Файл: 2.doc

6. , каждым килограммом сухой части влажного воздуха будет отда­но Л/г, кДж, тепла. Процесс охлаждения воздуха, когда при теплооб­мене он отдает только явное тепло, может протекать до состояния, кото­рому соответствует точка 4 (см. рис. III.6) пересечения луча d!=const с линией ср = 100%. Эта точка отвечает температуре точки росы воздуха. При дальнейшем охлаждении водяные пары, содержащиеся в воздухе, конденсируются и изменение его тепловлажностного состояния просле­живается вниз налево по линии ф = 100%, например до точки 5. Про­цесс охлаждения, протекающий по линии ф=100%, связан с отдачей не только явного, но и скрытого тепла конденсации. Этот процесс относит­ся к более сложному процессу тепло- и влагообмена воздуха с холод­ной поверхностью.

Процессы нагрева и охлаждения являются изовлажностными. Они протекают при d=consl и могут быть рассчитаны по приближенной формуле:

в системе СИ

At

(III.25)

At

(III.25')

где At — изменение температуры воздуха при изменении его энтальпии на AI.

§ 11. Процесс адиабатического увлажнения воздуха

Тонкий слой воды или ее мелкие капли при контакте с воздухом приобретают температуру, равную температуре мокрого термометра. При контакте воздуха с водой, имеющей такую температуру, происхо-

Рис. III.7. Изображение в I — ^-диаграмме процессов адиабатического и изотермического /00^ увлажнения воздуха

В вентиляции часто используют способ адиабатического увлажне­ния воздуха рециркуляционной водой. Для этого в оросительной каме­ре разбрызгивают воду, которую забирают из поддона этой же камеры. Вода, находясь в непрерывном контакте с воздухом, приобретает тем­пературу, близкую к температуре мокрого термометра воздуха. Неболь­шая ее часть (1—3%) испаряется и увлажняет воздух, проходящий че­рез камеру. Реальный процесс несколько отклоняется вверх от линии /=const (в результате внесения энтальпии воды при ее испарении, ко­торая при t_Ml>0 не равна нулю), но это отклонение незначительно.

Процессы адиабатического увлажнения, протекающие по линиям /=const, могут быть рассчитаны по приближенной формуле

— * 2,45, (III.26)

Да

где М — изменение температуры воздуха при изменении его влагосодержания на Дс/.

§ 12. Процесс изотермического

УВЛАЖНЕНИЯ ВОЗДУХА

Если в воздух подавать водяной пар, имеющий температуру возду­ха по сухому термометру, то он будет увлажняться без изменения тем­пературы. Процесс изотермического увлажнения воздуха паром в /— d-диаграмме прослеживается по линиям /=const. При подаче пара в воздух с параметрами, которым соответствует точка 1 (см. рис. III.7), состояние воздуха изменяется по линии (j—const (слева направо). Пос­ле увлажнения воздуха его состоянию может соответствовать произ­вольная точка на этой изотерме, например точка 4 при ассимиляции Ad₂ влаги. Предельному состоянию воздуха в этом процессе соответст­вует точка 5 пересечения луча процесса с кривой <р=100%.

В вентиляционной практике используют процесс увлажнения воз­духа острым парсм. Пар обычно имеет температуру более 100°С, т. е. значительно отличающуюся от температуры воздуха. Однако в связи с тем, что явная энтальпия пара, ассимилируемого воздухом, незначитель­на, луч процесса идет с небольшим отклонением вверх от изотермы. Из­менение энтальпии воздуха в основном определяется скрытым теплом водяного пара, температура воздуха при этом повышается немного.

В текстильном производстве применяют метод местного доувлажне-

ния. В воздухе помещения пневматическими форсунками распыляют во­ду, мелкие капли которой, находясь во взвешенном состоянии в воздухе, полностью испаряются. Испарение разбрызгиваемой воды происходит за счет тепла воздуха помещения. Явное тепло воздуха идет на испаре­ние и в виде энтальпии водяного пара возвращается в воздух. По суще­ству, местное доувлажнекие является процессом адиабатического ув­лажнения воздуха, который идет при / = const. Однако в помещении понижения температуры не происходит, так как затраты тепла на доув- лажнение в каждый момент времени компенсируются теплоизбытками в помещении. Если этот процесс разбить на бесконечно малые отрезки,

в пределах которых малому тепловыделению соответствует столь же ма­

лое адиабатическое увлажнение, то в результате получим, как это было предложено П. Н. Каменевым, что условный процесс местного доувлаж- нения в помещении с теплоизбытками можно изобразить в I—d-диаграм­ме по линии /=const.

Процессы изотермического увлажнения, протекающие по линиям (=const, можно рассчитывать по приближенной формуле: в системе СИ

^ ¹2,53; (III.27)

в системе МКГСС

— « 0,605, (III.27')

где М — изменение энтальпии воздуха при изменении его влагосодержания на Ad.

§ 13. Политропическии процесс тепло- и влагообмена воздуха

Изменение состояния воздуха в вентиляционном процессе нередко связано с внесением в воздух или отнятием от него одновременно тепла и влаги. Таково изменение состояния воздуха в помещениях, где одно­временно выделяются и явное тепло и водяные пары, в специальных ус­тановках, где воздух одновременно охлаждается и осушается, и во мно­гих других случаях. При произвольном соотношении количеств тепла и влаги, ассимилируемых воздухом, изменение его состояния можно изо­бразить в I—d-диаграмме линиями, имеющими различные направления. Если потоку воздуха, содержащего сухую часть в количестве G, кг/ч,

передать Q', кДж/ч (ккал/ч)*, тепла и W, кг/ч, влаги, то его энтальпия

изменится на А/, кДж/кг (ккал/кг), так, что

Q' = GAI, (III. 28)

а его влагосодержание изменится на Ad', кг/кг, так, что

W = GAd'. (III.29)

Отношение правых и левых частей уравнений (III.28) и (III.29)Рис III.8. Показатель е двух параллельных лучей процессов изменения тепловлажност­ного состояния воздуха в I—d-диаграмме

А/

а следовательно, и показатель направления луча процесса е. Отсюда можно сделать вывод, что одному и тому же углу наклона прямой в /— d-диаграмме соответствуют процессы изменения тепловлажностного со­стояния воздуха с определенным соотношением ассимилированных ко­личеств тепла и влаги. Для удобства построений на /-d-диаграмме, как было сказано, нанесены масштабные лучи угловых коэффициентов.

Изменение состояния воздуха в помещениях, а также при его обра­ботке в специальных устройствах сводится к изменению его энтальпии, влагосодержания и других параметров. Зная начальное состояние и ко­личество G воздуха, а также полные теплопоступления Q и влагопо- ступления W в воздух, можно, пользуясь угловым коэффициентом е и I—d-диаграммой, определить конечные параметры воздуха. В другом случае неизвестными при прочих известных данных могут быть коли­чество воздуха, полное количество тепла, количество влаги и т.д. Поли- тропический процесс с произвольным угловым коэффициентом е вклю­чает все возможные процессы изменения тепловлажностного состояния воздуха (см. рис. III.5).

Изовлажностный процесс нагрева соответствуе

т

(III. 32)

(III.33)

(III.34)

Для процесса изотермического увлажнения по выражению (111.27) в системе СИ е«2,53, по выражению (111.27') в системе МКГСС е~ 0,605.

Политропический процесс при произвольном значении & прибли­женно можно рассчитать, пользуясь формулой: в системе СИ

М _{л пп} 2,45

— =0,98--j-a (И1.35)

в системе МКГСС

Ы 2,45

-=4.1--^. (III.35 )