Справочник строителя | Вентиляция - общие сведения

ВИДЫ ОБРАБОТКИ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА И ИХ ИЗОБРАЖЕНИЕ НА l - d-ДИАГРАММЕ

Влажный воздух, подаваемый в помещение, может подвергаться разным видам обработки: нагреванию, охлаждению, осушению, увлажнению. Параметры воздушно-паровой смеси при этом меняются. На l-d-диаграмме эти процессы изображают прямыми линиями (лучами), которые проходят через точки, соответствующие начальному и конечному состояниям воздушно-паровой смеси. Пусть параметры начального состояния воздуха были l₁ и d₁, а конечные стали l₂ и d₂, тогда

где ? - угловой коэффициент линии (луча), кДж/кг влаги, характеризующий данное изменение состояния воздуха; умножение на 1000 сделано для перехода от граммов (влагосодержание d измеряется в г влаги/кг сухого воздуха) к килограммам влаги.

При одинаковых значениях е происходящие изменения состояния воздуха сопровождаются одинаковыми приращениями количества теплоты на 1 кг воспринятой (или отданной) воздухом влаги. Если начальные параметры воздуха различны, а значения ? одинаковы, то лучи, характеризующие изменения состояний, будут параллельны друг другу. Чтобы нанести на поле диаграммы луч процесса, нужно знать три параметра. Как правило, такими параметрами являются параметры начального или конечного состояния воздуха и значение ?. Таким образом, нанесение луча процесса на I-d-диаграмму сводится к проведению прямой линии в косоугольной системе координат по заданной точке и угловому коэффициенту.

Чтобы получить тригонометрическое выражение углового коэффициента в условиях косоугольной системы координат, допустим, что начальное состояние влажного воздуха определяется точкой М₁, а конечное - точкой М₂ (рис. 1).

Рисунок 1. Графическое обоснование выражения углового коэффициента

В этом случае отрезок М₁М₂ будет отрезком луча, характеризующего данное изменение состояния воздуха. Если через точку М₁ провести линию l_M1 = const,

а через точку М₂ - линию d_M2 = const, то получим треугольник М₁М₂К, отношением сторон которого можно выразить угловой коэффициент е:

Используя теорему синусов, можно записать

Поскольку ? + ? = 180° - ?, а ? = 180° - 135°, то ? + ? = 135°. Следовательно, угол ? можно выразить через угол ?: ? = 135° - ?.

Подставив это выражение в формулу (3), окончательно получим:

Рассмотрим теперь характерные случаи изменения состояния влажного воздуха и их изображение на l-d-диаграмме.

Если воздушно-паровая смесь, имеющая начальные параметры l₁ и d₁ подвергается нагреванию при постоянном влагосодержании, т.е. d₁ = d₂ = const, то луч, характеризующий это состояние воздуха, будет параллельным оси l диаграммы, а угловой коэффициент при конечном теплосодержании l₁ > l₂,

Данный процесс отображается на l-d-диаграмме вертикальным лучом, проходящим через точки 7 и 2 (рис. 2), соответствующие начальному и конечному состояниям воздушно-паровой смеси.

Рисунок 2. Отображение различных видов обработки влажного воздуха на l-d-диаграмме

Если воздушно-паровая смесь одновременно нагревается и увлажняется (т.е. поглощает теплоту и влагу), то начальные параметры ее состояния будут такими же – l₁ и d₁ (точка 1 на рис. 2), а конечному состоянию будут соответствовать параметры l₃ и d₃, причем l₃ > l₁ и d₃ > d₁. Направление искомого луча процесса будет определяться угловым коэффициентом

Данный процесс отображается на диаграмме лучом 1-3 (см. рис. 2).

Если воздушно-паровая смесь поглощает влагу (d₄ > d₁), a теплосодержание не меняется (l₄= l₁), то луч, характеризующий это изменение состояния, должен быть параллельным оси d диаграммы. Угловой коэффициент искомого луча

Следовательно, процессу соответствует на диаграмме линия I₁ = l₄ = const (луч 1- 4 на рис. 2).

Если воздушно-паровая смесь отдает теплоту l₅ > l₁ при постоянном влагосодержании (d₁ = d₅), то процессу будет соответствовать луч, параллельный оси l диаграммы, но в отличие от первого случая направление его от точки 1 будет не вверх, а вниз (луч 1-5 на рис. 2).

Угловой коэффициент при этом

Если воздушно-паровая смесь одновременно отдает теплоту и влагу (l₆ < l₁; d₆ < d₁), то угловой коэффициент в этом случае

Поскольку приращения теплосодержания и влагосодержания имеют отрицательные знаки, угловой коэффициент положительный; процессу изменения состояния соответствует луч, идущий от точки 1 к точке 6 (см. рис. 2).

Если в воздушно-паровую смесь с начальными параметрами l₁ и d₁, расходуемую в количестве G_c, кг/ч, добавляют водяной пар (расход G_n, теплосодержание l_п), то для определения углового коэффициента, характеризующего данное изменение состояния и конечные параметры смеси после поступления в нее водяного пара, нужно составить тепловой баланс

и баланс по влаге

Разделив левую и правую части уравнения (10) соответственно на левую и правую части уравнения (11), получим:

Чтобы нанести луч, соответствующий данному процессу, на l-d-диаграмму, представим выражение (12) в следующем виде:

где а и b - приращения координат относительно начальной точки l (рис. 3).

Рисунок 3. Построение на I-d-диаграмме луча процесса изменения состояния воздушно-паровой смеси при добавлении в нее водяного пара

Приращения эти можно выбирать произвольно, но так, чтобы их отношения сохранялись постоянными и равными l_п. Желательно значения а и b принимать такими, чтобы они находились в пределах нанесенных на диаграмме значений l и d.

Построение искомого луча рассматриваемого термодинамического процесса на l-d-диаграмме начинают от точки 1, параметры которой (l₁ и d₁) известны. От этой точки в масштабе теплосодержания откладывают по вертикали приращение а (отрезок 1- c), а от абсциссы точки 1 (точка d₁) - приращение b в масштабе влагосодержания (отрезок d₁ - d_k). Через точку с проводят линию l_С - const, а через точку d_k - линию d_k = const. Точка пересечения этих линий m должна лежать на направлении луча процесса. Следовательно, луч, проведенный из точки 1 через точку m, будет искомым лучом, который характеризует рассматриваемое изменение состояния воздушно-паровой смеси.

Конечное влагосодержание влажного воздуха можно определить, используя формулу (4). На оси абсцисс находят соответствующее значение d₂ и проводят линию d₂ = const до пересечения с лучом процесса, получая точку 2, параметры которой (I₂, d₂) являются искомыми параметрами конечного состояния воздушно-паровой смеси после добавления в нее пара.

обсудить на форуме

объявления: стройка и ремонт

Поделитесь ссылкой в социальных сетях