5.3. Построение на I-d диаграмме процессов обработки воздуха в прямоточной скв в холодный период года.

5.3.1. С нерегулируемой камерой орошения

1. Наносим т.В^х по t_B=20°C и ф_в=30%;

2. Через т.В^х проводим луч процесса;

3. Наносим т.П^х на пересечении луча процесса и I_п =30 кДж/кг;

4. На пересечении d_n=const и ф=95% наносим т.О^х;

5. Наносим т.Н^х по t_н=-20°C и I =-18,8 кДж/кг;

6. На пересечении d_н=const и I₀=const наносим т.К.

	t	I	d	φ
H^x	-20,0	-18,8	0,4	50
П^x	19,0	30,0	4,2	30
B^x	20,0	32,0	4,2	30
О^x	3,0	14,0	4,2	95
К	13,0	14,0	0,4	5,0

Расход тепла на нагрев воздуха в калорифере первого и второго подогрева:

Q_т = G (I_к – I_н) + G (I_п – I_о) = 150000(14+18,8) + 150000(30-14) = 7320000 кДж/ч

5.3.2. С регулируемой камерой орошения

На пересечении I_п =const и d_н=const наносим точку К'

	t	I	d	φ
H^x	-20,0	-18,8	0,4	50
П^x	19,0	30,0	4,2	30
B^x	20,0	32,0	4,2	30
К'	28,0	30,0	0,4	4,0

Расход тепла на нагрев воздуха в калорифере:

O_т = G(I_к' - I_н)= 150000(30+18,8) = 7320000 кДж/ч

6. Расчет форсуночных камер орошения типа окф.

6.1. Расчет камеры орошения типа окф в теплый период года.

1. Исходные данные принимаем по результатам расчета технологической схемы кондиционирования воздуха:

- начальные параметры воздуха перед камерой орошения:

t₁ = t_c = 27°С

J₁ = J_e = 54,5 кДж/кг.

- конечные параметры воздуха после камеры орошения:

t₂ = t_п'=23°C

J = J_п' = 52 кДж/кг.

- расход воздуха через камеру орошения:

G_ко = G =150000кг/ч.

2. Определяем t_м1 и t_м2 по Jd - диаграмме:

t_м1, =19,5°С

t_м2=18,5°C.

3. По величине G_ко определяем требуемый типоразмер камеры орошения, используя параметрический ряд кондиционеров типа КТЦ-3: КТЦ-3-80

4. Определяем коэффициент эффективности тепломассообмена в оросительной камере по формуле:

E_t=l-(t₂-t_м2)/(t₁-t_м1), (6.1)

E_t= 1 - (23 – 18,5)/(27-19,5) = 0,4

5. Принимаем первое исполнение камеры орошения и по [3] определяем число форсунок:

n_ф = 209.

6. Определяем требуемый коэффициент орошения по формуле:

В= [ln (1 –E_t)(-A₁)] ^1/α1 (6.2)

где А_1, α₁- этпирические коэффициенты, определяемы по [3].

А₁ = 0,61

α₁ = 1,17

В = [In (1-0,4)/(-0,61]^1/1,17 = 0,859

7. Определяем суммарный расход воды, разбрызгиваемой в форсунках по формуле:

G_w = G_ко · В, кг/ч (6.3)

G_w = 150000 · 0,859 = 128850 кг/ч.

8. Определяем расход воды через одну форсунку, g_ф , кг/ч, по формуле:

g_ф= G_w/n_ф, кг/ч (6.4)

g_ф = 128850 / 209 = 616,5 кг/ч

9. Определяем давление воды перед форсунками Р_ф, кПа, по формуле:

Р_ф = g_ф ²/1310,кПа (6.5)

Р_ф = (616,5)²/1310 = 290,13 кПа

Для устойчивости работы форсунок ШФ - 5/9 необходимо, чтобы давление перед форсунками было в пределах от 20 до 250 кПа.

Принимаем второе исполнение камеры орошения и по [3] определяем число форсунок:

n_ф = 297.

Определяем требуемый коэффициент орошения по формуле:

В= [ln (1 –E_t)(-A₁)] ^1/α1 (6.2)

где А_1, α₁- этпирические коэффициенты, определяемы по [3].

А₁ = 1,30

α₁ = 1,75

В = [In (1-0,4)/(-1,30]^1/1,75 = 0,586

Определяем суммарный расход воды, разбрызгиваемой в форсунках по формуле:

G_w = G_ко · В, кг/ч (6.3)

G_w = 150000 · 0,586 = 87900 кг/ч.

Определяем расход воды через одну форсунку, g_ф , кг/ч, по формуле:

g_ф= G_w/n_ф, кг/ч (6.4)

g_ф = 87900 / 297 = 295,96 кг/ч

Определяем давление воды перед форсунками Р_ф, кПа, по формуле:

Р_ф = g_ф ²/1310,кПа (6.5)

Р_ф = (295,96)²/1310 = 66,84 кПа

10. Для политропных процессов охлаждения и осушки воздуха определяем приведенный коэффициент энтальпийной эффективности по формуле:

E_j = 1 — exp (-А₂·В^α2) (6.6)

где А₂, α ₂ - этпирические коэффициенты, определяемы по [3].

А₂ = 0,54

α ₂= 1,20

Е _j = 1 - ехр(-0,54 · 0,586^1,20) = 0,248

11. Для определения энтальпии насыщенного воздуха J_w1 при температуре t_w1 методом последовательных приближений решаем уравнение:

Е_j1=( J₁ – J₂)/(( J₁- J_w1)·С)

J⁽ⁱ⁺¹⁾_w1 = J₁ + (J₂ – J₁) /( E_j · C⁽ⁱ⁾), кДж/кг, (6.7)

где i = 0,1,2,3.....- номера приближений;

C⁽ⁱ⁾= 1 + α · (J₁ - J_w1+ β (J_wo – J_w1^(i-1) ) (6-8)

α = -0,7165 ·10^-3 кг/кДж;

β= 3,51·10 ^-3 кг/кДж;

J_wo= 54кг/кДж;

В качестве нулевого приближения J⁽⁰⁾_wi принимаем :

J _w1 ⁽⁰⁾ = 23 кДж/кг:

С₁ = 1 + (-0,7165 · 10^-3) (54,5 - 23) + 3,51 · 10^-3(54 - 23) = 1,131

Е_j1=(54,5 – 52)/((54,5-23)·1,131) = 0,07

J_w1 = 54,5 + (52- 54,5)/(0,07·1,131) = 22,9 кДж/кг

С₁ = 1 + (-0,7165 · 10^-3) (54,5 – 22,9) + 3,51 · 10^-3(54 – 22,9) = 1,1318

Е_j1=(54,5 – 52)/((54,5-22,9)·1,1318) = 0,0699

J_w1 = 54,5 + (52- 54,5)/(0,0699·1,131) = 19,93 кДж/кг

С₁ = 1 + (-0,7165 · 10^-3) (54,5 – 19,93) + 3,51 · 10^-3(54 – 19,93) = 1,44

Е_j1=(54,5 – 52)/((54,5-19,93)·1,44) = 0,069

J_w1 = 54,5 + (52- 54,5)/(0,069·1,144) = 22,8 кДж/кг

Энтальпия насыщенного воздуха J_w1 = 22,8 кДж/кг.

12. По J-d - диаграмме определяется начальная температура воды t_wразбрызгиваемой в форсунках.

Так как J_w = 22,87 кДж/кг, то t_w1 = 7,3°С.

13. Определяем конечную температуру воды по формуле:

t_w2= t_w1 + Q_x/(c_w-G_w), °С (6.9)

Q_x = G_ко (J₁ – J₂)

где Q_x - холодопроизводительность камеры орошения, кДж/ч

Q_x= 150000 кДж/ч

с_w = 4,18

t_w2 = 7,3 + 150000/(4,18·87900) = 7,7 °С.