6. Смешиваниедвухпотоковвлажноговоздуха

В системах кондиционирования очень часто осуществляется смешение двухпотоковвоздухасразличныминачальнымипараметрами.Предположим, что смешиваютсяG₁(кг) влажного воздуха с параметрамиh₁, d₁иG₂(кг) влажного воздуха с параметрамиh₂, d₂(рисунок 5.5).

Вобщемслучае,количествосухоговоздухаG_c(кг),содержащегосяв

G(кг)влажноговоздухаможетбытьвыраженоотношением

Рисунок5.5–Смешиваниедвухпотоковвоздуха

G_с=G/(1 +d),кг. (5.20)

Тогда,балансвлаги,участвующейвпроцессесмешения,имеетвид

G_с1d₁+G_с2d₂= (G_с1+G_c2)d₃, (5.21)гдеd₃– влагосодержание смеси.

Аналогичноможнозаписатьуравнениедлятепловогобаланса

G_с1h₁+G_с2h₂=(G_с1+G_c2)h₃, (5.22)

гдеh₃–энтальпиясмеси.

Двапоследнихвыраженияможнопредставитьввиде

G_с1(h₁–h₃)=G_с2(h₃–h₂);

G_с1(d₁–d₃)=G_с2(d₃–d₂).

Разделивпервоеуравнениенавторое,получается

(h₁–h₃) /(d₁–d₃)=(h₃– h₂)/ (d₃–d₂). (5.23)

В координатной сеткеhиdэто выражение представляет собой уравнение прямой, проходящей через заданные точки 1 и 2. Величиныh₃иd₃-координаты точки смеси 3, лежащей на прямой 1-2.

Положениеточки3на прямой1-2определяют путемделения отрезка 1-2 на части в отношении:

^Gc1_^Gc2

. (5.24)

^Gc3 ^Gc3

Изуравненийматериальногоитепловогобалансаможнополучитьзависимость

h₃=(G_c1h₁+G_c2h₂)/(G_c1+G_c2), (5.25)

d₃=(G_c1d₁+G_c2d₂)/ (G_c1+G_c2). (5.26)

В практике кондиционирования воздуха значенияGиG_cотличаются обычно на 1-2 %, поэтому с достаточной, для инженерных расчѐтов, точностью можно считать при смешении влажного воздухаG≈G_c,.

При построении процесса смешения для холодного периода года точка смеси 6' (рисунок 5.5) может оказаться ниже кривой= 100 %, т. е. процесс смешения сопровождается конденсацией части содержащегося в смеси водяного пара. В этом случае точка 6', полученная из уравнений балансатепла и влаги, лежит на прямой 4-5.

Вместе с сконденсировавшимся водяным паром из воздуха уйдет часть тепла, равнаяQ_кон:

Q_кон=(d/1000)t_мс_ж, (5.27)

гдеd=d'₆–d₆–количествовыделившегосяконденсата,г/кгс.в.;

t_м–температураконденсата,равнаятемпературемокроготермометра,°С;с_ж– теплоемкость конденсата,кДж/(кг°С).

Из теплового баланса следует, что энтальпия воздуха после выпадения конденсата уменьшается, т. е.

h₆=h_6'–(∆dt_мс_ж)/1000. (5.28)

Учитывая, что величинаdобычно пренебрежимо мала, в практи- ческих расчетах последним слагаемым можно пренебречь и считать, чтоh₆=h_6'. В действительности за точку, характеризующую состояние смеси можно принять точку 6, лежащую на линии насыщения φ = 100 % и энтальпииh_6'.

7. Психрометрическаядиаграмма

В отличие отh-d-диаграммы, где в основе построения приняты графические взаимосвязи между параметрами влажного воздуха, которые нанесены на координатную сетку h, d, в психрометрической диаграмме использованасистемакоординатt_c–x.Основнымипараметрамивлажного

воздуха, между которыми определяется взаимосвязь наt_c–x-диаграмме, являютсяt_c, x, h, t_м, t_р, φиP_б.Основой графического построения являетсяравномернаясеткапараллельныхизолинийt_cивлагосодержанийх.Характерная особенностьпсихрометрическойдиаграммы(рисунок5.6)заключаетсявпарал- лельности(вреальномдляСКВдиапазоне)нанесенияизолинийтемпературt_с,t_миt_ри энтальпииh. Кроме того, на диаграмме нанесены линии относительной влажности и удельного объѐма1/ρ. В ряде случаев по оси ординат наносится шкала упругости водяного пара p_п. Линииh=constрасположены параллельно линиямt_м=const,чтовыполненосопределѐннымдопущением,поэтомунаполе диаграммынанесеныизолиниипоправоккзначениямh.

Рисунок5.6–Психрометрическаядиаграмма

Если в качестве характеристики процесса изменения состояния воздуха наh-d-диаграмме принят угловой коэффициент (в тепловлажностное отно- шение), то при использовании психрометрической диаграммы для этой цели применяют так называемый показатель (фактор) явной теплоты ψ = Q_я/Q_п. Шкала значений ψ в диапазоне практически наблюдающегося изменения состояния влажного воздуха в кондиционируемых помещениях нанесена по контуру диаграммы. Условная точка (для удобства пользования шкалой), из которой исходят линии направлений процессов показателя ψ, находится на пересечении линийt_c= 24°Си φ = 50%.

В практических расчѐтах кондиционирования воздуха психометри- ческая диаграмма не нашла широкого применения.