Побудова процесів вологого повітря в і-d діаграмі
Для побудови процесу в діаграмі необхідно знати: два початкових параметри, характерну лінію процесу і один кінцевий параметр.
Характерні лінії процесів
Нагрівання і охолодження повітря – проходить по лінії d = const, нагрівання – уверх, охолодження – вниз.
Адіабатне зволоження (осушення) – проходить по лінії І = const, зволоження – вправо і вниз, осушення – вліво і уверх.
Ізотермічне зволоження (осушення) – проходить по лінії t = const, зволоження – вправо, осушення – вліво.
Змішування повітря – зображається прямою лінією, яка з’єднує точки змішування потоків повітря. Точка, яка характеризує параметри суміші, лежить на цій лінії і визначається по правилу важеля.
Початкова точка процесу 1 знаходиться в місці перетину ліній двох початкових параметрів. Із цієї точки рухаються по характерній лінії процесу до перетину з лінією кінцевого параметру і отримують кінцеву точку процесу 2. Всі інші лінії, які проходить через точку 1 або 2 визначають невідомі нам раніше параметри стану в початковій і кінцевій точках процесу. Початкова точка процесу може бути задана комбінацією любих двох параметрів із чотирьох.
Процеси вологого повітря в і-d діаграмі
Нагрівання повітря
При нагріванні повітря в поверхневих теплообмінниках (калориферах) незмінним параметром є вологовміст, лінія d = const. Розглянемо побудову процесу на прикладі. Нехай перед входом у підігрівач повітря має параметри t1 = 8оС, d1 = 4 г вол/(кг сух.пов). Повітря нагрівається у підігрівачі і виходить з нього, маючи температуру t2 = 48оС. Для побудови процесу знаходимо у діаграмі точку перетину ліній: ізотерми t1= 8оС і вологовмісту d1= 4 г вол/(кг сух.пов). Ця точка перетину характеризує початкову точку процесу 1. Піднявшись по лінії І = const, яка проходить через точку 1, до координати І, визначимо ентальпію у точці 1, І = 18,5 кДж/(кг сух.пов.), через точку 1 проходить лінія відносної вологості 1 = 60%. З точки 1 піднімаємось по лінії d = 4 г.вол/(кг сух.пов.) до перетину з ізотермою t2 = 48 оС, точка перетину характеризує кінцеву точку процесу 2. Через точку 2 проходять лінії, які визначають раніше невідомі нам параметри повітря: І2 = 59 кДж/(кг.сух.пов.), 2 = 6%, d2 = d1= 4 г вол/(кг сух.пов.). Лінію процесу нагрівання 1-2 наводимо більш товстою лінією.
Рис. 3.2. Нагрівання повітря
Кількість теплоти, яка витрачається на нагрівання повітря, визначається за формулою
Q = I2 – I1, кДж/(кг сух.пов) (3.5)
де І2 – ентальпія у кінці процесу нагрівання;
І1 – ентальпія на початку процесу нагрівання.
2.3.2. Охолодження повітря
Охолодження повітря в поверхневих теплообмінниках також характеризується лінією d = const. Нехай повітря перед входом у теплообмінник має температуру t1 =50 oC i 1= 20%. Повітря охолоджується так, що його температура знижується до t2 = 15oC. Знаходимо в І-d діаграмі точку перетину ліній: ізотерми t1 = 50oC i лінії 1 = 20%, це початкова точка процесу 1. Піднявшись по лінії І = const, визначаємо ентальпію в початковій точці І1=90кДж/(кг.сух.пов.), опустившись на координату d, визначаємо вологовміст d1= 15,4 г.вол./(кг.сух.пов). Із точки 1 опускаємось по лінії d = 15,4 г.вол./(кг.сух.пов.) до перетину з лінією кінцевого параметру, в даному випадку це ізотерма t2 = 15oC. При цьому можливі два варіанти. Перший – точка перетину з лінією кінцевого параметру лежить над лінією = 100%. Другий – опускаючись по лінії d = const, перетинаємо лінію = 100%, а лінії кінцевого параметру ще не досягли, точка 2 на рис. 2.3. У цій точці t2 = 22оС, І1 = 60 кДж/(кг сух.пов.). В такому випадку далі процес буде йти по лінії = 100% до точки перетину з ізотермою t = 15оС (лінія 2-3). Загальний процес охолодження – це лінія 1-2-3, яку і наводимо більш товстою лінією. У процесі 1-2 повітря тільки охолоджується, а у процесі 2-3 воно охолоджується та ще й висушується. При цьому з повітря випадає вологи
d = d3 –d2. (3.6)
Кількість теплоти, відведеної від повітря у процесі охолодження, кДж/кг сух.пов.
Q = I3 – I1, (3.7)
де І3 – ентальпія у кінці процесу охолодження;
І1 – ентальпія на початку процесу охолодження.
Параметри повітря у точці 2: t2 = 22оС: 2 = 100%; І2 = 60кДж/кг.сух.пов.; d2 = 15,4г.вол./кг.сух.пов.; у точці 3 – t3 = 15оС; 3 = 100%; І3 = 42кДж/кг.сух.пов.; d3 = 10,6г.вол./кг.сух.пов.
Рис. 3.3. Охолодження повітря