Задание № 4.

Смешивается наружный и внутренний воздух. Объём наружного воздуха V₁ = ________м³, t₁ = ______ºC, φ₁=_______% (состояние 1); V₂ = ______м³, t₂ = _______ºC , φ₂=______% (состояние 2). Исходные данные для выполнения задания 4 следует принимать по приложению 2. Атмосферное давление 10⁵ Па. Определить аналитическим путём и по i – d диаграмме: параметры i₁ кДж/кг, d_{1 Г /}кг, i₂ кДж/кг, d₂ г/кг; параметры точки смеси: температуру t_см ,ºC ; теплосодержание i_cм, кДж/кг; влагосодержание d_см, г/кг; относительную влажность φ_см ,%; температуру точки росы t_тр , ºC ; температуру мокрого термометра t_мт , ºC. Следует привести решение задания №4 с использованием i – d диаграммы.

Пример определения параметров точки смеси влажного воздуха при смешивании влажного воздуха с различными параметрами

Смешивается наружный и внутренний воздух. Объем наружного воздуха V₁=5000 м³; t₁ = +10⁰C; φ₁ = 80%; d₁ = 5,1 г/кг; i ₁ = 25,6 кДж/кг; ρ₁ = 1,25 кг/м³ (состояние 1); объем внутреннего воздуха V₂=10 000 м³; t₂ = +25⁰C; φ₂ = 60%; d₂ = 12 г/кг; i₂ = 55 кДж/кг; ρ₂ = 1,18 кг/м³ (состояние 2). Атмосферное давление 10⁵ Па. Определить параметры точки смеси.

Решение (аналитическое).

Определяем массу G сухой части воздуха:

G₊₁₀ = ρ₊₁₀ V₊₁₀ = 1,25 ∙ 5000 = 6250 кг;

G₊₂₅ = ρ₊₂₅ V₊₂₅ = 1,18 ∙ 10000 = 11800 кг;

G_см = 6250 + 11800 = 18050 кг;

ρ₁ = 353 / (273 + t₁) = 353 / (273 + 10) = 1,25 кг/м³

ρ₂₌ 353 / (273 + t₂) = 353 / (273 + 25) = 1,18 кг/м³

Определяем параметры смеси:

d_см = (G₁d₁ + G₂d₂) / G_см = (6250 ∙ 5,1 + 11800 ∙ 12) / 18050 = 9,6 г/кг сух. возд;

i_см = (G₁i₁ + G₂i₂) / G_см = (6250 ∙ 25,6 + 11800 ∙ 55) / 18050 = 44,8 кДж/кг сух. возд;

t_см = (G₁t₁ + G₂t₂) / G_см = (6250 ∙ 10 + 11800 ∙ 25) / 18050 = 19,8⁰C;

Решение с использованием i-d диаграммы. Наносим на i-d диаграмму точки, соответствующие параметрам наружного 1 (t₁ = 10⁰C; φ₁ = 80%) и внутреннего 2 (t₂ = 25⁰C; φ₂ = 60%) воздуха. Массы воздуха G₁ = 6250кг, G₂ = 11800 кг (рис.2.).

Соединяем точки 1 и 2 прямой линией и измеряем длину отрезка (1-2), которая составляет 7,7 см.

Находим отношение масс сухих частей воздуха. При этом массу сухой части состояния воздуха 1 примем за единицу, а состояния 2 – за n, после чего получим

G₁ / G₂ = n = 11800 / 6250 = 1,88.

Длину отрезка величиной 7,7см, соединяющего точки 1 и 2, делим на (n + 1) = 2,88, то есть 7,7 : 2,88 = 2,67 см, что соответствует одной части. От точки 2 откладываем по прямой линии (1-2) отрезок длиной 2,67 см и получаем точку 3 - точку смеси. На i-d диаграмме находим параметры точки смеси: t_см = 19,8⁰C; φ_см = 67,5 %; d_см = 9,6 г/кг сух. возд.; i = 44,8 кДж/кг сух. возд.

Точка смеси лежит ближе к параметру воздуха, сухая часть которого имеет большую массу, т.е. к точке 2. Результаты, как видно, совпадают с результатами аналитического расчета.

С использованием i-d диаграммы для точки смеси - точки 3 определяем температуру точки росы, значение которой составляет t_тр = 13,5 ⁰C и температуру мокрого термометра, значение которой равно t_мт = 16,2 ⁰C.

Примеры определения параметров точки смеси при смешивании двух количеств влажного воздуха с различными параметрами приведены в [12], [13].