Паровой увлажнитель (парогенератор)

Паровой увлажнитель (парогенератор) – устройство, вырабатывающее насыщенный пар, используемый для обработки воздуха. Может представлять собой различные по конструкции и компоновке агрегаты. Пар может вырабатываться кипячением или воздействием ультразвука. Обработка паром отличается повышенной гигиеничностью и чистотой.

Изотермический процесс (увлажнение паром)

Типовым процессом обработки воздуха паром является изотермическое увлажнение.

В ходе процесса температура воздуха не изменяется (t = const), а теплосодержание (энтальпия), влагосодержание и относительная влажность увеличиваются. Небольшое количество явного тепла, которое вносится паром, при этом, как правило, не учитывается.

Смешение объёмов воздуха с разными параметрами

Смешение объёмов воздуха с различными начальными состояниями является политропным процессом. Для определения параметров полученной смеси нужно знать параметры и количество исходных компонентов.

На диаграмме точка смеси находится на линии, соединяющей точки с параметрами смешиваемых объёмов воздуха. Её положение будет ближе к точке, соответствующей большему из объёмов.

Теплосодержание (энтальпия) смеси определяется формулой:

I_C = , ,

где G₁ и G₂ – соответственно расходы (или массы) смешиваемых объёмов воздуха, кг.

Влагосодержание смеси: d_C = , г/кг.

Температура смеси: t_C = , ºС.

Возможен случай, когда точка с параметрами смеси находится ниже φ=100%. При этом часть влаги, содержащейся в смеси, конденсируется, а точка с параметрами смеси переместится по адиабате (I_см=const) до пересечения с линией φ=100%, где и будут определяться окончательные значения всех параметров. Количество сконденсировавшейся влаги равно Δd для каждого килограмма смеси.

Реперные (опорные) точки I-d диаграмме

Для реперных (опорных) точек I-d диаграммы традиционно используются следующие обозначения:

Н — точка наружного воздуха;

В — точка внутреннего воздуха;

К — точка после нагрева воздуха в калорифере (при наличии нескольких калорифера указывается порядковый номер устройства по ходу движения обрабатываемого воздуха, например К1, К2 и т.д.);

П — точка приточного воздуха;

У — точка воздуха, удаляемого из помещения;

О — точка воздуха после оросительной камеры;

С — точка смеси воздуха двух различных параметров и масс;

ТР — точка росы;

ТМ — точка температуры мокрого термометра.

Луч процесса

Линия, соединяющая начальную и конечную точки состояний воздуха на I-d диаграмме с координатами I₁d₁ и I₂d₂ соответственно, называется луч процесса или тепловлажностное отношение. Луч показывает направление развития процесса, идущего из начальной точки.

Для построения луча процесса на I-d диаграмме необходимо определить его угловой коэффициент ε – отношение разностей величин энтальпии и влагосодержания конечной и начальной точек:

ε = 1000 = 1000 , ,

где 1000 – переводной коэффициент из граммов в килограммы для влаги.

Также ε выражается через соотношение: ε = = 3,6 , , где

Q_п – количество полной теплоты, переданное при изменении состояния воздуха (это могут быть как теплоизбытки, так и теплопотери),

W – количество влаги, переданное в процессе изменения состояния воздуха (влагоизбытки или влагопоступление ), ;

∆Q_{изб. полн} – избытки полного тепла в помещении, Вт.

Угловой коэффициент наглядно показывает – как при любой начальной температуре и влагосодержании будут происходить изменения параметров внутреннего воздуха в помещении, в котором имеются постоянные источники (или потребители) тепла или влаги.

Размерность углового коэффициента внешне совпадает с размерностью энтальпии воздуха (), однако это абсолютно разные величины: значение знаменателя для энтальпии относится к килограмму сухого воздуха, а для углового коэффициента – к килограмму влаги.

Значения ε могут быть положительными и отрицательными и изменяться от –∞ (при ΔI<0 и Δd=0) до +∞ (при ΔI>0 и Δd=0).

Значения ε для типовых процессов обработки воздуха:

• При ε = 0 происходит адиабатный процесс (I=const, I₁ = I₂, ΔI=0);

• При ε =2530 – изотермический процесс (t=const);

• При ε = +∞ – сухой нагрев (d=0, ΔI<0)

• При ε = -∞ – сухое охлаждение (d=0, ΔI>0)

Если начальные параметры воздуха различны, но значения углового коэффициента ε одинаковы, то лучи, характеризующие изменения состояний, располагаются на I-d диаграмме параллельно друг другу. Поэтому при построении на I-d диаграмме сначала проводится луч процесса с угловым коэффициентом ε из точки I=0 и d=0, а затем – через точку с известными параметрами воздуха проводится луч, параллельный первому

Особо следует заметить, что знак углового коэффициента не определяет направление процесса, идущего по лучу. Так, при одновременном уменьшении значений теплосодержания и влагосодержания, их разности будут отрицательны, а отношение – положительным.

Направления лучей типовых процессов:

• Зона I – увлажнение с увеличением энтальпии (ε > 0)

• Зона II – увлажнением с уменьшением энтальпии (ε < 0)

• Зона III – осушение с уменьшением энтальпии (ε > 0)

• Зона IV – осушение с увеличением (ε < 0)

• 1-2 – сухой нагрев

• 1-3 – изотермический процесс

• 1-4 – адиабатическое увлажнение

• 1-5 – сухое охлаждение

• 1-6 – изотермическое осушение жидкими сорбентами с отводом теплоты сорбции

• 1-7 – адиабатическое осушение с помощью сорбентов