Диаграмма d- I влажного воздуха

Расчет и анализ процессов тепловлажностной обработки воздуха по вышеприведенным зависимостям сложен. Для расчета процессов, происходящих с воздухом при изменении его состоя­ния, используют тепловую диаграмму влажного воздуха в коор­динатах d-I (влагосодержание - энтальпия), которая была предложена нашим соотечественником профессором Л.К.Рамзиным в 1918г.

Л. К. Рамзин (1887—1948) — советский инженер-теплотехник, изобретатель

прямоточного котла. http://ru.wikipedia.org/wiki/Рамзин

Она получила широкое распространение у нас и за гра­ницей. Диаграмма d-I влажного воздуха графически связывает все параметры, определяющие тепловлажностное состояние воздуха: энтальпию, влагосодержание, температуру, относительную влажность, парциальное давление водяных паров.

Построение диаграммы основано на зависимости .

Чаще всего диаграмма d-I строится для давления воздуха, равного 0,1013 МПа (760 мм рт.ст.). Встречаются диаграммы и для других барометрических давлений.

Ввиду того, что барометрическое давление на уровне моря изменяется от 0,096 до 0,106 МПа (720 - 800 мм рт.ст.), рас­четные данные по диаграмме следует рассматривать как сред­ние.

Диаграмму строят в косоугольной системе координат (под 135°). При этом диаграмму становится удобной для графических построений и для расчетов процессов кондиционирования воздуха, поскольку расширяется область ненасыщенного влажного воздуха. Однако в целях сокращения размеров диаграммы и удобства использования зна­чения d сносят на условную ось, расположенную под 90° к оси I .

Диаграмма d-I изображена на рисунке 1. Поле диаграммы разбито линиями постоянных значений энтальпии I = const и влагосодержания d = const. На него нанесены также линии постоянных значений температуры t = const, которые не параллельны между собой — чем выше температура влажного воздуха, тем больше отклоняются вверх его изотермы. Кроме линий постоянных значений I, d, t, на поле диаграммы нанесены линии постоянных значений относительной влажности воздуха φ = const. Иногда наносят линию парци­альных давлений водяного пара р_п и линии других параметров.

Рисунок 1 – Тепловая диаграмма d-I влажного воздуха

Существенное значение имеет следующее свойст­во диаграммы. Если воздух изме­нил свое состоя­ние от точки а до точки б, без­различно по како­му процессу, то на диаграмме d-I это изменение мож­но представить в виде отрезка пря­мой аб. При этом приращению энтальпии возду­ха будет соот­ветствовать отре­зок бв=I_б -I_а. Изотерма, прове­денная через точ­ку а, разделит отрезок бв на две части:

отрезок бд, представляющий из­менение доли ощу­тимого тепла (за­паса тепловой энергии, измене­ние которой приводит к изменению температуры тела): .

отрезок дв, определяющий в масштабе изменение теплоты парообразования (изменение этой теплоты не вызывает изменения температуры тела): .

Отрезок aг соответствует изменению влагосодержания воздуха . Точку росы находят, опустив перпенди­куляр из точки состояния воздуха (например из точки б) на условную ось d до пересечения с линией насыщения (φ=100%). На рис. 2.6 К-точка росы для воздуха, начальное состояние которого определяла точка б.

Направление процесса, происходящего в воздухе, характеризуется изменениями энтальпии I и влагосодержания d .

Отношение изменения энтальпии к изменению влагосодержания называется тепловлажностным отношением или характеристикой процесса

, кДж/кг

где - разность энтальпий воздуха в конце и начале процесса, кДж/кг;

- разность влагосодержаний воздуха в конце и начале процесса, кг/кг.

Геометрически - это тангенс угла наклона линии процесса изменения состояния воз­духа. На полях диаграммы d-I нанесен угловой масштаб, лучи которого соответствуют направлениям процессов изменения состояния воздуха. Процессы изменения состояния воздуха, имеющие равные значения ε, проходят параллельно указанному на полях диаграммы лучу.

На диаграммах d-I обычно наносят пучок лучей (угловой масштаб), соответствующих различным значениям (рис.2).

Рисунок 2 – Диаграмма d-I влажного воздуха

Зная начальное состояние воздуха и , из точки на­чального состояния проводят соответствующий луч процесса, на пересечении которого с линией любого известного конечного па­раметра воздуха (например, t) находят все параметры, ха­рактеризующие конечное состояние воздуха.