4.7 Применение J – d диаграммы : Тема 4. J – d диаграмма влажного воздуха : «Расчёт теплового баланса, поступления влаги, воздухообмена, построение J
Состояние влажного воздуха на психометрической диаграмме определяется с помощью двух указанных параметров. Если, мы выберем любую температуру по сухому термометру и любую температуру по мокрому термометру, то точка пересечения этих линий на диаграмме является точкой, обозначающей состояние воздуха при данных температурах. Состояние воздуха в данной точке обозначено совершенно определённо.
Когда на диаграмме найдено определённое состояние воздуха, все остальные параметры воздуха могут быть определены с помощью J-d диаграммы.
Пример 1.
Если температура влажного воздуха по сухому термометру равна t = 35°С, а температура точки росы ТР равна tТ.Р. = 12°С, чему равна температура по мокрому термометру?
Решение см. рисунок 6.
На шкале температур находим численное значение температуры точки росы
Из этой точки проводим линию постоянного влагосодержания — d = const до пересечения с изотермой — t = 35°С.
Получаем искомую точку А, параметры которой были заданы.
Из точки А проводим линию постоянного теплосодержания — J = const до пересечения с линией относительной влажности φ = 100%.
Получаем точку мокрого термометра – Т.М.
Из полученной точки — Т.М. проводим линию изотермы — t = const до пересечения со шкалой температур.
Считываем искомое численное значение температуры мокрого термометра — Т.М. точки А, которое равно
tТ.М. = 20,08°С.
Пример 2.
Если температура влажного воздуха по сухому термометру равна t = 35°С, а температура точки росы t Т.Р. = 12°С, чему равна относительная влажность?
Решение см. рисунок 7.
На шкале температур находим численное значение температуры по сухому термометру — t = 35°С и проводим линию изотермы — t = const.
На шкале температур находим численное значение температуры точки росы — tТ.Р. = 12°С и проводим линию изотермы — t = const до пересечения с линией относительной влажности φ = 100%.
Получаем точку росы — Т.Р.
Из этой точки —
Это и будет искомая точка А, параметры которой были заданы.
Искомая относительная влажность в этой точке будет равна
φА = 25%.
Пример 3.
Если температура влажного воздуха по сухому термометру равна t = 35°С, а температура точки росы tТ.Р. = 12°С, чему равна энтальпия воздуха?
Решение см. рисунок 8.
На шкале температур находим численное значение температуры по сухому термометру — t = 35°С и проводим линия изотермы — t = const.
На шкале температур находим численное значение температуры точки росы — tТ.Р. = 12°С и проводим линию изотермы — t = const до пересечения с линией относительной влажности φ = 100%.
Получаем точку росы — Т.Р.
Из этой точки — Т.Р. проводим линию постоянного влагосодержания — d = const до пересечения с линией изотермы по сухому термометру t = 35°С.
Это и будет искомая точка А, параметры которой были заданы. Искомое теплосодержание или энтальпия в этой точке будет равна
JА = 57,55 кДж/кг.
Пример 4.
При кондиционировании воздуха, связанного с его охлаждением (тёплый период года) мы в основном заинтересованы в определении количества тепла, которое должно быть отведено, чтобы в достаточной степени охладить воздух для поддержания расчётных параметров микроклимата в помещении. При кондиционировании воздуха, связанного с его нагревом (холодный период года), наружный воздух необходимо подогреть для обеспечения расчётных условий в рабочей зоне помещения.
Предположим, например, что наружная температура воздуха по мокрому термометру равна tHT.M = 24°С, а в кондиционируемом помещении необходимо поддерживать tBT.M = 19°С по мокрому термометру.
Общее количество тепла, которое необходимо отвести от 1 кг сухого воздуха, определяется по следующей методике.
См. рисунок 9.
Энтальпия наружного воздуха при tHT.M = 24°С по мокрому термометру равна
p= JН = 71,63 кДж/ на 1 кг сухого воздуха.
Энтальпия внутреннего воздуха при tBTM = 19 °С по мокрому термометру равна
JВ = 53,86 кДж/ на 1 кг сухого воздуха.
Разность энтальпий между наружным и внутренним воздухом равна:
JН — JВ = 71,63 — 53,86 = 17,77 кДж/кг.
Исходя из этого, общее количество тепла, которое должно быть отведено при охлаждении воздуха с tHT.M = 24°С по влажному термометру до tBT.M = 19°С по влажному термометру, равно 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.
Во время отопительного сезона необходимо нагреть наружный воздух с tН = – 10°С по сухому термометру и с tHT.M = – 12,5°С по мокрому термометру до температуры внутреннего воздуха tВ = 20°С
Решение см. рисунок 10.
На J–d диаграмме по двум известным параметрам – по температуре сухого термометра tН = – 10°С и по температуре мокрого термометра tHT.M = – 12,5°С определяем точку наружного воздуха исходя из температуры по сухому термометру tН = – 10°С и из температуры наружного воздуха – Н.
Соответственно, определяем точку внутреннего воздуха – В.
Считываем теплосодержание — энтальпию наружного воздуха — Н, которая будет равна
JН = – 9,1 кДж/ на 1 кг сухого воздуха.
Соответственно, теплосодержание — энтальпия внутреннего воздуха — В будет равнаJВ = 31,66 кДж/ на 1 кг сухого воздуха
Разность энтальпий внутреннего и наружного воздуха равна:
ΔJ = JВ — JН = 31,66 — (-9,1) = 40,76 кДж/ кг.
Это изменение количества тепла является изменением количества тепла только сухого воздуха, т.к. нет изменения его влагосодержания.
Сухое или явное тепло – тепло, которое добавляется или отводится от воздуха без изменения агрегатного состояния пара (изменяется только температура).
Скрытая теплота – тепло, идущее на изменение агрегатного состояния пара без изменения температуры. Температура точки росы обозначает влагосодержание воздуха.
При изменении температуры точки росы происходит изменение влагосодержания, т.е. иными словами, влагосодержание может быть изменено только при изменении температуры точки росы. Необходимо отметить поэтому, что если температура точки росы остаётся постоянной, то влагосодержание также не изменяется.
Пример 6.
Воздух, который имеет начальные параметры tН = 24°С по сухому термометру и tHT.M = 14°С по мокрому термометру, должен быть кондиционирован, чтобы его конечные параметры стали равны tК = 24°С по сухому термометру и tKT.M = 21°С по мокрому термометру. Необходимо определить количество добавляемой скрытой теплоты, а также количество добавляемой влаги.
Решение см. рисунок 11.
На шкале температур находим численное значение температуры по сухому термометру — tН = 24°С, и проводим линию изотермы — t = const
.Аналогично, на шкале температур находим численное значение температуры по мокрому термометру — tHT.M. = 14°С, проводим линию изотермы — t = const.
Пересечение линии изотермы — tHT.M. = 14°С с линией относительной влажности — φ = 100% даёт точку мокрого термометра воздуха с начальными заданными параметрами — точка М.Т.(Н).
Из этой точки проводим линию постоянного теплосодержания — энтальпии — J = const до пересечения с изотермой — tН = 24°С.
Получаем точку на J-d диаграмме с начальными параметрами влажного воздуха — точка Н, т считываем численное значение энтальпии
JН = 39,31 кДж/ на 1 кг сухого воздуха.
Численное значение энтальпии в точке К будет равно
JК = 60,56 кДж/ на 1 кг сухого воздуха.
В данном случае к воздуху с начальными параметрами в точке Н необходимо добавить скрытое тепло, чтобы конечные параметры воздуха находились в точке К.
Определяем количество скрытого тепла
ΔJ = JК – JН = 60,56 — 39,31 = 21,25 кДж/ кг.
Проводим из начальной точки — точка Н, и конечной точки — точка К вертикальные линии постоянного влагосодержания — d = const, и считываем значения абсолютной влажности воздуха в этих точках:
JН = 5,95 г / на 1 кг сухого воздуха;
JК = 14,4 г / на 1 кг сухого воздуха.
Взяв разность абсолютных влажностей воздуха
Δd = dК-dН = 14,4 — 5,95 = 8,45 г / на 1 кг сухого воздуха
получим количество влаги, добавляемой на 1 кг сухого воздуха.
Изменение количества тепла является изменением количества только скрытой теплоты, т.к. нет изменения в температуре воздуха по сухому термометру.
Пример 7.
Наружный воздух при температуре tН = 35°С по сухому термометру и tHT.M. = 24°С по мокрому термометру — точка Н, должен быть перемешан с рециркуляционным воздухом, имеющим параметры tР = 18°С по сухому термометру и φР = 10% относительной влажности — точка Р.
Смесь должна состоять из 25% наружного воздуха и 75% рециркуляционного воздуха. Определить конечные температуры смеси воздуха по сухому и влажному термометрам.
Решение см. рисунок 12.
Наносим на J-d диаграмму точки Н и Р согласно исходных данных.
Соединяем точки Н и Р прямой линией — линией смеси.
На линии смеси НР определяем точку смеси С исходя из соотношения, что смесь должна состоять из 25% наружного воздуха и 75% рециркуляционного воздуха. Для этого от точки Р откладываем отрезок равный 25% всей длины линии смеси НР. Получим точку смеси С.
Оставшаяся длина отрезка СН равна 75% длины линии смеси НР.
Из точки С проводим линию постоянной температуры t = const и на шкале температур считываем температуру точки смеси tС = 22,4°С по сухому термометру.
Из точки С проводим линии постоянного теплосодержания J = const до пересечения с линией относительной влажности φ = 100% и получаем точку температуры мокрому термометра tCT.M. смеси. Для получения численного значения из этой точки проводим линию постоянной температуры и на шкале температур определяем численное значение температуры влажного термометра смеси, которое равно tCT.M. = 12°С.
При необходимости на J-d диаграмме можно определить все недостающие параметры смеси:
- теплосодержание, равное JС = 33,92 кДж/кг;
- влагосодержание, равное dС = 4,51 г/кг;
- относительную влажность φС = 27 %.
www.hvac-school.ru
I-d диаграмма влажного воздуха [IMAGE]
I-d Диаграмма Определения параметров воздуха Версия 22.11.02 Разработчики: Исаев В. Ф., Дементьев К. В. Происхождение: Одесская государственная академия строительства и архитектуры Заранее говорю: ” Это не панацея! “. Умение пользоваться и-д-диаграммой должно быть! За вас это никто не сделает!
- 346,59 КБ
- дата добавления неизвестна
- изменен
Последняя версия программы I-d диаграмма (без описания). Программа позволяет определить параметры воздуха в диапазоне изменения барометрического давления от 97000 Па до 101325 Па с погрешностью не более 3%. замечания – [email protected] Безусловно знание методов построения процессов обработки воздуха на I-d диаграмме вручную необходимо и приветствуется
- 170,39 КБ
- дата добавления неизвестна
- изменен
Применение при расчётах систем кондиционирования воздуха.
- 90,42 КБ
- дата добавления неизвестна
- изменен
М.: Издательство МЭИ, 1999. – 168 с. Таблицы рассчитаны по уравнениям Международной ассоциации по свойствам воды и водяного пара и рекомендованы гос. службой стандартных справочных данных ГСССД Р-776-98. Приведены таблицы значений удельного объема, энтальпии, энтропии, изобарной теплоемкости, скорости звука, поверхностного натяжения, динамической вязкости, теплопроводности и…
- 2,47 МБ
- дата добавления неизвестна
- изменен
Учебник. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Высшая Школа, 1975. – 497 с. Техническая термодинамика Уравнение состояния идеальных газов Смесь идеальных газов Реальные газы Первый закон термодинамики Теплоемкость газов. Энтропия Термодинамические процессы идеальных газов Второй закон термодинамики Характеристические функции и термодинамические потенциалы. Равновесие систем…
- 4,92 МБ
- дата добавления неизвестна
- изменен
Москва, Издательство МЭИ, 2001, 472стр; ил., ISBN 5-7046-0703-9 Учебник для ВУЗов. Изложены энергетические основы теплофикации. Даны классификация и методика расчета тепловой нагрузки городов и промышленных районов. Описаны системы централизованного теплоснабжения и режимы их регулирования. Приведены методика гидравлического и теплового расчетов тепловых сетей, схемы,…
- 4,98 МБ
- дата добавления неизвестна
- изменен
www.twirpx.com
I-d диаграмма влажного воздуха — КиберПедия
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.
cyberpedia.su
I – d диаграмма влажного воздуха. — МегаЛекции
Диаграмма i-d влажного воздуха предложена проф. Л.К. Рамзиным в 1918 г.
Диаграмма строится в косоугольной системе координат. Это сделано для увеличения рабочей области диаграммы.
В i-d– диаграмме угол между осями координат i и d равен 1350. На диаграмма id наносятся линии: изотермы t = const ( по температуре сухого термометра), изоэнтальпии i = const, постоянной относительной влажности φ= const. На линии φ = 100% значение t и tМ совпадают. Под линей φ = 100% нанесена линия
рП = f (d) – линия парциальных давлений пара. На рис.6.2.показаны основные процессы, которые могут быть определены по id диаграмме. Если температура воздуха по сухому термометру tА и температура мокрого термометра tМ А, то состояние воздуха определяется на i-d диаграмме точкой А.
Точка росы определяется охлаждением воздуха при d = const. Это состояние воздуха характеризуется точкой В. Охлаждение воздуха ниже точки росы изображается линией, идущей по φ = 100%. Этот процесс В-В´сопровождается уменьшением d, так как из воздуха выпадает влага при частичной конденсации конденсации пара.
Нагревание воздуха от состояния, соответствуещего точке А, изображается линией А-С. Количество влаги при этом не изменяется. Процессу насыщения воздуха влагой при i=const от состояния в точке С соответствует линии CD .
Рисунок 6.2. Диаграмма id влажного воздуха.
При увлажнении воздуха впуском в него пара новое состояние воздуха (i2; d2) определяется по начальному (i1;d!) из теплового и материального баланса процесса смешивания
i2 =i1 + dП·iП·10-3;
d2 =d1 +dП,
где iП и dП – энтальпия, кДж/кг и количество подаваемого пара, г на кг сухого воздуха.
На рис. 6.3 показано определение парциального давления пара для состояния А влажного воздуха и рПМА для той же температуры воздуха.
При смешении двух объёмов влажного воздуха с массами
m1 и m2 состояние смеси соответствует точке К, лежащей в
id – диаграмме на прямой Е-F (рис 6.2), конечные точки которой соответствуют состояниям смешиваемых масс воздуха m1(Е) и m2(F).
Положение точки К определяется соотношением
Если влажный воздух будет соприкасаться с открытой поверхностью воды,
Рисунок 6.3. Часть диаграммы i-d влажного воздуха.
имеющей температуру tВ, то между влажным воздухом и водой в общем случае будет происходить массообмен и теплообмен.
Если в точке Е (рис.6.3.), соответствующей состоянию насыщенного воздуха, имеющего температуру tВ, провести линию d =const и tM = const, то диаграмма i-d разделится на 3 части:
I – вода испаряется и охлаждается, следовательно, воздух насыщается влагой и нагревается от поверхности воды;
II – вода испаряется и нагревается, воздух насыщается и охлаждается;
III – пар из воздуха конденсируется на поверхности воды и воздух охлаждается.
Пример 6.1. Определить относительную и абсолютную влажность, влагосодержание и энтальпию влажного воздуха, если парциальное давление водяного пара 21 мм рт. ст. Температура и давление влажного воздуха t = 350С и
р = 745мм рт. ст.
Р е ш е н и е .
По таблицам насыщенного пара при t = 350С определяем рП.М. = 5.6 кПа=42 мм рт. ст.; ρП.М.=0.0396 кг/м3. Относительная влажность
φ = рП / рП.М.= 21/42 = 0,5 = 50%.
Абсолютная влажность
ρП = φ· . ρП.М =0.5·0.0396 = 0.0198 кг/м3.
Влагосодержание
г/кг = 0,01кг/кг.
Энтальпия
i =i + d·(2500 + 1,93·t) = 35 + 0.018·(2500 + 1.93·35) = 81,2 кДж/кг.
Лекция № 7
Раздел 7
ОСНОВЫ ТЕПЛООБМЕНА
Общие понятия.
Теплообменомназывается любой процесс переноса теплоты.
Теория теплообмена впервые была развита в работах Ломоносова М.В. в 1744 году и свое развитие получила в работах французского ученого Фурье Жан Батист Жозеф в 1822 году.
В соответствии со вторым началом термодинамики теплота самопроизвольно переходит от более нагретого тела к менее нагретому. Процесс теплообмена протекает тем интенсивнее, чем больше разность температур тел, обменивающихся теплотой различают три способа переноса теплоты в природе: теплопроводностью ( кондуктивный), конвекцией и излучением.
Теплопроводность рассматривается как самостоятельный процесс, который может протекать только в твердых телах или при контакте двух тел. В жидкостях (капельных и газах) теплопроводность понимается как процесс, протекающий совместно с конвекцией или радиацией ( излучением), или с обоими этими процессами одновременно.
Рассмотрим процесс передачи теплоты теплопроводностью в твердой стенке.
Рекомендуемые страницы:
Воспользуйтесь поиском по сайту:
megalektsii.ru