1.Владный воздух. I—d-диаграмма Рамзина.
В системах вентиляции рабочим телом является влажный воздух. Влажным воздухом называется парогазовая смесь, состоящая из сухого воздуха и водяных паров.
Основными характеристиками влажного воздуха являются:
1) абсолютная влажность D , г/м3,– масса водяного пара, содержащегося в 1 м3 влажного воздуха;
2) относительная влажность ϕ, %,– отношение действительной абсолютной влажности к максимально возможной влажности в насыщенном воздухе при той же температуре;
3)влагосодержание воздуха d,г/кг,–масса водяного пара,находящегося во влажном воздухе,сухая часть кот весит 1 кг.
4) энтальпия I ,кДж/кг,– кол-во теплоты,содержащейся во влажном воздухе и отнесенной к 1 кг заключенного в нем сухого воздуха.
При обработке воздуха в вентиляционных установках изменяется его тепловлажностное состояние. Вопросы, относящиеся к влажному воздуху, удобно и легко решаются с помощью I-d диаграммы (рис. 4.1). Она была
предложена в 1918 г профессором Л.К. Рамзиным. В I-d диаграмме графически связаны все параметры, определяющие тепловлажностное состояние воздуха: энтальпия I, влагосодержание d, температура t, относительная влажность ϕ и парциальное давление . п н р .
I-d диаграмма построена в косоугольной системе координат. По оси ординат отложены значения энтальпий I, кДж/кг, по оси абсцисс, направленной под углом 150° к оси I, – значения влагосодержаний d, г/кг. Поле диаграммы разбито линиями постоянных энтальпий I = const и влагосодержаний d = const. На диаграмму нанесены также линии постоянных температур t = const. Все поле диаграммы линией ϕ = 100 % разделено на две части. Выше этой линии расположена область ненасыщенного влажного воздуха. Линия ϕ = 100 % соответствует состоянию воздуха, насыщенного водяными парами. Ниже этой линии расположена область перенасыщенного состояния воздуха (метастабильное состояние или состояние тумана). Каждая точка на поле диаграммы соответствует определенному тепловлажностному состоянию воздуха. Положение точки определяется любыми двумя из пяти (I, d, t, ϕ, п р ) параметрами состояния. Остальные три параметра могут быть определены по I-d диаграмме как производные.
Температура точки росы рt , °С, – температура, до которой нужно охладить ненасыщенный воздух, чтобы он стал насыщенным при сохранении постоянного влагосодержания.
Температура мокрого термометра м t , °С, – температура, которую принимает воздух при достижении насыщенного состояния и сохранении постоянной энтальпии воздуха, равной начальной.
2. Построение на I—d-диаграмме процессов изменения состояния влажного воздуха
Учитывая, что на Id диаграмме состояние влажного воздуха отображается точкой, процесс изменения состояния отображается некой линией, соединяющей точки начального и конечного состояний.Пусть воздух имеет некое начальное состояние, отображаемое на Id диаграмме точкой А. Конечное состояние некого процесса пусть отображается точкой Б. Такой процесс может быть осуществлен в неком тепло массообменном аппарате, в котором воздух одновременно нагревается и увлажняется. Обычно процесс изменения состояния изображают прямой линией, соединяющей точки начального и конечного состояний. Именно так и изображен жирной стрелкой процесс АБ. Однако, переход из точки А в точку Б мог идти и по другому пути: по некоторому криволинейному пути. соединяющему точки А и Б. На рисунке изображено всего две таких линии, однако их можно нарисовать бесчисленное множество.Более того, мы условно можем считать, что процесс изменения состояния состоял из двух отдельных процессов: в одном воздух воспринимал только явное тепло и нагревался без изменения влагосодержания до температуры точки С (процесс АС), а во втором воспринимал только влагу и увлажнялся без изменения температуры (процесс СБ, увлажнение воздуха паром). Причем порядок осуществления процессов не имеет значения: можно вначале увлажнить воздух (процесс АД), а затем нагреть его (процесс ДБ).Есть и другой вариант осуществления процесса: вначале нагреть воздух без изменения влагосодержания до точки Е (процесс АЕ), а затем увлажнить его с одновременным охлаждением (процесс ЕБ, изоэнтальпийное охлаждение в оросительной камере или другом массообменном аппарате).
Для всех четырех рассмотренных вариантов количество теплоты, которое надо сообщить воздуху, чтобы перевести его из состояния А в состояние Б, одинаково и определяется исключительно энтальпией воздуха в точках А и Б
