Диаграмма влажного воздуха hd: Публикация не была найдена — Студопедия

Влажный воздух. Hd-диаграмма влажного воздуха. Основные процессывлажного воздуха.
⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 10Следующая ⇒

 

hd – диаграмму предложил в 1918 г. профессор МВТУ Л.К. Рамзин. Построена диа-грамма для одного постоянного давления влажного воздуха, обычно 745 мм.рт.ст., которое является среднегодовым для среднеевропей-ской части.

По оси абсцисс в hd – диаграм-ме откладывается влагосодержание d, Для лучшего использо-вания площади листа, диаграмма построена в косоугольных координатах и другая ось проведена под углом 135° к оси абсцисс. Эта ось и представляет энтальпию влажного воздуха h (отнесенную к килограм-му сухого воздуха). Начало коорди-нат совпадает с точкой, соответст-вующей состоянию воздуха tc = 0°С, d = 0 кг/кг, h = 0 кДж/кг.

13.4. Основные процессы изменения состояния влажного воздуха

Наиболее часто встречаются в практической деятельности процессы изобарных нагрева и охлажде-ния, увлажнения и осушки, а также смешения. Рассмотрим построение их в hd-диаграмме и расчет с ее по-мощью.

Процессы изобарного нагрева-ния и изобарного охлаждения влажного воздуха протекают при постоянном влагосодержании d = const., что определяет их построе-ние в hd-диаграмме. Процесс 1-2 (рис.1.147) – процесс нагревания направлен вверх, процесс 1-3 – процесс охлаждения воздуха на-правлен вниз диаграммы. Теплота процесса 1-2 нагревания влажного воздуха, содержащего L кг сухого воздуха Q = L(h

2 – h1). (1.448) Теплота процесса 1-3 охлаждения влажного воздуха, содержащего L кг сухого воздуха Q = L(h1 – h3). (1.449)

Постоянство влагосодержания в процессе охлаждения будет лишь при условии tc > tp (процесс 1-3), т.е. при охлаждении ненасыщенного влажного воздуха. После достиже-ния состояния т.4 насыщенного влажного воздуха (tc = tp) картина изменяется: дальнейшее охлажде-ние сопровождается конденсацией пара, влагосодержание воздуха уменьшается, процесс (на диаграм-ме процесс 4-5) протекает по линии ϕ = 100% и является одновременно процессом осушки влажного воздуха. Количество отводимой теплоты определяется Q = L(h4 – h5). (1.450)

Количество отводимой воды сконденсировавшихся ее паров ΔМп = L(d4 – d5

). (1.451)

Общее количество теплоты процесса 1-5 равно Q = L(h1 – h5). (1.452)

Увлажнение влажного воздуха можно провести, прежде всего, если воздух ненасыщенный. Механизм процесса адиабатного (без теплообмена с источниками теплоты) увлажнения воздуха рассматривался при ознакомлении с понятием температуры мокрого термометра. Изложенная картина процесса свидетельствует, что при его протекании температура поверхности воды не изменяется и равна температуре адиабатнго насыщения воздуха ta. Энергия, подведенная из воздуха на испарение воды, возвращается назад в воздух с образовавшимся водяным паром. Таким образом, процесс изобарного, адиабатного увлажнения воздуха одновременно и изоэнтальпический h = const. )На рис.1.147 это процесс 2-6). Количество испаренной влаги определяется соотношением

ΔМп = L(d6 – d2). (1.453)

Смешение потоков влажного воздуха, для каждого из которых известно: т.6(L6, h6, d6) и т.3(L3, h3, d3). Результирующий поток т.7(L7, h7, d7) Схема, поясняющая процесс, приведена на рис.1.148. Запишем для процесса уравнения:

баланса энергии L3h3 + L6h6 = L7h7; (1.454)

баланса влаги L3d3 + L6d6 = L7d7; (1.455)

баланса сухого воздуха L3 + L6 = L7; (1.456)

На hd-диаграмме линия процес-са смешения представляет собой прямую, соединяющую точки, со-ответствующие состояниям смеши-вающихся потоков. Точка, соответ-ствующая состоянию результи-рующего потока делит отрезок [3-6] на пропорциональные части [3-7] и [6-7] =36LL]67[]73[−−. (1.459)

Совокупность рассмотренных процессов дает основу для расчета систем, где используется влажный воздух.

13. Реальные вещества. Критическое состояние. Фазовые диаграммы состояния: рv-, Ts-, hs-. Термодинамические свойства воды. Термодинамические таблицы, диаграммы и уравнения состояния воды.

Критическая температура — температура вещества в критическом состоянии.

Критическое состояние — состояние ТС, характеризующееся исчезновением различия между фазами, находящимися в равновесии друг с другом (сежду жидкостью и её паром). Фазовое равновесие — равновесное состояние ТС, состоящей из 2 и более фаз. Фаза — гомогенная область гетерогенной системы. Гомогенная ТС — ТС, между частями которой нет поверхности раздела. Гетерогенная ТС — ТС, состоящая из отдельных частей, разграниченных поверхностью раздела.

Фазовая диаграмма — термодинамическая диаграмма, в которой по осям координат откладываются физические параметры (давление и температура, давление и удельнй объём и т.д.) и наносятся кривые фазового равновесия.

Кривая фазового равновесия — кривая, соответствующая равновесному состоянию фаз.

рϑ-диаграмма реальной ТС

Её особенностью является (как и 2 следующих диаграмм) изображение области 2-фазного равновесного состояния в виде площадей, ограниченных пограничными кривыми Тs-диаграмма реальной ТС hs-диаграмма реальной ТС




Содержание

Расчет параметров влажного воздуха | Remak.eu

Перейти к основному содержанию Главная Login
  • RU
  • CZ
  • EN

Форма поиска

Найти

  • Продукты
    • Установки
      • AeroMaster Cirrus
      • AeroMaster XP
      • AeroMaster FP
      • Vento
      • CAKE
    • Зaвeсы
      • DoorMaster C
      • DoorMaster D
      • DoorMaster P
    • Управление
      • VCS
      • Мобильное приложение
  • Приложения
    • Стандартная вентиляция
    • Бассейновые помещения
    • Чистые помещения и здравоохранение
    • Сейсмическая среда
    • Взрывозащищенная среда
  • Референции
  • Поддержка
    • Программное обеспечение AeroCAD
    • Бланк претензии
  • Услуги
  • О компании
    • Новости
    • Профиль компании
    • Представительства в Роcсии
    • Материалы для загрузки
  • Контакты
    • Головной офис
    • Торговая команда ЧР / СР
    • Бизнес представительство
    • Сервисный отдел
    • Отдел кадров
  • Скачать
  • h-x diagram
  • Расчет параметров влажного воздуха
  • Расчет площади машинного зала
  • Подбор профиля канального воздуховода
  • Расчет толщины изоляции и потерь тепла воздуховода
  • Расчет удельной потери давления воздуховода
  • Конвертор установок объемного расхода воздуха
  • Общий расчет потерь давления местным сопротивлением
  • Расчет состояния воздуха при обогреве и мощность обогревателя

tel.+420 571 877 778

fax +420 571 877 777

e-mail [email protected]
  • © 2020 REMAK a.s. | Administration by Gapanet solution s.r.o.

Влажный воздух. hd-диаграмма влажного воздуха

Влажный воздух-это смесь сухого воздуха и водяного пара. Поскольку воздух-это смесь, то по закону Дальтона, общее давление смеси определяется по формуле.
где парциальное давление сухого воздуха, Па; парциальное давление водяного пара, Па.

 


Максимальный парциальное давление водяного пара при данной температуре называется давлением насыщения и обозначается Ps. Величина Ps водяного пара во влажном воздухе определяется только температурой смеси и не зависит от давления смеси Рвол.пов .. Влажный воздух, в котором парциальное давление пара меньше, называется ненасыщенным. Если ненасыщенных влажный воздух охлаждать при постоянном давлении, то можно достичь состояния, при котором. Влажный воздух в таком состоянии называется насыщенным, то есть, влажный воздух состоять из сухого воздуха и насыщенного водяного пара. Температура влажного воздуха, при которой, называется температурой точки росы. При дальнейшем охлаждении насыщенного воздуха будет больше чем, водяной пар станет влажной и начнет конденсироваться (выпадение росы).
Для характеристики паровоздушной смеси необходимо знать ее состав. Состав смеси характеризуют следующие величины: абсолютная влажность воздуха-это количество водяного пара в воздухе, которая содержится в одном метре кубического влажного воздуха. На основе этого уравнения построена hd-диаграмма влажного воздуха. Для практических инженерных расчетов термодинамических процессов влажного воздуха удобно пользоваться hd-диаграммой влажного воздуха.
Диаграмма построена для среднего атмосферного давления и с достаточной точностью может использоваться для небольших отклонений от этого давления и для рабочих тел-продуктов сгорания.

С помощью hd - диаграммы можно выполнить следующие расчеты.
1. По двум известным параметрам состояния влажного воздуха можно найти местонахождение точки, а значит и другие параметры (h, t,, d, pвод.пары), всего пять.
2. Для нахождения парциального давления водяного пара необходимо с заданной точки опустить вертикальную прямую до пересечения с линией Рвод.пары., С точки пересечения по вертикали пройти до правого поля диаграммы, где прочитать парциальное давление водяного пара.
3. Для каждого состояния влажного воздуха можно найти температуру точки росы tт.р.. Для этого из данной точки опустить вертикальную прямую до линии, и с точки пересечения дойти по изотерме до левого поля диаграммы. Можно определить температуру мокрого термометра tм.т.. Для этого из данной точки по изоентальпии пройти до пересечения с линией и далее по изотерме до левого поля диаграммы (tм.т.> tт.р.).
4. Процесс подогрева воздуха в калорифере изображают вертикальной прямой, направленной вверх (1-2).
5. Процесс испарения влаги из осушаемого тела, что соответствует увлажнению подогреваемой воздуха изображаются изоентальпиею, направленной вниз (2-3).
6. Если смешать два объема воздуха V1 и V3 с различными параметрами, то точка, характеризующая параметры смеси лежит на прямой, соединяющей точку 1 и точку 3


Определение основных параметров и характеристик влажного воздуха по hd – диаграмме

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 10Следующая ⇒

Впервые hd - диаграмма для влажного воздуха была предложена проф. Л.К. Рамзиным. В настоящее время она применяется в расчетах систем кондиционирования, сушки, вентиляции и отопления.
Принцип построения
В hd – диаграмме (рис. 2.1) по оси абсцисс откладывается влагосодержание d, г/кг сухого воздуха, а по оси ординат - удельная энтальпия влажного воздуха h, кДж/кг сухого воздуха. Для более удобного расположения отдельных линий, наносимых на hd - диаграмму, она строится в косоугольных координатах, в которых ось абсцисс проводится под углом 135° к оси ординат.

При таком расположении осей координат линии h=const, которые должны быть параллельны оси абсцисс, идут наклонно. Для удобства расчетов значения d сносят на горизонтальную ось координат.

Линии d=const идут в виде прямых параллельных оси ординат, т.е. вертикально. Кроме того, на hd.-диаграмме наносят изотермы tС=const,

tM=const (штриховые линии на диаграмме) в линии постоянных значений относительной влажности (начиная от. j =5% до j =100%). Линии постоянных значений относительной влажности j =const строят только до изотермы 100° , т. е. до тех пор, пока парциальное давление пара в воздухе РП меньше атмосферного давления .

расположена выше этой линии –область ненасыщенного влажного воздуха, в котором пар находятся в перегретом состоянии. Часть диаграммы ниже линии j Кривая постоянной относительной влажности j =100% делит всю диаграмму на две части. Та ее часть, которая =100% - область насыщенного влажного воздуха.

Так как при j =100% показания сухого и мокрого термометров одинаковы, tC =tM, то изотермы tC=tM=const пересекаются на линии j =100%.

Чтобы найти на диаграмме точку, соответствующую состоянию данного влажного воздуха, достаточно знать два его параметра из числа изображенных на диаграмме. При проведении эксперимента целесообразно использовать те параметры, которые проще и точнее измеряются в опыте. В нашем случае такими параметрами являются температура сухого и мокрого термометров.

 

 

 

Рис .2.1 hd - диаграмма для влажного воздуха

 

Зная эти температуры, можно найти на диаграмме точку пересечения соответствующих изотерм. Найденная таким образом точка определит состояние влажного воздуха и по hd - диаграмме можно определить все остальные параметры воздуха: влагосодержание - d; относительную влажность - j , энтальпию воздуха - h; парциальное давление пара – РП, температуру точки росы – tМ.

 

Расчетные параметры наружного воздуха

Постоян­ство температурной обстановки в помещении, влажность и подвижность воздуха зависят прежде всего от наруж­ных климатических условий: температуры наружного воздуха , влажности, скорости ветра и солнечной радиации. Расчетную температуру наружного воздуха следует принимать по средней температуре наиболее холодной пятидневки с обеспечением 0,92, согласно СНиП 23-01 для соответствующего городского или сельского населенного пункта. При отсутствии данных для конкретного пункта, расчетную температуру следует принимать для ближайшего пункта, который указан в СНиП 23-01.

 

Чистота воздуха

Одним из показателей санитарного состояния воздушной среды является концентрация углекислого газа, являющаяся продуктом жизнедеятельности человека. Человек выделяет в час 20-30 л углекислого газа. Кроме этого, углекислый газ образуется при сгорании газа, например, в инфракрасных нагревателях. Для жилых и общественных зданий большой проблемой стало загрязнение воздуха токсичными веществами, входящими в состав строительных и отделочных материалов. ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» определяет зону дыхания, как пространство радиусом до 50 см от лица работающего. Под предельно допустимой концентрацией (ПДК) вредных веществ в воздухе понимается концентрация, которая при ежедневной работе в течение 8 ч, но не более 41 ч в неделю, в течение всего стажа, не вызывает заболеваний или отклонений в состоянии здоровья.. Для создания благоприятных условий воздушной среды в помещениях воздухообмен должен быть от 20-60 м³/ч на одного человека, а концентрация углекислого газа не должна превышать 1%.

Для промышленных предприятий содержание вредных веществ в воздухе не должно превышать предельно допустимой концентрации ПДК, определенной Государственным стандартом №3388 и СанПиН 2.2.4.548-96.

Чистота воздушной среды особенно важна при проектировании помещений, в которых находиться микроэлектроника, микромеханика, в пищевой промышленности, медицине.

В пищевой промышленности из производственных помещений удаляются как частицы загрязняющих веществ, так и микроорганизмы.

В последнее время большое внимание уделяется аэрационному составу воздуха. Комплексное воздействие искусственной ионизации и озонирования воздуха повышает иммунный потенциал человеческого организма и является показателем возрастающего уровня комфортности в них.

 


Рекомендуемые страницы:

Hd- диаграмма влажного воздуха. Методика решения инженерных задач с ее использованием.

В hd – диаграмме (рис.) по оси абсцисс откладывается влагосодержание d, г/кг сухого воздуха, а по оси ординат - удельная энтальпия влажного воздуха h, кДж/кг сухого воздуха. Для более удобного расположения отдельных линий, наносимых на hd - диаграмму, она строится в косоугольных координатах, в которых ось абсцисс проводится под углом 135° к оси ординат. При таком расположении осей координат линии h=const, которые должны быть параллельны оси абсцисс, идут наклонно. Для удобства расчетов значения d сносят на горизонтальную ось координат.

 

 

Линии d=const идут в виде прямых параллельных оси ординат, т.е. вертикально. Кроме того, на hd.-диаграмме наносят изотермы tС=const, tM=const (штриховые линии на диаграмме) в линии постоянных значений относительной влажности (начиная от. j =5% до j =100%). Линии постоянных значений относительной влажности j =const строят только до изотермы 100° , т. е. до тех пор, пока парциальное давление пара в воздухе РП меньше атмосферного давления Р. В тот момент, когда РП станет равным Р, эти линии теряют физический смысл, что видно из уравнения (10), в котором при РП=Р влагосодержание d=const.

Кривая постоянной относительной влажности j =100% делит всю диаграмму на две части. Та ее часть, которая расположена выше этой линии –область ненасыщенного влажного воздуха, в котором пар находятся в перегретом состоянии. Часть диаграммы ниже линии j =100% - область насыщенного влажного воздуха.

Так как при j =100% показания сухого и мокрого термометров одинаковы, tC=tM, то изотермы tC=tM=const пересекаются на линии j =100%..

Чтобы найти на диаграмме точку, соответствующую состоянию данного влажного воздуха, достаточно знать два его параметра из числа изображенных на диаграмме. При проведении эксперимента целесообразно использовать те параметры, которые проще и точнее измеряются в опыте. В нашем случае такими параметрами являются температура сухого и мокрого термометров.

Зная эти температуры, можно найти на диаграмме точку пересечения соответствующих изотерм. Найденная таким образом точка определит состояние влажного воздуха и по hd - диаграмме можно определить все остальные параметры воздуха: влагосодержание - d; относительную влажность - j , энтальпию воздуха - h; парциальное давление пара – РП, температуру точки росы – tМ.



14. Водяной пар, основные законы и определения. Процесс парообразования при р=конст.

15 hs-диаграмма водяного пара ее использование при расчетах процессов изменения его состояния.

 


кривые с параметрами v,p,t:=изохоры, изобары и изотермы. Кривые стенпени сухости обозначаются х.после пересечения пограничной кривой степени сухости х=1 влажный насыщенный пар переходит в состояние перегретого пара. Чтобы определить кол во теплоты расходуемой на преобразование 1 кг пара нужно определить нахождение на диаграмме положения точек , которым соответствуют характеристики р и х в состоянии влажного насыщенного пара такую же операцию проделать и с состоянием перегретого пара, после чего определить кол во теплоты как Q=h3-h2

 

16 Второй закон термодинамики, его основные формулировки. Принцип возрастания энтропии.

Формул. Клаузиса : самопроизвольный процесс передачи теплоты возможен при переносе теплоты от более нагретого тела менее нагретому телу.

Формул. Осфальда : невозможно создать вечный двигатель 2 рода( двигатель, который всю полученную теплоту может преобразовать в работу без энергетических потерь).

Формул для тепловых машин: для получение работы в тепловой машине необходимо иметь как минимум 2 тела: источник с более высокой темпер. И теплоприемник с более низкой температурой.

Принцип возрастания энтропии. Рассмотрим некот изолиров теромодинам систему, в котор находятся 2 тела, причем температ первого тела выше темпер второго (Т1>T2). Изменение энтропии 1 тела ds=-dq1/t1, а изменение энтропии 2 тела ds=dq2/t2.энтропия все термодинам системы равна ds= ds1+ ds2= - dq1/t1+dq2/t2=dq(1/t2+1/t1).следовательно при протекании необратимых процессов в изолир системе ds>0.при протекании обратим процессов в изолир системе =0, для изолир систем в обратим сист нтропия больше или равно 0.

 


Рекомендуемые страницы:


Воспользуйтесь поиском по сайту:

2.7. Параметры влажного воздуха

Сухим воздухом называется воздух, не содержащий водяных паров. В атмосферном воздухе всегда содержится некоторое количество водяного пара.

Влажным воздухом называется смесь сухого воздуха с водяным паром.

Абсолютная влажность воздуха – количество водяного пара, содержащееся в 1 м3 влажного воздуха. Она обозначается через  П и измеряется в кг/м3 или г/м3. Иначе говоря, она представляет собой плотность водяного пара в воздухе:  ПП/(RПТ). Очевидно, что  ПП/V, где V – объем влажного воздуха массой М.

Относительной влажностью воздуха называется отношение абсолютной влажности воздуха в данном состоянии к абсолютной влажности насыщенного воздуха) при той же температуре:

где РН – давление насыщенного водяного пара при данной температуре влажного воздуха, определяется по таблице Приложения II.

Можно отметить два характерных состояния воздуха по величине  :  <100 %, при этом РПН и водяной пар перегретый, а влажный воздух ненасыщенный;  =100 %, при этом РПН и водяной пар сухой насыщенный, а влажный воздух насыщенный. Температура, до которой необходимо охлаждать ненасыщенный влажный воздух, чтобы содержащийся в нем перегретый пар стал сухим насыщенным, называется температурой точки росы tН.

2. 8. Определение основных параметров и характеристик влажного воздуха по hd – диаграмме

Впервые hd - диаграмма для влажного воздуха была предложена проф. Л.К. Рамзиным. В настоящее время она применяется в расчетах систем кондиционирования, сушки, вентиляции и отопления. Принцип построения В hd – диаграмме (рис. 2.1) по оси абсцисс откладывается влагосодержание d, г/кг сухого воздуха, а по оси ординат - удельная энтальпия влажного воздуха h, кДж/кг сухого воздуха. Для более удобного расположения отдельных линий, наносимых на hd - диаграмму, она строится в косоугольных координатах, в которых ось абсцисс проводится под углом 135° к оси ординат.

При таком расположении осей координат линии h=const, которые должны быть параллельны оси абсцисс, идут наклонно. Для удобства расчетов значения d сносят на горизонтальную ось координат.

Линии d=const идут в виде прямых параллельных оси ординат, т.е. вертикально. Кроме того, на hd.-диаграмме наносят изотермы tС=const,

tM=const (штриховые линии на диаграмме) в линии постоянных значений относительной влажности (начиная от.  =5% до  =100%). Линии постоянных значений относительной влажности  =const строят только до изотермы 100° , т. е. до тех пор, пока парциальное давление пара в воздухе РП меньше атмосферного давления .

расположена выше этой линии –область ненасыщенного влажного воздуха, в котором пар находятся в перегретом состоянии. Часть диаграммы ниже линии  Кривая постоянной относительной влажности  =100% делит всю диаграмму на две части. Та ее часть, которая =100% - область насыщенного влажного воздуха.

Так как при  =100% показания сухого и мокрого термометров одинаковы, tC =tM, то изотермы tC=tM=const пересекаются на линии  =100%.

Чтобы найти на диаграмме точку, соответствующую состоянию данного влажного воздуха, достаточно знать два его параметра из числа изображенных на диаграмме. При проведении эксперимента целесообразно использовать те параметры, которые проще и точнее измеряются в опыте. В нашем случае такими параметрами являются температура сухого и мокрого термометров.

Рис .2.1 hd - диаграмма для влажного воздуха

Зная эти температуры, можно найти на диаграмме точку пересечения соответствующих изотерм. Найденная таким образом точка определит состояние влажного воздуха и по hd - диаграмме можно определить все остальные параметры воздуха: влагосодержание - d; относительную влажность -  , энтальпию воздуха - h; парциальное давление пара – РП, температуру точки росы – tМ.

Диаграмма влажного воздуха | id диаграмма влажного воздуха

       Здравствуйте, друзья! Характеристики воздуха легко определяются по диаграмме Рамзина, называемой также id — диаграммой. Диаграмма составлена для барометрического давления 745 мм рт. ст., т. е. 99,3 кПа (среднее годовое давление в Центральной части России), но ею можно пользоваться и при других барометрических давлениях в пределах допустимой точности.

      При построении диаграммы в основу положены два параметра: влагосодержание d, которое отложено по оси абсцисс, и энтальпия — по оси ординат. Для удобства расположения линий угол между осями равен 135°. Горизонтально проведена вспомогательная ось, на которую спроецированы значения влагосодержания с наклонной оси. Хотя ось абсцисс на диаграмму обычно не наносится, но линии одинаковой энтальпии идут параллельно ей, поэтому они на диаграмме изображаются наклонными прямыми. Линии d=const проведены параллельно оси ординат.

     Помимо основных параметров, на id-диаграмме нанесены линии одинаковых температур — изотермы (tc=const), одинаковых относительных влажностей (φ=const), одинаковых температур адиабатного насыщения воздуха (tм=const) и парциального давления пара рп. Изотермы (tc=const) представляют собой наклонные прямые, угол наклона которых немного возрастает с увеличением температуры.

      Линии (φ=const) имеют вид расходящихся кривых, которые претерпевают излом при t=99,4° С (температура кипения воды при давлении 745 мм рт. ст.) и дальше идут почти вертикально. Кривая φ=100% делит площадь диаграммы на две части. Выше кривой располагается область влажного воздуха с ненасыщенным паром, а ниже — область влажного воздуха с насыщенным и частично сконденсированным паром. Линии адиабатного насыщения воздуха (tм=const) на диаграмме проходят под небольшим углом к прямым i=const. На кривой φ=100% в одной точке пересекаются линии tc=const и tм=const с одинаковым значением температур. Это свидетельствует о том, что при адиабатном насыщении обе температуры равны.

      В нижней части диаграммы построена зависимость pп = f (d). При нагревании воздуха его влагосодержание не изменяется (d=const), а энтальпия возрастает. Следовательно, процесс нагрева на id-диаграмме изображается вертикальной прямой АВ.Процесс охлаждения воздуха происходит также при постоянном влагосодержании, но энтальпия в этом случае уменьшается (прямая ВА), а относительная влажность возрастает вплоть до точки росы, являющейся пересечением прямой охлаждения ВС с кривой φ=100%.

      В процессе сушки материала воздух увлажняется. Если при этом теплота, затраченная на испарение влаги, берется из воздуха, то этот процесс приближенно (без учета энтальпии воды) считают изоэнтропийным (i=const), так как израсходованная теплота снова возвращается воздуху вместе с испаренной влагой. Поэтому на id-диаграмме он изображается прямой ВС, параллельной линиям i=const. Если же учесть, что воздуху передается паром большее количество теплоты, чем было получено при испарении, на величину энтальпии испаренной воды, то в действительности процесс происходит с увеличением энтальпии влажного воздуха по линии tм=const.

      По id-диаграмме, зная два любых параметра, можно определить все остальные параметры влажного воздуха. При пользовании ею значительно упрощается расчет сушильного процесса, осуществляемый в этом случае графическим методом. При помощи id-диаграммы можно определить также параметры смеси, образующейся в результате смешения двух потоков влажного воздуха. Для этого достаточно рассчитать влагосодержание dсм и энтальпию iсм смеси.

     Пусть в камеру смешения поступают два потока влажного воздуха с параметрами d1, t1,i и d2, t2, i2, содержащие сухого воздуха соответственно L1 и L2. В результате смешения будет получен влажный воздух с параметрами dсм, tсм, iсм и содержанием сухого воздуха Lсм. Очевидно, что Lсм=L1+L2. Общее количество влаги, содержащейся в воздухе после смешения, составит Lсмdсм=L1d1+L2d2. Следовательно,

Уравнение теплового баланса запишется так: Lсмicм=L1i1+L1i2.

Отсюда

Пересечение на id-диаграмме двух прямых dсм=const и iсм=const даст точку, которая характеризует состояние полученного в результате смешения влажного воздуха.

     При помощи id — диаграммы решают важные задачи, относящиеся к проектированию сушильных аппаратов и ряда других устройств. Исп. литература: 1) Основы теплоэнергетики, А.М. Литвин, Госэнергоиздат, 1958. 2)Теплотехника, Бондарев В.А., Процкий А.Е., Гринкевич Р.Н. Минск, изд. 2-е,"Вышейшая школа", 1976.


Коэффициент влажности воздуха

Коэффициент влажности влажного воздуха можно выразить с помощью

  • масса водяного пара во влажном воздухе - к массе сухого воздуха или
  • парциальное давление пара в воздух - к парциальному давлению сухого воздуха

Коэффициент влажности по массе

Коэффициент влажности по массе может быть выражен как

  • отношение фактической массы водяного пара, присутствующего во влажном воздухе, - к массе сухого air

Коэффициент влажности обычно выражается в килограммах (или фунтах) водяного пара на килограмм (или фунт) сухого воздуха.

Коэффициент влажности, выраженный по массе:

x = м ​​ w / м a (1)

, где

x = коэффициент влажности (кг вода / кг dry_air , фунт вода / фунт dry_air )

м ш = масса водяного пара (кг, фунт)

м a = масса сухого воздуха (кг, фунт)

Коэффициент влажности по парциальному давлению пара

На основании закона идеального газа коэффициент влажности можно выразить как

x = 0.62198 p w / (p a - p w ) (2)

, где

p w = парциальное давление водяного пара во влажном воздухе (Па, фунтов на квадратный дюйм)

p a = атмосферное давление влажного воздуха (Па, фунтов на кв. Дюйм)

Максимальное количество водяного пара в воздухе достигается, когда p w = p w давление насыщения воды пар при фактической температуре.(2) может быть изменено на:

x с = 0,62198 р против / (р а - р против ) (3)

, где

х с = максимальное отношение влажности насыщения воздуха (кг вода / кг воздух , фунт вода / фунт dry_air )

p ws = давление насыщения водяного пара

Давление водяного пара является небольшим по отношению к атмосферному давлению, и соотношение между отношением влажности и давлением насыщения является почти линейным.

Примечание! - будьте осторожны с этими уравнениями при более высоких температурах - как указано в Температуре и Влагоемкости воздуха.

Максимальная удельная влажность при некоторых распространенных температурах:

Температура
( o C )
Водяной пар
Давление насыщения
( Па )
Максимальное насыщение
Коэффициент влажности 92626 926 х -
( кг ш / кг а )
0 609.9 0,003767
5 870 0,005387
10 тысяча двести двадцать пять 0,007612
15 1701 0,01062
20 2333 0,014659
25 3130 0,019826
30 4234 0,027125

Moisture content vs. temperature in air diagram

Обратите внимание, что максимальное давление воздуха, относительное давление воздуха и влажность, - . температура.Это важно для мощности процессов сушки.

Пример - коэффициент влажности влажного воздуха

Коэффициент влажности для насыщенного влажного воздуха при 20 o C с парциальным давлением водяного пара 2333 Па при атмосферном давлении 101325 Па ( 1013 мбар, 760 мм рт.ст. ) можно рассчитать как:

x = 0. 62198 (2333 Па) / ((101325 Па) - (2333 Па))

= 0.0147 (кг / кг)

= 14,7 (г / кг)

.

Относительная влажность в воздухе

Влажность - это количество водяного пара, присутствующего в воздухе. Это может быть выражено как абсолютное, специфическое или относительное значение.

Относительная влажность выражается

  • парциальным давлением пара и воздуха,
  • плотности пара и воздуха или
  • фактической массой пара и воздуха

Относительная влажность обычно выражается в процентах и ​​сокращается на φ или RH .

Относительная влажность и парциальное давление пара

Относительная влажность как отношение парциального давления пара в воздухе - к парциальному давлению насыщенного пара, если воздух имеет фактическую температуру сухой колбы.

φ = p w / p ws 100% (1)

где

φ = относительная влажность [%]

p w = парциальное давление пара [бар]

p ws = парциальное давление насыщенного пара при фактической температуре сухой колбы [мбар].Это давление пара при максимальном содержании водяного газа в воздухе, прежде чем он начнет конденсироваться в виде жидкой воды.

Давление насыщения пара при различных температурах:

900,2
Температура Давление насыщения пара
[10 -3 бар]
[ o C] [ o F]
-18 0 1,5
-15 5 1.9
-12 10 2.4
-9 15 3.0
-7 20 3.7
-4 25 4.6
-1 30 5,6
2 35 6,9
4 40 8,4
7 45 10.3
10 50 12,3
13 55 14,8
16 60 17,7
18 65 21,0
21 70 25,0
24 75 29,6
27 80 35,0
29 85 41.0
32 90 48,1
35 95 56,2
38 100 65,6
41 105 76,2
43 110 87,8
46 115 101,4
49 120 116,8
52 125 134.2
  • 10 -3 бар = 1 миллибар
  • 1 бар = 1000 мбар = 10 5 Па (н / м 2 ) = 0,1 н / мм 2 = 10 197 кп / м 2 = 10,20 м H 2 O = 0,9869 атм = 14,50 фунтов на квадратный дюйм (фунт f / в 2 ) = 10 6 дин / см 2 = 750 мм рт.ст.

    Если давление водяного пара в воздухе составляет 10,3 мбар, пары насыщаются на поверхности с 45 o F (7 o C).

    Примечание! Атмосферное давление воздуха составляет 1013 мбар (101,325 кПа, 760 мм рт. Ст.). Как мы видим, максимальное давление водяного пара - давление насыщения - относительно мало.

    Пример: относительная влажность и давление пара

    Из таблицы выше давление насыщения при 70 o F (21 o C) составляет 25,0 мбар. Если давление пара в реальном воздухе составляет 10,3 мбар, относительную влажность можно рассчитать как:

    φ = 10.2 [мбар] / 25,0 [мбар] * 100 [%]

    = 41 [%]

    Относительная влажность и плотность паров

    Относительная влажность также может быть выражена как отношение плотности паров воздуха - к плотность насыщенного пара при фактической температуре сухой колбы.

    Относительная влажность по плотности:

    φ = ρ w / ρ ws 100% (2b)

    где

    φ = относительная влажность [% ]

    ρ w = плотность пара [кг / м 3 ]

    ρ ws = плотность пара при насыщении при фактической температуре сухой колбы [кг / м 3 ]

    Общая единица измерения плотности пара составляет г / м 3 .

    Пример: Относительная влажность при заданной температуре и известной плотности пара и плотности насыщения

    Если фактическая плотность пара при 20 o C (68 o F) составляет 10 г / м 3 и насыщение плотность пара при этой температуре составляет 17,3 г / м 3 , относительная влажность может быть рассчитана как

    φ = 10 [г / м 3 ] / 17,3 [г / м 3 ] * 100 [%]

    = 57,8 [%]


    Относительная влажность и масса пара

    Относительная влажность также может быть выражена как отношение фактической массы водяного пара в данном объеме воздуха - к массе водяного пара, необходимой для насыщения при этом. объем.

    Относительная влажность может быть выражена как:

    φ = м Вт / м ws 100% (2c)

    где

    φ = относительная влажность [%]

    м Вт = масса водяного пара в заданном объеме воздуха [кг]

    м мас. = масса водяного пара, необходимого для насыщения при этом объеме [кг]

    Диаграмма относительной влажности - градусы Фаренгейта

    Moist air - relative humidity versus dry and wet bulb temperatures


    Диаграмма относительной влажности - градусы Цельсия

    Moist air - relative humidity versus dry and wet bulb temperatures

    Коэффициенты высоты и поправочные поправки

    900
    Барометрическая высота
    [мбар]
    Абс.Высота над уровнем моря Поправочный коэффициент для
    φ
    [м] [футы]
    1013 0 0 1.000
    1000 108 35 0,987
    989 200 656 0,976
    966 400 1312 0,953
    943 600 1996 0.931
    921 800 2624 0,909
    899 1000 3281 0,887
    842 1500 4922 0,709 795 900 9 900 31 900 9 900 9 900 9 900 9 900 2000 6562 0,785
    .

    Нагревание влажного воздуха

    Процесс разумного нагрева воздуха - нагрев без добавления влаги - можно представить на диаграмме Молье как:

    Moist air - heating in Mollier chart

    Ощутимый нагрев воздуха меняет состояние воздуха от А к В вдоль постоянная удельная влажность - х - линия. Подводимое тепло - dH - можно оценить, как показано на диаграмме выше.

    Процесс нагрева также можно отобразить на психрометрической диаграмме

    Moist air - heating in pshycrometric chart

    Примечание! - при ощутимом нагреве воздуха - удельная влажность остается постоянной - относительная влажность уменьшается.

    Расчет энтальпии

    Энтальпия влажного воздуха может быть рассчитана следующим образом:

    h = c pa т + x [c pw т + h we ] (1)

    где

    ч = удельная энтальпия влажного воздуха (кДж / кг)

    с Па = 1,01 - удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении (кДж / кг o С, кВт / кгК)

    т = температура воздуха ( o C)

    x = коэффициент влажности (кг / кг)

    c pw = 1.84 - удельная теплоемкость водяного пара при постоянном давлении (кДж / кг. o C, кВт / кг.К)

    ч we = 2502 - теплота испарения воды при 0 o C (кДж / кг)

    (1) можно изменить на:

    h = 1,01 (кДж / кг. o C) t + x [1,84 (кДж / кг. o C) t + 2502 (кДж / кг)] (1b)

    Разница энтальпии

    Разницу энтальпии при нагреве воздуха без добавления влаги можно рассчитать следующим образом:

    д.ч. АВ = с Па т B + x [c pw т B + h we ] - c pa т A + x [c pw t A + h we ]

    = c pa B - т A ) + xc pw B - т A ) 9003 6 (2)

    Пример - изменение энтальпии при нагреве воздуха

    Удельная влажность воздуха при 25 o C и относительной влажности , 50% составляет 0.0115 кг / кг - проверьте диаграмму Молье. Изменение энтальпии при нагреве воздуха до 35 o C можно рассчитать как:

    dh AB = (1,01 кДж / кг o C) (35 o C - 25 o C) + (0,0115 кг / кг) (1,84 кДж / кг o C) (35 o C - 25 o C)

    = (10,1 кДж / кг) + (0,2 кДж / кг)

    = 10,3 (кДж / кг)

    Примечание! - вклад водяного пара относительно невелик и в практических целях часто можно пренебречь.(2) затем можно изменить на:

    д.ч. AB = c па B - т A ) (2b)

    Повышение температуры при нагревании воздуха

    Если к влажному воздуху добавляется тепло, повышение температуры воздуха можно рассчитать, изменив (2b) на:

    т B - т A = dh AB / c pa ( 2c)

    Пример - нагрев воздуха и повышение температуры

    Если 10.1 кДж добавляется к 1 кг воздуха. Повышение температуры можно рассчитать следующим образом:

    т B - т A = (10,1 кДж / кг) / (1,01 кДж / кг o C)

    = 10 ( o C)

    Тепловой поток в нагревательной катушке

    Общий тепловой поток через нагревательную катушку можно рассчитать как:

    q = m ( h B - h A ) (3)

    , где

    q = тепловой поток (кДж / с, кВт)

    м = массовый расход воздух (кг / с)

    Общий тепловой поток также можно выразить как:

    q с = L ρ (ч B - h A ) (3a)

    где

    9 0002 L = расход воздуха (м 3 / с)

    ρ = плотность воздуха (кг / м 3 )

    Примечание! Плотность воздуха зависит от температуры.При 0 o C плотность составляет 1,293 кг / м 3 . При 80 o C плотность составляет 1,0 кг / м 3 .

    Обычно выраженную скорость теплового потока выражают как:

    q = mc pa B - t A ) (3b)

    или альтернативно:

    q = L ρ c pa (t B - t A ) (3c)

    Эффективность нагревательной катушки

    Для ограниченной поверхности нагревательной катушки средняя температура поверхности всегда будет выше, чем выходной воздух температура.Эффективность нагревательной катушки может быть выражена как:

    μ = B - т A ) / HC - т A ) (4)

    , где

    μ = эффективность нагревательной катушки

    t HC = средняя температура поверхности нагревательной катушки ( o C)

    Пример - нагрев Воздух

    1 м 3 / с воздуха при 15 o C и относительной влажности 60% (A) нагревают до 30 o C (B).Температура поверхности нагревательной катушки составляет 80 o C . Плотность воздуха при 20 o C составляет 1,205 кг / м 3 .

    Из диаграммы Молье энтальпия в (А) составляет 31 кДж / кг и в (В) 46 кДж / кг .

    Эффективность нагревательной катушки можно рассчитать следующим образом:

    μ = (30 o C - 15 o C) / (80 o C - 15 o C)

    = 023

    Тепловой поток можно рассчитать следующим образом:

    q = (1 м 3 / с) (1,205 кг / м 3 ) ((46 кДж / кг) - (31 кДж / кг))

    = 18 (кДж / с, кВт)

    В качестве альтернативы, в качестве одного из наиболее распространенных методов:

    q = (1 м 3 / с) (1,205 кг / м 3 ) (1,01 кДж / кг. o C) (30 o C - 15 o C)

    = 18.3 (кДж / с, кВт)

    Примечание! Из-за неточности при работе с диаграммами существует небольшая разница между общим тепловым потоком и суммой скрытого и ощутимого тепла. В целом - эта неточность находится в допустимых пределах.

    Энтальпия влажного воздуха

    Влажный воздух представляет собой смесь сухого воздуха и водяного пара. В атмосферном воздухе содержание водяного пара колеблется от 0 - 3% до по массе. Энтальпия влажного и влажного воздуха включает энтальпию сухого воздуха

    • - ощутимую тепло
    • энтальпию испаренной воды в воздухе - скрытую тепло

    Полная энтальпия - чувствительная и скрытая - используется при расчете процессов охлаждения и нагрева.

    Удельная энтальпия - ч - (Дж / кг, БТЕ / фунт) влажного воздуха определяется как общая энтальпия ( Дж, Btu ) сухого воздуха и смеси водяного пара - на единицу массы ( кг, фунтов) сухого воздуха.

    Удельная энтальпия влажного воздуха

    Удельная энтальпия влажного воздуха может быть выражена как:

    h = h a + xh w (1)

    , где

    ч = удельная энтальпия влажного воздуха (кДж / кг, БТЕ / фунт )

    ч a = удельная энтальпия сухого воздуха (кДж / кг, БТЕ / фунт )

    x = коэффициент влажности (кг / кг, фунт / фунт)

    ч Вт = удельная энтальпия водяного пара (кДж / кг, БТЕ / фунт )

    Удельная энтальпия сухого воздуха - ощутимое тепло

    При условии постоянного давления удельная энтальпия сухого воздуха может быть выражена как:

    ч a = c pa т (2)

    , где

    c pa = удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении (кДж / кг o C, кВт / кгК, БТЕ / фунт o F)

    t = температура воздуха ( o C, o F)

    Для температуры воздуха между -100 o C (-150 o F) и 100 o C (212 o F) можно установить удельную теплоемкость

    c pa = 1.006 (кДж / кг o C)

    = 0,240 (БТЕ / фунт o F)

    Примечание! - что энтальпия равна 0 кДж / кг при 0 o C . Это не правильно в соответствии с определением энтальпии в термодинамике, но для практических целей в авиационной психрометрии это предположение достаточно хорошо, так как наш интерес - разница энтальпии.

    Удельная энтальпия водяного пара - скрытая теплота

    При условии постоянного давления удельная энтальпия водяного пара может быть выражена как:

    ч w = c pw т + ч we ( 3)

    , где

    c pw = удельная теплоемкость водяного пара при постоянном давлении (кДж / кг o C, кВт / кгK)

    t = температура водяного пара ( o C)

    ч we = теплота испарения воды при 0 o C (кДж / кг)

    Для водяного пара удельная теплоемкость может быть установлена ​​равной

    c pw = 1.84 (кДж / кг o C)

    = 0,444 (БТЕ / фунт o F)

    Тепло испарения ( воды при 0 o C, 32 o F ) можно установить на

    ч мы = 2501 (кДж / кг)

    = 1061 (БТУ / фунт)

    Используя (2) и (3), (1) можно быть изменен на

    h = c pa т + x [c pw т + h we ] (4)

    (1b) в метрических единицах

    ч = (1.006 кДж / кг o C) t + x [(1,84 кДж / кг o C) t + (2501 кДж / кг)] (5)

    , где

    ч = энтальпия ( кДж / кг)

    x = масса водяного пара (кг / кг)

    t = температура ( o C)

    (1b) в имперских единицах

    h = (0,240 БТЕ / фунт o F) t + x [(0,444 БТЕ / фунт o F) t + (1061 БТЕ / фунт)] (6)

    , где

    ч = энтальпия (Btu / lb)

    x = масса водяного пара (фунт / фунт)

    t = температура ( o F)

    Примечание! - «контрольные» точки для метрической и имперской энтальпий разные.

    • по экв. (5) метрических единиц - «эталонная» точка для энтальпии h = 0 (кДж / кг) составляет t = 0 o C (32 o F) и x = 0 кг / кг
    • по экв. (6) имперских единиц - «исходная» точка для энтальпии h = 0 (БТЕ / фунт) составляет t = 0 o F (-17,8 o C) и x = 0 фунт / фунт . Тепло испарения для воды при 0 o F составляет 1061 БТЕ / фунт , как используется в уравнении. (6) .

    Нельзя конвертировать из метрики в имперскую энтальпию или наоборот напрямую.

    Пример - энтальпия во влажном воздухе

    Энтальпия влажного воздуха при 25 o C с удельным содержанием влаги x = 0.0203 кг / кг (насыщение) , может быть рассчитана как:

    h = (1,006 кДж / кг o C) (25 o C) + (0,0203 кг / кг) [(1,84 кДж / кг o C) (25 o C) + (2501 кДж / кг )]

    = (25.15 кДж / кг) + [(0,93 кДж / кг) + (50,77 кДж / кг)]

    = 76,9 (кДж / кг)

    Примечание! - скрытая теплота за счет испарения воды составляет основную часть энтальпии. Ощутимым теплом из-за нагревания испаренного водяного пара можно практически пренебречь.

    Энтальпия влажного воздуха, содержащего воду в виде тумана

    Если в воздухе содержится больше воды, чем ограничено насыщением, часть воды существует в виде капель - в виде тумана. Энтальпия влажного воздуха с туманом может быть выражена как:

    h = c pa т + x с [c pw т + h we ] + (x - x s ) c w t (7)

    , где

    x с = коэффициент влажности при насыщении (кг / кг)

    c w = 4.19 - удельная тепловая вода (кДж / кг o C)

    Энтальпия влажного воздуха, содержащего лед или снег

    Если воздух содержит воду в виде льда или снега, энтальпия воздуха может быть выражена как:

    h = c pa t + x s [c pw t + h we ] + (x - x s ) c i t - (x - x s ) h im (8)

    , где

    c i = 2.05 - удельная теплоемкость льда (кДж / кг o C)

    ч im = 335 - теплота плавления льда (кДж / кг)

    .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *