Depois de ler este artigo, recomendo a leitura do artigo sobre entalpia, capacidade latente de resfriamento e determinação da quantidade de condensado formado em sistemas de ar condicionado e desumidificação:

Bom dia, caros colegas iniciantes!

No início da minha jornada profissional, me deparei com este diagrama. À primeira vista, pode parecer assustador, mas se você entender os principais princípios pelos quais ele funciona, poderá se apaixonar por ele: D. Na vida cotidiana, é chamado de diagrama i-d.

Neste artigo, tentarei simplesmente (nos meus dedos) explicar os pontos principais, para que mais tarde, a partir da base recebida, você mergulhe independentemente nessa teia de características do ar.

Isso é o que parece nos livros didáticos. Fica meio assustador.

Vou remover tudo o que é supérfluo que não precisarei para minha explicação e apresentarei o diagrama i-d desta forma:

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Ainda não está totalmente claro o que é. Vamos dividir em 4 elementos:

O primeiro elemento é o teor de umidade (D ou d). Mas antes de começar a falar sobre a umidade do ar em geral, gostaria de concordar com uma coisa com você.

Vamos concordar "na praia" imediatamente sobre um conceito. Vamos nos livrar de um estereótipo firmemente arraigado em nós (pelo menos em mim) sobre o que é vapor. Desde a infância, eles me apontavam uma panela ou bule fervendo e diziam, cutucando com o dedo a “fumaça” que saía da vasilha: “Olha! Isso é vapor." Mas como muitas pessoas que são amigas da física, devemos entender que “o vapor de água é um estado gasoso agua. não tem cores, sabor e cheiro. São apenas moléculas de H2O no estado gasoso, que não são visíveis. E o que vemos, saindo da chaleira, é uma mistura de água em estado gasoso (vapor) e “gotas de água no estado limite entre líquido e gás”, ou melhor, vemos este último (com ressalvas, podemos também chamamos o que vemos - névoa). Como resultado, temos que, no momento, em torno de cada um de nós existe ar seco (uma mistura de oxigênio, nitrogênio ...) e vapor (H2O).

Assim, o teor de umidade nos diz quanto desse vapor está presente no ar. Na maioria dos diagramas i-d, esse valor é medido em [g/kg], ou seja, quantos gramas de vapor (H2O em estado gasoso) está em um quilograma de ar (1 metro cúbico de ar em seu apartamento pesa cerca de 1,2 kg). Em seu apartamento para condições confortáveis ​​em 1 quilograma de ar, deve haver 7-8 gramas de vapor.

No diagrama i-d, o teor de umidade é representado por linhas verticais e as informações de gradação estão localizadas na parte inferior do diagrama:

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O segundo elemento importante para entender é a temperatura do ar (T ou t). Acho que não há necessidade de explicar aqui. Na maioria dos diagramas i-d, esse valor é medido em graus Celsius [°C]. No diagrama i-d, a temperatura é representada por linhas inclinadas e as informações de gradação estão localizadas no lado esquerdo do diagrama:

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O terceiro elemento do diagrama ID é a umidade relativa (φ). A umidade relativa é exatamente o tipo de umidade que ouvimos nas TVs e rádios quando ouvimos a previsão do tempo. É medido como uma porcentagem [%].

Surge uma pergunta razoável: “Qual é a diferença entre umidade relativa e teor de umidade?” Vou responder essa pergunta passo a passo:

Primeira etapa:

O ar pode conter uma certa quantidade de vapor. O ar tem uma certa “capacidade de carga de vapor”. Por exemplo, em seu quarto, um quilo de ar pode “levar a bordo” não mais que 15 gramas de vapor.

Suponha que seu quarto seja confortável, e em cada quilograma de ar em seu quarto haja 8 gramas de vapor, e cada quilograma de ar possa conter 15 gramas de vapor. Como resultado, obtemos que 53,3% do vapor máximo possível está no ar, ou seja, umidade relativa - 53,3%.

Segunda fase:

A capacidade de ar é diferente em diferentes temperaturas. Quanto maior a temperatura do ar, mais vapor pode conter, quanto menor a temperatura, menor a capacidade.

Suponha que tenhamos aquecido o ar em seu quarto com um aquecedor convencional de +20 graus a +30 graus, mas a quantidade de vapor em cada quilo de ar permanece a mesma - 8 gramas. A +30 graus, o ar pode “levar a bordo” até 27 gramas de vapor, como resultado, em nosso ar aquecido - 29,6% do vapor máximo possível, ou seja, umidade relativa - 29,6%.

O mesmo vale para o resfriamento. Se resfriarmos o ar a +11 graus, obteremos uma “capacidade de carga” igual a 8,2 gramas de vapor por quilograma de ar e uma umidade relativa de 97,6%.

Observe que havia a mesma quantidade de umidade no ar - 8 gramas, e a umidade relativa saltou de 29,6% para 97,6%. Isso aconteceu devido a flutuações de temperatura.

Quando você ouve sobre o tempo no rádio no inverno, onde eles dizem que são 20 graus negativos lá fora e a umidade é de 80%, isso significa que há cerca de 0,3 gramas de vapor no ar. Uma vez em seu apartamento, esse ar aquece até +20 e a umidade relativa desse ar se torna 2%, e este é um ar muito seco (de fato, no apartamento no inverno, a umidade é mantida em 10-30% devido à a libertação de humidade das casas de banho, das cozinhas e das pessoas, mas que também está abaixo dos parâmetros de conforto).

Terceira etapa:

O que acontece se baixarmos a temperatura a um nível tal que a “capacidade de carga” do ar seja menor que a quantidade de vapor no ar? Por exemplo, até +5 graus, onde a capacidade de ar é de 5,5 gramas / quilograma. A parte da H2O gasosa que não cabe no “corpo” (no nosso caso são 2,5 gramas) começará a se transformar em líquido, ou seja, na água. Na vida cotidiana, esse processo é especialmente visível quando as janelas embaçam devido ao fato de a temperatura dos vidros ser inferior à temperatura média do ambiente, tanto que há pouco espaço para a umidade do ar e o vapor, transformando-se em líquido, se deposita nos copos.

No diagrama i-d, a umidade relativa é mostrada como linhas curvas e as informações de gradação estão localizadas nas próprias linhas:

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O quarto elemento do diagrama ID é a entalpia (I ou i). A entalpia contém o componente de energia do estado de calor e umidade do ar. Após um estudo mais aprofundado (fora deste artigo, por exemplo no meu artigo sobre entalpia ) vale a pena prestar atenção especial a ela quando se trata de desumidificação e umidificação do ar. Mas, por enquanto, não vamos nos concentrar nesse elemento. A entalpia é medida em [kJ/kg]. No diagrama i-d, a entalpia é representada por linhas inclinadas e as informações de gradação estão localizadas no próprio gráfico (ou à esquerda e na parte superior do diagrama).

O ar úmido é amplamente utilizado em várias indústrias, incluindo transporte ferroviário em sistemas de aquecimento, resfriamento, desumidificação ou umidificação do ar. Recentemente, uma direção promissora no desenvolvimento da tecnologia de ar condicionado é a introdução do chamado método de resfriamento evaporativo indireto. Isso se deve ao fato de tais dispositivos não conterem refrigerantes sintetizados artificialmente, além de serem silenciosos e duráveis, pois não possuem elementos móveis e de desgaste rápido. Para o projeto de tais dispositivos, é necessário ter informações sobre os padrões dos processos de engenharia de calor que ocorrem no ar úmido quando seus parâmetros mudam.

Cálculos termotécnicos relacionados ao uso de ar úmido são realizados usando Eu iria diagrama (ver Figura 4), proposto em 1918 pelo Professor A.K. Ramzin.

Este diagrama expressa a dependência gráfica dos principais parâmetros de temperatura do ar, umidade relativa, pressão parcial, umidade absoluta e conteúdo de calor a uma determinada pressão barométrica. Para construí-lo no eixo auxiliar 0-d em uma escala, com intervalo correspondente a 1 grama, é estabelecido o teor de umidade d e linhas verticais são traçadas através dos pontos obtidos. A entalpia é plotada ao longo do eixo y em uma escala eu com intervalo de 1 kJ/kg de ar seco. Ao mesmo tempo, para cima do ponto 0, correspondente à temperatura do ar úmido t=0 0 С (273K) e teor de umidade d=0, valores positivos de entalpia são colocados de lado e para baixo - valores negativos de entalpia.

Através dos pontos obtidos no eixo das ordenadas, traçam-se linhas de entalpias constantes com um ângulo de 135 0 em relação ao eixo das abcissas. Na grelha assim obtida são aplicadas linhas isotérmicas e linhas de humidade relativa constante. Para construir isotermas, usamos a equação para o conteúdo de calor do ar úmido:

Pode ser escrito na seguinte forma:

, (1.27)

onde t e C st são a temperatura (0 C) e a capacidade calorífica do ar seco (kJ / kg 0 C), respectivamente;

r é o calor latente de vaporização da água (nos cálculos assume-se

r = 2,5 kJ/g).

Se assumirmos que t=const, então a equação (1.27) será uma linha reta, o que significa que as isotermas nas coordenadas Eu iria são linhas retas e para sua construção é necessário determinar apenas dois pontos caracterizando as duas posições extremas do ar úmido.

Figura 4. diagrama i - d de ar úmido

Para construir uma isotérmica correspondente ao valor de temperatura t=0°C (273K), primeiro, usando a expressão (1.27), determinamos a posição da coordenada de calor (i 0) para ar absolutamente seco (d=0). Após substituir os valores correspondentes dos parâmetros t=0 0 C (273K) e d=0 g/kg, a expressão (1.27) mostra que o ponto (i 0) está na origem.

. (1.28)

Para ar totalmente saturado a uma temperatura de t=0°C (273K) e =100% da literatura de referência, por exemplo, encontramos o valor correspondente de teor de umidade d 2 =3,77 g/kg seco. ar e da expressão (1.27) encontramos o valor correspondente de entalpia: (i 2 = 2,5 kJ / g). No sistema de coordenadas i-d, traçamos os pontos 0 e 1 e traçamos uma linha reta através deles, que será a isotérmica do ar úmido a uma temperatura de t=0 0 С (273K).

Qualquer outra isotérmica pode ser construída de maneira semelhante, por exemplo, para uma temperatura de mais 10 0 C (283). Nessa temperatura e \u003d 100%, de acordo com os dados de referência, encontramos a pressão parcial do ar totalmente saturado igual a P p \u003d 9,21 mm. art. Arte. (1,23kPa), então da expressão (1,28) encontramos o valor do teor de umidade (d=7,63 g/kg), e da expressão (1,27) determinamos o valor do teor de calor do ar úmido (i=29,35 kJ/g ).

Para ar absolutamente seco (=0%), a uma temperatura de T=10 o C (283K), depois de substituir os valores na expressão (1,27), obtemos:

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

No diagrama i-d, encontramos as coordenadas dos pontos correspondentes e, traçando uma linha reta através deles, obtemos uma linha isotérmica para uma temperatura de mais 10 0 C (283 K). Uma família de outras isotérmicas é construída de maneira semelhante, e conectando todas as isotérmicas para =100% (na linha de saturação) obtemos uma linha de umidade relativa constante =100%.

Como resultado das construções realizadas, foi obtido um diagrama i-d, que é mostrado na Figura 4. Aqui, os valores das temperaturas do ar úmido são plotados no eixo das ordenadas, e os valores de umidade são plotados no eixo eixo de abcissas. As linhas inclinadas mostram os valores de teor de calor (kJ/kg). As curvas divergentes em um feixe do centro de coordenadas expressam os valores de umidade relativa φ.

A curva φ=100% é chamada de curva de saturação; acima dele, o vapor de água no ar está em estado superaquecido, e abaixo dele está em estado de supersaturação. A linha inclinada do centro de coordenadas caracteriza a pressão parcial do vapor d'água. Os valores de pressão parcial são plotados no lado direito do eixo y.

Usando o diagrama i - d, é possível determinar os parâmetros restantes do ar a uma determinada temperatura e umidade relativa - teor de calor, teor de umidade e pressão parcial. Por exemplo, para uma dada temperatura mais 25°С (273K) e umidade relativa e φ=40% no diagrama i - d encontramos o ponto MAS. Movendo-se verticalmente para baixo, na interseção com a linha inclinada, encontramos a pressão parcial P p = 9 mm Hg. Arte. (1,23 kPa) e mais adiante na abscissa - teor de umidade d A = 8 g/kg de ar seco. O diagrama também mostra que o ponto MAS encontra-se em uma linha inclinada que expressa o conteúdo de calor i A = 11 kJ/kg de ar seco.

Os processos que ocorrem durante o aquecimento ou resfriamento do ar sem alterar o teor de umidade são representados no diagrama por linhas verticais e retas. O diagrama mostra que em d=const, no processo de aquecimento do ar, sua umidade relativa diminui e, quando resfriado, aumenta.

Usando o diagrama i - d, é possível determinar os parâmetros das partes misturadas de ar úmido; para isso, é construído o chamado coeficiente angular do feixe do processo . A construção do raio de processo (ver Figura 5) começa a partir de um ponto com parâmetros conhecidos, neste caso o ponto 1.

O ar úmido é uma mistura de ar seco e vapor de água. As propriedades do ar úmido são caracterizadas pelos seguintes parâmetros principais: temperatura de bulbo seco t, pressão barométrica P b, pressão parcial de vapor de água P p, umidade relativa φ, teor de umidade d, entalpia específica i, temperatura do ponto de orvalho t p, bulbo úmido temperatura t m, densidade ρ.

O diagrama i-d é uma relação gráfica entre os principais parâmetros do ar t, φ, d, i a uma determinada pressão barométrica do ar P b e é usado para visualizar os resultados do cálculo dos processos de processamento de ar úmido.

O diagrama i-d foi compilado pela primeira vez em 1918 pelo engenheiro de aquecimento soviético L.K. Ramzin.

O diagrama é construído em um sistema de coordenadas oblíquas, o que permite expandir a área de ar úmido insaturado e torna o diagrama conveniente para construções gráficas. Os valores de entalpia específica i são plotados ao longo do eixo de ordenadas do diagrama, e os valores de teor de umidade d são plotados ao longo do eixo de abcissas, direcionados em um ângulo de 135° em relação ao eixo i. O campo do diagrama é dividido por linhas de valores constantes de entalpia específica i=const e teor de umidade d=const. O diagrama também mostra linhas de valores de temperatura constante t = const, que não são paralelas entre si, e quanto maior a temperatura do ar úmido, mais as isotermas se desviam para cima. Linhas de valores constantes de umidade relativa φ=const também são plotadas no campo do diagrama.

humidade relativaé a razão entre a pressão parcial do vapor d'água contido no ar úmido de um dado estado e a pressão parcial do vapor d'água saturado na mesma temperatura.

Teor de umidade- esta é a massa de vapor de água no ar úmido por 1 kg da massa de sua parte seca.

Entalpia específica- é a quantidade de calor contida no ar úmido a uma determinada temperatura e pressão, referente a 1 kg de ar seco.

O diagrama i-d da curva φ=100% é dividido em duas áreas. Toda a área do diagrama acima desta curva caracteriza os parâmetros do ar úmido não saturado e abaixo - a área de neblina.

O nevoeiro é um sistema de duas fases que consiste em ar úmido saturado e umidade suspensa na forma de pequenas gotas de água ou partículas de gelo.

Para calcular os parâmetros do ar úmido e construir um diagrama i-d, são usadas quatro equações básicas:

1) Pressão do vapor de água saturado acima de uma superfície plana de água (t > 0) ou gelo (t ≤ 0), kPa:

(3.12)

onde α in, β in - constantes para água, α em \u003d 17.504, β em \u003d 241,2 ° С

α l, β l - constantes para gelo, α l \u003d 22.489, β l \u003d 272.88 ° С

2) Umidade relativa φ, %:

(4.7) 6 (23)

onde P b - pressão barométrica, kPa

4) Entalpia específica do ar úmido i, kJ/kg u.i.:

6 (32)

Temperatura do ponto de orvalhoé a temperatura à qual o ar não saturado deve ser resfriado para se tornar saturado, mantendo um teor de umidade constante.

Para encontrar a temperatura do ponto de orvalho no diagrama i-d através de um ponto que caracteriza o estado do ar, você precisa traçar uma linha d=const até cruzar com a curva φ=100%. A temperatura do ponto de orvalho é a temperatura limite para a qual o ar úmido pode ser resfriado com um teor de umidade constante sem condensação.

Termômetro de umidade- esta é a temperatura que o ar úmido insaturado leva com os parâmetros iniciais i 1 e d 1 como resultado da transferência adiabática de calor e massa com água em estado líquido ou sólido, tendo uma temperatura constante t em \u003d t m depois de atingir um saturado estado que satisfaz a igualdade:

(4.21)

onde c in - capacidade calorífica específica da água, kJ / (kg ° C)

A diferença em n - i 1 é geralmente pequena, portanto, o processo de saturação adiabática é freqüentemente chamado de isoentálpico, embora na realidade i n = i 1 apenas em t m = 0.

Para encontrar a temperatura do termômetro úmido no diagrama i-d através de um ponto que caracteriza o estado do ar, você precisa traçar uma linha de entalpia constante i=const até cruzar com a curva φ=100%.

A densidade do ar úmido é determinada pela fórmula, kg / m 3:

(4.25)

onde T é a temperatura em graus Kelvin

A quantidade de calor necessária para aquecer o ar pode ser calculada pela fórmula, kW:

A quantidade de calor removida do ar durante o resfriamento, kW:

onde i 1 , i 2 - entalpia específica nos pontos inicial e final, respectivamente, kJ / kg s.v.

G s - consumo de ar seco, kg/s

onde d 1 , d 2 - teor de umidade nos pontos inicial e final, respectivamente, g/kg d.m.

Ao misturar dois fluxos de ar, o teor de umidade e a entalpia específica da mistura são determinados pelas fórmulas:

No diagrama, o ponto de mistura está na linha reta 1-2 e a divide em segmentos inversamente proporcionais às quantidades misturadas de ar:

1-3 = G c2 3-2 G c1

É possível que o ponto de mistura 3* esteja abaixo da linha φ=100%. Neste caso, o processo de mistura é acompanhado pela condensação de parte do vapor de água contido na mistura e o ponto de mistura 3 ficará na intersecção das linhas i 3* =const e φ=100%.

No site apresentado na página "Cálculos", você pode calcular até 8 estados de ar úmido com a construção de raios de processo no diagrama i-d.

Para determinar o estado inicial, você precisa especificar dois dos quatro parâmetros (t, φ, d, i) e a vazão de ar seco L c *. A taxa de fluxo é ajustada assumindo uma densidade do ar de 1,2 kg/m 3 . A partir daqui, a taxa de fluxo de massa de ar seco é determinada, que é usada em cálculos adicionais. A tabela de saída exibe os valores reais do fluxo volumétrico de ar correspondente à densidade real do ar.

O novo estado pode ser calculado definindo o processo e definindo os parâmetros finais.

O diagrama mostra os seguintes processos: aquecimento, resfriamento, resfriamento adiabático, umidificação do vapor, mistura e o processo geral, determinado por quaisquer dois parâmetros.

Processo	Designação	Descrição
Aquecer	O	A temperatura final desejada ou a saída de calor desejada é inserida.
Resfriamento	C	A temperatura final alvo ou a capacidade de resfriamento alvo é inserida. Este cálculo é baseado na suposição de que a temperatura da superfície do resfriador permanece inalterada, e os parâmetros iniciais do ar tendem ao ponto com a temperatura da superfície do resfriador em φ=100%. Como se houvesse uma mistura de ar do estado inicial com ar totalmente saturado na superfície do resfriador.
Resfriamento adiabático	UMA	A umidade relativa final alvo, seja teor de umidade ou temperatura, é inserida.
Umidificação a vapor	P	A umidade relativa final especificada, ou teor de umidade, é inserida.
Processo Geral	X	Os valores de dois dos quatro parâmetros (t, φ, d, i) são inseridos, que são finais para o processo dado.
Mistura	S	Este processo é definido sem configuração de parâmetros. As duas taxas de fluxo de ar anteriores são usadas. Se o teor de umidade máximo permitido for atingido durante a mistura, ocorre a condensação adiabática do vapor de água. Como resultado, a quantidade de umidade condensada é calculada.

LITERATURA:

1. Burtsev S.I., Tsvetkov Yu.N. Ar úmido. Composição e propriedades: Proc. abono. - São Petersburgo: SPbGAHPT, 1998. - 146 p.

2. Manual ABOK 1-2004. Ar úmido. - M.: AVOK-PRESS, 2004. - 46 p.

3. Manual ASHRAE. fundamentos. - Atlanta, 2001.

Com uma definição mais rigorosa, deve ser entendido como a razão entre as pressões parciais de vapor d'água pn em ar úmido insaturado e sua pressão parcial em ar saturado à mesma temperatura

Para a faixa de temperatura típica para ar condicionado

Densidade do ar úmido ρ igual à soma das densidades do ar seco e do vapor de água

onde é a densidade do ar seco a uma dada temperatura e pressão, kg/m3.

Para calcular a densidade do ar úmido, você pode usar outra fórmula:

Pode-se ver pela equação que com um aumento na pressão parcial de vapor a pressão constante p(barométrico) e temperatura T a densidade do ar úmido diminui. Como essa diminuição é insignificante, na prática eles aceitam.

O grau de saturação do ar úmidoψ - a razão do seu teor de umidade d ao teor de umidade do ar saturado à mesma temperatura: .

Para ar saturado.

Entalpia do ar úmidoEU(kJ / kg) - a quantidade de calor contida no ar, referida a 1 kg seco ou (1+d) kg ar úmido.

O ponto zero é tomado como a entalpia do ar seco ( d= 0) com temperatura t= 0°C. Portanto, a entalpia do ar úmido pode ter valores positivos e negativos.

Entalpia do ar seco

onde é a capacidade calorífica de massa do ar seco.

A entalpia do vapor de água inclui a quantidade de calor necessária para transformar a água em vapor a t\u003d 0 o C e a quantidade de calor gasto no aquecimento do vapor resultante a uma temperatura t o C. Entalpia d kg de vapor de água contido em 1 kg ar seco: ,

2500 - calor latente de vaporização (evaporação) da água em t=0 o C;

- capacidade calorífica de massa do vapor de água.

A entalpia do ar úmido é igual à soma da entalpia 1 kg ar seco e entalpia d kg de vapor de água:

Onde é a capacidade calorífica do ar úmido por 1 kg de ar seco.

Quando o ar está em estado de neblina, pode haver gotículas de umidade suspensas nele. d água e até cristais de gelo dl. A entalpia desse ar em termos gerais

Entalpia da água =4,19t, entalpia do gelo.

Em temperaturas acima de zero graus t>0°C) haverá umidade no ar, quando t< 0°С - кристаллы льда.

Temperatura do ponto de orvalho- temperatura do ar na qual no processo de resfriamento isobárico a pressão parcial do vapor de água rp torna-se igual à pressão de saturação. A esta temperatura, a umidade começa a cair do ar.

Aqueles. O ponto de orvalho é a temperatura na qual vapor de água no ar com sua densidade constante torna-se devido ao resfriamento do ar por vapor saturado(j =100%). Para os exemplos acima (ver Tabela 2.1), quando a 25 ° C a umidade absoluta j torna-se 50%, o ponto de orvalho será uma temperatura de cerca de 14 ° C. E quando a 20 ° C umidade absoluta j se tornar 50%, o ponto de orvalho será em torno de 9°C.

Uma pessoa se sente desconfortável com altos valores de ponto de orvalho (consulte a Tabela 2.2).

Tabela 2.2 - Sensações humanas em altos valores de ponto de orvalho

Em climas continentais, as condições com ponto de orvalho entre 15 e 20 ° C são um pouco desconfortáveis, e o ar com ponto de orvalho acima de 21 ° C é percebido como abafado. Um ponto de orvalho inferior a 10°C se correlaciona com uma temperatura ambiente mais baixa e o corpo requer menos resfriamento. O ponto de orvalho baixo só pode acompanhar a alta temperatura com umidade relativa muito baixa.

Diagrama d-I ar úmido

O cálculo e a análise dos processos de tratamento térmico e de umidade do ar de acordo com as dependências acima são complexos. Para calcular os processos que ocorrem com o ar quando seu estado muda, use o diagrama térmico do ar úmido nas coordenadas d-eu(teor de umidade - entalpia), que foi proposto pelo nosso compatriota Professor L.K. Ramzin em 1918.

L. K. Ramzin (1887-1948) - engenheiro de aquecimento soviético, inventor

caldeira direta. http://ru.wikipedia.org/wiki/Ramzin

Tornou-se difundido em nosso país e no exterior. Diagrama d-eu ar úmido conecta graficamente todos os parâmetros que determinam o estado de calor e umidade do ar: entalpia, teor de umidade, temperatura, umidade relativa, pressão parcial de vapor de água.

A construção do diagrama é baseada na dependência.

O diagrama mais comum d-eué construído para uma pressão de ar de 0,1013 MPa(760 mm Hg). Existem também diagramas para outras pressões barométricas.

Como a pressão barométrica ao nível do mar varia de 0,096 a 0,106 MPa(720 - 800 mm Hg), os dados calculados no diagrama devem ser considerados como média.

O diagrama é construído em um sistema de coordenadas oblíquas (abaixo de 135 °). Nesse caso, o diagrama se torna conveniente para construções gráficas e para cálculos de processos de condicionamento de ar, pois a área de ar úmido insaturado se expande. No entanto, para reduzir o tamanho do gráfico e torná-lo mais fácil de usar, os valores d demolido em um eixo condicional localizado a 90 ° do eixo EU .

Diagrama d-eu mostrado na Figura 1. O campo do diagrama é dividido por linhas de valores de entalpia constantes EU= const e teor de umidade d= const. Linhas de valores de temperatura constantes também são plotadas nele. t= const, que não são paralelas entre si - quanto maior a temperatura do ar úmido, mais suas isotermas se desviam para cima. Além de linhas de valores constantes eu, d, t, linhas de valores constantes de umidade relativa do ar são plotadas no campo do gráfico φ = const. Às vezes, uma linha de pressões parciais de vapor de água é aplicada rp e linhas de outros parâmetros.

Figura 1 - Diagrama térmico d-eu ar úmido

A seguinte propriedade do diagrama é essencial. Se o ar mudou seu estado de um ponto uma ao ponto b, não importa o processo, então no diagrama d-eu esta mudança pode ser representada como um segmento de linha ab. Neste caso, o incremento da entalpia do ar corresponderá ao segmento bv \u003d I b -I a. Isotérmica através de um ponto uma, divida o segmento bv em duas partes:

segmento de linha bd, representando a mudança na proporção de calor sensível (o estoque de energia térmica, cuja mudança leva a uma mudança na temperatura do corpo): .

segmento de linha DVD, que determina em escala a mudança no calor de vaporização (uma mudança neste calor não causa uma mudança na temperatura corporal): .

Segmento de linha ag corresponde à mudança no teor de umidade do ar. O ponto de orvalho é encontrado abaixando a perpendicular do ponto do estado do ar (por exemplo, do ponto b) no eixo condicional d até a intersecção com a linha de saturação (φ=100%). Na fig. Ponto de orvalho de 2,6 K para o ar, cujo estado inicial foi determinado pelo ponto b.

A direção do processo que ocorre no ar é caracterizada por mudanças na entalpia EU e teor de umidade d .

O diagrama do ar úmido fornece uma representação gráfica da relação entre os parâmetros do ar úmido e é a base para determinar os parâmetros do estado do ar e calcular os processos de tratamento térmico e de umidade.

No diagrama I-d (Fig. 2), o teor de umidade d g / kg de ar seco é plotado ao longo do eixo das abcissas, e a entalpia I do ar úmido é plotada ao longo do eixo das ordenadas. O diagrama mostra linhas verticais de teor de umidade constante (d = const). O ponto O é tomado como ponto de referência, no qual t = 0 °C, d = 0 g/kg e, consequentemente, I = 0 kJ/kg. Ao construir o diagrama, um sistema de coordenadas oblíquas foi usado para aumentar a área de ar insaturado. O ângulo entre a direção dos eixos é de 135° ou 150°. Para facilidade de uso, um eixo de teor de umidade condicional é desenhado em um ângulo de 90º em relação ao eixo de entalpia. O diagrama é construído para pressão barométrica constante. Use diagramas I-d construídos para pressão atmosférica p b = 99,3 kPa (745 mm Hg) e pressão atmosférica p b = 101,3 kPa (760 mm Hg).

O diagrama mostra isotermas (t c = const) e curvas de umidade relativa (φ = const). A equação (16) mostra que as isotermas no diagrama I-d são linhas retas. Todo o campo do diagrama é dividido pela linha φ = 100% em duas partes. Acima desta linha está uma área de ar insaturado. Na linha φ = 100% são os parâmetros do ar saturado. Abaixo desta linha estão os parâmetros do estado do ar saturado contendo umidade de gotículas suspensas (neblina).

Para facilitar o trabalho, uma dependência é traçada na parte inferior do diagrama, uma linha é traçada para a pressão parcial do vapor de água pp no ​​teor de umidade d. A escala de pressão está localizada no lado direito do diagrama. Cada ponto no diagrama I-d corresponde a um certo estado de ar úmido.

Determinação dos parâmetros do ar úmido de acordo com o diagrama I-d. O método para determinar os parâmetros é mostrado na fig. 2. A posição do ponto A é determinada por dois parâmetros, por exemplo, temperatura t A e umidade relativa φ A. Graficamente determinamos: temperatura do termômetro seco t c, teor de umidade d A, entalpia I A. A temperatura do ponto de orvalho t p é definida como a temperatura do ponto de intersecção da linha d A = const com a linha φ = 100% (ponto Р). Os parâmetros do ar em estado de saturação completa com umidade são determinados na interseção da isotérmica t A com a linha φ \u003d 100% (ponto H).

O processo de umidificação do ar sem fornecimento e remoção de calor ocorrerá a uma entalpia constante I A = const (processo A-M). Na interseção da linha I A \u003d const com a linha φ \u003d 100% (ponto M), encontramos a temperatura do termômetro úmido t m (a linha de entalpia constante praticamente coincide com a isotérmica
tm = const). No ar úmido não saturado, a temperatura do bulbo úmido é menor que a temperatura do bulbo seco.

Encontramos a pressão parcial do vapor de água p P traçando uma linha d A \u003d const do ponto A até a interseção com a linha de pressão parcial.

A diferença de temperatura t s - t m = Δt ps é chamada de psicrométrica, e a diferença de temperatura t s - t p higrométrica.