Диаграммы состояния сушильных агентов

Для облегчения расчётов и наглядного изображения процессов изменения состояния влажного воздуха в промышленных установках, построена J d – диаграмма в косоугольных координатах. По оси абсцисс отложена равномерная шкала влагосодержания d. Параллельно ей вверху построена шкала парциального давления водяного пара Р_п по формуле Р_п = P_аd / (622 + d). Под острым углом к вертикалям d проведены с равномерной границей линии J. На ординату d = 0 нанесена шкала температуры t = t_В = t_{сух возд} °С, из которой выходят прямые изотермы I через точки пересечения произвольных линий d и соответствующих им значений J, рассчитываемых для конкретных температур по формуле (4. 17) J (t, d).

Линия φ = 1 представляет собой геометрическое место точек пересе­чения произвольных изотерм t и соответствующих им при φ = 1

(P_H(_t) находят по шкале 1.4).

Линии φ < 1 проходят через точки пересечения произвольных изотерм t и соответствующих им (при задаваемых конкретных значениях φ) линий

На диаграмму нанесены также линии ρ, Vпр, по­строенные по соответствующим формулам.

В лесосушильной технике пользуются диаграммами проф. И.В. Кречетова с расширенной областью влагосодержания до d = 500 г/кг с.в. (Jd – диаграмма (рис. 4.6)) и до бесконечности (tP_п – диаграмма в прямо­угольных координатах (рис. 4.7), на которой крайняя правая вертикаль (Р_п = 1 бар) характеризует чистый пар: при / =100 °С - насыщенный, при t > 100 °С -перегретый). Для топочных газов применяется Jda – диаграмма (рис. 4.8) со шкалой t = 0....1000 °С, с пучком линий W₀, семейством линий J и параллельным им значений α и содержание углекислоты СО₂ = 20,2/α .

Состояние влажного воздуха на диаграммах изображается точкой. Из точки пересечения двух известных констант находят все остальные параметры.

Процессы изменения состояния воздуха в изолированном объеме

Процессы смешивания двух компонентов, содержащих т₁ и т₂ сухого воздуха схематически, изображаются на Jd – диаграмме (рис. 4.9) прямым отрезком, на котором лежит точка смеси С и делит его в отношении

называемым коэффициентом пропорции компонентов смеси.

Это выражение вытекает из преобразования уравнения баланса влаги до и после смешивания: d₁n + d₂ = d_см (п + 1). (4.24)

Откуда

а из уравнения баланса тепла

Примечания: 1. Точка смеси С’ из области мокрого пара по J = const смещается на линию φ = 1.

2. При смешивании влажного воздуха (с параметрами J, d) в количестве n кг (по сухой части) с 1 кг пара, (имеющего энтальпию i_п), параметры смеси

Процесс испарения, представляющий собой подмешивание испаряе­мой влаги к воздуху, протекает при J = const в связи с возвратом в воздух тепла, затраченного на испарение влаги: при этом φ →1, t → t_по темпера­тура, при которой воздух, испаряя влагу, достигает состояния насыщения, называется температурой предела охлаждения при испарении (t_по); она из­меряется термометром с увлажняемой поверхностью. Мокрый и сухой термометры вместе образуют психрометр (рис. 4.10), по показаниям кото­рого (t и t_м = t_по) на Jd – диаграмме легко определяется состояние влажного воздуха: оно характеризуется точкой пересечения изотермы сухого термо­метра t с линией J = const, проходящей через точку пересечения изотермы мокрого термометра t_u с линией φ = 1.

Процессы нагревания (охлаждения) воздуха, представляющие собой конвективное перемешивание его с частью нагретого (охлаждённого) кон­тактом с сухой поверхностью воздуха, протекают при d = const вверх (вниз). Температура, при которой воздух, охлаждаясь о сухую поверхность теплообменника достигает насыщения φ = 1, наз. температурой росы t_f; она измеряется гигрометром. Дальнейшее охлаждение насыщенного воз­духа протекает при ip = 1 с в ыделением конденсата и снижением его влагосодержания d.