Диаграмма влажного воздуха i d диаграмма влажного воздуха: Электронная ID-диаграмма и расчет параметров влажного воздуха онлайн

Содержание

Электронная ID-диаграмма и расчет параметров влажного воздуха онлайн

ID-диаграмма (психрометрическая диаграмма) разработана российским ученым Леонидом Константиновичем Рамзиным в 1918 году для упрощения расчетов, связанных с изменением состояния влажного воздуха. Диаграмма связывает все основные параметры влажного воздуха, наглядно визуализирует их и позволяет быстро рассчитать, например, мощность охладителя или производительность увлажнителя в системах вентиляции и кондиционирования.

Как пользоваться ID-диаграммой и выполнять расчёты

Электронная ID-диаграмма

Для удобства наших читателей мы запустили электронную id-диаграмму онлайн с возможностью автоматического определения параметров влажного воздуха на ней. Чтобы задать точку на диаграмме, необходимо задать два параметра, например, температуру и влажность или энтальпию и температуру. Все остальные параметры программа определит самостоятельно, и данная точка появится на самой диаграмме. Если изменять один из параметров, точка будет двигаться.

Что такое ID-диаграмма

ID-диаграмма (психрометрическая диаграмма влажного воздуха, диаграмма Рамзина, иногда – диаграмма Рамзина-Молье) – это диаграмма, на которую нанесены линии постоянной температуры, влажности, влагосодержания, энтальпии, а иногда и плотности.

Обычно вертикальной осью является температура, горизонтальной осью – влагосодержание. Изоэнтальпы (адабаты) «идут» по наклонной вправо вниз, линии постоянной влажности – по дуге вправо вверх, переходя от вертикального направления к горизонтальному.

Основные параметры влажного воздуха

Выделяют шесть основных параметров влажного воздуха:

  1. Температура t [°C] показывает меру нагретости влажного воздуха. В системах вентиляции и кондиционирования наибольшее значение имеет диапазон температур от -30°С до +40°С.
  2. Влагосодержание (абсолютная влажность) d [г/кг.сух.возд.] показывает, сколько грамм воды приходится на 1 килограмм сухого воздуха в имеющемся влажном воздухе. Обычно изменяется от 0 до 30г/кг. Сколько воды должен расходовать увлажнитель, определяют именно по изменению влагосодержания.
  3. Парциальное давление водяного пара p [кПа] показывает, какое давление имел бы содержащийся во влажном воздухе водяной пар, если убрать сухой воздух, но сохранить занимаемый объём. Так как в воздухе содержится относительно мало влаги, то и парциальное давление водяного пара относительно мало: обычно до 5кПа (сравните, например, с атмосферным давлением 101кПа)
  4. Относительная влажность ϕ [%] показывает, насколько данный воздух насыщен влагой. Если насыщен, то ϕ=100%. Если насыщен наполовину (т.е. готов вобрать ещё примерно столько же влаги), то ϕ=50%. В СКВ мы работаем с полным диапазоном влажности от 0% до 100%.
  5. Энтальпия i [кДж/кг] – это мера энергии влажного воздуха. Чем больше его температура и выше влажность, тем больше в нем энергии и наоборот. Нагрев и охлаждение воздуха правильнее всего считать именно по энтальпии, а не по температуре.
  6. Давление воздуха [кПа] – барометрическое давление влажного воздуха.

5 из 6 параметров влажного воздуха отражены на психрометрической ID-диаграмме в виде линий. Шестой параметр (давление) носит более глобальный характер: он не отражен на диаграмме, поскольку сама диаграмма сама ID-диаграмма построена для заданного давления (как правило, для нормального атмосферного давления 101 325 Па).

Кроме того, к числу основных часто относят такой параметр как точка росы tРC]. Это температура, которую имел бы воздух, если бы текущее парциальное давление водяного пара являлось бы парциальным давлением насыщенного влажного воздуха. Точка росы, абсолютная влажность и парциальное давление однозначно определяют друг друга, поэтому достаточно указать один из этих параметров.

Физический смысл точки росы – это температура поверхности, при соприкосновении с  которой начнет выпадать конденсат.

Как пользоваться ID-диаграммой

Для нахождения точки на диаграмме надо знать любые два взаимно НЕзависимых параметра влажного воздуха. На пересечении двух линий с выбранными параметрами находится точка, характеризующая данное состояние влажного воздуха. По этой точке можно считать все остальные параметры.

Например, дана точка 15°С и 40%. Находим изотерму t=15°C (синяя) и линию ϕ=40% (зеленая). На их пересечении – искомая точка (красная). Через неё проходит изоэнтальпа 26кДж/кг (оранжевая) и линия d≈4г/кг (фиолетовая). Последняя «идет» вертикально вниз и пересекает ϕ=100% в точке с температурой t

Р≈1°С (желтая) – это и есть точка росы.

Пример определения параметров влажного воздуха по ID-диаграмме

Как связаны параметры влажного воздуха между собой

Формула определения энтальпии i по температуре t и влагосодержанию d:

  • i = (1,01 + 0,00197 d) · t + 2,493 · d

Формула определения парциального давления водяного пара насыщенного влажного воздуха pН (т.е. при ϕ=100%) по температуре t:

  • pН [кПа] = 611.21 · e(18.678-t/234.5)·t/(257.14+t) при t≥0
  • pН [кПа] = 611.15 · e(23.036-t/333.7)·t/(279.82+t) при t<0

Формула определения относительной влажности вытекает из трактовки этого термина:

Преимущества ID-диаграммы

Основное преимущество диаграммы Рамзина влажного воздуха заключается в её наглядности и простоте использования. Гораздо проще найти на диаграмме точку с заданной температурной и влажностью и определить остальные параметры, чем пользоваться вышеприведенными формулами.

На диаграмме сразу видно, у каких точек выше или ниже влагосодержание, а, исходя из этого, становится понятным, что нужно применять на объекте – увлажнение или осушение воздуха.

Кроме того, по диаграмме быстро определяются такие параметры как относительная влажность, точка росы, количество влаги, которое готов принять воздух при адиабатном увлажнении, возможность существования воздуха с заданными параметрами и другие характеристики.

Наконец, на диаграмме Рамзина удобно строить и рассчитывать процессы обработки влажного воздуха. Большинство из них имеет линейный вид, направлены вдоль тех или иных линий на диаграмме. На диаграмме быстро считываются изменения энтальпии и влагосодержания. Если их умножить на расход воздуха, то буквально в одно действие будут получены тепловая и холодильная мощность кондиционера, расход увлажнителя, мощность осушителя и другие параметры.

I-d диаграмма влажного воздуха для расчётов свойств влажного воздуха

I-d диаграмма влажного воздуха была создана в 1918 году Л.К. Рамзиным. Плодами труда этого русского учёного пользуются до сих пор. Его диаграмма в настоящее время остаётся верным и надёжным инструментом при расчётах основных свойств влажного воздуха.

Так как расчёт изменения состояния атмосферного воздуха связан с проведением сложных вычислений, то обычно пользуются более простым и удобным методом. Т.е. применяют расчёт, основанный на I-d диаграмме Рамзина, которую ещё называют психрометрической диаграммой.

 

В координатах i-d диаграммы нанесены зависимости основных параметров влажного воздуха. Это температура, влагосодержание, относительная влажность, энтальпия. При заданном барометрическом давлении по оси ординат откладывают энтальпию на 1 кг сухого воздуха (кДж/кг). По оси абсцисс откладывают влагосодержание воздуха в г на 1 кг сухого воздуха.

 

Система координат i-d диаграммы является косоугольной. Угол между осями равен 135º. Такое расположение осей позволяет расширить область ненасыщенного влажного воздуха. Таким образом, диаграмма становится более удобной для графических построений.

 

Линии постоянной энтальпии I=const проходят под углом 135º к оси ординат. Линии постоянного влагосодержания d=const проходят параллельно оси ординат. 

 

Образованная линиями I=const и d=const сетка состоит из параллелограммов. На них строят линии изотерм t=const и линии постоянных относительных влажностей φ=const.

 

Стоит отметить, что хоть изотермы и представляют собой прямые линии, но они вовсе не параллельны между собой. Угол их наклона к горизонтальной оси различен. Чем ниже температура, тем более параллельны изотермы между собой. Линии температур, изображённые на диаграмме, соответствуют значениям по сухому термометру.

 

Кривую с относительной влажностью φ=100 % строят исходя из данных таблиц насыщенного воздуха. Выше этой кривой на диаграмме располагается область ненасыщенного влажного воздуха. Соответственно ниже этой кривой расположена область перенасыщенного влажного воздуха. Влага насыщенного воздуха, характеризующаяся данной областью, находится в жидком или твёрдом состоянии. Т.е. представляет собой туман. Данная область диаграммы не используется в расчётах характеристик влажного воздуха, поэтому её построение опускается.

 

Все точки диаграммы характеризуют конкретное состояние влажного воздуха. Чтобы определить положение любой точки нужно знать два параметра состояния влажного воздуха из четырёх - I, d, t или φ.

 

Влажный воздух в любой точке i-d диаграммы характеризуется определённым влаго- и теплосодержанием. Все точки расположенные выше кривой φ=100 %, характеризуют такое состояние влажного воздуха, при котором водяной пар в воздухе находится в перегретом состоянии. Точки, расположенные на кривой φ=100 %, так называемой кривой насыщения, характеризуют насыщенное состояние водяного пара в воздухе. Все точки, распложенные ниже кривой насыщения, характеризуют состояние, при котором температура влажного воздуха ниже температуры насыщения. Следовательно, в воздухе будет находиться влажный пар. Это означает, что влага в воздухе будет состоять из смеси сухого пара и капелек воды.

 

При решении практических задач i-d диаграмма применяется не только для вычисления параметров состояния воздуха. С её помощью также строят  изменения его состояния при процессах нагревания, охлаждения, увлажнения, осушения, а также их произвольном сочетании. В расчётах часто используются такие параметры воздуха как температура точки росы tр и температура мокрого термометра tм. Оба параметра могут быть построены на i-d диаграмме.

 

Температура точки росы tр – это температура, соответствующая значению до которого должен быть охлаждён влажный воздух, чтобы стать насыщенным при постоянном влагосодержании (d=const). На i-d диаграмме температура точки росы t

р определяется следующим образом. Берётся точка, характеризующая заданное состояние влажного воздуха. Из неё проводим параллельно оси ординат прямую до пересечения с кривой насыщения φ=100 %. Та изотерма, которая будет пересекать эту кривую в полученной точке, и будет показывать температуру точки росы tр при заданном влагосодержании воздуха.

 

Температура мокрого термометра tм – это температура при которой влажный воздух, охлаждаясь становится насыщенным при постоянном влагосодержании. Для определения температуры мокрого термометра на i-d диаграмме делают следующее. Через точку, характеризующую заданное состояние влажного воздуха проводят линию постоянной энтальпии I=const до пересечения с кривой насыщения φ=100 %. Значение температуры мокрого термометра будет соответствовать изотерме, проходящей через точку пересечения.

 

На i-d диаграмме все процессы перехода воздуха из одного состояния в другое изображаются кривыми, проходящими через точки, характеризующие начальное и конечное состояние влажного воздуха.

 

Как применять i-d диаграмму влажного воздуха? Как уже говорилось выше для определения состояния воздуха нужно знать любые два параметра диаграммы. Например, возьмем какую-либо температуру по сухому термометру и какую-либо температуру по мокрому термометру. Найдя точку пересечения линий этих температур, получим состояние воздуха при заданных температурах. Таким образом, данная точка чётко характеризует состояние воздуха. Аналогично примеру, по этим температурам можно найти состояние воздуха в любой точке i-d диаграммы.

Нашли ошибку? Выделите её и нажмите Ctrl+Enter. Будем благодарны за помощь.

Категория: ТЕОРИЯ СУШКИ |

Оценить:

I-d диаграмма Рамзина влажного воздуха

I-d диаграмма влажного воздуха - диаграмма, широко используемая в расчетах систем вентиляции, кондиционирования, осушки и других процессов, связанных с изменением состояния влажного воздуха. Впервые была составлена в 1918 году советским инженером-теплотехником Леонидом Константиновичем Рамзиным.

Различные I-d диаграммы

I-d диаграмма влажного воздуха (Диаграмма Рамзина):

Описание диаграммы

I—d-диаграмма влажного воздуха графически связывает все параметры, определяющие тепловлажностное состояние воздуха: энтальпию, влагосодержание, температуру, относительную влажность, парциальное давление водяных паров. Диаграмма построена в косоугольной системе координат, что позволяет расширить область ненасыщенного влажного воздуха и делает диаграмму удобной для графических построений. По оси ординат диаграммы отложены значения энтальпии I, кДж/кг сухой части воздуха, по оси абсцисс, направленной под углом 135° к оси I, отложены значения влагосодержания d, г/кг сухой части воздуха.

Поле диаграммы разбито линиями постоянных значений энтальпии I = const и влагосодержания d = const. На него нанесены также линии постоянных значений температуры t = const, которые не параллельны между собой — чем выше температура влажного воздуха, тем больше отклоняются вверх его изотермы. Кроме линий постоянных значений I, d, t, на поле диаграммы нанесены линии постоянных значений относительной влажности воздуха φ = const. В нижней части I—d-диаграммы расположена кривая, имеющая самостоятельную ось ординат. Она связывает влагосодержание d, г/кг, с упругостью водяного пара pп, кПа. Ось ординат этого графика является шкалой парциального давления водяного пара pп.

Комментарии

 

17.03.2014 15:49. Алексей

То,что надо...как скачать?

28.04.2013 17:41. Алексей

Отсутствует диаграмма для воздуха с температурой
80-120 град.С

Влажный воздух. Параметры влажного воздуха.

Для человека воздух - это и окружающая среда и пища для лёгких и источник кислорода. Не смотря на то, что воздух не улавливается ни одним из пяти чувств (он прозрачен, без вкуса и запаха, бесшумен и неосязаем), о его существовании известно достаточно давно. Его свойства изучены, значение общепризнанно и он не вызывал бы у нас никаких вопросов и сложностей в быту, если бы не наличие в нём ещё одного уникальнейшего вещества - воды, точнее - водяного пара.

Пряжа из мохера купить купить пряжу на бобине мохер домпряжи.рф.

Влажный воздух

Итак, смесь сухого воздуха и водяного пара называется влажным воздухом. Именно влажный воздух окружает нас повсеместно, именно он сушит бельё после стирки, постепенно опустошает ёмкость с водой, а иногда напоминает о себе запотевшими стеклами и конденсатом на поверхности холодного предмета. Он может способствовать накоплению статического электричества на металлических поверхностях, развитию астмы у людей, иссушать растения, ухудшать наше самочувствие в теплую погоду. Попробуем же разобраться с его свойствами, характеристиками и процессами! Перед нами - влажный воздух!

Влажный воздух, как мы уже определились, это смесь сухого воздуха с водяным паром, причем смесь эта не находится в состоянии равновесия, т.е. постоянно меняется, и именно эта неравновесность представляет огромную сложность в изучении. Без неё книги о влажном воздухе превратились бы в пару абзацев.

Как и у любого вещества, у влажного воздуха есть основные параметры, определяющие его состояние, и достаточно трех независимых из них, чтобы полностью определить его состояние. Однако, из-за сложности ввиду неравновесности, а также для удобства описания процессов обычно выделяют 6 основных параметров влажного воздуха. Перечислим их:

  1. Давление (абсолютное), P, атм;
  2. Температура, t, К или С;
  3. Относительная влажность, φ, %;
  4. Энтальпия, i, кДж/кг*С;
  5. Влагосодержание, d, г/кг;
  6. Парциальное давление водяного пара, pп, Па.

I-d диаграмма влажного воздуха

Наиболее полное представление о возможных состояниях влажного воздуха с использованием всех шести вышеперечисленных параметров даёт I-d диаграмма влажного воздуха (Диаграмма Рамзина):

Она выполняется для какого-либо определенного давления и на ней изображены изолинии по оставшимся пяти параметрам. Очевидно, что наиболее распространена диаграмма, построенная для давления в одну атмосферу (см. рис. выше). В случае, если необходимо исследовать влажный воздух при различных давлениях, существует соответствующая диаграмма с линиями изобар.

Но мы обратимся к диаграмме Рамзина. Ещё раз особо отметим, что диаграмма построена строго для определенного давления, а потому один из трех независимых параметров уже задан. Это следует помнить всегда!

Итак, давление задано, по оси ординат отсчитывается температура (t), по оси абсцисс - влагосодержание (d), вправо вниз наклонены линии постоянной энтальпии (i), справа по вертикали - ось парциальных давлений (pп), а единственные изогнутые линии - это показатели относительной влажности (φ). Сложность в определении, пожалуй, вызывает только парциальное давление. Для этого от заданной точки опускается вертикаль вниз до пересечения с наклонной прямой под жирной пограничной линией (φ=100%) и далее горизонталь вправо подскажет искомое значение. Кстати, точка пересечения вертикали с пограничной кривой - это точка росы - ещё одно важнейшее понятие, его также следует запомнить. Ещё одно часто встречающийся термин - температура влажного термометра, она же температура насыщенного воздуха. За линию с заданной постоянной температурой влажного термометра с высокой точностью можно принять изоэнтальпу, проходящую через точку росы, обладающую заданной температурой.



Параметры влажного воздуха

Но мы, наверное, уже далеко забрались, так и не объяснив, что такое влагосодержание, энтальпия и уж тем более парциальное давление водяного пара. Начнём с простого. Касательно температуры и давления вопросов, я думаю, не возникает.

Влагосодержание

Воздух, не содержащий водяного пара, называется сухим. Если сухому воздуху показать каплю воды, он мгновенно её испарит и станет влажным. Итак, влагосодержание - это отношение массы воды к массе сухого воздуха, в котором эта вода испарилась. Однако, продолжим: вторую каплю он также испарит, но немного медленнее. Третья капля испарится ещё медленнее. Наконец, на N-ной капле воздух "устанет" вбирать в себя воду. Он насытится ею, "напьется водой". Это будет насыщенный влажный воздух (та самая жирная линия на диаграмме).

Парциальное давление водяного пара

Встаёт вопрос, почему всё так происходит? Видимо, что-то толкает воздух впитывать в себя влагу до определенного момента. Что это за движущая сила? Для примера вспомним горячую плиту на кухне. Воздух вокруг неё нагревается, и для нас очевидно, что движущей силой является разность температур между плитой и воздухом. Воздух будет греться до тех пор, пока плита не остынет, т.е. не станет той же температуры, что и воздух - процесс прекратится.

Вернёмся к влажному воздуху. Он в своём составе имеет водяной пар. Парциальным давлением водяного пара влажного воздуха называется то давление, которое обретет водяной пар в замкнутом объёме, если из этого объема убрать весь сухой воздух. Очевидно, что в воздухе водяного пара совсем мало (об этом нам говорит влагосодержание, которое измеряется величинами порядка 0.005...0.03 кг/кг), а, значит, при исчезновении сухого воздуха из некого объёма, оставшийся пар будет вполне вольготно себя чувствовать в предоставленном объеме, следовательно, иметь низкое давление. Это означает, что и парциальное давление водяного пара достаточно низко. Действительно, оно измеряется тысячами Паскалей, а ведь атмосферное давление воздуха равно примерно ста тысячам Паскалей. Снова вернемся к поглощаемым каплям.

Движущей силой процесса испарения служит именно разность парциальных давлений. У капли воды оно равно некоторой величине, а у сухого воздуха - нулю. Процесс испарения максимально активен. Далее, парциальное давление водяного пара растет, процесс замедляется и заканчивается в условиях их равенства. Водяным паром во влажном воздухе достигнуто давление насыщения. Оно же называется давлением насыщенного водяного пара. Сама же кривая насыщения - это известная нам жирная линия.

Относительная влажность

Следующий вопрос: как определить, насколько имеющийся влажный воздух насыщен водяным паром? Другими словами, каково отношение текущего давления водяного пара к давлению насыщения? На этот вопрос в точности отвечает относительная влажность, разве что для удобства измеряется она в процентах, а потому упомянутое отношение умножается на 100%. Итак, относительная влажность - это отношение текущего давления водяного пара к максимально возможному для данной температуры.

Энтальпия

Далее, любое вещество обладает некоторой энергией. Очевидно, его энергия тем больше, чем выше температура. Для сухого воздуха это единственный параметр, определяющий энтальпию. Однако для влажного воздуха следует учесть, что при той же температуре он включает в себя и энергию испаренной влаги - энтальпия влажного воздуха зависит и от температуры и от влагосодержания. Причем при той же температуре в зависимости от влагосодержания разброс энтальпий может быть огромен - и 100 и 200 и 300% - чем выше температура, тем выше. Это невооруженным глазом видно из I-d-диаграммы: чем выше температура, тем выше рассматриваемая изотерма и тем больше наклонных изоэнтальп её пересекает. Итак, энтальпия влажного воздуха - это сумма энтальпий сухого воздуха и водяного пара, причем первая пропорциональна температуре (коэффициент пропорциональности - теплоемкость сухого воздуха), а вторая пропорциональна влагосодержанию.

Процессы изменения параметров влажного воздуха

Оборудование, так или иначе связанное в своей работе с влажным воздухом, меняет его параметры - увеличивает температуру, добавляет в него влагу или осушает и т.д. Для проектирования и расчета режимов работы этого оборудования необходимо знать основные характеристики и методы реализации процессов изменения параметров влажного воздуха.

Выделяют следующие процессы, которые будут рассмотрены в соответствующих статьях:

I-d диаграмма влажного воздуха

 

Диаграмма влажного воздуха дает графическое представление о связи параметров влажного воздуха и является основной для определения параметров состояния воздуха и расчета процессов тепловлажностной обработки.

В I-d диаграмме (рис. 2) по оси абсцисс откладывается влагосодержание d г/кг сухого воздуха, а по оси ординат − энтальпия I влажного воздуха. На диаграмме нанесены вертикальные прямые постоянного влагосодержания (d = const). За начало отсчета принята точка О, в которой t = 0 °С, d = 0 г/кг и, следовательно, I = 0 кДж/кг. При построении диаграммы использована косоугольная система координат для увеличения области ненасыщенного воздуха. Угол между направлением осей 135° или 150°. Для удобства пользования под углом 90º к оси энтальпий проводят условную ось влагосодержаний. Диаграмма строится для постоянного барометрического давления. Пользуются I-d диаграммами, построенными для атмосферного давления рб = 99,3 кПа (745 мм.рт.ст) и атмосферного давления рб = 101,3 кПа (760 мм.рт.ст).

На диаграмму нанесены изотермы (tс = const) и кривые относительной влажности (φ = const). Уравнение (16) показывает, что изотермы в I-d диаграмме − прямые линии. Все поле диаграммы линией φ = 100% разделено на две части. Выше этой линии расположена область ненасыщенного воздуха. На линии φ = 100% находятся параметры насыщенного воздуха. Ниже этой линии располагаются параметры состояния насыщенного воздуха, содержащего взвешенную капельную влагу (туман).

Для удобства работы в нижней части диаграммы строится зависимость, наносят линию парциального давления водяного пара рп от влагосодержания d. Шкала давлений располагается с правой стороны диаграммы. Каждая точка на I-d диаграмме соответствует определенному состоянию влажного воздуха.

 


Определение параметров влажного воздуха по I-d диаграмме.Метод определения параметров показан на рис. 2. Положение точки А определяется двумя параметрами, например, температурой tА и относительной влажностью φА. Графически определяем: температуру сухого термометра tс, влагосодержание dА, энтальпию IА. Температура точки росы tр определяется как температура точки пересечения линии dА = const с линией φ = 100 % (точка Р). Параметры воздуха в состоянии полного насыщения влагой определяются на пересечении изотермы tА с линией φ = 100 % (точка Н).

Процесс увлажнения воздуха без подвода и отвода теплоты будет проходить при постоянной энтальпии IА = const (процесс А-М). На пересечения линии IА = const с линией φ = 100 % (точка М) находим температуру мокрого термометра tм (линия постоянной энтальпии практически совпадает с изотермой
tм = const). В ненасыщенном влажном воздухе температура мокрого термометра меньше температуры сухого термометра.

Парциальное давление водяного пара pП находим, проведя из точки А линию dА = const до пересечения с линией парциального давления.

Разность температур tс – tм = Δtпс называется психрометрической, а разность температур tс – tр гигрометрической.


Узнать еще:

29 I-d-диаграмма влажного воздуха - СтудИзба

I-d-диаграмма влажного воздуха.

Вопросы, относящиеся к влажному воздуху, удобно и легко решать с помощью I-d-диаграммы, предложенной в 1918 г. проф. Л.К. Рамзиным. В диаграмме на оси абсцисс отложены значения влагосодержания d, г/кг, а по оси ординат – энтальпия I влажного воздуха, ккал/кг, отнесенные к 1 кг сухого воздуха. Для лучшего использования площади диаграмм линии I=const проведены под углом 1350 к линиям d=const и значения d снесены на горизонтальную линию.

На I-d-диаграмме нанесены изотермы (t= const) в виде прямых линий, кривые j= const.

Таким образом, любая точка I-d-диаграммы определяет все параметры, характеризующие состояние влажного воздуха. Зная два каких-либо параметра, можно определить остальные на пересечении соответствующих линий.

По I-d-диаграмме для каждого состояния влажного воздуха можно определить температуру точки росы. Для этого из точки, характеризующей состояние воздуха, надо провести вертикаль (линию d= const) до пересечения с линией j=100%. Изотерма, проходящая через полученную точку пересечения, определит искомую точку росы.

Процесс сушки в I-d-диаграмме распадается на два отдельных процесса. Вначале атмосферный воздух с относительной влажностью j1 и температурой t1 проходит через калорифер, где его температура повышается до t2, а относительная влажность уменьшится до j2. Этот процесс протекает при постоянном влагосодержании изображается на диаграмме вертикальной прямой. Разность энтальпии в диаграмме определяет количество тепла, расходуемого на подогрев 1 кг сухого воздуха. Далее нагретый воздух из калорифера поступает в сушильную камеру, где вследствие испарения влаги из высушиваемого материала увлажняется, т.е. его относительная влажность растет.

Процесс насыщения воздуха влагой в сушильной камере происходит при неизменной энтальпии. Разность влагосодержания (dк-dн) дает количество влаги, выделенной в сушильной камере каждым кг воздуха.

Рекомендуемые файлы

Таким образом, любая точка I-d-диаграммы определяет все параметры, характеризующие состояние влажного воздуха. Зная два каких-либо параметра, можно определить остальные на пересечении соответствующих линий.

По I-d-диаграмме для каждого состояния влажного воздуха можно определить температуру точки росы. Для этого из точки, характеризующей состояние воздуха, надо провести вертикаль (линию d= const) до пересечения с линией j=100%. Изотерма, проходящая через полученную точку пересечения, определит искомую точку росы.

Процесс сушки в I-d-диаграмме распадается на два отдельных процесса. Вначале атмосферный воздух с относительной влажностью j1 и температурой t1 проходит через калорифер, где его температура повышается до t2, а относительная влажность уменьшится до j2. Этот процесс протекает при постоянном влагосодержании изображается на диаграмме вертикальной прямой. Разность энтальпии в диаграмме определяет количество тепла, расходуемого на подогрев 1 кг сухого воздуха. Далее нагретый воздух из калорифера поступает в сушильную камеру, где вследствие испарения влаги из высушиваемого материала увлажняется, т.е. его относительная влажность растет.

Процесс насыщения воздуха влагой в сушильной камере происходит при неизменной энтальпии. Разность влагосодержания (dк-dн) дает количество влаги, выделенной в сушильной камере каждым кг воздуха.

 

Таким образом, любая точка I-d-диаграммы определяет все параметры, характеризующие состояние влажного воздуха. Зная два каких-либо параметра, можно определить остальные на пересечении соответствующих линий.

По I-d-диаграмме для каждого состояния влажного воздуха можно определить температуру точки росы. Для этого из точки, характеризующей состояние воздуха, надо провести вертикаль (линию d= const) до пересечения с линией =100%. Изотерма, проходящая через полученную точку пересечения, определит искомую точку росы.

Процесс сушки в I-d-диаграмме распадается на два отдельных процесса. Вначале атмосферный воздух с относительной влажностью 1 и температурой t1 проходит через калорифер, где его температура повышается до t2, а относительная влажность уменьшится до 2. Этот процесс протекает при постоянном влагосодержании изображается на диаграмме вертикальной прямой. Разность энтальпии в диаграмме определяет количество тепла, расходуемого на подогрев 1 кг сухого воздуха. Далее нагретый воздух из калорифера поступает в сушильную камеру, где вследствие испарения влаги из высушиваемого материала увлажняется, т.е. его относительная влажность растет.

Процесс насыщения воздуха влагой в сушильной камере происходит при неизменной энтальпии. Разность влагосодержания (dк-dн) дает количество влаги, выделенной в сушильной камере каждым кг воздуха.

Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - Содержание и методика социально-медицинской работы в учреждениях образования.

Таким образом, любая точка I-d-диаграммы определяет все параметры, характеризующие состояние влажного воздуха. Зная два каких-либо параметра, можно определить остальные на пересечении соответствующих линий.

По I-d-диаграмме для каждого состояния влажного воздуха можно определить температуру точки росы. Для этого из точки, характеризующей состояние воздуха, надо провести вертикаль (линию d= const) до пересечения с линией j=100%. Изотерма, проходящая через полученную точку пересечения, определит искомую точку росы.

Процесс сушки в I-d-диаграмме распадается на два отдельных процесса. Вначале атмосферный воздух с относительной влажностью j1 и температурой t1 проходит через калорифер, где его температура повышается до t2, а относительная влажность уменьшится до j2. Этот процесс протекает при постоянном влагосодержании изображается на диаграмме вертикальной прямой. Разность энтальпии в диаграмме определяет количество тепла, расходуемого на подогрев 1 кг сухого воздуха. Далее нагретый воздух из калорифера поступает в сушильную камеру, где вследствие испарения влаги из высушиваемого материала увлажняется, т.А (точка состояния воздуха), которая удовлетворяет заданным условиям (?=70°С

Влагосодертание Л

Рис. 2. /J-диаграмма влажного воздуха

И <р=0,5). Точка А находится также на вертикальной линии, идущей вниз до пересечения со шкалой влагосодержаний. В нашем случае эта линия соответствует влагосодержанию <2=120 г/кг сухого воздуха.

Точка А лежит примерно посередине между двумя наклонными линиями, идущими вниз и вправо до пересечения с нижней кривой линией <р=1,0. Это линии постоянных теплосодержаний. По шкале и масштабу делений находим, что наше точка А соответствует теплосодержанию 7=92 ккал/кг.

Наконец, определяем величину парциального давления пара в воздухе за­данного нам состояния в точке пересечения вертикальной линии влагосодержания rf= 120 г/кг с крайней линией шкалы парциальных давлений. Давление равно 1650 мм вод. ст.

Изображение на /^-диаграмме процессов нагрева, охлаждения, испарения влаги и смешения воздуха различного состояния

Когда влажный воздух нагревают в каком-либо закрытом по­мещении, то его температура возрастает, а влагосодержание остается без изменения, так как нет притока дополнительной влаги или ее утечки. Такой процесс может быть изображен на Id- ДИаграмме движением точки состояния воздуха вверх по одной из

Линий влагосодержания до пересечения ее с линией заданной тем­пературы нагрева. Теплосодержание воздуха при этом будет уве­личиваться. И, наоборот, процесс охлаждения соответствует на диаграмме перемещению той же точки вертикально вниз до линии заданной температуры. Теплосодержание воздуха при этом будет уменьшаться.

При испарении же влаги тепло, содержащееся в воздухе, рас­ходуется на превращение воды в пар и передается пару, но общее количество тепла в воздухе остается без изменения (если, конечно, воздух можно предохранить от остывания). Таким образом, тепло­содержание воздуха в процессе испарения останется постоянным, а влагосодержание увеличится. Поэтому процесс испарения на Id- Диаграмме будет характеризоваться движением точки состояния воздуха параллельно линиям теплосодержания вниз вправо до пе­ресечения с линией влагосодержания.

Пример 2. Пусть состояние воздуха соответствует точке А на диаграмме (см. рис. 2 и пример 1). Требуется определить, как оио изменится, если воздух подогреть до температуры 93° С. Потерями тепла для простоты расчета можно пренебречь.

Определяем точку нового состояния воздуха, она будет находиться на пере­сечении линии D= 120 г/кг, идущей от точки А вверх, с линией температуры 93° С. Обозначим ее буквой Б. Относительная влажность воздуха, состояние которого характеризуется точкой Б, будет соответствовать линии Ф=0,2, т. е. относительная влажность воздуха стала ниже (воздух стал суше), хотя абсолютное весовое количество влаги в ней осталось прежним. Теплосодержание воздуха увеличилось и достигло 98 ккал/кг. Такой воздух более «работоспособен» в отношении про-, цесса сушки.

Пример 3. Охлаждение воздуха. Пусть воздух, состояние которого соответ­ствует точке А (см. рис. 2 и пример 1), охлажден до температуры 56° С. Находим на диаграмме точку нового состояния воздуха: от точки А вертикально вниз до линии температуры 56° С точку В. Мы видим, что относительная влажность воз­духа увеличилась, почти достигла линии ф=1,0, т. е состояния полного насыще­ния. Такой воздух не может уже поглощать влагу. Если охлаждение пойдет даль­ше, относительная влажность будет за линией Ф=1,0 и тогда пар в воздухе скон­денсируется и выпадет в виде капельно-жидкой влаги.

Пример 4. Испарение влаги. Пусть состояние воздуха соответствует точ­ке Б из примера 2. В этом воздухе находится влажная древесина, нагретая до 93° С. Влага из нее испаряется в воздух, т. е. древесина сохнет. Для упрощения расчета предположим, что потери от охлаждения воздуха отсутствуют л тепло расходуется только на испарение влаги, т. е. на сушку. Процесс пойдет при по­стоянном теплосодержании агента сушки — воздуха.

Двигаясь вниз по пунктирной линии параллельно линии /=100 ккал/кг, пере­секаем одну за другой линии температур. Значит, воздух, совершая работу испа­рения, понижает свою температуру, хотя количество тепла в ней остается неиз­менным. Предположим, что мы достигли температуры 74е С — точки Д. Относи­тельная влажность воздуха будет при этом равна 0,47 (47%), влагосодержание воздуха достигнет 129 г/кг против прежних 120 г/кг. Значит, агент сушки испарил 129—120=9 г влаги на каждый килограмм веса сухой части воздуха

Пример 5. Смешивание воздуха различных состояний. В сушильных камерах воздух, прошедший через штабель материала и насыщенный влагой, смешивается со свежим воздухом, имеющим малое влагосодержание. Это делается для того, чтобы снизить общее влагосодержание смеси и чтобы воздух стал вновь работо­способным.

Пусть состояние воздуха, прошедшего через штабель, соответствует точке Д на диаграмме, т. е. характеризуется температурой 74° С, относительной влажностью 0,47 (47%) и влагосодержанием 129 г/кг. Свежий воздух, поступающий в сушиль-

HVK) камеру из коридора управления, имеет температуру +20° С, относительную влажность 0,4 (40%) и влагосодержание 6 г/кг.

Нужно смешать воздух этих двух состояний так, чтобы влагосодержание сме­не превышало 120 г/кг сухого воздуха. Процесс смешивания может быть изо - бпажен на диаграмме прямой линией ЕД, а состояние смеси будет характеризо­ваться точкой А.

Таким образом, после смешивания со свежим воздухом воздух в камере будет иметь температуру fCM=70°C, относительную влажность фсы=0,5 (50%), влагосодержание DcМ = 120 г/кг, теплосодержание /см = 92 ккал/кг.

Воздух такого состояния, подогретый до 93° С (см. пример 2), получит тепло­содержание 97 ккал/кг при относительной влажности 0,2 (20%) и снова будет пригоден для осуществления процесса испарения влаги, описанного в примере 4.

По диаграмме можио определить и относительное количество свежего воздуха, которое нужно подать в камеру, чтобы получить нужное состояние смеси. Отно­шение часового количества свежего воздуха к часовому количеству воздуха, обра­щающегося в камере, равно отношению длин отрезков АД и АЕ. Измеряя эти отрезки в масштабе влапосодержания, получим: АД= 129—120=9; АЕ—120—16= = 114.

Значит,

АД 9

—— - — = 0,079.

АЕ 114

Таким образом, часовое количество воздуха, подсасываемого в камеру, в дан­ном случае должно составлять всего 7,9% часового количества воздуха, циркули­рующего в камере. Такое же количество воздуха должно быть удалено из камеры через вытяжную трубу.

Рнс. 3. Схематичный по­перечный разрез древес­ных клеток (по П. В. Со­колову)

Сколько весит куб (кубометр) древесины? Вес кубометра древесины зависит от породы дерева и влажности. · Самым тяжелым деревом является снейквуд (пиpатинеpа гвианская, бросинум гвианский, "змеиное дерево", "крапчатое дерево"), его объемный …

Производим и продаем барабанные сушилки для пуха и пера, видео ниже: В любое время(круглосуточно) барабанная сушилка работает в г.Александрия, Кировоградской обл. и можно демонстрировать потенциальным потребителям. Характеристики барабанной сушилки: Мощность …

Вопрос «паркет или ламинат» вызывает столько же споров, сколько любое сравнение натуральных и синтетических материалов при отделке квартиры или дома, выборе мебели или окон. Такими же неизменными и в принципе …

Психрометрическая диаграмма Использование

Психрометрическая диаграмма и характеристики воздуха

Психрометрическая диаграмма представляет физические и термические свойства влажного воздуха в графической форме. Это может быть очень полезно при устранении неисправностей и поиске решений экологических проблем теплиц или животноводческих помещений. Понимание психрометрических диаграмм может помочь вам визуализировать концепции контроля окружающей среды, например, почему нагретый воздух может удерживать больше влаги или, наоборот, как охлаждение влажного воздуха приведет к конденсации.Этот информационный бюллетень объясняет, как характеристики влажного воздуха используются в психрометрической диаграмме. Три примера используются для иллюстрации типичного использования и интерпретации карт. Свойства влажного воздуха объяснены на боковой панели Определения для справки во время следующих обсуждений.

Рисунок 1. Психрометрическая диаграмма

Психрометрическая диаграмма доступна для различных диапазонов давления и температуры. Рисунок 1 предназначен для стандартного атмосферного давления (14.7 фунтов на кв. Дюйм) и температуре от 30 ° до 120 ° F, что подходит для большинства тепличных и животноводческих помещений. Психрометрические свойства также доступны в виде таблиц данных, уравнений и ползунков.

Психрометрическая диаграмма упаковывает много информации в график странной формы. Если мы рассмотрим компоненты по частям, полезность диаграммы станет более ясной. Границы психрометрической диаграммы представляют собой шкалу температуры по сухому термометру на горизонтальной оси, шкалу отношения влажности (содержания влаги) на вертикальной оси и верхнюю изогнутую границу, которая представляет собой насыщенный воздух или 100-процентную влагоудерживающую способность.На диаграмме показаны другие важные свойства влажного воздуха, как показано на Рисунке 2: температура по влажному термометру; энтальпия; точка росы или температура насыщения; относительная влажность; и удельный объем. См. Врезку «Определения» для объяснения этих терминов. Влажный воздух можно описать, найдя пересечение любых двух из этих свойств. Это называется «государственной точкой». С точки состояния можно прочитать все остальные свойства. Ключ в том, чтобы определить, какой процент. Поможет практика с примерами.Используйте рисунки 2 и 3 с психрометрической диаграммой на рисунке 1, чтобы проверить, можете ли вы найти каждое свойство воздуха.

Рисунок 2. Свойства влажного воздуха на психрометрической диаграмме. Для температуры и энтальпии по влажному термометру используется одна и та же линия диаграммы, но значения считываются по разным шкалам.

Понимание формы и использование психрометрической диаграммы поможет вам диагностировать проблемы с температурой и влажностью воздуха. Обратите внимание, что более холодный воздух (расположенный в нижней левой части диаграммы) не будет удерживать столько влаги (как видно на соотношении влажности по оси Y), как теплый воздух (расположенный вдоль правой стороны диаграммы).Практическое правило для внутренних теплиц или животноводческих помещений в зимних условиях заключается в том, что повышение температуры воздуха на 10 ° F может снизить относительную влажность на 20 процентов. Использование психрометрической диаграммы покажет, что это примерно так. Например, чтобы снизить относительную влажность в зимней теплице в критический период времени, можно нагреть воздух.

Использование психрометрической таблицы в теплице и сарае

Пример 1 Определение свойств воздуха

Стропный психрометр * показывает температуру по сухому термометру 78 ° F и температуру влажного термометра 65 ° F.По этой информации определите другие свойства влажного воздуха. Двумя полезными свойствами воздуха для анализа окружающей среды в сельскохозяйственных зданиях будут относительная влажность и температура точки росы. Относительная влажность - это показатель того, сколько влаги в воздухе по сравнению с желаемыми условиями влажности, а температура точки росы указывает, когда возникнут проблемы с конденсацией, если температура (по сухому термометру) упадет.

Найдите пересечение двух известных свойств, температуры по сухому и влажному термометрам, на психрометрической диаграмме, рис. 1.Температура по сухому термометру расположена по нижней горизонтальной оси. Найдите линию 78 ° F, которая проходит через диаграмму вертикально. Температура влажного термометра расположена вдоль диагональных пунктирных линий, ведущих к показаниям шкалы на верхней изогнутой границе, обозначенной «температура насыщения». Пересечение вертикальной линии сухого термометра 78 ° F и диагональной линии влажного термометра 65 ° F теперь установило точку состояния для измеряемого воздуха. Теперь считайте относительную влажность как 50 процентов (изогнутая линия, проходящая слева направо вверх по таблице), а температуру точки росы как 58 ° F (следуйте горизонтальной линии, двигаясь влево, к изогнутой верхней границе температур насыщения).Этот пример показан на рисунке 3, поэтому вы можете проверить свою работу.

Рисунок 3. Диаграмма примера 1. Проверьте эти значения на психрометрической диаграмме (Рисунок 1)

Что мы можем сделать на основании этой информации? Относительная влажность 50 процентов приемлема для большинства видов домашнего скота и теплиц. Если мы позволим температуре воздуха (по сухому термометру) снизиться до 58 ° F (точка росы) или ниже, воздух будет на 100 процентов насыщен влагой и произойдет конденсация.Отношение влажности, отображаемое на вертикальной шкале оси Y, является надежным индикатором уровня влажности воздуха, поскольку оно отражает количество влаги в фунте сухого воздуха и не колеблется в зависимости от показаний температуры по сухому термометру, как относительные влажность. Соотношение влажности воздуха в этом примере составляет около 0,0104 фунта влаги / фунт сухого воздуха (сместите вправо по горизонтали от точки состояния к шкале отношения влажности).

Пример 2 Зимняя вентиляция

Часто воздух нагревают перед тем, как ввести его в теплицы или помещения для выращивания молодняка.Рассмотрим приложение, в котором наружный воздух с температурой 40 ° F (по сухому термометру) и относительной влажностью 80 процентов нагревается до 65 ° F (по сухому термометру), прежде чем он будет распределен по всему зданию.

Найдите точку состояния для входящего холодного воздуха в нижней левой части психрометрической диаграммы (точка A на рисунке 4). Обратите внимание, что другие свойства воздуха с температурой 40 ° F включают температуру по влажному термометру 38 ° F, температуру точки росы около 34 ° F и соотношение влажности 0,0042 фунта влаги / фунт сухого воздуха. Нагревание воздуха включает повышение температуры по сухому термометру без добавления или уменьшения содержания воды в воздухе.Процесс нагрева движется горизонтально вправо по линии постоянного соотношения влажности. На рисунке 4 показан процесс нагрева между точками A и B. Нагревание воздуха до 65 ° F (по сухому термометру) привело к снижению относительной влажности примерно до 32 процентов. Нагретый воздух, поступающий в здание, достаточно сухой, чтобы поглощать влагу из окружающей среды растений или животных. (Убедитесь, что температура нагретого воздуха в точке B по-прежнему составляет 34 ° F, а соотношение влажности 0,0042 фунта влаги / фунт сухого воздуха.) Нагретый воздух с его более низкой относительной влажностью может смешиваться с влажным теплым воздухом уже в здании. По мере того, как свежий воздух проходит через среду обитания животных, он будет собирать дополнительную влагу и тепло, прежде чем достигнет выхлопной трубы системы вентиляции. Мы могли бы измерить условия выдыхаемого воздуха при температуре 75 ° F (сухая луковица) и относительной влажности 70 процентов, представленной точкой C на рисунке 4. Обратите внимание, что в этом выдыхаемом воздухе соотношение влажности утроилось и составило 0,013 фунта влаги / фунт сухого воздуха. Это означает, что с теплым влажным вытяжным воздухом из здания выводится гораздо больше воды, чем за счет холодного поступающего воздуха с высокой относительной влажностью.Удаление влаги из окружающей среды растений или животных - одна из основных функций зимней системы вентиляции.

Рисунок 4. Схема примера 2. Наружный воздух при 40 ° F и относительной влажности 80% (точка A нагревается до 65 ° F (точка B) для использования в вентиляции. Отработанный воздух (точка C) при 75 ° F и относительная влажность 70% содержит в три раза больше влаги, чем свежий воздух (точки A и B)

Определения

Окружающий нас воздух представляет собой смесь сухого воздуха и влаги и содержит определенное количество тепла.Мы привыкли слышать о температуре воздуха, относительной влажности и точке росы при обсуждении погодных условий. Все эти и другие свойства содержатся в психрометрической таблице. К форме и сложности диаграммы нужно привыкнуть. См. Рисунки 1 и 2. Вы обнаружите, что верхняя кривая граница диаграммы имеет одну шкалу температур, но может представлять три типа температуры: по влажному термометру, по сухому термометру и точку росы. Эта верхняя криволинейная граница также соответствует 100-процентной относительной влажности или насыщенному воздуху.

Температура по сухому термометру

- это температура, обычно измеряемая термометром. Это называется «сухим термометром», поскольку чувствительный конец термометра сухой (см. «Температура по влажному термометру» для сравнения). Температура по сухому термометру расположена на горизонтальной оси или оси X психрометрической диаграммы, а линии постоянной температуры представлены вертикальными линиями диаграммы. Поскольку эта температура широко используется, предполагайте, что это температуры по сухому термометру, если не указано иное.

Относительная влажность

- это мера количества воды, которую воздух может удерживать при определенной температуре. Это «относительное» количество воды, которое воздух при той же температуре может удерживать при 100-процентной влажности или насыщении. Температура воздуха (по сухому термометру) важна, потому что более теплый воздух может содержать больше влаги, чем холодный. Воздух с относительной влажностью 60 процентов содержит 60 процентов воды, которую он может удерживать (при этой температуре). Он может набрать на 40 процентов больше воды, чтобы достичь насыщения.Линии постоянной относительной влажности представлены изогнутыми линиями, идущими от нижнего левого угла до верхнего правого угла диаграммы. Линия 100-процентной относительной влажности или насыщения - это верхняя левая граница диаграммы.

Коэффициент влажности

влажного воздуха - это вес воды, содержащейся в воздухе, на единицу сухого воздуха. Часто это выражается в фунтах влаги на фунт сухого воздуха. Поскольку соотношение влажности влажного воздуха не зависит от температуры, как и относительная влажность, его легче использовать в расчетах.Отношение влажности находится на вертикальной оси Y, а линии постоянного отношения влажности проходят горизонтально на графике.

Температура точки росы

указывает температуру, при которой вода начинает конденсироваться из влажного воздуха. Если воздух имеет определенную температуру по сухому термометру и относительную влажность, если позволить температуре понизиться, воздух больше не сможет удерживать столько влаги. Когда воздух охлаждается, относительная влажность увеличивается до тех пор, пока не произойдет насыщение и не произойдет конденсация.Конденсация происходит на поверхностях с температурой точки росы или ниже. Температура точки росы определяется перемещением от точки состояния по горизонтали влево вдоль линий постоянного отношения влажности до тех пор, пока не будет достигнута верхняя изогнутая граница температуры насыщения.

Энтальпия

- теплосодержание влажного воздуха. Он выражается в британских тепловых единицах на фунт сухого воздуха и представляет собой тепловую энергию, обусловленную температурой и влажностью воздуха. Энтальпия полезна при нагревании и охлаждении воздуха.Шкала энтальпии расположена над верхней границей графика насыщения. Линии постоянной энтальпии проходят по диагонали вниз слева направо по графику. Линии постоянной энтальпии и постоянной температуры по влажному термометру на этом графике одинаковы, но значения считываются с разных шкал. Более точные психрометрические диаграммы используют немного разные линии для температуры и энтальпии по смоченному термометру.

Температура влажного термометра

определяется, когда воздух проходит мимо смоченного наконечника датчика.Он представляет собой температуру, при которой вода испаряется и насыщает воздух. В основе этого определения лежит допущение, что воздух не теряет и не получает тепла. Это отличается от температуры точки росы, когда снижение температуры или тепловые потери снижает влагоудерживающую способность воздуха, вызывая конденсацию воды. Определение температуры смоченного термометра на этой психрометрической диаграмме происходит по линиям постоянной энтальпии, но значения считываются с верхней изогнутой границы температуры насыщения.

Удельный объем

указывает пространство, занимаемое воздухом. Это величина, обратная плотности, и выражается как объем на единицу веса (плотность - это вес на единицу объема). Теплый воздух менее плотный, чем холодный, поэтому теплый воздух поднимается вверх. Это явление известно как тепловая плавучесть. По аналогичным соображениям более теплый воздух имеет больший удельный объем и, следовательно, легче холодного. На психрометрической диаграмме линии постоянного удельного объема представляют собой почти вертикальные линии со значениями шкалы, записанными под шкалой температуры по сухому термометру и над шкалой температуры насыщения верхней границы.На этой диаграмме значения находятся в диапазоне от 12,5 до 15,0 кубических футов на фунт сухого воздуха. Больший удельный объем связан с более высокими температурами (сухой термометр).

Пример 3 Испарительное охлаждение

Испарительное охлаждение использует тепло, содержащееся в воздухе, для испарения воды. Температура воздуха (по сухому термометру) падает, а содержание воды (влажность) повышается до точки насыщения. Испарение часто используется в жаркую погоду для охлаждения вентиляционного воздуха. Процесс движется вверх по линии постоянной энтальпии или постоянной температуры по смоченному термометру, например, от точки D к точке E на рисунке 5.Обратите внимание, что горячий сухой воздух (точки от D до E с перепадом температуры на 24 ° F) имеет большую способность к испарительному охлаждению, чем горячий влажный воздух (точки от F до G с понижением температуры только на 12 ° F).

Рисунок 5. Схема примера 3. Процесс испарительного охлаждения горячим сухим воздухом из точек D в E и горячим влажным воздухом из точек F в G. Обратите внимание на большую охлаждающую способность за счет испарения с сухим воздухом.

_________________________________________________________________________________

* Психрометр для строп и другие инструменты описаны в информационном бюллетене G-81 «Приборы для измерения качества воздуха, оценки условий содержания домашнего скота».

Психрометрическая диаграмма (обновлена ​​22.07.2014)

Глава 10b: Психрометрическая диаграмма (обновлена ​​22.07.2014)

Глава 10: Смеси воздуха и водяного пара

б) Психрометрическая таблица и Процессы кондиционирования воздуха

Мы замечаем развитие в разделе а) , что уравнения, связывающие относительные и удельная влажность, температура (влажный и сухой термометр), давление (воздух, пар) и энтальпия довольно утомительны и неудобны. За это причина Психрометрическая Диаграмма , относящаяся ко всем соответствующим были разработаны переменные, которые чрезвычайно полезны для проектирования и оценка систем кондиционирования воздуха и градирен.

На первый взгляд психрометрическая диаграмма довольно сбивает с толку, однако с некоторой практикой это становится чрезвычайно полезным инструмент для быстрой оценки процессов кондиционирования воздуха. Большинство популярной широко используемой диаграммой является диаграмма, разработанная ASHRAE (Американское общество отопления, охлаждения и Инженеры по кондиционированию воздуха), однако мы считаем, что строительство упрощенная версия диаграммы, основанная на приближении различные уравнения могут быть очень полезным инструментом для разработки понимание его использования.Такой подход был предложен Maged. Эль-Шаарави в своей статье «О Психрометрическая диаграмма », опубликованная в ASHRAE Transactions (Paper # 3736, Vol 100, Part 1, 1994) и вдохновил нас на создание следующая упрощенная психрометрическая карта:

Основная информация, используемая для построения диаграммы: данные о насыщении водяным паром (Tsat, Pg), полученные из паровые столы в диапазоне от Tsat = 0,01 ° C до 50 ° C. В удельная влажность ω затем оценивается с использованием относительной влажности φ в качестве параметра для построения различных кривых относительной влажности (синий строк) следующим образом:


где P - стандартное атмосферное давление 101.325 [кПа].

Кривая насыщения (относительная влажность 100%) также кривая точки росы отображается красным линия. Обратите внимание, что на кривой насыщенности влажные и температуры сухого термометра имеют такие же значения.

Основное упрощающее допущение в конструкции диаграммы состоит в том, что энтальпия смеси принята равной постоянна на протяжении всего процесса адиабатического насыщения (описанного в Раздел ). Это означает, что испаряющийся добавленная жидкость не оказывает значительного влияния на энтальпию паровоздушная смесь, обеспечивающая постоянный наклон температуры по влажному термометру / энтальпия (красный) линии определены:


Примечание что на оси ω = 0 (сухой воздух) h = T [° C]

Наконец, удельный объем паровоздушной смеси (зеленые линии) определяется из соотношения идеального газа как


где газовая постоянная R воздух = 0.287 [кДж / кг.K]

Это нормальная практика - отделить перекрывающиеся друг от друга линии энтальпии / температуры по влажному термометру, позволяющие проводить их отдельно оценен. Таким образом, мы вводим наклонную ось энтальпии и энтальпию (черные) линии следующим образом:

Четыре уравнения, выделенные выше, были запрограммированы в MATLAB и используется для построения упрощенных психрометрических диаграмм, показанных выше. По ссылке:
MATLAB программа для построения упрощенной психрометрической диаграммы

Превосходный NebGuide (Университет Небраски-Линкольн Публикация расширения), описывающая Как для использования упрощенной психрометрической диаграммы имеет предоставлен Дэвидом Шелтоном и Джеральдом Бодманом.Еще одно полезное руководство предоставлено Марком Картрайтом из Подрядчика Северной Каролины Институт тестирования (NCCTI) - это видео на YouTube: Psychrometric Диаграмма упрощенная . Обе направляющие уменьшают путаница, отдельно объясняя 4 из 6 наборов кривых, которые составьте психрометрическую карту. Обязательно просмотрите оба руководства перед продолжение.

Решенная задача 10.1 - Допустим что температура наружного воздуха 32 ° C при относительной влажности φ = 60%. Используйте психрометрическую диаграмму, чтобы определить удельную влажность ω [18 г-влаги / кг-воздуха], энтальпия h [78 кДж / кг воздуха], температура по влажному термометру T wb [25.5 ° С], температура точки росы T dp [23 ° C], и удельный объем сухого воздуха v [0,89 м 3 / кг]. Укажите все значения, определенные на диаграмме.

Решенная задача 10.2: Допустим что температура наружного воздуха 8 ° C. Если воздух в комнате 25 ° C при относительной влажности φ = 40%, используйте психрометрическую диаграмму определить, соприкасаются ли окна этой комнаты с снаружи станет туманно.


В воздух, соприкасающийся с окнами, станет холоднее, пока не выпадет роса. точка достигнута.Обратите внимание, что в условиях 25 ° C и 40% относительная влажность температура точки росы немного выше 10 ° C, в этот момент водяной пар конденсируется, когда температура приближается к 8 ° C по линии насыщения, и окна будут стать туманным.

______________________________________________________________________________________

Одно из основных приложений Психрометрической Диаграмма находится в системе кондиционирования воздуха, и мы обнаруживаем, что большинство людей чувствуют комфортно при температуре от 22 ° C до 27 ° C, а относительная влажность φ от 40% до 60%.Это определяет «комфорт» зона », которая изображена на психрометрической диаграмме, как показано ниже. Таким образом, с помощью таблицы мы либо нагреваем, либо охлаждаем, добавляем влаги или осушите по мере необходимости, чтобы воздух зона комфорта.

Решенная проблема 10.3: снаружи воздух при температуре 35 ° C и относительной влажности 60% необходимо кондиционировать охлаждение и обогрев, чтобы воздух оставался в пределах "комфорта". зона ". Используя Психрометрическую диаграмму, аккуратно нанесите требуемый процесс кондиционирования воздуха и оценка (а) количества влаги удалено [11.5 г-ч30 / кг-сухой воздух], (б) отводимое тепло [(1) - (2), q холодный = 48 кДж / кг-сухой воздух], и (c) количество добавленного тепла [(2) - (3), q тепло = 10 кДж / кг-сухой воздух].

Решенная проблема 10.4: : Горячий сухой воздух при 40 ° C и относительной влажности 10% проходит через испарительный охладитель. Вода добавляется по мере того, как воздух проходит через серию фитилей и смесь выходит при 27 ° C. Использование психрометрии диаграмма определяет (а) относительную влажность на выходе [45%], (б) количество добавленной воды [5.4 г-ч30 / кг-сухой воздух], и (c) самая низкая температура, которая могла быть реализована [18,5 ° C].

Охладители этого типа очень популярны в горячих, сухих климата, и широко известно как болото Кулер . Интересное приложение использование болотного кулера для охлаждения питьевой воды в очень горячих окружающая среда описана в публикации Rich Oppel in the At War блог New York Times: 'Выпивка Из Socks '.

Интересное и информативное описание на Психрометрический Схема использования для домашнего скота и теплицы приложения были представлены на веб-сайте PennState Extension Эйлин Э.Фабиан. Другой интересный веб-сайт: Википедия по психрометрии.

Перейти к разделу c) Градирни для паровых электростанций

______________________________________________________________________________________


Инженерная термодинамика, Израиль Уриэли под лицензией Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 Соединенные Штаты Лицензия

Как читать психрометрическую диаграмму

Психрометрия - это наука о термодинамике влажного воздуха (воздействие тепла, работы и энергии на систему) применительно к системам HVAC.Психрометрическая диаграмма полезна для определения того, какую комбинацию источников тепла, охлаждения, увлажнения и осушения следует использовать для достижения оптимальных условий окружающей среды на объектах.

В конце этого поста у меня есть пример того, как использовать психрометрическую диаграмму для построения сезонных изменений погоды по отношению к нашей желаемой «Зоне комфорта». Это подскажет нам, что нам нужно сделать, чтобы компенсировать влияние внешних погодных условий, чтобы привести нас в желаемую зону. Во-первых, давайте посмотрим на разные части.

Части психрометрической карты

(щелкните диаграмму, чтобы развернуть)

1. Температуры

а. Dry Bulb (DB) - это показания температуры на стандартном термометре. Психрометрические диаграммы доступны в следующих приблизительных диапазонах температур по сухому термометру:

низкие температуры: от -20 ° FDB до 50 ° FDB,

нормальные температуры: от 20 ° FDB до 100 ° FDB

высокие температуры от 60 ° FDB до 250 ° FDB

г.Wet Bulb (WB) - это показание температуры на стандартном термометре, когда чувствительная лампа накрыта влажным фитилем или носком и подвергается воздействию воздушного потока, вызывающего испарение.

г. Точка росы - это температура, при которой из воздуха начинает конденсироваться влага.

2. Удельный объем и плотность

Удельный объем воздуха измеряется в кубических футах на фунт (фут3 / фунт). По сути, это количество воздуха, занимаемого на фунт веса.Чем плотнее воздух (влажный воздух по сравнению с сухим), тем меньше удельный объем.

3. Энтальпия

Энтальпия - это мера тепловой энергии (представлена ​​переменной «h»). Разница в общей теплоте воздуха до и после прохождения через нагревательный или охлаждающий змеевик - это изменение энтальпии. Энтальпия выражается в британских тепловых единицах (британских тепловых единицах) на фунт сухого воздуха.

4. Коэффициент явного тепла

Коэффициент явного тепла (SHR) - это общий поток явного тепла, деленный на общий поток тепла (явный + скрытый).Поток ощутимого тепла вызывает изменение температуры вещества, в данном случае воздуха, без изменения содержания влаги в воздухе. Скрытый тепловой поток вызывает изменение влажности воздуха, не вызывая изменения температуры воздуха. Типичное изменение происходит, когда воздух конденсируется (превращается из газа в жидкость). Конденсация начинается, когда из воздуха удаляется тепло, в результате чего температура воздуха достигает точки росы.

Явный тепловой поток = 60 (удельная теплоемкость воздуха в БТЕ / фунт ºF (0.24 при 72ºF) ) (плотность воздуха в фунтах / фут3) (расход воздуха в фут3 / мин) (| температура приточного воздуха - комнатная температура при кондиционировании |)

Скрытый тепловой поток = 60 (скрытая теплота испарения воды в БТЕ / фунт (970 на уровне моря) ) (плотность воздуха в фунтах / фут3) (воздушный поток в фут3 / мин) (разница в соотношении влажности в фунт воды / фунт сухого воздуха)

По приведенным выше ссылкам можно найти инструменты, которые помогут рассчитать переменные для вашего предприятия. Различные географические регионы могут изменять значение некоторых переменных.

5. Содержание влаги

Влагосодержание (или коэффициент влажности) - это общий вес водяного пара на фунт сухого воздуха. Содержание влаги обычно измеряется в зернах на фунт (1 зерно = 0,000142857 фунтов) и представляет собой удельную влажность воздуха.

6. Относительная влажность

Относительная влажность (RH) - это процент водяного пара на фунт сухого воздуха относительно того, сколько воздуха может удерживать при текущей температуре. Чем горячее воздух, тем больше водяного пара он может удерживать.Поддержание относительной влажности от 30 до 65% является оптимальным для большинства помещений. Подробнее об относительной влажности и среде обитания.

7. Давление пара

Давление пара - это давление водяного пара в воздухе, которое измеряется в дюймах ртутного столба (в ртутном столбе).

8. Стандартная воздушная точка

Стандартная воздушная точка - это маркер на психрометрической диаграмме, который указывает измерение стандартного воздуха. Стандартный воздух обычно имеет температуру 70 ° F, относительную влажность 54% и удельную влажность 60 г / фунт.

Использование психрометрической диаграммы

Вот пример, который я упомянул в начале этого поста, с использованием погодных условий штата Нью-Йорк. Средние сезонные значения температуры по сухому термометру и точки росы нанесены на график относительно «зоны комфорта». Зоны комфорта будут отличаться от объекта к объекту, но это дает общую зону с температурой от 68 до 82ºF с диапазоном относительной влажности от 30 до 65%. Построение средних значений за каждый месяц приведет к более точным решениям.Используйте https://weatherspark.com/, чтобы найти статистику погоды для вашего местоположения.

(щелкните диаграмму, чтобы развернуть)

Дополнительные полезные статьи из Q Ware .

Психрометрическая диаграмма - обзор

Влажность - это содержание влаги в воздухе. Прежде чем рассматривать датчики влажности, важно понимать, что измеряется и как взаимодействуют различные измерения, относящиеся к влажности и температуре.Поскольку влажность и температура связаны с энергией или энтальпией влажного воздуха, мы также рассмотрим этот вопрос.

Взаимосвязь между температурой, влажностью и энергией легче всего понять с помощью наглядного пособия под названием «Психрометрическая диаграмма ».

Психрометрическая диаграмма - это стандартный в отрасли инструмент, который используется для визуализации взаимосвязей между сухим воздухом, влажностью и энергией. Если вы отвечаете за проектирование или обслуживание любого аспекта системы кондиционирования воздуха в зданиях, четкое и удобное понимание схемы облегчит вашу работу.

Изначально диаграмма может показаться пугающей, но по мере работы с ней вы обнаружите, что взаимосвязи, которые она иллюстрирует, относительно легко понять. Как только вы освоитесь с ним, вы обнаружите, что это инструмент, который может упростить поиск и устранение проблем с кондиционированием воздуха в зданиях. В этом курсе мы только познакомимся с психрометрической диаграммой и дадим очень краткий обзор ее структуры.

Воздух в помещении представляет собой смесь сухого воздуха и водяного пара

Воздух, в котором мы живем, представляет собой смесь сухого воздуха и водяного пара .Оба являются невидимыми газами. Водяной пар в воздухе также называется влажностью или влажностью . Количество водяного пара в воздухе выражается как « фунтов водяного пара на фунта воздуха». Это соотношение называется «коэффициент влажности», сокращение W, и единицы измерения - фунты воды / фунт сухого воздуха, фунтов Вт / фунтов да , часто сокращенно фунт / фунт.

Точные свойства влажного воздуха зависят от давления. Поскольку давление уменьшается с увеличением высоты, свойства влажного воздуха меняются с высотой.Обычно психрометрические диаграммы печатаются на основе стандартного давления на уровне моря. В оставшейся части этого раздела мы будем считать давление постоянным.

Чтобы понять взаимосвязь между водяным паром, воздухом и температурой, мы рассмотрим два условия:

a.

Температура воздуха постоянная, но количество водяного пара увеличивается.

б.

Температура воздуха падает, но количество водяного пара остается постоянным.

а . Температура постоянная, но количество водяного пара увеличивается. . Если температура остается постоянной, то по мере увеличения количества водяного пара в воздухе влажность увеличивается. Однако при любой температуре существует максимальное количество водяного пара, которое может сосуществовать с воздухом. Точка, в которой достигается этот максимум, называется точкой насыщения . Если после достижения точки насыщения добавляется больше водяного пара, то такое же количество водяного пара конденсируется и принимает форму либо капель воды, либо кристаллов льда.

На открытом воздухе мы видим капли воды в воздухе в виде тумана, облаков или дождя, а кристаллы льда в воздухе - в виде снега или града. Психрометрическая диаграмма учитывает только условия до точки насыщения; поэтому он учитывает только влияние воды в паровой фазе и не рассматривает капли воды или кристаллы льда.

б. Температура падает, но количество водяного пара постоянно. Если воздух достаточно охлаждается, он достигает линии насыщения .Если его еще больше охладить, влага конденсируется и образуется роса.

Например, если вынуть из холодильника холодную банку с напитком и оставить на несколько минут, емкость намокнет. Это связано с тем, что влажный воздух контактирует с охлажденным контейнером. Контейнер охлаждает воздух, с которым он контактирует, до температуры ниже насыщения, и образуется роса. Эта температура, при которой в воздухе начинается конденсация, называется температурой точки росы .

Относительная влажность

Рисунок 4-9 - это график зависимости максимального количества водяного пара на фунт воздуха от температуры воздуха. Ось X - это температура. Ось Y - это отношение водяного пара к сухому воздуху, измеренное в фунтах водяного пара на фунт сухого воздуха. Изогнутая «линия максимума водяного пара» называется «линией насыщения». Он также известен как относительная влажность 100% , сокращенно относительная влажность 100% . В любой точке линии насыщения воздух содержит 100% водяного пара на фунт воздуха, который может сосуществовать с сухим воздухом при этой температуре.

Рисунок 4-9. Психрометрическая диаграмма - линия насыщения

Когда тот же объем воздуха содержит только половину веса водяного пара, который он способен удерживать при этой температуре, мы называем это относительной влажностью 50% или относительной влажностью 50% . Это показано на Рисунке 4-10 . Воздух в любой точке линии 50% относительной влажности содержит вдвое меньше водяного пара, чем тот же объем воздуха может иметь при этой температуре.

Рисунок 4-10. Психрометрическая диаграмма - линия относительной влажности 50%

Как вы можете видеть на диаграмме, максимальное количество водяного пара, которое может содержать влажный воздух, быстро увеличивается с повышением температуры.Например, влажный воздух при температуре замерзания 32 ° F может содержать только 0,4% своего веса в виде водяного пара. Однако в помещении при температуре 72 ° F влажный воздух может содержать почти 1,7% своего веса в виде водяного пара - более чем в четыре раза больше.

Рассмотрим Рисунок 4-11 , и этот пример:

Рисунок 4-11. Психрометрическая диаграмма - изменение относительной влажности при изменении температуры

В ужасный влажный день на улице может быть 36 ° F, а воздух довольно влажный и относительная влажность 70%.Подарите воздух в свое здание. Нагрейте его до 70 ° F. Это снижает относительную влажность примерно до 20%. Это изменение относительной влажности показано на Рис. 4-12 , от Точка 1 → 2 . Прохладный влажный день на улице обеспечивает воздух для сухого дня в помещении! Обратите внимание, что абсолютное количество водяного пара в воздухе осталось прежним - 0,003 фунта водяного пара на фунт сухого воздуха, но с повышением температуры относительная влажность падает.

Рисунок 4-12. Психрометрическая диаграмма - энтальпия

Вот пример, который вы можете попробовать, используя Рисунок 4-11 .

Предположим, сейчас теплый день с наружной температурой 90 ° F и относительной влажностью 40%. У нас есть кондиционированное пространство с температурой 73 ° F. Часть наружного воздуха просачивается в наше кондиционированное пространство. Эта утечка называется проникновением .

Постройте процесс на Рисунок 4-12 .

1.

Найдите начальные условия, 90 ° F и относительная влажность 40%, влажность 0,012 фунта / фунт.

2.

Затем охладите этот воздух: двигайтесь влево при постоянной влажности до 73 ° F.

3.

Обратите внимание, что охлажденный воздух теперь имеет относительную влажность около 70%.

Относительная влажность 70% достаточно высока, чтобы вызвать проблемы с плесенью в зданиях. Поэтому в жарком влажном климате для предотвращения инфильтрации и образования плесени важно поддерживать небольшое положительное давление в зданиях.

Воздушная смесь содержит определенное количество энергии при определенной температуре и давлении. Это подводит нас ко второй концепции, которую иллюстрирует психрометрическая диаграмма.В смеси воздуха и пара есть определенное количество энергии при определенной температуре. Энергия этой смеси зависит от двух показателей:

Температура воздуха.

Доля водяного пара в воздухе.

В воздухе больше энергии при более высоких температурах. Добавление тепла для повышения температуры называется добавлением « явного тепла ». Также больше энергии, когда в воздухе больше водяного пара.Энергия, которую содержит водяной пар, называется его « скрытой теплоты ».

Мера полной энергии как явного тепла в воздухе, так и скрытого тепла в водяном паре обычно называется «энтальпией». Энтальпию можно повысить, добавив энергии к смеси сухого воздуха и водяного пара. Это может быть достигнуто путем добавления одного или обоих:

физического тепла к воздуху

большего количества водяного пара, что увеличивает скрытую теплоту смеси.

На психрометрической диаграмме линии постоянной энтальпии спускаются слева направо, как показано на рис. 4-13 , и помечены как «Энтальпия».

Рисунок 4-13. Психрометрическая диаграмма - Нагревание воздуха от 47 ° F до 72 ° F

Ноль произвольно выбран как ноль при 0 ° F и нулевом содержании влаги. Единица измерения энтальпии - британских тепловых единиц на фунт сухого воздуха , сокращенно БТЕ / фунт .

Обогрев

В процессе нагрева добавляется ощутимая тепловая энергия. Рисунок 4-13 показывает температуру наружного воздуха при 47 ° F и относительной влажности почти 90%, нагретого до 72 ° F. Этот процесс увеличивает энтальпию воздуха примерно с 18–24 БТЕ / фунт. Обратите внимание, что технологическая линия является горизонтальной, потому что водяной пар не добавляется и не удаляется из воздуха - мы просто нагреваем смесь. При этом относительная влажность падает с почти 90% до примерно 36%.

Вот вам пример.

Изобразите этот процесс на Рисунок 4-14 .

Рисунок 4-14. Психрометрическая диаграмма - Добавление влаги с паром

Предположим, сегодня прохладный день с наружной температурой 40 ° F и относительной влажностью 60%. У нас есть кондиционированное пространство, и воздух нагревается до 70 ° F. Количество водяного пара в воздухе не меняется. Энтальпия возрастает примерно с 13 БТЕ / фунт до 20 БТЕ / фунт, т.е. на 7 БТЕ / фунт.

Как видите, влажность упала бы до 20%. Это довольно сухо, поэтому предположим, что нам нужно повысить влажность до более комфортных 40%.Как вы можете видеть на диаграмме, это увеличивает энтальпию еще на 3,5 БТЕ / фунт.

Увлажнение

Добавление водяного пара в воздух - это процесс, называемый « увлажнение ». Увлажнение происходит, когда вода поглощает энергию, испаряется в водяной пар и смешивается с воздухом. Энергия, которую поглощает вода, называется « скрытой теплотой ».

Есть два способа увлажнения. В обоих методах к воде добавляется энергия для создания водяного пара.

1.

Вода может нагреваться. Когда к воде добавляется тепловая энергия, вода превращается в газообразное состояние, пар, который смешивается с воздухом. На рис. 4-14 вертикальная линия от точки 1 до точки 2 показывает этот процесс. Тепло, энергия, 3,5 БТЕ / фунт, вводится в воду для образования пара (его испарения), который затем смешивается с воздухом.

В практических пароувлажнителях добавляемый пар горячее воздуха, и трубопровод теряет тепло в воздух.Таким образом, воздух одновременно увлажняется и нагревается за счет добавления водяного пара. Это комбинированное увлажнение и обогрев будет показано линией, которая наклонена вверх и немного вправо на Рис. 4-14 .

2.

Дайте воде испариться в воздух, распыляя в воздухе мелкий туман из капель воды. Мелкие капли воды поглощают тепло из воздуха при испарении. В качестве альтернативы, но с использованием того же процесса испарения, воздух можно пропускать через влажную ткань или влажную поверхность, позволяя воде испаряться в воздух.

В испарительном увлажнителе испаряющаяся вода поглощает тепло из воздуха, чтобы передать скрытое тепло для испарения. В результате температура воздуха падает, так как он увлажняется. Процесс происходит без внешнего добавления или отвода тепла. Это называется адиабатическим процессом . Поскольку тепловая энергия (энтальпия) в воздушном потоке не изменяется, добавление влаги за счет испарения происходит по линии постоянной энтальпии.

Рисунок 4-15 показывает процесс.Из точки 1 влага испаряется в воздух, а температура падает до 56 ° F (точка 2). Во время этого испарения относительная влажность повышается примерно до 65%. Чтобы достичь нашей цели 70 ° F и относительной влажности 40%, мы должны теперь нагреть влажный воздух в точке 2 с 56 ° F до 70 ° F (точка 3), требуя 3,5 БТЕ / фунт сухого воздуха.

Рисунок 4-15. Психрометрическая диаграмма - Добавление влаги, испарительный увлажнитель

Подводя итог, мы можем увлажнять, добавляя тепло к воде для производства пара и смешивая пар с воздухом, или мы можем испарить влагу и нагреть влажный воздух.Мы достигаем одного и того же результата при одинаковом подводе тепла двумя разными способами.

Контролировать влажность в зданиях стало намного проще, но следует помнить о последствиях. В холодном климате поддержание более высокой влажности требует ежедневных затрат энергии. Если поддерживать слишком высокую влажность для здания, это может привести к серьезным повреждениям из-за конденсации внутри. Внутри стен лед может вызвать серьезные структурные повреждения облицовки наружных стен. Во влажном климате осушение обходится дорого, но неспособность постоянно ограничивать максимальную влажность может привести к проблемам с плесенью, что приведет к закрытию здания.Проблема плесени в Kalia Tower Hilton, Гавайи, заключалась в закрытии отеля на 453 номера на ремонт стоимостью более 50 миллионов долларов.

Последняя проблема - это термин «температура по влажному термометру». Мы обсуждали тот факт, что влага, испаряющаяся в воздух, охлаждает воздух. Это свойство используется для получения температуры по влажному термометру. Если чувствительная лампа стандартного термометра покрыта носочком из влажной хлопчатобумажной марли и быстро обдувается воздухом, испарение охладит термометр. Достигается равновесная температура, которая зависит от температуры сухого термометра и относительной влажности.Если воздух очень сухой, испарение будет быстрым, а охлаждающий эффект будет большим. В насыщенном воздухе испарение равно нулю, а охлаждение - нулю, поэтому температура по сухому термометру равна температуре по влажному термометру при насыщении.

На психрометрической диаграмме можно нарисовать линии постоянной температуры по смоченному термометру. Они почти параллельны линиям энтальпии, и ошибка не существенна при нормальном ОВК, за исключением высоких температур и низкой относительной влажности.

Если, например, температура по сухому термометру составляла 60 ° F, а по влажному термометру была 50 ° F, мы можем нанести их на диаграмму, как показано на Рис. 4-16 , и найти относительную влажность 50%. .Если бы температура была 70 ° F, а по влажному термометру все еще 50 ° F, относительная влажность снизилась бы примерно до 20%. Помните, что чем больше понижение температуры по влажному термометру, тем ниже относительная влажность.

Рисунок 4-16. График температур по сухому и влажному термометрам

Это было очень краткое введение в концепции психрометрической диаграммы. Типичная опубликованная диаграмма выглядит сложной, поскольку на ней напечатаны все линии, но основные идеи просты:

Воздух в помещении представляет собой смесь сухого воздуха и водяного пара.

Существует определенное количество общей энергии, называемое энтальпией, в смеси при определенной температуре, влажности и давлении.

Существует максимальный предел количества водяного пара в смеси при любой конкретной температуре.

Теперь, когда у нас есть понимание взаимосвязи сухого воздуха, влаги и энергии, при определенном давлении давайте рассмотрим датчики относительной влажности, точки росы и энтальпии.

Рисунок 4-17 показывает секцию простого здания с блоком кондиционирования воздуха, забирающим рециркулирующий воздух из потолочной камеры и подающим в три помещения, A, B и C. термостат и обогреватель. В центральном помещении B приточно-вытяжной установки установлен датчик относительной влажности. При одинаковых действиях и одинаковой температуре в каждой комнате относительная влажность также будет одинаковой в каждой комнате.

Рисунок 4-17.Обустройство дома

Теперь предположим, что в комнате А теплее. Что произойдет с относительной влажностью в помещении A? Спуститься, подняться или остаться прежним? Да, пойдет. Очевидно, что нужно усреднить относительную влажность.

Этого можно добиться, переместив датчик относительной влажности на вход вентиляционной установки. Если бы у пассажиров был датчик относительной влажности на столе, они могли бы правильно пожаловаться на то, что относительная влажность повышается и понижается.Однако записи системы управления показывают, что система поддерживает постоянную влажность. Оба правы, как такое может быть?

Лампы выделяют тепло, которое нагревает возвратный воздух над потолком. Ночью свет выключен, поэтому температура воздуха, возвращаемого из комнат, равна температуре воздуха, возвращаемого в агрегат. В дневное время, когда горит свет, возвратный воздух в камере нагревается за счет освещения, и относительная влажность падает. Приточно-вытяжная установка компенсирует это за счет повышения влажности.Это повышает уровень влажности в помещениях, сохраняя при этом постоянную относительную влажность на входе воздухообрабатывающего устройства.

А теперь представим, что крыша этого здания не имеет идеальной теплоизоляции. Когда солнце освещает крышу, солнечное тепло также нагревает камеру статического давления. Это также приведет к снижению относительной влажности в возвращаемом воздухе, и кондиционер будет реагировать повышением влажности в системе.

В такой ситуации использование относительной влажности возвратного воздуха для управления несколькими помещениями - плохая идея.Лучше либо использовать одно помещение в качестве основного и поддерживать его влажность, либо использовать датчик точки росы. Датчик точки росы можно установить в любом месте системы, поскольку на него не влияет температура по сухому термометру. С датчиком точки росы в возвратном воздухе он будет усреднять содержание влаги во всех помещениях.

Поскольку относительная влажность меняется в зависимости от температуры, лучше указать диапазон регулирования для помещения с точки зрения температуры по сухому термометру и точки росы (или отношения влажности), а не относительной влажности.

Использование датчиков энтальпии

Датчики энтальпии могут быть эффективными для снижения затрат на охлаждение, особенно во влажном климате. Рассмотрим систему с воздушным экономайзером. Необходимо ответить на вопрос: «Когда системе следует прекратить использование 100% наружного воздуха и вернуться к минимальному использованию наружного воздуха?» Рассмотрим установку, где температура возвратного воздуха 75 ° F и относительная влажность 50%. Это показано на Рис. 4-18 . Энтальпия этого возвратного воздуха также показана жирным шрифтом. Если система использует температуру для принятия решения, температура 65 ° F будет гарантировать, что переключение было выполнено до того, как энтальпия наружного воздуха превысит энтальпию возврата, за исключением очень редкой возможности, когда влажность превышает 90%.Эта установка температуры позволяет избежать попадания воздуха с более высокой энтальпией, чем у возвратного воздуха. Условия использования возвратного воздуха показаны заштрихованной областью, все температуры ниже 65 ° F и любое содержание влаги.

Рисунок 4-18. Сравнение температуры и энтальпии для выключения экономайзера

Переключение при температуре 65 ° F гарантирует, что внешний воздух с чрезмерно высокой энтальпией практически никогда не используется, но он также переключает установку задолго до того, как это необходимо во многих ситуациях. Если вместо этого переключение выполняется на основе энтальпии, у вас есть два варианта.Можно использовать один датчик энтальпии, настроенный на расчетную энтальпию возвратного воздуха (жирная линия в , рис. 4-18, ). Это позволит использовать наружный воздух в дополнительной затененной области.

Лучше было бы использовать датчик энтальпии в возвратном и наружном воздухе и принять решение о снижении до минимума наружного воздуха, когда энтальпия наружного воздуха повысилась до энтальпии возвратного воздуха.

I-d диаграмма для начинающих (ID диаграмма состояния влажного воздуха для чайников). Состояния и процессы воздуха на «i, d»

hd-диаграмма влажного воздуха (рис.14.1), предложенный в 1918 г..

Рисунок 14.1. HD диаграмма влажного воздуха

Л.К. Рамзина, широко применяется для решения практических задач в тех областях, где влажный воздух служит рабочим телом. Энтальпия h, кДж / кг влажного воздуха отложена по оси ординат, а влажность d, г / кг с.в., - по оси абсцисс. Для удобства (уменьшения площади диаграммы) ось абсцисс направлена ​​под углом 135 ° к оси ординат. На этой схеме вместо наклонной оси абсцисс проведена горизонтальная линия, на которой нанесены фактические значения d.На схеме hd линии h = const - это линии циклонов, а линии d = const - вертикальные.

Из уравнения

следует, что в координатах hd изотермы представлены прямыми линиями. При этом строятся кривые φ = const.

Кривая φ = 100% делит поле на две области и является своеобразной граничной кривой: φ100% - область, в которой влага частично находится в состоянии капель в воздухе;

φ-100% характеризует насыщенный влажный воздух.

Для начала параметров влажного воздуха выберите точку 0, для которой Т = 273,15 К, d = 0, h = 0.

Любая точка на диаграмме HD определяет физическое состояние воздуха. Для этого необходимо установить два параметра (например, φ и t или h u d). Изменение состояния влажного воздуха показано на схеме технологической линией. Рассмотрим ряд примеров.

1) Процесс нагрева воздуха происходит при постоянной влажности, так как количество пара в воздухе в этом случае не меняется.На диаграмме hd этот процесс изображен линией 1-2 (рис. 14.2). При этом температура и энтальпия воздуха повышаются, а его относительная влажность уменьшается.

Рис. 14.2 Изображение на hd-

грамма характерных процессов

изменения состояния воздуха

2) Процесс охлаждения воздуха в области над кривой φ-100% также протекает с постоянным содержанием влаги (процесс 1-5). Если вы продолжите процесс охлаждения до точки 5 ", не находящейся на кривой φ-100%, то в этом состоянии влажный воздух будет насыщенным.Температура в точке 5 дюймов является температурой точки росы. Дальнейшее охлаждение воздуха (ниже точки 5 дюймов) приводит к конденсации части водяного пара.

3) В процессе адиабатического осушения воздуха происходит конденсация влаги за счет тепла влажного воздуха без внешнего теплообмена. Этот процесс протекает с постоянной энтальпией (процесс 1-7), при этом влажность воздуха уменьшается, а его температура увеличивается.

4) Процесс адиабатического увлажнения воздуха, сопровождающийся увеличением влажности воздуха и понижением его температуры, показан на диаграмме линиями 1-4.

Процессы адиабатического увлажнения и осушения широко используются для обеспечения заданных параметров микроклимата на сельскохозяйственных производственных объектах.

5) Процесс осушения воздуха при постоянной температуре показан линией 1-6, а процесс увлажнения воздуха при постоянной температуре - линией 1-3.

Hd - диаграмма влажного воздуха - понятие и виды. Классификация и особенности категории «HD-диаграмма влажного воздуха» 2017, 2018.


  • - Частота резус-фактора крови и RhD аллеля отрицательного гена различается в разных популяциях.

    Гемолитическая болезнь новорожденных. Гемолитическая болезнь возникает, когда кровь матери и плода несовместима.Однако это нарушение не указывает на несовместимость, между которой антиген и антитело вызывают заболевание. У плода болезнь ....


  • - Происхождение полиморфизма RHD

    Наследование Антиген D наследуется как единственный ген (RHD) (на коротком плече первой хромосомы, p36.13-p34.3) с разные аллели. Чтобы упростить эти процессы, мы можем думать об аллелях, которые являются положительными или отрицательными для антигена D. Ген кодирует белок RhD ....


  • - Общая характеристика кожно-резорбтивного действия OVTV.Основные представители: Горчица (сера) - HD, Азотная иприта - HN-1, HN-2, HN-3, Lewisite - L

    2. Агрегатное состояние - жидкости 3. Боевое состояние иприта: аэрозоль, пар, капли 4 Медико-тактическая характеристика очага химического поражения: очаг стойкий, отсроченный, летальный. 5. Пути попадания в организм - все (ингаляции, ч / к, в / ж, ч / раны и т. Д.

  • )

    Диаграмма влажного воздуха дает графическое представление о взаимосвязи параметров влажного воздуха и является основной для определения параметров состояния воздуха и расчета процессов термовлагообработки.

    На диаграмме I-d (рис. 2) по оси абсцисс отложено содержание влаги d г / кг сухого воздуха, а по оси ординат - энтальпия I влажного воздуха. На схеме нанесены вертикальные линии постоянной влажности (d = const). За точку отсчета принимается точка O, при которой t = 0 ° C, d = 0 г / кг и, следовательно, I = 0 кДж / кг. При построении схемы использовалась наклонная система координат для увеличения площади ненасыщенного воздуха.Угол между направлением осей 135 ° или 150 °. Для удобства использования условную ось влагосодержания проводят под углом 90 ° к оси энтальпий. График построен для постоянного барометрического давления. В них используются I-d диаграммы, построенные для атмосферного давления p b = 99,3 кПа (745 мм рт. Ст.) И атмосферного давления p b = 101,3 кПа (760 мм рт. Ст.).

    На схеме нанесены изотермы (t c = const) и кривые относительной влажности (φ = const).Уравнение (16) показывает, что изотермы на I-d диаграмме представляют собой прямые линии. Все поле диаграммы линией φ = 100% разделено на две части. Выше этой линии находится область ненасыщенного воздуха. На линии φ = 100% - параметры насыщенного воздуха. Ниже этой линии находятся параметры состояния насыщенного воздуха, содержащего взвешенно-капельную влагу (туман).

    Для удобства внизу диаграммы построена зависимость; график зависимости парциального давления водяного пара p p от влажности d.Шкала давления расположена в правой части графика. Каждая точка на диаграмме I-d соответствует определенному состоянию влажного воздуха.


    Определение параметров влажного воздуха по I-d диаграмме. Метод определения параметров показан на рис. 2. Положение точки A определяется двумя параметрами, например, температурой t A и относительной влажностью φ A. Определяем графически: температуру сухого термометра ts, влажность d A, энтальпия I A.Температура точки росы t p определяется как температура точки пересечения линии d A = const с линией φ = 100% (точка P). Параметры воздуха в состоянии полного насыщения влагой определяются на пересечении изотермы t A с линией φ = 100% (точка H).

    Процесс увлажнения без подвода и отвода тепла будет происходить при постоянной энтальпии I A = const (процесс A-M). На пересечении линии I A = const с линией φ = 100% (точка M) находим температуру влажного термометра t m (линия постоянной энтальпии практически совпадает с изотермой
    t m = const).В ненасыщенном влажном воздухе температура влажного термометра ниже, чем температура сухого термометра.

    Парциальное давление водяного пара p P находится путем проведения от точки A линии d A = const до пересечения с линией парциального давления.

    Температурный перепад t s - t m = Δt ps называется психрометрическим, а перепад температур t s - t p - гигрометрическим.

    Л.К. Рамзин построил « i, d » - диаграмму, которая широко используется при расчетах сушки, кондиционирования, в ряде других расчетов, связанных с изменением состояния влажного воздуха.Эта диаграмма отображает графическую зависимость основных параметров воздуха ( t , φ, p P, d , i ) при заданном барометрическом давлении.

    Elements « i , d » - диаграммы показаны на рис. 7.4. Диаграмма построена в наклонной системе координат с углом между осями i и d 135 °. Ординаты показывают значения энтальпий и температур воздуха ( и , кДж / кг сухого воздуха и t , ° С), по оси абсцисс - влажность влажного воздуха d г / кг

    Рис.7.4. Ориентировочно « i, d » - диаграмма

    Ранее упоминалось, что параметры ( t ° C i кДж / кг, φ%, d г / кг p P Па), определяющие состояние влажного воздуха, на « i , d "- диаграмму можно графически изобразить точкой. Например, на рис. ниже точки А находятся параметры влажного воздуха: температура t = 27 ° С, относительная влажность φ = 35%, энтальпия i = 48 кДж / кг, влажность d = 8 г / кг , парциальное давление пара p P = 1.24 кПа.

    Необходимо учитывать, что полученные графически параметры влажного воздуха соответствуют барометрическому (атмосферному) давлению 760 мм рт. Ст., Для которого было показано на рис. « i, d » представляет собой схему.

    Практика использования графоаналитических расчетов для определения парциального давления пара по диаграммам « i, d » показывает, что расхождение полученных результатов (в пределах 1-2%) объясняется степенью точности диаграмм.

    Если параметры точки A на i, d "- диаграмма (рис. 7.5) i А , d A, а конечная B - i B d B, то соотношение ( i B - i НО) / ( d B - d A) · 1000 = ε - угловой коэффициент линии (луча), характеризующий это изменение состояния воздуха в координатах " i, d "- схемы.

    Рис.7.5. Определение углового коэффициента ε по диаграммам « i, d ».

    Значение ε имеет размер кДж / кг влаги. С другой стороны, в практике использования диаграмм « i, d » значение ε, полученное расчетным путем, известно заранее.

    В данном случае на i, d ”- на диаграмме можно построить луч, соответствующий полученному значению ε. Для этого используют набор лучей, соответствующих разным значениям углового коэффициента и нанесенные по контуру « i, d » - диаграммы.Построение этих лучей производилось следующим образом (см. Рис. 7.6).

    Для построения угловой шкалы учитываются различные изменения состояния влажного воздуха, при этом беря одни и те же исходные параметры воздуха для всех случаев, рассмотренных на рисунке 4, это начало отсчета ( i 1 = 0, d 1 \ u003d 0). Если окончательные параметры обозначить i 2 и d 2, то выражение углового коэффициента можно записать в этом случае

    ε =.

    Например, принимая d 2 = 10 г / кг и i 2 = 1 кДж / кг (соответствует точке 1 на рис. 1.4), ε = (1/10) · 1000 = 100 кДж / кг. Для точки 2 ε = 200 кДж / кг и так далее для всех рассматриваемых точек на рисунке 1.4. Для i = 0 ε = 0, т.е. лучи на i, d "- схема совпадает. Аналогичным образом могут применяться лучи, имеющие отрицательные значения угловых коэффициентов.

    На полях « i, d » - диаграммы показывают направления масштабных лучей для значений угловых коэффициентов в диапазоне от - 30 000 до + 30 000 кДж / кг влаги.Все эти лучи исходят от источника.

    Практическое использование угловой шкалы сводится к параллельному переносу (например, с помощью линейки) масштабного луча с известным значением углового коэффициента в заданную точку на « i, d » - диаграмме. На рис. показан перенос луча из ε = 100 в точку B.

    Построить на « i, d » - диаграмма углового масштаба.

    Определение температуры точки росы t P и температура влажного термометра t M используя " i, d "- схемы.

    Температура точки росы - это температура насыщенного воздуха при заданном содержании влаги. На « i, d » - график для определения t P необходимо из точки этого состояния воздуха (точка A на рисунке ниже) спуститься по линии d = const до пересечения насыщения линия φ = 100% (точка В). В этом случае изотерма, проходящая через точку B, соответствует t R.

    Определение значений t P и t M на i, d "- таблица

    Температура влажного термометра t M равна температуре насыщенного воздуха при заданной энтальпии.В « i, d » - диаграмма t M проходит через точку пересечения изотермы с линией φ = 100% (точка B) и практически совпадает (с параметрами, имеющими место в системах кондиционирования) с линия I = const, проходящая через точку Б.

    Изображение процессов нагрева и охлаждения воздуха на " i, d " "Схема. Процесс нагрева воздуха в поверхностном теплообменнике - калорифер в i, d " - схема изображена вертикальной линией AB (см. Рисунок ниже) при d = const, так как влажность воздуха при контакте с сухой нагретой поверхностью не меняется.Температура и энтальпия увеличиваются при нагревании, а относительная влажность уменьшается.

    Процесс охлаждения воздуха в поверхностном теплообменнике-воздухоохладителе может быть реализован двумя способами. Первый способ - воздушное охлаждение с постоянным содержанием влаги (процесс а на рис. 1.6). Этот процесс при d = const происходит, если температура поверхности воздухоохладителя выше температуры точки росы t R. Процесс будет происходить по линии VG или, в крайнем случае, по VG ' линия.

    Второй способ - охлаждение воздуха с понижением его влажности, что возможно только при выпадении влаги из воздуха (случай б на рис. 7.8). Условием реализации этого процесса является то, что температура поверхности воздухоохладителя или любой другой поверхности, контактирующей с воздухом, должна быть ниже температуры точки росы воздуха в точке D. В этом случае водяной пар будет конденсируются в воздухе, и процесс охлаждения будет сопровождаться уменьшением влажности воздуха.На рис. этот процесс пойдет по линии ПГ, а точка G соответствует температуре t P.V. поверхности воздухоохладителя. На практике процесс охлаждения заканчивается раньше и достигает, например, точки E при температуре t E.

    Рис. 7.8. Изображение процессов нагрева и охлаждения воздуха на « i, d » - диаграмма

    Процессы смешения двух воздушных потоков в i, d "- диаграмма.

    В системах кондиционирования воздуха используются процессы смешения двух воздушных потоков с разными состояниями.Например, с использованием рециркуляционного воздуха или смешивания подготовленного воздуха с воздухом в помещении, когда он подается от кондиционера. Возможны другие случаи смешивания.

    Для расчетов процессов смешения представляет интерес найти связь между аналитическими расчетами процессов и их графическими изображениями на « i, d » - диаграмме. На рис. 7.9 представлены два случая реализации процессов смешения: а) точка состояния воздуха при « i, d » - диаграмма лежит выше линии φ = 100% и случай б) - точка смешения лежит ниже линии φ = 100%.

    Рассмотрим случай а). Воздух состояния точки A в количестве G A с параметрами d A и i A смешанный с воздухом состояния точки B в количестве G B с параметрами d B и i B. В то же время они принимают условие, что расчеты производятся для 1 кг состояния A. G AT / G И они оценивают, сколько воздуха в состоянии точки B приходится на 1 кг воздуха в состоянии точки. А.На 1 кг воздуха состояния точки А можно записать балансы тепла и влаги при смешивании

    i A + i B = (1 + n ) i CM;

    d A + nd B = (1 + n ) d CM,

    где i СМИ d CM - параметры смеси.

    Из уравнений получаем:

    .

    Уравнение представляет собой уравнение прямой линии, любая точка которого указывает параметры смешения i СМИ d CM.Положение точки смешения C на прямой AB можно определить по соотношению сторон аналогичных треугольников ASD и CBE

    .

    Рис. 7.9. Процессы смешения воздуха в i, d "- диаграмма. А) точка смешения лежит выше линии φ = 100%; б) - точка смешения лежит ниже φ = 100%.

    ,

    тех. точка C делит прямую AB на части, обратно пропорциональные массам смешанного воздуха.

    Если положение точки C на линии AB известно, то мы можем найти массы G A и G B.Из уравнения следует

    ,

    Аналогично

    На практике возможно, что в холодное время года точка смешения C 1 ’лежит ниже линии φ = 100%. В этом случае в процессе перемешивания влага будет конденсироваться. Конденсированная влага выпадает из воздуха и будет в насыщенном состоянии после перемешивания при φ = 100%. Параметры смеси довольно точно определяются по точке пересечения линии φ = 100% (точка С 2) и i CM = const.Количество выпавшей влаги составляет Δ d .

    Определение относительной влажности психрометром

    Относительная влажность наиболее точно определяется с помощью психрометра, состоящего из двух термометров, чувствительный элемент одного из которых обернут тканью, постоянно смачиваемой водой. Испарение воды с поверхности ткани происходит за счет внутренней энергии воды и чувствительного элемента «влажного» термометра, температура которого, таким образом, снижается.В результате тепломассообмена окружающего воздуха влажной тканью устанавливается тепловое равновесие, которое соответствует температуре, показанной «мокрым» термометром т м . Она будет меньше температуры «сухого» термометра t , показывающего фактическую температуру влажного воздуха.

    Скорость испарения и, как следствие, снижение температуры влажного термометра t m по сравнению с температурой воздуха, показанной «сухим» термометром, т.е.е. t - t m , чем больше, тем дальше состояние водяного пара во влажном воздухе от состояния насыщения.

    По психрометрическим таблицам (Приложение), зная t m и психрометрическую разность температур t - t m на пересечении линии t m и столбца t - t m можно определить относительную влажность.

    Параметры влажного воздуха обычно определяют графически по диаграммам Hd (рис.2). Особенностью этой диаграммы является расположение оси абсцисс под углом 135 ° к оси ординат. Точки с оси абсцисс проецируются на горизонтальную (условную) ось.

    Кривая представляет собой граничную кривую, соответствующую условиям насыщенного влажного воздуха. Область над этой кривой соответствует состояниям ненасыщенного влажного воздуха

    спирта, площадь под кривой - это область насыщенного влажного воздуха, появления росы, «тумана».

    По Hd на диаграмме можно определить температуру точки росы, если T. 1 проецируется вертикально (охлаждение) на кривую. Изотерма, проходящая через это пересечение, соответствует температуре t росы .

    Для определения парциального давления водяного пара p p для заданного содержания влаги под кривой проводится линия. Значения p p указаны на правой ординате диаграммы в мм рт. Ст.

    Процесс нагрева влажного воздуха. Пусть влажный воздух находится в состоянии 1 с начальной температурой t 1 , а относительная влажность нагревается в нагревателе (электронагревателе) до t 2 . На Hd На схеме этот процесс представлен прямой 1-2 (см. Рис. 2), через точки 1 и 2 которой проходят изотермы соответственно t 1 и t 2 . Процесс нагрева влажного воздуха осуществляется при, t. К. при нагревании влажность воздуха не меняется.

    Изменяя энтальпию нагретого воздуха H 2 - H 1 , можно по уравнению Первого закона термодинамики определить количество подводимого тепла (at):

    кДж / час.(10)

    Процесс сушки. Если пренебречь потерями тепла, можно предположить, что процесс сушки материалов нагретым воздухом в сушильных камерах происходит при. На схеме Hd такой процесс изображен в виде прямой линии 2-3΄ (см. Рис. 2). Постоянство энтальпии влажного воздуха объясняется тем, что тепло, необходимое для испарения влаги, отбирается из воздушного потока и возвращается к нему вместе с испарившейся влагой.

    В сушилке, работающей с тепловыми потерями в окружающую среду, процесс сушки будет происходить не по кривой 2-3΄ (ат), а по кривой 2-3.Положение точки 3 определяется измеренным в эксперименте. т 3 и. Изменяя влажность воздуха до и после сушильной камеры d 1 и d 3 , можно рассчитать массу влаги, удаленной из высушенного материала нагретым воздухом:

    , г влаги / час. (одиннадцать)

    Состояние влажного воздуха на психометрической диаграмме определяется с помощью двух указанных параметров. Если мы выберем любую температуру с помощью сухого термометра и любую температуру с помощью влажного термометра, то точка пересечения этих линий на диаграмме будет точкой, показывающей состояние воздуха при заданных температурах.Состояние воздуха в этот момент отображается очень четко.

    Когда определенное состояние воздуха находится на диаграмме, все остальные параметры воздуха можно определить с помощью диаграммы J-d .

    Пример 1

    t = 35 ° С и температура точки росы TR равно т T.R. = 12 ° С Какая температура у влажного термометра?

    Решение см. На рисунке 6.

    На шкале температур находим числовое значение температуры точки росы t T.R. = 12 ° С и проведем линию изотермы φ = 100% . Получаем точку с параметрами точки росы - т.р. .

    Отсюда d = const t = 35 ° С .

    Получаем искомую точку НО

    От точки НО проводим линию постоянной теплосодержания - Дж = const до пересечения линии относительной влажности φ = 100% .

    Получаем точку мокрого термометра - т.

    С полученной точки - т. проведем линию изотермы - t = const до пересечения с температурной шкалой.

    Считываем искомое числовое значение температуры влажного термометра - Т. баллов НО , что равно

    т Т.М. = 20,08 ° С.

    Пример 2

    Если температура влажного воздуха в сухом градуснике t = 35 ° C и температура точки росы t T.R. = 12 ° С Что такое относительная влажность?

    Решение см. На рис. 7.

    t = 35 ° С и проведем линию изотермы - t = const .

    т Т.Р. = 12 ° С и проведем линию изотермы - t = const до пересечения линии относительной влажности φ = 100% .

    Получить точку росы - T.R. .

    С этого момента - T.R. проводим линию постоянной влажности - d = const t = 35 ° С .

    Это будет искомая точка НО , параметры которого были установлены.

    Требуемая относительная влажность в этот момент будет равна

    .

    φ А = 25%.

    Пример 3

    Если температура влажного воздуха в сухом градуснике t = 35 ° C и температура точки росы t T.R. = 12 ° С Что такое энтальпия воздуха?

    Решение см. На рисунке 8.

    На шкале температур находим числовое значение температуры по сухому градуснику - t = 35 ° C и проведем линию изотермы - t = const .

    По температурной шкале находим числовое значение температуры точки росы - t T.R. = 12 ° С и проведем линию изотермы - t = const до пересечения линии относительной влажности φ = 100% .

    Получить точку росы - T.R.

    С этого момента - T.R. проводим линию постоянной влажности - d = const до пересечения линии изотермы сухим термометром t = 35 ° C .

    Это будет искомая точка НО , параметры которого были установлены. Желаемое теплосодержание или энтальпия в этот момент будет равно

    .

    Дж А = 57,55 кДж / кг.

    Пример 4

    Когда кондиционирование воздуха связано с его охлаждением (теплое время года), нас в основном интересует определение количества тепла, которое необходимо отвести, чтобы достаточно охладить воздух для поддержания расчетных параметров микроклимата в помещении.Когда кондиционирование связано с его обогревом (холодное время года), наружный воздух необходимо подогревать для обеспечения расчетных условий в рабочей зоне помещения.

    Предположим, например, что наружная температура влажного термометра составляет t H T.M = 24 ° C , а в кондиционируемом помещении необходимо поддерживать t B T.M = 19 ° C на влажном термометре.

    Общее количество тепла, которое необходимо отвести от 1 кг сухого воздуха, определяется следующим методом.

    См. Рисунок 9.

    Энтальпия наружного воздуха при т Н Т.М = 24 ° С Влажный термометр -

    p = Дж Н = 71,63 кДж / на 1 кг сухого воздуха.

    Энтальпия внутреннего воздуха при t B TM = 19 ° С по влажному термометру

    Дж Б = 53,86 кДж / на 1 кг сухого воздуха.

    Разница энтальпий между наружным и внутренним воздухом равна:

    JH - JB = 71.63 - 53,86 = 17,77 кДж / кг.

    Исходя из этого, общее количество тепла, которое необходимо отвести при охлаждении воздуха с t H T.M = 24 ° C по мокрому термометру до t B T.M = 19 ° C Влажный термометр равен Q = 17,77 кДж на 1 кг сухого воздуха , что равно 4,23 ккал или 4,91 Вт на 1 кг сухого воздуха.

    Пример 5

    В отопительный сезон необходимо обогревать наружный воздух т Н = - 10 ° С сухой термометр и т H T.М = - 12,5 ° С влажный термометр для внутренней температуры воздуха t B = 20 ° C сухой термометр и t B T.M = 11 ° C на влажном термометре. Определите количество сухого тепла, которое нужно добавить на 1 кг сухого воздуха.

    Решение см. На рисунке 10.

    На J - d диаграмма по двум известным параметрам - температура сухого термометра t Н = - 10 ° С и температура влажного термометра t H T.М = - 12,5 ° С определить точку наружного воздуха по температуре сухого термометра t Н = - 10 ° С и от температуры наружного воздуха - N .

    Соответственно определяем точку внутреннего воздуха - AT .

    Считываем теплосодержание - энтальпию наружного воздуха - N , что будет равно

    Дж Н = - 9.1 кДж / на 1 кг сухого воздуха.

    Соответственно теплосодержание - энтальпия внутреннего воздуха - AT будет равно

    Дж Б = 31,66 кДж / на 1 кг сухого воздуха

    Разница между энтальпиями внутреннего и внешнего воздуха равна:

    ΔJ = J B - J H = 31,66 - (-9,1) = 40,76 кДж / кг.

    Это изменение количества тепла является изменением количества тепла только сухого воздуха, потому что не изменяется его влажность.

    Сухое или чистое тепло - тепло , которое добавляется или удаляется из воздуха без изменения агрегатного состояния пара (изменяется только температура).

    Скрытое тепло - тепло изменяет агрегатное состояние пара без изменения температуры. Температура точки росы указывает на влажность воздуха.

    При изменении температуры точки росы изменяется содержание влаги, то есть, другими словами, содержание влаги может быть изменено только при изменении температуры точки росы.Поэтому следует отметить, что если температура точки росы остается постоянной, содержание влаги также не изменяется.

    Пример 6

    Воздух, имеющий начальные параметры т Н = 24 ° С сухой термометр и т Н Т.М = 14 ° С Мокрый термометр необходимо кондиционировать так, чтобы его конечные параметры были равны t K = 24 ° C сухой термометр и т K T.М = 21 ° С на влажном термометре. Необходимо определить количество добавленной скрытой теплоты, а также количество добавленной влаги.

    Решение см. На рисунке 11.

    На шкале температур находим числовое значение температуры по сухому градуснику - t N = 24 ° C , и проведем линию изотермы - t = const .

    Аналогично по температурной шкале находим числовое значение температуры с помощью влажного термометра - t H T.М. = 14 ° С проведем линию изотермы - t = const .

    Пересечение линии изотермы т H T.M. = 14 ° С с линией относительной влажности - φ = 100% дает точку термометра влажного воздуха с исходными заданными параметрами - точку M.T. (N) .

    Отсюда проводим линию постоянной теплосодержания - энтальпии - Дж = const до пересечения с изотермой - т Н = 24 ° С .

    Получаем точку на J-d график с исходными параметрами влажного воздуха - точка N , t прочитать числовое значение энтальпии

    Дж Н = 39,31 кДж / на 1 кг сухого воздуха.

    Аналогичным образом переходим к определению точки влажного воздуха на диаграмме J-d с конечными параметрами - точка TO .

    Числовое значение энтальпии в точке TO будет равно

    Дж К = 60.56 кДж / на 1 кг сухого воздуха.

    В данном случае проветрить с исходными параметрами в точке N необходимо добавить скрытое тепло, чтобы конечные параметры воздуха были на отметке TO .

    Определяем количество скрытой теплоты

    ΔJ = J K - J H = 60,56 - 39,31 = 21,25 кДж / кг.

    Розыгрыш от начальной точки - точки N , а конечной точкой является точка TO вертикальных линий постоянной влажности - d = const , и прочтите значения абсолютной влажности в этих точках:

    Дж Н = 5.95 г / на 1 кг сухого воздуха;

    Дж К = 14,4 г / на 1 кг сухого воздуха.

    Измерение разницы абсолютной влажности

    Δd = d K -d N = 14,4 - 5,95 = 8,45 г / на 1 кг сухого воздуха

    получаем количество добавленной влаги на 1 кг сухого воздуха.

    Изменение количества тепла - это изменение количества только скрытого тепла, т.к. нет изменения температуры воздуха по сухому термометру.

    Наружный воздух при температуре т Н = 35 ° С сухой термометр и т H T.M. = 24 ° С влажный термометр - точка H необходимо смешивать с рециркуляционным воздухом, имеющим параметры t P = 18 ° C по сухому термометру и φ P = 10% Относительная влажность - балла Р.

    Смесь должна состоять из 25% наружного воздуха и 75% рециркулируемого воздуха.Определите конечную температуру воздушной смеси с помощью сухого и влажного термометров.

    Решение см. На рисунке 12.

    Применить к J-d диаграмме точек N и R по исходным данным.

    Соедините точки H и P прямой линией - линией смеси.

    Линия смеси HP определить точку смеси ИЗ , исходя из соотношения, в котором смесь должна состоять из 25% наружного воздуха и 75% рециркуляционного воздуха.Для этого с точки R отведен отрезок, равный 25% всей длины линии смешения HP . Получить точку смеси ОТ .

    Остаточная длина CH равно 75% длины трубопровода смеси HP .

    От точки C проводим линию постоянной температуры t = const и на температурной шкале читаем температуру точки смешения t С = 22.4 ° С по сухому термометру.

    От точки ОТ проводим линии постоянной теплосодержания Дж = const до пересечения линии относительной влажности φ = 100% и получите точку температуры влажного термометра t C T.M. смесей. Чтобы получить числовое значение из этой точки, мы проводим линию постоянной температуры и на температурной шкале определяем численное значение температуры влажного термометра смеси, которое равно t C T.М. = 12 ° С .

    При необходимости J-d диаграмма можно определить все недостающие параметры смеси:

    • теплосодержание равно Дж С = 33,92 кДж / кг ;
    • влажность равна d C = 4,51 г / кг ;
    • относительная влажность φ C = 27% .

    Ваш путеводитель по свойствам психрометрической диаграммы

    04.12.2017

    Ваш путеводитель по свойствам психрометрической диаграммы

    Психрометрия - это исследование содержания влаги в воздухе. В атмосферных условиях содержание водяного пара в воздухе обычно колеблется от 0% до 3% по массе. Людям необходим воздух с определенным количеством влаги, чтобы оставаться здоровыми, безопасными и комфортными в помещении, и именно здесь правильный контроль влажности играет важную роль. Когда возникает необходимость решить проблему влажности воздуха, можно создать психрометрическую диаграмму для визуального представления факторов, влияющих на влажность воздуха в окружающей среде.В этом руководстве будут рассмотрены рассматриваемые переменные, которые обычно включаются.

    Содержание влаги и общее тепло (энтальпия)

    Также известное как отношение влажности и показанное как вертикальная ось психрометрической диаграммы, влажность представляет собой массу водяного пара на единицу массы сухого воздуха. Обычно он обозначается на графике буквой «W».

    Общее количество тепла, также известное как энтальпия, представляет собой количество тепловой энергии в воздухе. Это означает, что учитывается все тепло, включая то, что было произведено сухим воздухом и водяным паром.Энтальпию в большинстве случаев можно найти на психрометрической диаграмме в виде диагональных линий. В США измерения производятся в БТЕ на фунт сухого воздуха, а в других странах мира - в Джоулях на килограмм.

    Температура сухого термометра (DBT) и влажного термометра (WBT)

    Температура сухого термометра относится к использованию традиционного термометра, так как его колба не содержит влаги. Это предполагает анализ температуры окружающего воздуха. Температура по сухому термометру относится к температуре окружающего воздуха, на которую не влияет влажность воздуха, и эта переменная отображается в виде горизонтальной оси психрометрической диаграммы.

    Температура по влажному термометру имеет по существу обратный эффект от этого процесса, когда грушу термометра накрывают влажной тканью перед снятием показаний температуры. В зависимости от количества присутствующей влажности скорость испарения на влажном термометре и разница температур между двумя формами показаний термометра будут различаться. Когда влага на влажном термометре испаряется, температура понижается, а когда в воздухе вообще меньше влаги, этот процесс будет быстрее и приведет к еще более холодным показаниям.При просмотре психрометрической диаграммы для целей испарительного охлаждения температура по влажному термометру играет важную роль в отношении производительности, помогая определить минимальную требуемую рабочую температуру.

    Точка росы

    Точка росы, показанная в виде горизонтальных линий на психрометрической диаграмме, буквально соответствует своему звучанию - точной точке, в которой водяной пар начинает конденсироваться из воздуха, полностью насыщая температуру воздуха в окружающей среде. . Температура точки росы в окружающей среде обычно соответствует 100% относительной влажности, и она останется в основном неизменной, если сухой воздух охлаждается без добавления или удаления водяного пара (однако в результате температура по сухому и влажному термометрам упадет).Если вода вводится непосредственно в воздух для испарения, точка росы повышается, в то время как температуры по сухому и влажному термометрам соответственно падают и остаются неизменными.

    Относительная влажность (RH)

    Представляя количество водяного пара в воздухе в процентах, показания относительной влажности являются показателем того, насколько подходит среда для конкретных применений, каждое из которых требует определенного процента относительной влажности для здорового человека. , безопасное и удобное пространство. В целом относительная влажность от 40% до 60% считается наиболее идеальной для проживания людей и / или взаимодействия в таких средах, как больницы, офисы, школы, магазины и промышленные предприятия, поскольку снижает риск электростатического разряда (ESD), сводит к минимуму возможность заражения воздушно-капельным путем и повышает комфорт.Это также помогает защитить чувствительные материалы, покрытия и такие процессы, как печать. Ключ RH обеспечивает атмосферный баланс, который позволяет воздуху не быть слишком сухим или влажным.

    Удельный объем

    Удельный объем, противоположный плотности, представлен диагональными линиями на психрометрической диаграмме как объем на единицу массы воздуха. В США он измеряется в кубических футах на фунт сухого воздуха; где-нибудь в мире его измеряют в кубических метрах на килограмм сухого воздуха.

    В совокупности эти свойства составляют данные, визуально представленные на психрометрической диаграмме. Команда инженеров и экспертов по увлажнению Condair использует эту информацию, чтобы гарантировать, что все увлажнители, которые мы предлагаем клиентам, имеют самое эффективное, надежное и эффективное качество. Благодаря тому, что у нас (и у вас) всегда под рукой такие ценные данные, никогда не было проще и удобнее получить надлежащий контроль влажности в соответствии с вашими потребностями. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о том, как увлажнители Condair могут сделать вас более здоровым, безопасным и комфортным, или воспользуйтесь нашим Психрометрическим калькулятором, чтобы проанализировать окружающую среду сегодня.Вы также можете просмотреть наше недавно опубликованное руководство по лучшим увлажнителям, чтобы узнать, какой увлажнитель Condair лучше всего соответствует вашим потребностям.

    Полезные ссылки:

    Калькулятор влажного термометра

    Добро пожаловать в наш калькулятор влажного термометра, где вы можете рассчитать температуру влажного термометра с помощью всего двух чисел: температуры и относительной влажности. Продолжайте читать, если вы хотите узнать о некоторых приложениях с влажным термометром, о том, какие военные преимущества дает глобус с влажным термометром и какое отношение он имеет к нашему здоровью.Если вы хотите узнать больше о нашей атмосфере, воспользуйтесь нашим калькулятором индекса тепла и нашим калькулятором плотности воздуха.

    Что такое температура по влажному термометру?

    Вопреки тому, что вы думаете на первый взгляд, температура по влажному термометру не имеет ничего общего с лампочками. Вместо этого это температура, считываемая специальным термометром, который завернут в пропитанную водой ткань и вентилируется. Этот термометр является частью устройства, называемого психрометром. Он включает в себя термометр по сухому термометру, термометр по мокрому термометру и психрометрическую диаграмму - график, который отображает отношения между температурой по сухому и влажному термометрам, относительной влажностью и точкой росы при постоянном давлении.

    По определению, температура по влажному термометру - это наименьшая температура, которую часть воздуха может получить только при испарительном охлаждении . Когда воздух имеет максимальную (100%) влажность, температура по влажному термометру равна нормальной температуре воздуха (температуре по сухому термометру). По мере уменьшения влажности температура по влажному термометру становится ниже нормальной температуры воздуха.

    Данные о температуре по смоченному термометру очень важны для предотвращения перегрева нашего тела.Наши тела потеют, чтобы охладиться, но, поскольку вода испаряется медленнее в более влажных условиях, мы охлаждаемся намного медленнее во влажных условиях. Это заставляет нашу внутреннюю температуру тела повышаться. Если температура по влажному термометру превышает 35 ° C (95 ° F) в течение длительного периода времени, люди в окрестностях подвергаются риску гипертермии .

    Как рассчитать температуру по влажному термометру?

    Несмотря на то, что за прошедшие годы было создано множество уравнений, наш калькулятор использует формулу Стулла, которая точна для относительной влажности от 5% до 99% и температуры от -20 ° C до 50 ° C.(3/2) * арктан (0,023101 * относительная влажность%) - 4,686035

    Это может показаться устрашающим, но не волнуйтесь - мы сделаем все расчеты за вас. Просто введите два числа:

    • T Температура - температура воздуха или температура по сухому термометру - это температура, определяемая термометром, не подвергающимся воздействию прямых солнечных лучей.

    • rh% Относительная влажность - отношение количества водяного пара в воздухе к количеству, которое он может содержать при данной температуре.

    Помните, что и температура, и температура по влажному термометру в этой формуле выражаются в ° C! Если вы хотите использовать другие единицы, вам необходимо преобразовать их в шкалу Цельсия, прежде чем начинать вычисления.

    Если вы хотите узнать больше о формуле относительной влажности, воспользуйтесь нашим калькулятором точки росы. Вы также можете использовать его для расчета относительной влажности, если вам известна температура точки росы. Не стесняйтесь проверить это!

    Применение калькулятора влажного термометра

    Температура влажного термометра не является широко известной мерой, но она имеет несколько ценных функций:

    • Конструкция - разные материалы по-разному реагируют на разную влажность, поэтому эта температура необходима при проектировании здания в разном климате.

    • Производство снега - для производства снега необходимы низкие температуры, а при понижении влажности температура повышается.

    • Метеорология - синоптики используют температуру по влажному термометру для предсказания дождя, снега или переохлажденного дождя.

    Глобус влажного термометра

    Глобус с влажными луковицами Температура - это своего рода кажущаяся температура - температура, воспринимаемая людьми, - используемая для оценки воздействия температуры, влажности, скорости ветра и солнечного света на людей.Спортсмены, промышленные гигиенисты и военные используют его для предотвращения теплового удара, следуя инструкциям по физической активности и потреблению воды.

    Температура шарика влажного термометра определяется по следующему уравнению:

    WBGT = 0,7 * Tw + 0,2 * Tg + 0,1 * T

    , где Tg - температура земного термометра - измеряется термометром, расположенным в черном глобусе. Это позволяет оценить прямую солнечную радиацию.

    Измеренная в помещении, без прямого солнечного излучения / солнечного света, для измерения температуры шара с влажным термометром используется сокращенная формула:

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *