку он пока­зывает величину приращения ко­личества теплоты на 1 кг полу­ченной (или отданной) воздухом влаги. Если начальные парамет­ры воздуха различны, а значения одинаковы, то линии, характе­ризующие изменение состояния воздуха, параллельны между собой.

Выражение (14) можно преобразовать умножив числитель и знаменатель на расход воздуха G, кг/ч, участвующего в процес­се:

(23)

где Q_n — поток полной теплоты, обмененной в процессе изменения состояния воздуха, кДж/ч;

Wизб — расход влаги, обмененной в процессе изменения со­стояния воздуха, кг/ч.

На рис. 1 показаны лучи характерных изменений состояния влажного воздуха и соответствующие им значения углового коэффициента.

Рис.1. Угловой коэффициент на J-d диаграмме

Процессы нагрева и охлаждения.

Простейшим является процесс нагрева, при котором воздух получает явное тепло в результате конвективного теплообмена с сухой нагретой поверхностью. В этом процессе влагосодержание воздуха остается неизменным, поэтому в I—d-диаграмме процесс нагрева прослеживается снизу вверх по линии d=const.

Рис. 2

Если воздух с параметрами точки 1 (рис. 2) нагревать в калорифере, то этот процесс изобразится прямой, проведенной вертикально вверх из точки 1 по линии d1 = const. Чем больше теплоты передается воздуху, тем сильнее он нагревается и тем выше по линии d1 = const будет расположена точка, соответствую­щая состоянию нагретого воздуха. На рис. 2 она будет соответ­ствовать точке 2, если каждому 1 кг сухой части воздуха будет пе­редано кДж теплоты.

В процессе охлаждения воздух отдает только явное тепло в результате конвективного теплообмена с холодной сухой поверх­ностью. В I—d-диаграмме этот процесс соответствует направле­нию сверху вниз по линиям d = const; например, при охлаждении воздуха состояния 1 до состояния 3 (см. рис. 2) 1 кг сухой части воздуха будет отдано кДж теплоты.

Процесс охлаждения воздуха при теплообмене, когда отдает­ся только явное тепло, может протекать до точки 4 (см. рис. 2) пересечения луча d1=const с линией =100%. Эта точка соответствует температуре точки росы воздуха. При дальнейшем охлаждении водяные пары, содержащиеся в воздухе, будут конденсироваться и изменение тепловлажностного состояния воздуха будет прослеживаться вниз налево по линии =100°/о, например до точки 5. Охлаждение по линии = 100% связано с отдачей не только явного, но и скрытого тепла конденсации, и этот процесс относится к более сложному процессу тепло- и влагообмена воздуха.