книги / Насосы. Вентиляторы. Кондиционеры

для определения значения барометрического давления, на­ пример стандартного, равного 101,3 КПа.

Значение парциального давления насыщенного парарп н зависит только от температуры, поэтому, если при постоян­ ных ( и d изменить давление Рб, то относительная влаж ­ ность ср будет изменяться прямо пропорционально Рб. Та­ ким образом, при изменении давления отношение ф /Рб ос­ тается постоянным. Это положение позволяет использовать / —d -диаграмму, построенную для одного давления Рб, при других барометрических давлениях РбГ Значение <Pj, кото­ рым при этом будут соответствовать линии tp = const, опре­ деляется уравнением

Ф1/Л51 = Ф/^б-

В нижней части (см. рис. 3.2) I —d-диаграммы располо­ жена кривая, имеющая самостоятельную ось координат. Эта кривая связывает влагосодержание d с парциальным дав­ лением (упругостью) водяных паров рп. Ось ординат этого

Положение точки определяется любыми двумя из пяти (/, d, t, <р, р п) параметрами воздуха. Исключение составляют сочетания параметров рп и d, которые имеют однозначную взаимосвязь. Остальные три параметра могут быть опреде­ лены по I —d-диаграмме как производные. Диаграмма удобна не только для определения параметров состояния воздуха, но и для построений изменения его состояния при нагре­ вании, охлаждении, увлажнении, осушении, смешении, при произвольной последовательности и сочетании этих про­ цессов.

I —d-диаграмма позволяет также найти еще два парамет­ ра, которые широко используют в расчетах вентиляции и кондиционирования воздуха: температуру точки росы £р и температуру мокрого термометра fM.

Температурой точки росы воздуха tp называется темпе­ ратура, до которой нужно охладить ненасыщенный воздух, чтобы он стал насыщенным при сохранении постоянного влагосодержания. В соответствии с определением для отыс­ кания температуры точки росы воздуха известного состоя­ ния с помощью I —d-диаграммы через точку А, характеризу­ ющую его состояние, проводят линию d = const до пересече­ ния с кривой ф = 100 % (рис. 3.4). Изотерма, проходящая через точку пересечения, соответствует значению темпера­ туры точки росы воздуха £р А.

Температурой мокрого термометра воздуха tM являет­ ся такая температура, которую принимает влажный воздух при достижении насыщенного состояния и сохранении по­ стоянной энтальпии воздуха, равной начальной. Через точ­ ку А (рис. 3.4), соответствующую состоянию влажного воз­ духа, проводят линию постоянной энтальпии до пересече­ ния с кривой ф= 100 %. Изотерма, проходящая через точку пересечения, соответствует значению температуры воздуха по мокрому термометру £м А.

Построение на I —d-диаграмме процессов измерения состояния влажного воздуха. Для получения воздуха тре­ буемых параметров производят его обработку. Основными процессами обработки воздуха являются: нагрев и охлаж ­ дение; адиабатное и изотермическое увлажнение; политропические процессы тепло- и влагообмена; смешение. Все процессы могут быть рассчитаны, т. е. определены парамет­ ры состояния воздуха с помощью I —d-диаграммы.

Начальное и конечное состояния воздуха определяют со­ ответствующими точками диаграммы, а процесс изменения состояния изображается линией, соединяющей эти точки и

где Qn — поток полной теплоты, обмененной в процессе из­ менения состояния воздуха, кД ж /ч; WHa6 — расход влаги, обменной в процессе изменения состояния воздуха, кг/ч; G — массовый расход воздуха, кг/ч.

Линии процесса наносят на I —d-диаграмму нескольки­ ми способами: непосредственно с выполнением вычислений; с использованием углового масштаба; с использованием транспортира углового масштаба.

П е р в ы й с п о с о б требует выполнения вычислитель­ ных операций и применяется при невозможности использо­ вания других способов. Допустим, что в помещении выделя­ ются теплота Qn и влага W при начальных параметрах воз­ д у х а ^ и dj (точка 1, рис. 3.5). Используя выражение (3.15), вычисляем значение е и по формуле (3.14) получаем

где 1т и dm — энтальпия и влагосодержание воздуха во вспомогательной точке т соответственно.

Задаваясь каким-либо значением приращения влагосодержания Ad = dm - dv можно вычислить приращение эн­

= + AI. Проведем на I —d -диаграмме линии dm = const и I m = const до их взаимного пересечения во вспомогательной точке т. Прямая, проведенная через точки 1 и т, определит направление изменения состояния воздуха в соответствии с заданными условиями.

В т о р о й с п о с о б нанесения линий изменения состояния воздуха основан на том, что линии, угловые коэф­ фициенты которых одинаковы, на I —d-диаграмме параллель­ ны между собой, поэтому для их построения на I —d -диа­ грамму обычно наносят угловой масштаб. В большинстве случаев масштаб размещается на рамке I —d-диаграммы, но иногда бывает представлен в виде круга с линиями масшта­ ба, исходящими из его центра.

Для нанесения углового масштаба на рамку / —d -диа­ граммы задаемся начальными значениями / 1 = 0 H d 1 = 0 (точка начала координат на / —d -диаграмме) и по выраже­ нию (3.16) получаем

воздуха. Предельное состояние воздуха в этом процессе со­ ответствует его насыщению влагой в точке 3 пересечения луча процесса с кривой (р= 100 % .

При кондиционировании часто используют адиабатное увлажнение воздуха рециркуляционной водой. Для этого в оросительной камере разбрызгивают воду, которую заби­ рают насосом из поддона этой же камеры. Вода, непрерыв­ но находясь в контакте с воздухом, имеет температуру, близ­ кую к температуре мокрого термометра, и в небольшой час­ ти (до 1 -3 %) испаряется и увлажняет воздух, проходящий через камеру. Реальный процесс несколько отклоняется вверх по линии I = const в результате увеличения тепловой емкости доли водяного пара во влажном воздухе, но это от­ клонение практически незначительно.

Рассмотрим адиабатный процесс, проходящий на поверх­ ности шарика мокрого термометра:

h = I l + (Ж и /°) h cw или h ~ h = W J G ) t2cw ; (3.17)

d2/1000 = dj/1000 + W J G или (d2 - d ^ /1 0 0 0 = W JG .

(3.18)

При делении выражения (3.17) на формулу (3.18) полу, чим

£ —[С^2 ^ l)/(^ 2 ^ l)] 1000 — ^2 CW ~ *м CW ’

Таким образом, процесс на поверхности ш арика мокРого термометра происходит при значении углового коэффици­ ента е = tmcw . Отсюда следует, что адиабатным (изознталЬпийным) процесс может быть только при значении tM= 0 °С. Во всех остальных случаях наблюдаются отклонения от изо­ энтальпии.

Изотермический процесс увлажнения. Если в возДУх по­ дать пар, имеющий ту же температуру, что и воздух по сухо­ му термометру, то воздух будет увлажняться не изменяя своей температуры. Изотермический процесс увлажнения возду. ха паром на I —d -диаграмме можно проследить по линиям t = const. При подаче пара в воздух с параметрами, опреде­ ленными точкой 1 (см. рис. 3.9), состояние воздуха изменя­ ется по линии fj = const (слева направо). После увлажнения состояние воздуха может соответствовать произвольной точке на этой изотерме, например точке 4 при ассимиляции Ad2 влаги. Предельное состояние воздуха в этом процессе соот­ ветствует точке 5 пересечения линии с линией <р= 100 % .

При кондиционировании воздуха используют увлажне­ ние воздуха острым паром, который обычно имеет темпера­ туру более 100 °С, т. е. значительно отличающуюся от тем­ пературы воздуха. Однако в связи с тем, что содержание явной теплоты в паре, ассимилируемом воздухом, незначительно, луч процесса идет с небольшим отклонением вверх от изо­ термы. Изменение энтальпии воздуха в основном определя­ ется теплотой парообразования водяного пара, температура воздуха при этом повышается немного.

Политропические процессы тепло- и влагообмена. Мно­ гие процессы изменения состояния воздуха при кондицио­ нировании связаны с одновременным внесением в воздух или отведением из него теплоты и влаги. Такое изменение состояния воздуха происходит, например, в помещениях, где одновременно выделяются и явная теплота, и водяной пар, или где воздух одновременно охлаждается и осушается. При произвольном соотношении количеств ассимилированных воздухом теплоты и влаги изменение состояния воздуха мож­ но изобразить на I —d-диаграмме линиями, имеющими раз­ личные направления. Если потоку воздуха, сухая часть ко-

Таким образом, чтобы найти точку смеси, нужно прямую 1-2 или ее проекции разделить на п + 1 частей и отложить от точки 1 одну часть, оставив п частей до точки 2. Такое построение определит положение точки смеси. Возможен случай, когда точка смеси 3' окажется в области ниже ли­ нии ср = 100 % . Это значит, что при смешивании будет обра­ зовываться туман (конденсация, образование капель из во­ дяного пара, содержащегося в воздухе). Если принять тем­ пературу выпадающей влаги, близкой к температуре мокро­ го термометра, соответствующей (/3. = const) точке смеси 3' (рис. 3.11), то действительные параметры точки смеси 3 бу­ дут соответствовать пересечению линий / 3. = const и ф = 100 %. Снижение влагосодержания воздуха за счет конденсации влаги определяется по выражению

С^з' с^з*