Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, empfehle ich, den Artikel über zu lesen Enthalpie, latente Kühlleistung und Bestimmung der anfallenden Kondensatmenge in Klima- und Entfeuchtungsanlagen:

Guten Tag, liebe Einsteigerkollegen!

Ganz am Anfang meiner beruflichen Laufbahn bin ich auf dieses Diagramm gestoßen. Auf den ersten Blick mag es beängstigend erscheinen, aber wenn Sie die Hauptprinzipien verstehen, nach denen es funktioniert, können Sie sich in es verlieben: D. Im Alltag nennt man es i-d-Diagramm.

In diesem Artikel werde ich versuchen, die Hauptpunkte einfach (an meinen Fingern) zu erklären, damit Sie später, ausgehend von der erhaltenen Grundlage, selbstständig in dieses Netz von Lufteigenschaften eintauchen.

So sieht es in Lehrbüchern aus. Es wird irgendwie gruselig.

Ich entferne alles Überflüssige, das ich für meine Erklärung nicht benötige, und stelle das i-d-Diagramm in dieser Form dar:

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Noch ist nicht ganz klar, was es ist. Teilen wir es in 4 Elemente auf:

Das erste Element ist der Feuchtigkeitsgehalt (D oder d). Aber bevor ich anfange, allgemein über Luftfeuchtigkeit zu sprechen, möchte ich mich mit Ihnen auf etwas einigen.

Vereinbaren wir gleich "am Ufer" ein Konzept. Lassen Sie uns ein fest in uns (zumindest in mir) verankertes Klischee darüber loswerden, was Dampf ist. Von Kindheit an zeigten sie auf einen kochenden Topf oder eine Teekanne und sagten, indem sie mit dem Finger auf den „Rauch“ deuteten, der aus dem Gefäß kam: „Schau! Das ist Dampf." Aber wie viele Menschen, die mit der Physik befreundet sind, müssen wir verstehen, dass „Wasserdampf ein gasförmiger Zustand ist Wasser. Hat nicht Farben, Geschmack und Geruch. Es sind nur H2O-Moleküle im gasförmigen Zustand, die nicht sichtbar sind. Und was wir aus dem Kessel strömen sehen, ist ein Gemisch aus Wasser im gasförmigen Zustand (Dampf) und „Wassertröpfchen im Grenzzustand zwischen Flüssigkeit und Gas“, oder besser gesagt, wir sehen letzteres (unter Vorbehalt können wir auch nennen, was wir sehen - Nebel). Als Ergebnis bekommen wir im Moment, dass um jeden von uns herum trockene Luft (eine Mischung aus Sauerstoff, Stickstoff ...) und Dampf (H2O) ist.

Der Feuchtigkeitsgehalt sagt uns also, wie viel von diesem Dampf in der Luft vorhanden ist. Auf den meisten i-d-Diagrammen wird dieser Wert in [g / kg] gemessen, d.h. wie viel Gramm Wasserdampf (H2O in gasförmigem Zustand) enthält ein Kilogramm Luft (1 Kubikmeter Luft in Ihrer Wohnung wiegt etwa 1,2 Kilogramm). In Ihrer Wohnung sollten für angenehme Bedingungen in 1 Kilogramm Luft 7-8 Gramm Dampf vorhanden sein.

Auf dem i-d-Diagramm wird der Feuchtigkeitsgehalt durch vertikale Linien dargestellt, und die Gradationsinformationen befinden sich am unteren Rand des Diagramms:

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Das zweite wichtige Element, das es zu verstehen gilt, ist die Lufttemperatur (T oder t). Ich glaube nicht, dass es hier Erklärungsbedarf gibt. Auf den meisten i-d-Diagrammen wird dieser Wert in Grad Celsius [°C] gemessen. Auf dem i-d-Diagramm wird die Temperatur durch schräge Linien dargestellt, und die Gradationsinformationen befinden sich auf der linken Seite des Diagramms:

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Das dritte Element des ID-Diagramms ist die relative Feuchte (φ). Relative Luftfeuchtigkeit ist genau die Art von Luftfeuchtigkeit, von der wir in Fernsehern und Radios hören, wenn wir die Wettervorhersage hören. Sie wird in Prozent [%] gemessen.

Es stellt sich eine vernünftige Frage: „Was ist der Unterschied zwischen relativer Luftfeuchtigkeit und Feuchtigkeitsgehalt?“ Ich werde diese Frage Schritt für Schritt beantworten:

Erste Stufe:

Luft kann eine bestimmte Menge Dampf aufnehmen. Luft hat eine gewisse „Dampfbelastbarkeit“. Beispielsweise kann in Ihrem Zimmer ein Kilogramm Luft nicht mehr als 15 Gramm Dampf „an Bord“ nehmen.

Angenommen, Ihr Zimmer ist komfortabel und in jedem Kilogramm Luft in Ihrem Zimmer befinden sich 8 Gramm Dampf, und jedes Kilogramm Luft kann 15 Gramm Dampf enthalten. Als Ergebnis erhalten wir, dass 53,3 % des maximal möglichen Dampfes in der Luft sind, d.h. relative Luftfeuchtigkeit - 53,3%.

Zweite Phase:

Die Luftkapazität ist bei verschiedenen Temperaturen unterschiedlich. Je höher die Lufttemperatur, desto mehr Dampf kann sie enthalten, je niedriger die Temperatur, desto geringer die Kapazität.

Angenommen, wir haben die Luft in Ihrem Raum mit einer herkömmlichen Heizung von +20 Grad auf +30 Grad erwärmt, aber die Dampfmenge in jedem Kilogramm Luft bleibt gleich - 8 Gramm. Bei +30 Grad kann die Luft bis zu 27 Gramm Dampf „an Bord“ nehmen, folglich in unserer erhitzten Luft - 29,6% des maximal möglichen Dampfes, d.h. relative Luftfeuchtigkeit - 29,6%.

Gleiches gilt für die Kühlung. Wenn wir die Luft auf +11 Grad abkühlen, erhalten wir eine „Tragfähigkeit“ von 8,2 Gramm Dampf pro Kilogramm Luft und eine relative Luftfeuchtigkeit von 97,6 %.

Beachten Sie, dass die Luft mit 8 Gramm dieselbe Feuchtigkeit enthielt und die relative Luftfeuchtigkeit von 29,6 % auf 97,6 % stieg. Dies geschah aufgrund von Temperaturschwankungen.

Wenn Sie im Winter vom Wetter im Radio hören, dass draußen minus 20 Grad und die Luftfeuchtigkeit 80 % beträgt, bedeutet dies, dass etwa 0,3 Gramm Dampf in der Luft sind. Einmal in Ihrer Wohnung erwärmt sich diese Luft auf +20 und die relative Luftfeuchtigkeit dieser Luft beträgt 2%, und dies ist sehr trockene Luft (tatsächlich wird die Luftfeuchtigkeit in der Wohnung im Winter aufgrund von 10-30% gehalten). die Feuchtigkeitsabgabe aus Bädern, Küchen und Personen, die aber auch unterhalb der Behaglichkeitsparameter liegt).

Dritter Abschnitt:

Was passiert, wenn wir die Temperatur so weit absenken, dass die „Belastbarkeit“ der Luft geringer ist als die Dampfmenge in der Luft? Zum Beispiel bis +5 Grad, wobei die Luftkapazität 5,5 Gramm / Kilogramm beträgt. Der Teil des gasförmigen H2O, der nicht in den „Körper“ passt (in unserem Fall sind es 2,5 Gramm), beginnt sich in eine Flüssigkeit zu verwandeln, d.h. im Wasser. Im Alltag ist dieser Vorgang besonders gut sichtbar, wenn die Scheiben beschlagen, weil die Temperatur der Gläser so weit unter der durchschnittlichen Raumtemperatur liegt, dass der Feuchtigkeit in der Luft und der Dampf, der sich in eine Flüssigkeit verwandelt, setzt sich auf den Gläsern ab.

Auf dem i-d-Diagramm wird die relative Luftfeuchtigkeit als gekrümmte Linien dargestellt, und die Gradationsinformationen befinden sich auf den Linien selbst:

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Das vierte Element des ID-Diagramms ist die Enthalpie (I oder i). Enthalpie enthält die Energiekomponente des Wärme- und Feuchtigkeitszustandes der Luft. Beim weiteren Studium (außerhalb dieses Artikels, zum Beispiel in meinem Artikel über Enthalpie ) es lohnt sich, ihm besondere Aufmerksamkeit zu schenken, wenn es um die Entfeuchtung und Befeuchtung der Luft geht. Aber im Moment werden wir uns nicht auf dieses Element konzentrieren. Die Enthalpie wird in [kJ/kg] gemessen. Auf dem i-d-Diagramm wird die Enthalpie durch schräge Linien dargestellt, und die Gradationsinformationen befinden sich auf dem Diagramm selbst (oder links und im oberen Teil des Diagramms).

Feuchte Luft wird in verschiedenen Branchen, einschließlich des Schienenverkehrs, in Heiz-, Kühl-, Entfeuchtungs- oder Befeuchtungssystemen eingesetzt. In jüngster Zeit gilt die Einführung des sogenannten indirekten Verdunstungskühlverfahrens als vielversprechende Richtung in der Entwicklung der Klimatechnik. Dies liegt daran, dass solche Geräte keine künstlich synthetisierten Kältemittel enthalten, außerdem sind sie leise und langlebig, da sie keine beweglichen und schnell verschleißenden Elemente haben. Für die Konstruktion solcher Geräte ist es erforderlich, Informationen über die Muster wärmetechnischer Prozesse zu haben, die in feuchter Luft auftreten, wenn sich ihre Parameter ändern.

Wärmetechnische Berechnungen im Zusammenhang mit der Verwendung von feuchter Luft werden mit durchgeführt Ich würde Diagramm (siehe Abbildung 4), vorgeschlagen 1918 von Professor A.K. Ramzin.

Dieses Diagramm drückt die graphische Abhängigkeit der Hauptparameter Lufttemperatur, relative Feuchte, Partialdruck, absolute Feuchte und Wärmeinhalt bei gegebenem Luftdruck aus. Um es aufzubauen, wird auf der Hilfsachse 0-d auf einer Skala mit einem 1-Gramm-Intervall der Feuchtigkeitsgehalt d aufgetragen und vertikale Linien durch die erhaltenen Punkte gezogen. Auf einer Skala ist entlang der y-Achse die Enthalpie aufgetragen ich mit einem Intervall von 1 kJ/kg trockener Luft. Gleichzeitig werden von Punkt 0 nach oben, entsprechend der Temperatur der feuchten Luft t=0 0 С (273 K) und dem Feuchtigkeitsgehalt d=0, positive Werte und negative Enthalpiewerte festgelegt .

Durch die erhaltenen Punkte auf der Ordinatenachse werden Linien konstanter Enthalpien in einem Winkel von 135° zur Abszissenachse gezogen. Auf dem so erhaltenen Gitter werden Isothermenlinien und Linien konstanter relativer Feuchtigkeit aufgetragen. Zur Konstruktion von Isothermen verwenden wir die Gleichung für den Wärmeinhalt feuchter Luft:

Es kann in folgender Form geschrieben werden:

, (1.27)

wobei t und C st die Temperatur (0 C) bzw. die Wärmekapazität trockener Luft (kJ / kg 0 C) sind;

r ist die latente Verdampfungswärme von Wasser (in Berechnungen wird davon ausgegangen

r = 2,5 kJ/g).

Wenn wir annehmen, dass t=const, dann ist Gleichung (1.27) eine Gerade, was bedeutet, dass die Isothermen in den Koordinaten Ich würde sind gerade Linien, und zu ihrer Konstruktion müssen nur zwei Punkte bestimmt werden, die die beiden Extrempositionen der feuchten Luft charakterisieren.

Abbildung 4. i-d-Diagramm von feuchter Luft

Um eine dem Temperaturwert t=0°C (273K) entsprechende Isotherme zu konstruieren, bestimmen wir zunächst mit Hilfe des Ausdrucks (1.27) die Lage der Wärmeinhaltskoordinate (i 0) für absolut trockene Luft (d=0). Nach Einsetzen der entsprechenden Werte der Parameter t=0 0 C (273K) und d=0 g/kg zeigt Ausdruck (1.27), dass der Punkt (i 0) im Ursprung liegt.

. (1.28)

Für vollgesättigte Luft bei einer Temperatur von t=0°C (273K) und =100% finden wir beispielsweise aus der Referenzliteratur den entsprechenden Wert für den Feuchtigkeitsgehalt d 2 =3,77 g/kg trocken. Luft und aus Ausdruck (1.27) finden wir den entsprechenden Wert der Enthalpie: (i 2 = 2,5 kJ / g). Im i-d-Koordinatensystem zeichnen wir die Punkte 0 und 1 und ziehen eine gerade Linie durch sie, die die Isotherme feuchter Luft bei einer Temperatur von t=0 0 С (273 K) ist.

Jede andere Isotherme kann auf ähnliche Weise konstruiert werden, beispielsweise für eine Temperatur von plus 10 0 C (283). Bei dieser Temperatur und \u003d 100% finden wir gemäß den Referenzdaten den Partialdruck von vollständig gesättigter Luft gleich P p \u003d 9,21 mm. rt. Kunst. (1,23 kPa), dann finden wir aus dem Ausdruck (1.28) den Wert des Feuchtigkeitsgehalts (d=7,63 g/kg) und aus dem Ausdruck (1.27) bestimmen wir den Wert des Wärmegehalts von feuchter Luft (i=29,35 kJ/g ).

Für absolut trockene Luft (=0%) bei einer Temperatur von T=10 o C (283K) erhalten wir nach Einsetzen der Werte in den Ausdruck (1.27):

ich \u003d 1,005 * 10 \u003d 10,05 kJ / g.

Auf dem i-d-Diagramm finden wir die Koordinaten der entsprechenden Punkte, und wenn wir eine gerade Linie durch sie ziehen, erhalten wir eine Isothermenlinie für eine Temperatur von plus 10 0 C (283 K). Eine Familie anderer Isothermen wird auf ähnliche Weise aufgebaut, und durch Verbinden aller Isothermen für = 100 % (auf der Sättigungslinie) erhalten wir eine Linie konstanter relativer Feuchtigkeit = 100 %.

Als Ergebnis der durchgeführten Konstruktionen wurde ein i-d-Diagramm erhalten, das in Abbildung 4 dargestellt ist. Hier sind die Werte der Feuchtlufttemperaturen auf der Ordinate und die Werte des Feuchtigkeitsgehalts auf der Ordinate aufgetragen Abszissenachse. Schräge Linien zeigen Wärmeinhaltswerte (kJ/kg). Die Kurven, die in einem Strahl vom Koordinatenzentrum divergieren, drücken die Werte der relativen Feuchtigkeit φ aus.

Die Kurve φ = 100 % wird als Sättigungskurve bezeichnet; darüber befindet sich der Wasserdampf in der Luft in einem überhitzten Zustand und darunter in einem Zustand der Übersättigung. Die schiefe Linie vom Koordinatenmittelpunkt charakterisiert den Partialdruck von Wasserdampf. Auf der rechten Seite der y-Achse sind die Partialdruckwerte aufgetragen.

Anhand des Diagramms i - d ist es möglich, die restlichen Parameter der Luft bei einer bestimmten Temperatur und relativen Feuchtigkeit zu bestimmen - Wärmegehalt, Feuchtigkeitsgehalt und Partialdruck. Zum Beispiel, für eine gegebene Temperatur plus 25°С (273K) und relative Luftfeuchtigkeit und φ=40% auf dem Diagramm i - d finden wir den Punkt SONDERN. Wenn wir uns von ihr senkrecht nach unten bewegen, finden wir am Schnittpunkt mit der geneigten Linie den Partialdruck P p = 9 mm Hg. Kunst. (1,23 kPa) und weiter auf der Abszisse - Feuchtigkeitsgehalt d A = 8 g / kg trockene Luft. Das Diagramm zeigt auch, dass der Punkt SONDERN liegt auf einer schiefen Linie, die den Wärmeinhalt i A ausdrückt = 11 kJ/kg trockene Luft.

Die Prozesse, die beim Erhitzen oder Abkühlen von Luft ohne Änderung des Feuchtigkeitsgehalts ablaufen, sind im Diagramm durch senkrechte, gerade Linien dargestellt. Das Diagramm zeigt, dass bei d = const beim Erhitzen der Luft ihre relative Feuchtigkeit abnimmt und beim Abkühlen zunimmt.

Anhand des Diagramms i - d können die Parameter der gemischten Teile feuchter Luft bestimmt werden, dazu wird der sogenannte Winkelkoeffizient des Strahls des Prozesses gebildet . Die Konstruktion des Prozessstrahls (siehe Abbildung 5) beginnt an einem Punkt mit bekannten Parametern, in diesem Fall Punkt 1.

Feuchte Luft ist ein Gemisch aus trockener Luft und Wasserdampf. Die Eigenschaften feuchter Luft werden durch folgende Hauptparameter charakterisiert: Trockenkugeltemperatur t, Luftdruck P b, Wasserdampfpartialdruck P p, relative Feuchte φ, Feuchtegehalt d, spezifische Enthalpie i, Taupunkttemperatur t p, Feuchtkugel Temperatur t m, Dichte ρ.

Das i-d-Diagramm ist eine grafische Beziehung zwischen den Hauptluftparametern t, φ, d, i bei einem bestimmten barometrischen Luftdruck P b und wird verwendet, um die Ergebnisse der Berechnung von Feuchtluftverarbeitungsprozessen zu visualisieren.

Das i-d-Diagramm wurde erstmals 1918 vom sowjetischen Heizungsingenieur L. K. Ramzin erstellt.

Das Diagramm ist in einem schiefen Koordinatensystem aufgebaut, das eine Erweiterung des Bereichs der ungesättigten feuchten Luft ermöglicht und das Diagramm für grafische Konstruktionen geeignet macht. Die Werte der spezifischen Enthalpie i sind entlang der Ordinate des Diagramms aufgetragen, und die Werte des Feuchtigkeitsgehalts d sind entlang der Abszisse aufgetragen, die in einem Winkel von 135 ° zur i-Achse gerichtet ist. Das Diagrammfeld ist durch Linien mit konstanten Werten der spezifischen Enthalpie i=const und des Feuchtigkeitsgehalts d=const unterteilt. Das Diagramm zeigt auch Linien konstanter Temperaturwerte t = const, die nicht parallel zueinander verlaufen, und je höher die Temperatur feuchter Luft ist, desto mehr weichen die Isothermen nach oben ab. Auf dem Diagrammfeld sind auch Linien konstanter Werte der relativen Luftfeuchte φ=const eingezeichnet.

relative Luftfeuchtigkeit ist das Verhältnis des Partialdrucks von Wasserdampf, der in feuchter Luft eines bestimmten Zustands enthalten ist, zum Partialdruck von gesättigtem Wasserdampf bei derselben Temperatur.

Feuchtigkeitsgehalt- Dies ist die Masse des Wasserdampfs in feuchter Luft pro 1 kg der Masse seines trockenen Teils.

Spezifische Enthalpie- das ist die Wärmemenge, die in feuchter Luft bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck enthalten ist, bezogen auf 1 kg trockene Luft.

Das i-d-Diagramm der φ=100%-Kurve ist in zwei Bereiche unterteilt. Der gesamte Bereich des Diagramms über dieser Kurve charakterisiert die Parameter ungesättigter feuchter Luft und darunter den Nebelbereich.

Nebel ist ein Zweiphasensystem aus gesättigter feuchter Luft und schwebender Feuchtigkeit in Form von winzigen Wassertropfen oder Eispartikeln.

Um die Parameter feuchter Luft zu berechnen und ein i-d-Diagramm zu erstellen, werden vier Grundgleichungen verwendet:

1) Druck von gesättigtem Wasserdampf über einer ebenen Wasseroberfläche (t > 0) oder Eis (t ≤ 0), kPa:

(3.12)

wo α in, β in - Konstanten für Wasser, α in \u003d 17,504, β in \u003d 241,2 ° С

α l, β l - Konstanten für Eis, α l \u003d 22,489, β l \u003d 272,88 ° С

2) Relative Luftfeuchte φ, %:

(4.7) 6 (23)

wo P b - barometrischer Druck, kPa

4) Spezifische Enthalpie feuchter Luft i, kJ/kg w.m.:

6 (32)

Taupunkttemperatur ist die Temperatur, auf die ungesättigte Luft abgekühlt werden muss, um gesättigt zu werden, während ein konstanter Feuchtigkeitsgehalt beibehalten wird.

Um die Taupunkttemperatur im i-d-Diagramm durch einen Punkt zu finden, der den Luftzustand charakterisiert, müssen Sie eine Linie d=const ziehen, bis sie die Kurve φ=100% schneidet. Die Taupunkttemperatur ist die Grenztemperatur, auf die feuchte Luft bei konstantem Feuchtigkeitsgehalt ohne Kondensation abgekühlt werden kann.

Feuchtkugeltemperatur- Dies ist die Temperatur, die ungesättigte feuchte Luft mit den Anfangsparametern i 1 und d 1 infolge adiabatischer Wärme- und Stoffübertragung mit Wasser in flüssigem oder festem Zustand annimmt und eine konstante Temperatur t in \u003d t m aufweist, nachdem sie eine Sättigung erreicht hat Zustand, der die Gleichheit erfüllt:

(4.21)

wo c in - spezifische Wärmekapazität von Wasser, kJ / (kg ° C)

Die Differenz i n - i 1 ist normalerweise klein, daher wird der Vorgang der adiabatischen Sättigung oft als isoenthalpisch bezeichnet, obwohl in Wirklichkeit i n = i 1 nur bei t m = 0 ist.

Um die Temperatur des nassen Thermometers im i-d-Diagramm durch einen Punkt zu finden, der den Luftzustand charakterisiert, müssen Sie eine Linie mit konstanter Enthalpie i = const ziehen, bis sie die Kurve φ = 100% schneidet.

Die Dichte feuchter Luft wird durch die Formel kg / m 3 bestimmt:

(4.25)

wobei T die Temperatur in Grad Kelvin ist

Die zum Erhitzen der Luft erforderliche Wärmemenge kann nach folgender Formel berechnet werden, kW:

Die Wärmemenge, die der Luft beim Kühlen entzogen wird, kW:

wo i 1 , i 2 - spezifische Enthalpie am Anfangs- bzw. Endpunkt kJ / kg s.v.

G s - Trockenluftverbrauch, kg / s

wobei d 1 , d 2 - Feuchtigkeitsgehalt an den Start- bzw. Endpunkten, g/kg Trockenmasse.

Beim Mischen zweier Luftströme werden der Feuchtigkeitsgehalt und die spezifische Enthalpie der Mischung durch die Formeln bestimmt:

Im Diagramm liegt der Mischungspunkt auf der Geraden 1-2 und teilt diese umgekehrt proportional zu den gemischten Luftmengen in Segmente:

1-3 = G c2 3-2 Gc1

Es ist möglich, dass der Mischungspunkt 3* unterhalb der Linie φ = 100 % liegt. In diesem Fall wird der Mischvorgang von der Kondensation eines Teils des in der Mischung enthaltenen Wasserdampfs begleitet und der Mischungspunkt 3 wird im Schnittpunkt der Linien i 3 * = const und φ = 100 % liegen.

Auf der vorgestellten Seite auf der Seite "Berechnungen" können Sie mit der Konstruktion von Prozessstrahlen im i-d-Diagramm bis zu 8 Zustände feuchter Luft berechnen.

Um den Anfangszustand zu bestimmen, müssen Sie zwei der vier Parameter (t, φ, d, i) und die Durchflussrate trockener Luft L c * angeben. Die Durchflussmenge wird unter der Annahme einer Luftdichte von 1,2 kg/m 3 eingestellt. Daraus wird der Massenstrom trockener Luft bestimmt, der in weiteren Berechnungen verwendet wird. In der Ausgabetabelle werden die Istwerte des Luftvolumenstroms entsprechend der tatsächlichen Luftdichte angezeigt.

Der neue Zustand kann berechnet werden, indem der Prozess definiert und die Endparameter eingestellt werden.

Auf dem Diagramm werden folgende Prozesse dargestellt: Heizen, Kühlen, adiabatisches Kühlen, Dampfbefeuchten, Mischen und der allgemeine Prozess, der durch zwei beliebige Parameter bestimmt wird.

Verfahren	Bezeichnung	Beschreibung
Hitze	Ö	Es wird die gewünschte Endtemperatur oder die gewünschte Heizleistung eingegeben.
Kühlung	C	Es wird die Soll-Endtemperatur oder die Soll-Kühlleistung eingegeben. Diese Berechnung basiert auf der Annahme, dass die Oberflächentemperatur des Kühlers unverändert bleibt, und die anfänglichen Luftparameter dahin tendieren, dass die Oberflächentemperatur des Kühlers bei φ = 100 % liegt. Als ob an der Oberfläche des Kühlers ein Gemisch aus Luft des Ausgangszustandes mit vollgesättigter Luft vorhanden wäre.
Adiabate Kühlung	EIN	Die relative Endfeuchte des Ziels, entweder Feuchtigkeitsgehalt oder Temperatur, wird eingegeben.
Dampfbefeuchtung	P	Die festgelegte endgültige relative Feuchtigkeit oder der Feuchtigkeitsgehalt wird eingegeben.
Allgemeiner Prozess	X	Es werden die Werte von zwei der vier Parameter (t, φ, d, i) eingetragen, die für den gegebenen Prozess endgültig sind.
Mischen	S	Dieser Prozess wird ohne Parametrierung definiert. Es werden die beiden vorherigen Luftdurchsätze verwendet. Wird beim Mischen der maximal zulässige Feuchtigkeitsgehalt erreicht, kommt es zur adiabaten Kondensation von Wasserdampf. Als Ergebnis wird die Menge an kondensierter Feuchtigkeit berechnet.

LITERATUR:

1. Burtsev S.I., Tsvetkov Yu.N. Nasse Luft. Zusammensetzung und Eigenschaften: Proc. Zuschuss. - St. Petersburg: SPbGAHPT, 1998. - 146 p.

2. Handbuch ABOK 1-2004. Nasse Luft. - M.: AVOK-PRESS, 2004. - 46 S.

3. ASHRAE-Handbuch. Grundlagen. -Atlanta, 2001.

Strenger definiert ist darunter das Verhältnis der Wasserdampfpartialdrücke pn in ungesättigter feuchter Luft zu ihrem Partialdruck in gesättigter Luft bei gleicher Temperatur zu verstehen

Für den für Klimaanlagen typischen Temperaturbereich

Dichte feuchter Luft ρ gleich der Summe der Dichten von trockener Luft und Wasserdampf

wo ist die Dichte trockener Luft bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck, kg / m 3.

Um die Dichte feuchter Luft zu berechnen, können Sie eine andere Formel verwenden:

Aus der Gleichung ist ersichtlich, dass mit einer Erhöhung des Dampfpartialdrucks bei konstantem Druck p(barometrisch) und Temperatur T die Dichte feuchter Luft nimmt ab. Da diese Abnahme unbedeutend ist, akzeptieren sie in der Praxis.

Der Sättigungsgrad feuchter Luftψ - das Verhältnis seines Feuchtigkeitsgehalts d auf den Feuchtigkeitsgehalt gesättigter Luft bei gleicher Temperatur: .

Für gesättigte Luft.

Enthalpie feuchter Luftich(kJ / kg) - die in der Luft enthaltene Wärmemenge, bezogen auf 1 kg trocken bzw (1+d) kg feuchte Luft.

Als Nullpunkt wird die Enthalpie trockener Luft ( d= 0) mit Temperatur t= 0°С. Daher kann die Enthalpie feuchter Luft positive und negative Werte annehmen.

Enthalpie trockener Luft

wo ist die Massenwärmekapazität trockener Luft.

Die Enthalpie von Wasserdampf beinhaltet die Wärmemenge, die benötigt wird, um Wasser in Dampf umzuwandeln t\u003d 0 o C und die Wärmemenge, die zum Erhitzen des resultierenden Dampfes auf eine Temperatur aufgewendet wird t o C. Enthalpie d kg Wasserdampf enthalten in 1 kg trockene Luft: ,

2500 - latente Verdampfungswärme (Verdampfung) von Wasser bei t=0 o C;

- Massenwärmekapazität von Wasserdampf.

Die Enthalpie feuchter Luft ist gleich der Summe der Enthalpie 1 kg trockene Luft und Enthalpie d kg Wasserdampf:

wo ist die Wärmekapazität von feuchter Luft pro 1 kg trockener Luft.

Wenn sich die Luft in einem nebligen Zustand befindet, können Feuchtigkeitströpfchen darin schweben. d Wasser und sogar Eiskristalle d l. Die Enthalpie solcher Luft im Allgemeinen

Enthalpie von Wasser =4,19t, Enthalpie des Eises .

Bei Temperaturen über Null Grad t>0°C) Feuchtigkeit in der Luft ist, wann t< 0°С - кристаллы льда.

Taupunkttemperatur- Lufttemperatur, bei der im isobaren Kühlprozess der Partialdruck des Wasserdampfes entsteht r p gleich dem Sättigungsdruck wird. Bei dieser Temperatur beginnt Feuchtigkeit aus der Luft auszufallen.

Jene. Der Taupunkt ist die Temperatur, bei der Wasserdampf in der Luft mit seiner konstanten Dichte entsteht durch Luftkühlung durch Sattdampf(j =100%). Für die obigen Beispiele (siehe Tabelle 2.1) gilt bei 25 °C die absolute Luftfeuchtigkeit j 50% wird, wird der Taupunkt eine Temperatur von etwa 14 ° C sein. Und wenn bei 20 ° C absolute Luftfeuchtigkeit j 50 % beträgt, liegt der Taupunkt bei etwa 9 °C.

Eine Person fühlt sich bei hohen Taupunktwerten unwohl (siehe Tabelle 2.2).

Tabelle 2.2 – Menschliche Empfindungen bei hohen Taupunktwerten

In kontinentalem Klima sind Bedingungen mit einem Taupunkt zwischen 15 und 20 °C eher unangenehm, und Luft mit einem Taupunkt über 21 °C wird als stickig empfunden. Ein niedrigerer Taupunkt von weniger als 10°C korreliert mit einer niedrigeren Umgebungstemperatur und der Körper benötigt weniger Kühlung. Der niedrige Taupunkt kann nur bei sehr niedriger relativer Luftfeuchtigkeit mit der hohen Temperatur einhergehen.

Diagramm d-I feuchte Luft

Die Berechnung und Analyse der Prozesse der Wärme- und Feuchtigkeitsbehandlung von Luft gemäß den oben genannten Abhängigkeiten ist komplex. Um die Prozesse zu berechnen, die mit Luft auftreten, wenn sich ihr Zustand ändert, verwenden Sie das Wärmediagramm von feuchter Luft in den Koordinaten d-ich(Feuchtigkeitsgehalt - Enthalpie), die 1918 von unserem Landsmann Professor L. K. Ramzin vorgeschlagen wurde.

L. K. Ramzin (1887-1948) - Sowjetischer Heizungsingenieur, Erfinder

Durchlaufkessel. http://ru.wikipedia.org/wiki/Ramzin

Es ist in unserem Land und im Ausland weit verbreitet. Diagramm d-ich feuchte Luft verbindet grafisch alle Parameter, die den Wärme- und Feuchtigkeitszustand der Luft bestimmen: Enthalpie, Feuchtigkeitsgehalt, Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Wasserdampfpartialdruck.

Die Konstruktion des Diagramms basiert auf Abhängigkeit.

Das häufigste Diagramm d-ich ist für einen Luftdruck von 0,1013 gebaut MPa(760 mmHg). Es gibt auch Diagramme für andere barometrische Drücke.

Da der barometrische Druck auf Meereshöhe zwischen 0,096 und 0,106 variiert MPa(720 - 800 mm Hg), sind die berechneten Daten im Diagramm als Durchschnitt zu betrachten.

Das Diagramm ist in einem schiefen Koordinatensystem (unter 135°) aufgebaut. In diesem Fall eignet sich das Diagramm für grafische Konstruktionen und Berechnungen von Klimaprozessen, da sich der Bereich ungesättigter feuchter Luft ausdehnt. Um jedoch die Größe des Diagramms zu reduzieren und die Verwendung zu vereinfachen, werden die Werte d auf einer bedingten Achse abgerissen, die sich in einem Winkel von 90 ° zur Achse befindet ich .

Diagramm d-ich Bild 1 dargestellt. Das Diagrammfeld ist durch Linien mit konstanten Enthalpiewerten unterteilt ich= const und Feuchtigkeitsgehalt d= konst. Darauf sind auch Linien mit konstanten Temperaturwerten aufgetragen. t= const, die nicht parallel zueinander sind - je höher die Temperatur feuchter Luft ist, desto mehr weichen ihre Isothermen nach oben ab. Zusätzlich zu Zeilen mit konstanten Werten ich, d, t Auf dem Diagrammfeld sind Linien mit konstanten Werten der relativen Luftfeuchtigkeit aufgetragen φ = konst. Manchmal wird eine Linie von Wasserdampfpartialdrücken angelegt r p und Zeilen anderer Parameter.

Abbildung 1 - Thermisches Diagramm d-ich feuchte Luft

Die folgende Eigenschaft des Diagramms ist wesentlich. Wenn die Luft ihren Zustand von einem Punkt an geändert hat a auf den Punkt b, egal welcher Prozess, dann auf dem Diagramm d-ich diese Änderung kann als Liniensegment dargestellt werden ab. In diesem Fall entspricht das Inkrement der Luftenthalpie dem Segment bv \u003d I b - I a. Isotherme durch einen Punkt a, teilen Sie das Segment bv in zwei Teile:

Liniensegment bd, die die Änderung des Anteils an fühlbarer Wärme darstellt (der Vorrat an thermischer Energie, dessen Änderung zu einer Änderung der Körpertemperatur führt): .

Liniensegment dv, die auf einer Skala die Änderung der Verdampfungswärme bestimmt (eine Änderung dieser Wärme verursacht keine Änderung der Körpertemperatur): .

Liniensegment AG entspricht der Änderung des Feuchtigkeitsgehalts der Luft. Der Taupunkt wird ermittelt, indem die Senkrechte vom Luftzustandspunkt abgesenkt wird (z. B. vom Punkt b) auf der bedingten Achse d bis zum Schnittpunkt mit der Sättigungslinie (φ=100%). Auf Abb. 2,6 K-Taupunkt für Luft, deren Anfangszustand durch den Punkt bestimmt wurde b.

Die Richtung des in Luft ablaufenden Prozesses ist durch Enthalpieänderungen gekennzeichnet ich und Feuchtigkeitsgehalt d .

Das Diagramm der feuchten Luft gibt eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen den Parametern der feuchten Luft und ist die Grundlage für die Bestimmung der Parameter des Luftzustands und die Berechnung der Prozesse der Wärme- und Feuchtigkeitsbehandlung.

Im I-d-Diagramm (Abb. 2) ist auf der Abszissenachse der Feuchtigkeitsgehalt d g / kg trockener Luft und auf der Ordinatenachse die Enthalpie I feuchter Luft aufgetragen. Das Diagramm zeigt vertikale Linien mit konstantem Feuchtigkeitsgehalt (d = const). Bezugspunkt ist O, wobei t = 0 °C, d = 0 g/kg und folglich I = 0 kJ/kg. Bei der Erstellung des Diagramms wurde ein schräges Koordinatensystem verwendet, um den Bereich ungesättigter Luft zu vergrößern. Der Winkel zwischen den Richtungen der Achsen beträgt 135° oder 150°. Zur einfacheren Verwendung ist eine bedingte Feuchtigkeitsgehaltsachse in einem Winkel von 90º zur Enthalpieachse gezeichnet. Das Diagramm ist für konstanten barometrischen Druck ausgelegt. Verwenden Sie I-d-Diagramme, die für Atmosphärendruck p b = 99,3 kPa (745 mm Hg) und Atmosphärendruck p b = 101,3 kPa (760 mm Hg) erstellt wurden.

Das Diagramm zeigt Isothermen (t c = const) und relative Feuchtekurven (φ = const). Gleichung (16) zeigt, dass die Isothermen im I-d-Diagramm gerade Linien sind. Das gesamte Feld des Diagramms wird durch die Linie φ = 100 % in zwei Teile geteilt. Oberhalb dieser Linie befindet sich ein Bereich mit ungesättigter Luft. Auf der Linie φ = 100 % sind die Parameter der gesättigten Luft. Unterhalb dieser Linie befinden sich die Parameter des Zustands gesättigter Luft, die schwebende Tröpfchenfeuchtigkeit (Nebel) enthält.

Zur Erleichterung der Arbeit ist im unteren Teil des Diagramms eine Abhängigkeit aufgetragen, eine Linie ist für den Wasserdampfpartialdruck p p vom Feuchtigkeitsgehalt d aufgetragen. Die Druckskala befindet sich auf der rechten Seite des Diagramms. Jeder Punkt im I-d-Diagramm entspricht einem bestimmten Zustand feuchter Luft.

Bestimmung der Feuchtluftparameter nach dem I-d-Diagramm. Das Verfahren zur Bestimmung der Parameter ist in Abb. 1 dargestellt. 2. Die Lage des Punktes A wird durch zwei Parameter bestimmt, zB Temperatur t A und relative Feuchte φ A. Grafisch bestimmen wir: Trockenthermometer Temperatur t c, Feuchtegehalt d A, Enthalpie I A. Die Taupunkttemperatur t p ist definiert als Temperatur des Schnittpunkts der Linie d A = const mit der Linie φ = 100 % (Punkt Р). Luftparameter in einem Zustand vollständiger Sättigung mit Feuchtigkeit werden am Schnittpunkt der Isotherme t A mit der Linie φ \u003d 100% (Punkt H) bestimmt.

Der Prozess der Luftbefeuchtung ohne Wärmezufuhr und -abfuhr erfolgt bei konstanter Enthalpie I A = const (Prozess A-M). Am Schnittpunkt der Linie I A \u003d const mit der Linie φ \u003d 100% (Punkt M) finden wir die Temperatur des Nassthermometers t m (die Linie konstanter Enthalpie fällt praktisch mit der Isotherme zusammen).
tm = const). In ungesättigter feuchter Luft ist die Temperatur der Feuchtkugel geringer als die Temperatur der Trockenkugel.

Wir finden den Partialdruck von Wasserdampf p P, indem wir eine Linie d A \u003d const von Punkt A bis zum Schnittpunkt mit der Partialdrucklinie zeichnen.

Die Temperaturdifferenz t s - t m = Δt ps heißt psychrometrische und die Temperaturdifferenz t s - t hygrometrische.