Влажный воздух

Влажный воздух

Обработка воздуха в приточной камере осуществляется с частичной рециркуляцией.

Рисунок 11 – Схема движения воздуха (Н – точка наружного воздуха; В – точка внутреннего воздуха; С – точка смеси)

в камере процесс смешения воздуха может осуществляться 2-мя способами:

1-ый способ – наружный воздух смешивается с внутренним воздухом, забираемым из помещения подогревается в калорифере и подается в помещение с температурой t_см = t_пр, °С;

2-ой способ – если точка смеси лежит в области ниже j = 100 %, тогда наружный воздух предварительно подогревается в калорифере 1-ой ступени до температуры , °C, смешивается с внутренним воздухом, догревается в калорифере 2-ой ступени и подается в помещение с температурой t_см = t_пр.

· массовый расход наружного воздуха G_н, кг/с; его температура t_н, °С; и влагосодержание d_н = 0,1 г/кг;

· массовый расход внутреннего воздуха G_в, кг/с; его температура t_в, °С; и относительная влажность j_в,%.

исходные данные

№	G_н, кг/с	t_н, °С	G_в, кг/с	t_в, °С	j_в, %	t_пр, °С
	2,1	– 23	0,70
	2,4	– 24	0,60
	2,5	– 20	0,50
	2,0	– 15	0,50
	1,4	– 20	0,70
	1,8	– 21	0,60
	2,0	– 22	0,50
	2,4	– 23	0,60
	2,1	– 24	0,40
	2,4	– 19	0,60
	2,7	– 18	0,90
	3,0	– 17	1,00
	2,7	– 16	0,45
	2,0	– 20	0,50
	2,4	– 18	0,60
	2,8	– 16	0,70
	2,4	– 14	0,60
	1,8	– 17	0,40
	2,0	– 20	0,50
	2,6	– 23	0,4
	3,2	– 24	0,80
	3,0	– 23	0,60
	2,8	– 22	0,70
	2,4	– 20	0,60
	2,5	– 23	0,50
	2,0	– 21	0,50
	1,8	– 19	0,60
	2,6	– 17	0,40
	2,5	– 15	0,50
	3,0	– 22	1,2

Определить с использованием id-диаграммы (приведена в приложении 3):

1 точку внутреннего воздуха и все ее параметры: t_в, °С; j_в, %; d_в, г/кг; i_в, кДж/кг; t_р, °С; р_п, Па; t_м, °С.

2 точку наружного воздуха и ее удельную энтальпию i_н кДж/кг;

3 точку смеси и все параметры смеси: t_см, °С; j_см, %; d_см, г/кг; i_см, кДж/кг; t_р, °С; р_п, Па; t_м, °С.

4 точки приточного воздуха и ее параметры: t_пр, °С; j_пр, %; d_пр, г/кг; i_пр, кДж/кг; р_п, Па; t_р, °С; t_м, °С.

5 Количество теплоты на подогрев воздуха Q, Вт.

6 Минимальную температуру внутренней поверхности наружного ограждения для внутреннего воздуха (t₂) с целью не допущения образования на ней конденсата.

7 ответить на контрольные вопросы:

что такое влажный воздух?

характеристики влажности воздуха?

что можно определить по id диаграмме?

что такое температура точки росы?

что такое температура мокрого термометра?

Общие теоретические положения

Влажный воздух– это двухкомпонентная смесь, состоящая из сухой части воздуха и водяного пара.

Диаграмма id графически связывает следующие параметры:

· влагосодержание d, г_в.п/(кг_с.в);

· удельную энтальпию. i, кДж/(кг_с.в);

· температуру, t °С;

· относительную влажность φ, %;

· парциальное давление водяных паров р_в.п, кПа.

По оси абсцисс откладывается влагосодержание d, г_в.п/(кг_с.в), а по оси ординат – удельная энтальпия влажного воздуха i, кДж/(кг_с.в), и температура t °С. за начало отсчета удельной энтальпии принята нулевая точка, в которой d = 0, i = 0, t = 0.

При построении диаграммы принята косоугольная система координат, так как в такой системе область ненасыщенного воздуха занимает большую площадь диаграммы. Через точки на оси ординат проводят линии постоянной удельной энтальпии (i = const) под углом 135 ° к линии постоянного влагосодержания (d = const). После нанесения сетки из линий i = const и d = const на диаграмму наносят линии постоянной температуры – изотермы (t = const) и кривые линии постоянной относительной влажности (φ = const). В нижней части диаграммы нанесена линия парциальный давлений водяного пара р_в.п, кПа.

Кривая линия, соответствующая φ =100 %, делит диаграмму на две части. Справа от линии расположена область влажного ненасыщенного воздуха, слева – область влажного насыщенного воздуха.

Два любых параметра определяют на диаграмме точку тепловлажностного состояния воздуха, по которой можно найти остальные параметры.

Кроме того, по диаграмме можно найти параметры насыщения влажного воздуха:

1) парциальное давление насыщения водяными парами воздуха при t= const;

2) насыщенное влагосодержание водяными парами воздуха при данной температуре,

3) насыщенная энтальпия водяными парами воздуха, при данной температуре,

4) температуру точки росы t_р – температуру насыщения при d = const;

5) температуру мокрого термометра t_м – температуру насыщения при i = const.

По двум любым параметрам на диаграмму наносится точка, которая характеризует тепловлажностное состояние влажного воздуха и по этой точке можно определить все остальные параметры (рисунок 12).

Например, возьмем точку с параметрами воздуха: t = 20 °С и j = 50 %.

Находим следующие параметры воздуха: i, кДж/кг, d, г/(кг с. в), р_в.п, кПа, , t_р, t_м.

опускаясь от точки вниз по d = const до линии парциального давления водяного пара, далее по горизонтали определим парциальное давление водяного пара воздуха (р_в.п), кПа. Для определения из точки идем по линии t = const до пересечения c линией φ = 100 %, а затем по d = const до пересечения со вспомогательной линией парциального давления водяного пара, далее по горизонтали определим парциальное давление насыщения водяного пара воздуха.

Движение от точки по i = const до шкалы энтальпий, определим удельную энтальпию, кДж/кг. Для определения из точки идем по линии t = const до пересечения c линией φ = 100 %, а затем по i = const до шкалы энтальпий.

Движение от точки по i = const до кривой φ = 100 % и далее по t = const даст температуру мокрого термометра t_м_.,°С, а движение по d = const до пересечения с φ = 100 % и далее идя по t = const покажет температуру точки росы t_р , °С.

параметры воздуха: d ≈ 7,7 г/(кг·с. в); i ≈ 39,5 кДж/кг; р_в.≈ 1,3 кПа; ≈ 2,39 кПа; г/(кг·с. в); кДж/кг; t_р ≈ 10 °, t_м ≈ 14 °С.

На рисунке 12: 1-2 – нагрев при d = const; 1-3 – охлаждение при d = const; 4-6 – охлаждение и увлажнение при i = const(адиабатный процесс) до температуры мокрого термометра t_м; 5-7 – охлаждение при d = const до температуры точки росы t_р; 1-8-4 – смешение воздуха двух состояний (1 и 4) до состояния 8; 9-10 – построение изменения тепловлажностного состояния воздуха от начального состояния 9по лучу процесса e = А до искомой точки 10.

Рисунок 12 – Отображение процессов происходящих

в вентиляционных процессах и процессах кондиционирования воздуха

1. Для расчета необходимо найти точку внутреннего воздуха В, которая лежит на пересечении t_в,°С и φ_в. %. Определяются остальные параметры для этой точки (t_в, °С, j_в, %, d_в, г/кг, i_в, кДж/кг, р_п, кПа, t_р, °С, t_м, °С

2. точка наружного воздуха Н лежит на пересечении t_н, °С и d_н., г/кг.

3. Определение точки смеси:

1) соединяем точки Н и В прямой линией, так как точка смеси лежит на линии, соединяющей эти 2 состояния воздуха;

· находим точку смеси воздуха С_м из условия, что точка смеси делит отрезок Н-В на части обратно пропорциональные массовым расходам воздуха (пример: если G_в = 0,6 кг/с примем за одну часть (G_в = 1), тогда G_н = 2,4 кг/с составит 4 части (G₂ = 4). Общий расход составит G_общ = G₁ + G₂ = 5 частей);

· замеряем, отрезок Н-В и делим его на общее количество частей (в примере 5 частей);

· от точки Н откладываем 1 часть и получим точку смеси С.

4. точка приточного воздуха и ее параметры: из точки смеси С проводим линию d = const до пересечения с линией t_пр °С (дана в исходных данных)

5 Определяем параметры приточного воздуха: t_пр, °С, j_пр, %, d_пр, г/кг, р_п, кПа, i_пр, кДж/кг, t_р, °С, t_м, °С

6 определение количества теплоты Q, кВт:

· в прямоточной приточной камере:

, (15)

G_см – общий расход воздуха, кг/с, G_см = G_н + G_в,

7 Определение минимальной температурывнутренней поверхности наружного ограждения с целью не допущения образования на ней конденсата (t_р).