Книги / Каменев П.Н. Вентиляция1

Электронная

библиотека

Ьббр://

Ьд

V.кЪзби.ги

значения

энтальпии

воз

По оси ординат

диаграммы

отложены

-

направленной

под углом 135° к

оси

духа /, кДж/кг, по оси абсцисс,

7, г/кг. Линиями

по

ординат /, отложены значения

влагосодержания <

б/

=

-

стоянных значений

энтальпии

{

и влагосодержания

соп$

/=соп5

1

образована

косоугольная

координатная

сетка,

на

которую

нанесены

изотермы

/

=

соп

$1:

и

линии

постоянных

значений

относительной

влажности воздуха ф =соп51.

расположена

кривая,

имеющая

В нижней

части 1-

с1

диаграммы

парциаль

определить

самостоятельную

ось ординат. Она

позволяет

-

пара

, соответствующее

определенному

зна

-

ное давление

водяного

чению с1 влажного воздуха.

ненасыщен

-

Диаграмма

позволяет

для любой точки в

области

никаких

,

определить все

па-

проводя

ного воздуха,

не

вычислений

рп. Положение

рас

-

раметры, состояния

влажного

воздуха: /, с1,

/,

ф,

воздуха

может быть

задано

на

четной точки

состояния

влажного

из перечисленных параметров.

диаграмме сочетанием

любых

двух

Прочие три параметра

могут быть

определены

по

1-с1

диаграмме

.

как производные

имеется

подобная

же 1 х диаграмма

Молье, в

кото-

Заметим,

что

-

, причем величины

вла-

=

С

направлена

горизонтально

рой изотерма

I

0

°

. возд.

, обозначенные

как х откладываются в кг/кг сух

госодержания

изотерм

). Напишем

уравнение

теплосо-

Построение

(рис. 2.2

держания

влажного

воздуха

/	—	2,

	(2.20) в другом					виде:
				1,8	7
	5с! +1,005	/	+		/<		'
				1000

(

2.21

)

при

Рассмотрим			зависимость		теплосодержания		от	влагосодержания
						(2.21) упростится			и останется
				уравнение
/	=	0°С. В этом случае

только

первое

слагаемое

Л

=

2

М

Задаваясь

несколькими значениями

7,

проводя

вычисления

и

<

пря

-

нанося

полученные результаты

на

диаграмму, можно получить

мую изотермы

/

=

0°С. В /- 7 диаграмме эта

зависимость

выражается

<

координат

прямой

линией

оо, (рис. 2.2),

проходящей

через начало

.

энтальпия

, влагосодержанию

7

=

3 кг/кг

соответствует

<

Например

7,5	кДж/кг.
	Масштаб
Л К. Рамзина
на	вверх под

теплосодержаний		и	влагосодержаний
принят таким, при котором				изотерма
	углом	к		. Это
небольшим			горизонтали

			,	диаграмме
в 1-д						-
			°
/	=	0			направле
			С				-
сделано для						уве

42

Электронная

библиотека

Лббр:

/

/

Ь д л/

.

кЬзби

.

ги

личения размеров рабочего поля ненасыщенного влажного воздуха и,

еСтественно, увеличения точности расчетов по диаграмме.

/	а

	к	0,108	.
			. до: 6
		10,05	\Лзо
а	/г	0,054	10,05
	Я		у\зоуер^
		10,05

о	/
	7,5
	е
	а

Рис. 2.2. Построение изотерм в 1~ адиаграмме

Построим изотермы для других температур. Если А=0 уравне-

ние (2.21) упростится и останется только второе слагаемое:

1.2—1,005?,

спомощью которого определяется положение изотерм на оси ординат

сшагом в 1°С. Для определения положения точек изотерм температур

? Ф 0°С при других значениях <1 > 0, пользуются уравнением (2.20).

Вычисления производятся при температуре изотермы и различных значениях влагосодержаний. Полученные точки соединяют прямыми.

Особенность уравнения (2.21) следующая. Если не учитывать

теплоту, расходуемую на подогрев водяного пара, то уравнение (2.21) будет иметь вид:

I=2,5(1 + 1,005г.

Построение с помощью этого уравнения прямых с выбранным

пРоизвольным шагом изменения температуры позволяет получить

Параллельные относительно друг друга изотермы, отстоящие друг от

^РУга на расстоянии 1,005А? (А? - разность температур рассматри-

Ваемых изотерм). Составляющая 1,8щС1000 делает изотермы непа-

Рэллельными, при этом, чем выше температура влажного воздуха,

Тем более отклоняется вверх изотерма.

43

Электронная библиотека ЕЕСр://ЕдV.кЕзби.ги

Таким образом,

можно

сделать

следующий вывод. В 1-с1

диа-

влажно

-

и чем выше температура

грамме изотермы

непараллельны

вверх его

изотермы

.

го воздуха, тем больше

отклоняются

водяных паров.

давлений

Построение

кривой парциальных

ВВ - Врп=622рп,

написать

На

основании

уравнения

(2.14)

можно

откуда

Рп

=

6В

622+

бГ

(

2.22)

Принимая	В-99325 Па			(745		.
						мм рт
влагосодержания		В, по	формуле (2.13)
ное давление водяного			пара	.		;
\ =	7,75 г/кг		сухого		воздуха
Пусть с1

	ст.) для	любого			выбранного
						парциаль		-
	соответствующее
	подставляя		с1	получим			:
			\

Рп

1

=

7,75 622

-99325
+	7,75

=

1222,

3

Па.

.

2.3 внизу

откладываем

отрезок

/-/,

соответствующий

На рис

Аналогично для

В-15 г/кг сухого

воздуха

получим

значению

р.

2-2.

Соединив

Па

соответствующий на

рисунке

отрезку

7

=

2338,9

/

,

построим

кривую

парцииальных

полученные

точки плавной

кривой

давлений

для

ф

=

100

%.

/

в
ь	\
20	\
	\
12	"
	"
10	а

		/
		/
	ч	а
		А
		С

5

йл

	л	Д
		2
	\
	о о
	$
	7	= 58,14

Рис

2

3

0	\
	д
-2
	1	=						2
		0
		I						I		,9
		4	4						2
			7			= 1223	,3
					1
			/	^
		1						2
										и кривых ф=сопз
Построение		линии	парциальных					давлений		1

44

Электронная

библиотека

Ы::1 р:/

/

Ъдч.

кТзби.ги

Построение кривых ф =соп§1. Построение начинается с кривой

значений относительной влажности воздуха, соответствующей 100%.

	Для построения точки ф =100% необходимо задаться темпера-
турой /ь определить по формуле (2.16) или таблицам величину пар-
циального давления						водяного пара,	-
				насыщенного			рассчитать по фор
муле (2.14)			величину й\ и		на пересечении прямых 0 =соп§1 и
=сопз! получим точку ф! = 100%. Кривую ф] = 100% получают пу-
тем	соединения плавной кривой нескольких точек ф = 100%, соот-
ветствующих нескольким температурам.
той	Кривая для некоторого произвольного значения ф строится в
	же	последовательности			задаются температурой О определяют
				:

парциальное давление водяного пара фРь пересчитывают его в <72 по

формуле (2.14) и на пересечении г^сопз!и <72=сопз1 получим точку

выбранного значения ф для температуры

Линия ф =100% разделяет поле 1- Д диаграммы на две части.

Выше этой линии расположена область ненасыщенного влажного

воздуха, в которой и производятся расчеты изменения тепловлажно-

стного состояния влажного воздуха. Линия ф = 100% соответствует

состоянию насыщенного водяными парами. Ниже этой линии - об-

ласть перенасыщенного водяными парами воздуха (воздуха в мета-

стабильном состоянии, область тумана), которая может использо-

ваться при расчете воздушного холодильного цикла (например, в

турбодетандере).

Влияние барометрического давления на положение кривых

ф определим с помощью несложного расчета.

Допустим, что заданы параметры влажного воздуха:

1=20° С и ф = 100%. В- 101325 Па, влагосодержание этого воздуха

14,67 г/кг, если В =97992 Па (735 мм рт. ст.), то Д = 15,18 г/кг.

Вывод: с понижением барометрического давления влажного

воздуха кривые (у на 1- Д диаграмме располагаются ниже.

Построение линий / = соп§1. Основное уравнение (2.20) запи-

сывается в виде:

7-1,005/

2,5 +0,0018/

Задаются некоторым значением /, изоэнтальпию которой хотят Построить, и, подставляя значения изотерм /,, вычисляют величины

4- Точки изоэнтальпий получают на пересечении <7, = соп51 и соот-

ветствующей изотермы

45

Электронная библиотека Ьб'Ьр:// Ьдм.кКзби.ги

	-	4 диаграммой, легко получить еще два очень важ-
	Пользуясь 1
ных	параметра тепловлажностного состояния воздуха: температуру
точки росы воздуха (			р	и температуру мокрого термометра воздуха			{	м.
	Температура					равна температуре насыщенного	во-
		точки росы (			р

дяными парами воздуха при

этой температуры нужно на

данном влагосодержании. Для получения
1-4	-
	диаграмме от точки А, соответствую

щей

данному

состоянию

воздуха,

опуститься

по

линии

4А

=

соп

$\.

до

пересечения с линией ср	=	100%. Точка пересечения				линия 4	=	сопз!и
						0
Ф =100%. будет соответствовать				значению точки росы 1 .
						Р		насы
Температура мокрого			термометра		равна температуре
								-

щенного водяными парами воздуха при
диаграмме температуре	соответствует

данной энтальпии.

точка пересечения

В 1-4 линии

0	соп$1 с	линией	р	=	100%.		Это
1
			(
температура		увлажняемого				воздуха

положение равна 0°С.

справедливо,	если
В случае Гм	> 0	°	С

реальный процесс отклоняется вверх

грамм испарившейся воды вносит в

от /	=	соп$1, т.
воздух 4,187			гг/

к. ,

каждый кило-

кДж, теплоты.

При изменении		влагосодержания	от 4	до	4
держания 1			\		М
	кг сухой части воздуха составляет

увеличение
4	,\&71	(4	-
	М	М

теплосо-

4\ )/ Ю00.

Фактическое

значение

луча

процесса

адиабатического

увлажнения

равно:

8

=

1М

4М

~

-4	Х

_

4,1874	F	(	4?_	F	-	4		х
\Ш	4			-4			)
\			М			Х

)

_

4,187	-
	ГЛ
1000

<

где

4

и

4\

-

влагосодержание

точки

мокрого

термометра

и

начальное.

1Р I

и

Эта прямая располагается несколько выше линии I	=	соп$1.
На рис. 2.4 приведены построения для определения температур
1 воздуха, состоянию которого соответствует точка А.
М

А	_
			о
			00	/
		Л		о

^мА

^рЛ

<У1

Ч <1

46

/

	Рис 2.4	Определение	по 1 4 диаграмме
			-	-
	температуры мокрого термометра
				и тем
	пературы B>G:8 росы 1		для тепловлажно-
		р
	стного состояния воздуха в точке А

Электронная

библиотека

Ъббр://:1 дV.кВзби.ги

§

9.

Расчеты

процессов

тепловлажностной

обработки

воздуха

в

1-

й

диаграмме

и

аналитическим

способом

	Необходимые			параметры	приточного воздуха			-
						получают в при
	точных	камерах	и	установках
					кондиционирования	воздуха	(УКВ)	с

помощью калориферов			-
		,	поверхностных воздухоохладителей и ороси
тельных камер. При	изображении элементарных процессов (нагрева,

охлаждения

,

увлажнения

и

т.д.

)

точки,

соответствующие

начальному

и	конечному		состоянию воздуха, соединяют прямой линией. Эта ли-
ния		характеризует		процесс	изменения	параметров воздуха, ее	назы-

вают

лучом

процесса

.

Направление

луча

процесса

в

1-й

диаграмме

определяют

угловым

коэффициентом

в.

Если

начальное

состояние

воздуха соответствует параметрам 1{	и й	, а конечное
	\
и йг, т0 угловой коэффициент 5 равен отношению (см.

(	72	-	/,) -1000
		й		-ф
		2

-	параметрам	2
		/
рис. 2.5):
	(2.23)

Рис

2.5.

К

определению состояния

направления луча процесса
воздуха в /-	^	диаграмме

изменения

Единица

величины

5

2

системе

СИ

-

кДж/

кг

влаги

.

ния

Этот коэффициент характеризует направление

воздуха и определяет соотношение изменений

изменения состоя- количества тепло-

Ть1	и	влаги		в воздухе. Луч процесса можно нанести на			1-й диаграмму,
если			известны точки, соответствующие начальному				или конечному
с
°				воздуха, или	известно	значение углового	коэффициента.
стоянию
Для		облегчения такого построения на 1-й диаграмме					наносят направ-
ления
там			«масштабных лучей», соответствующих угловым коэффициен-
			-
	в				до	кДж/кг. Масштабные лучи исходят
			1 й диаграмме от

Электронная

библиотека

47 КСЕр://ЕдV.кЬзЕи.ги

,		0), а значения их
из начала координат (/ =0	А-	угловых коэффициен-
тов нанесены на направлениях лучей по контуру основного			поля 1	А
			-

диаграммы. необходимо

При изображении

сначала провести

процесса изменения	состояния	воздуха

вспомогательный	луч	процесса	через

начало

координат

и

соответствующее

направление

луча

процесса,

на-

несенного по контуру начального состояния

основного поля. Затем через заданную				точку
воздуха	проводится линия	луча	процесса		па
					-

раллельно вспомогательному масштабному лучу.

Если на диаграмме «масштабные лучи» отсутствуют,

то

прихо-

дится

производить

построение

луча

процесса

непосредственно

из

	заданной точки А с характеристиками				тепловлажностного		состояния
	1 и	Аа	. С этой целью	от точки А откладывается некоторое прираще-
	а			, для которого вычисляется		приращение эн-
	ние влагосодержания
				АА

тальпии

А

/,

определенное

как:

А

/

=

5 - 1000

'

На	пересечении			линий 1	+
		. Прямая,		а
	'		проведенная
точку А

А/	=	сопз1 и
через			точки

<^А

+ и

А<^' А

=	получим
соп51
будет	искомым

лучом

процесса

.

В

зависимости

от

соотношения

А

I

и

А

А

угловой

коэффициент

8

может изменять свою величину и знак от
заны лучи	процессов,	соответствующие

0 до	±		. На
		о
		°
возможным

рис. 2.6	пока-
изменениям
	.

Рис луча

48

2 6 Характерные области значении показателя направления

процесса изменения тепловлажностного состояния воздуха -

углового коэффициента е (I и III -е > 0; II и IV -е < 0)

Электронная	библиотека	ЕЕЕр://Едл .кЬзби.ги
		/-

При	этом можно выделить четыре сектора с характерными		измене-
ниями 8. В секторе 1		лучи процесса имеют положительные прираще-
ния	энтальпии (+А7)	и влагосодержания (+АсГ) и их угловые	коэффи-

циенты	8	изменяются
располагаются			лучи,

от	+	оо	( 7
			<
имеющие

=	0	(/
соп51:) до
отрицательное

=	В секторе 2
сопз1).
приращение		энталь-

пии

(-А

/)

и

положительное

приращение

влагосодержания

(

+

А

<7)

.

Здесь

8

изменяется

от

0

до

-

<».

Лучи

процессов

,

для

которых

А

I

и

А

4

имеют

отрицательный

знак

и

8

изменяется

от

-«>

до

0

лежат

в

секто-

ре

3. В секторе 4	приращения +	5	и	-	до +
				АЛ и в изменяется от 0		о
						°
Процесс нагрева и охлаждения воздуха. Простейшим является

процесс нагрева воздуха в

верхностью, при котором

результате контакта	с сухой нагретой по-
он получает только	явное конвективное

тепло.

При

этом

влагосодержание

воздуха

остается

неизменным

,

поэтому

в

1-с1

диаграмме

процесс

вверх

по

линиям 4

-

-

A>?5%. Если воз

дух с

параметрами,

которым

-

соот

ветствует

точка

1

(

Гь

фО

(рис. 2.7)

нагревать

в калорифере,

то

этот

процесс

изобразится

прямой,

-

про

веденной

вертикально вверх из точ-

^

ки

1 по линии

! =

A>?51. Чем

боль-

тепла

передается

;

ше

воздуху, тем

нагрева

/ и

прослеживается			снизу
	2	Ф
1					/
				А00
				О
			„		о
3	4	<з
4

больше он нагревается и тем								выше
по	линии			4	—	сопз! будет располо-
				\	соответствующая со
жена точка,
стоянию				нагретого				-
							воздуха.	Если
каждому				килограмму сухой				части
влажного				воздуха			будет передано
А/		кДж		тепла, то его конечному
	ь		,
состоянию					будет		соответствовать
точка 2 (			см. рис. 2.7).

		СМ
		<3
		'Тч
		Лз
		\ 4
Рис	2	7. Изображение в 1	4
		-
диаграмме процессов нагрева
и охлаждения воздуха

В

процессе

охлаждения

воздуха

от

точки

1

до

точки

3

в

результа-

те	контакта	с
конвективное

сухой	холодной			поверхностью он			отдает только	явное
тепло.	В	<	диаграмме		этот	процесс прослеживается
		/- 7

сверху вниз по		линиям 4	=	соп51	Например,				при охлаждении воздуха,
состоянию которого соответствует							точка	1	, до состояния, которому
отвечает	точка	3 (см. рис. 2.7),			каждым			килограммом сухой части
влажного воздуха будет отдано А/						2	кДж, тепла. Такой процесс охлаж
дения									-
		может протекать			до		состояния, которому соответству-
воздуха,

ет

точка

4

(

см

.

рис

.

2.7

)

пересечения

луча

4\

=

сопз!

с

линией

ф

=

100

%.

Электронная

библиотека

49 ЬЕТр://:1 дV.кЕзТи.ги

Эта точка отвечает температуре точки росы

охлаждении водяные пары, содержащиеся

воздуха. При		дальнейшем
в воздухе,	конденсируют
		-

ся

,

и

изменение

его

тепловлажностного

состояния

прослеживается

вниз налево по линии (ср	=	100%,
ждения, протекающий по		линии

		. Процесс охла-
например, до точки 5
ср	=	100%, связан с отдачей не только

явного, но и скрытого тепла конденсации
		.
Процессы нагрева и охлаждения в пределах 0						< ср
ются изовлажностными. Они протекают			при	^	=сопя1
		:
рассчитаны по приближенной формуле
А/ /Л/	-	0,98,

< и

100% явля-

могут быть

(2.24)

где пии

А? - изменение температуры воздуха при
на А/.
Процесс адиабатического	увлажнения

изменении его энталь-

воздуха. Тонкий слой

воды

или

ее

мелкие

капли

при контакте с	воздухом
температуру,	равную

приобретают температуре

I

мокрого

термометра.

При

контакте

воздуха

с

водой,

имеющей

такую

Рис 2 8 Изображение в 1- 3

диаграмме процессов адиаба- тического и изотермического

увлажнения воздуха

температуру,

происходит

процесс

адиабатического

увлажнения

воз-

духа. В

этом

процессе

энтальпия

воздуха остается

практически

неиз-

менной,

и в

1-6

диаграмме он

про-

слеживается

ПО

ЛИНИЯМ

I

—

СОП

51

(направо

вниз).

Изменение

состоя-

ния воздуха,

которому соответству-

ет точка

1 (рис.

2.8),

при

контакте

его с водой,

имеющей температуру

мокрого

термометра

у

-

, прослежива

ется по

линии

\

—

сопз!.

например

1

,

до точки 2,

если

воздух

-

ассимили

рует Аб	влаги на 1	кг сухой части влажного воздуха. Предельному
\			-
состоянию воздуха
		в этом процессе при его полном насыщении во
дяными	парами соответствует точка 3 пересечения луча процесса		с

	кривой ср		=	100%.	часто используют	способ	адиабатического				ув-
	В вентиляции
											-
	лажнения			воздуха	рециркуляционной	водой.	Для этого		в	ороси
	тельной камере разбрызгивают воду, которую						забирают	из	поддона
									с	возду-
	этой	же	камеры. Вода, находясь в непрерывном контакте
									мокрого
	хом,	приобретает			, близкую к температуре
					температуру
	50

Электронная

библиотека

Ы::1 р://:1 д

V.кЬзби.ги