După ce am citit acest articol, vă recomand să citiți articolul despre entalpie, capacitatea de răcire latentă și determinarea cantității de condens format în sistemele de aer condiționat și dezumidificare:
O zi bună, dragi colegi începători!
La începutul călătoriei mele profesionale, am dat peste această diagramă. La prima vedere, poate părea înfricoșător, dar dacă înțelegeți principalele principii după care funcționează, atunci vă puteți îndrăgosti de el: D. În viața de zi cu zi, se numește diagramă i-d.
În acest articol, voi încerca să explic pur și simplu (pe degetele mele) principalele puncte, astfel încât mai târziu, pornind de la fundația primită, să vă aprofundați în mod independent în această rețea de caracteristici ale aerului.
Așa arată în manuale. Devine cam înfiorător.
Voi elimina tot ceea ce este de prisos de care nu voi avea nevoie pentru explicația mea și voi prezenta diagrama i-d sub această formă:
(pentru a mări imaginea, faceți clic și apoi faceți clic din nou)
Încă nu este complet clar despre ce este vorba. Să o împărțim în 4 elemente:
Primul element este conținutul de umiditate (D sau d). Dar înainte de a începe să vorbesc despre umiditatea aerului în general, aș dori să fiu de acord cu voi.
Să cădem de acord „pe mal” dintr-o dată despre un concept. Să scăpăm de unul ferm înrădăcinat în noi (cel puțin în mine) stereotip despre ce este aburul. Încă din copilărie, m-au îndreptat spre o oală sau un ceainic care fierbe și mi-au spus, bătând cu degetul în „fumul” care ieșea din vas: „Uite! Asta e abur.” Dar, la fel ca mulți oameni care sunt prieteni cu fizica, trebuie să înțelegem că „Vaporii de apă sunt o stare gazoasă. apă. Nu are culorile, gust și miros. Sunt doar molecule de H2O în stare gazoasă, care nu sunt vizibile. Și ceea ce vedem, care se revarsă din ibric, este un amestec de apă în stare gazoasă (abur) și „picături de apă în starea limită dintre lichid și gaz”, sau mai degrabă, îl vedem pe acesta din urmă (cu rezerve, putem numim și ceea ce vedem – ceață). Drept urmare, obținem că în acest moment, în jurul fiecăruia dintre noi există aer uscat (un amestec de oxigen, azot...) și abur (H2O).
Deci, conținutul de umiditate ne spune cât de mult din acești vapori sunt prezenți în aer. Pe majoritatea diagramelor i-d, această valoare este măsurată în [g / kg], adică câte grame de abur (H2O în stare gazoasă) există într-un kilogram de aer (1 metru cub de aer în apartamentul tău cântărește aproximativ 1,2 kilograme). În apartamentul dvs. pentru condiții confortabile în 1 kilogram de aer ar trebui să existe 7-8 grame de abur.
Pe diagrama i-d, conținutul de umiditate este reprezentat de linii verticale, iar informațiile de gradare sunt situate în partea de jos a diagramei:
(pentru a mări imaginea, faceți clic și apoi faceți clic din nou)
Al doilea element important de înțeles este temperatura aerului (T sau t). Nu cred că este nevoie să explic aici. Pe majoritatea diagramelor i-d, această valoare este măsurată în grade Celsius [°C]. Pe diagrama i-d, temperatura este reprezentată prin linii înclinate, iar informațiile de gradare sunt situate în partea stângă a diagramei:
(pentru a mări imaginea, faceți clic și apoi faceți clic din nou)Al treilea element al diagramei ID este umiditatea relativă (φ). Umiditatea relativă este exact genul de umiditate despre care auzim la televizoare și radiouri atunci când ascultăm prognoza meteo. Se măsoară ca procent [%].
Apare o întrebare rezonabilă: „Care este diferența dintre umiditatea relativă și conținutul de umiditate?” Voi răspunde la această întrebare pas cu pas:
Primul stagiu:
Aerul poate reține o anumită cantitate de vapori. Aerul are o anumită „capacitate de încărcare a aburului”. De exemplu, în camera ta, un kilogram de aer poate „a lua la bord” nu mai mult de 15 grame de abur.
Să presupunem că camera ta este confortabilă, iar în fiecare kilogram de aer din camera ta există 8 grame de abur și fiecare kilogram de aer poate conține 15 grame de abur. Ca rezultat, obținem că 53,3% din aburul maxim posibil este în aer, adică. umiditate relativă - 53,3%.
Faza a doua:
Capacitatea aerului este diferită la diferite temperaturi. Cu cât temperatura aerului este mai mare, cu atât poate conține mai mult abur, cu atât temperatura este mai mică, cu atât capacitatea este mai mică.
Să presupunem că am încălzit aerul din camera ta cu un încălzitor convențional de la +20 de grade la +30 de grade, dar cantitatea de abur din fiecare kilogram de aer rămâne aceeași - 8 grame. La +30 de grade, aerul poate „a lua la bord” până la 27 de grame de abur, ca urmare, în aerul nostru încălzit - 29,6% din aburul maxim posibil, adică. umiditate relativă - 29,6%.
Același lucru este valabil și pentru răcire. Dacă răcim aerul la +11 grade, atunci obținem o „capacitate de transport” egală cu 8,2 grame de abur per kilogram de aer și o umiditate relativă de 97,6%.
Rețineți că a existat aceeași cantitate de umiditate în aer - 8 grame, iar umiditatea relativă a sărit de la 29,6% la 97,6%. Acest lucru s-a întâmplat din cauza fluctuațiilor de temperatură.
Când auzi de vremea iarna la radio, unde se spune că afară sunt minus 20 de grade și umiditatea este de 80%, asta înseamnă că în aer sunt aproximativ 0,3 grame de vapori. Odată ajuns în apartament, acest aer se încălzește până la +20, iar umiditatea relativă a unui astfel de aer devine 2%, iar acesta este un aer foarte uscat (de fapt, în apartament iarna, umiditatea se menține la 10-30% datorită eliberarea de umezeală din băi, din bucătării și de la oameni, dar care este și sub parametrii de confort).
Etapa a treia:
Ce se întâmplă dacă coborâm temperatura la un astfel de nivel încât „capacitatea de transport” a aerului să fie mai mică decât cantitatea de vapori din aer? De exemplu, până la +5 grade, unde capacitatea aerului este de 5,5 grame / kilogram. Acea parte a H2O gazos care nu se potrivește în „corp” (în cazul nostru este de 2,5 grame) va începe să se transforme într-un lichid, adică. in apa. În viața de zi cu zi, acest proces este vizibil mai ales atunci când geamurile se încețesc din cauza faptului că temperatura ochelarilor este mai mică decât temperatura medie din cameră, atât de mult încât există puțin spațiu pentru umiditate în aer și vaporii, transformându-se într-un lichid, se depun pe ochelari.
Pe diagrama i-d, umiditatea relativă este afișată ca linii curbe, iar informațiile de gradare sunt situate pe liniile în sine:
(pentru a mări imaginea, faceți clic și apoi faceți clic din nou)
Al patrulea element al diagramei ID este entalpia (I sau i). Entalpia conține componenta energetică a stării de căldură și umiditate a aerului. După studii suplimentare (în afara acestui articol, de exemplu în articolul meu despre entalpie ) merită să-i acordăm o atenție deosebită atunci când vine vorba de dezumidificare și umidificare a aerului. Dar deocamdată nu ne vom concentra asupra acestui element. Entalpia se măsoară în [kJ/kg]. Pe diagrama i-d, entalpia este reprezentată prin linii înclinate, iar informațiile despre gradație sunt situate pe grafic în sine (sau în partea stângă și în partea superioară a diagramei).
Aerul umed este utilizat pe scară largă în diverse industrii, inclusiv transportul feroviar în sistemele de încălzire, răcire, dezumidificare sau umidificare a aerului. Recent, o direcție promițătoare în dezvoltarea tehnologiei de aer condiționat este introducerea așa-numitei metode indirecte de răcire prin evaporare. Acest lucru se datorează faptului că astfel de dispozitive nu conțin agenți frigorifici sintetizati artificial, în plus, sunt silentioase și durabile, deoarece nu au elemente care se mișcă și se uzează rapid. Pentru proiectarea unor astfel de dispozitive, este necesar să aveți informații despre tiparele proceselor de inginerie termică care apar în aerul umed atunci când parametrii acestuia se modifică.
Calculele termotehnice legate de utilizarea aerului umed se realizează folosind i-d diagramă (vezi Figura 4), propusă în 1918 de profesorul A.K. Ramzin.
Această diagramă exprimă dependența grafică a parametrilor principali de temperatură a aerului, umiditate relativă, presiune parțială, umiditate absolută și conținut de căldură la o anumită presiune barometrică. Pentru a-l construi pe axa auxiliară 0-d pe o scară, cu un interval corespunzător la 1 gram, se stabilește conținutul de umiditate d și se trasează linii verticale prin punctele obținute. Entalpia este reprezentată de-a lungul axei y pe o scară i cu un interval de 1 kJ/kg de aer uscat. În același timp, în sus de la punctul 0, corespunzătoare temperaturii aerului umed t=0 0 С (273K) și conținutului de umiditate d=0, valorile pozitive ale entalpiei sunt lăsate deoparte, iar în jos - valorile negative ale entalpie.
Prin punctele obţinute de pe axa ordonatelor se trasează linii de entalpii constante la un unghi de 135 0 faţă de axa absciselor. Pe grila astfel obtinuta se aplica linii izoterme si linii de umiditate relativa constanta. Pentru a construi izoterme, folosim ecuația pentru conținutul de căldură al aerului umed:
Se poate scrie sub următoarea formă:
, (1.27)
unde t și C st sunt temperatura (0 C) și respectiv capacitatea termică a aerului uscat (kJ / kg 0 C);
r este căldura latentă de vaporizare a apei (în calcule se presupune
r = 2,5 kJ/g).
Dacă presupunem că t=const, atunci ecuația (1.27) va fi o dreaptă, ceea ce înseamnă că izotermele din coordonate i–d sunt linii drepte iar pentru construcţia lor este necesar să se determine doar două puncte care caracterizează cele două poziţii extreme ale aerului umed.
Figura 4. Diagrama i - d a aerului umed
Pentru a construi o izotermă corespunzătoare valorii temperaturii t=0°C (273K), mai întâi, folosind expresia (1.27), determinăm poziția coordonatei conținutului de căldură (i 0) pentru aerul absolut uscat (d=0). După înlocuirea valorilor corespunzătoare ale parametrilor t=0 0 C (273K) și d=0 g/kg, expresia (1.27) arată că punctul (i 0) se află la origine.
. (1.28)
Pentru aerul complet saturat la o temperatură de t=0°C (273K) și =100% din literatura de referință, de exemplu, găsim valoarea corespunzătoare a conținutului de umiditate d 2 = 3,77 g/kg uscat. aer iar din expresia (1.27) găsim valoarea corespunzătoare a entalpiei: (i 2 = 2,5 kJ / g). În sistemul de coordonate i-d, trasăm punctele 0 și 1 și trasăm o linie dreaptă prin ele, care va fi izoterma aerului umed la o temperatură de t=0 0 С (273K).
Orice altă izotermă poate fi construită într-un mod similar, de exemplu, pentru o temperatură de plus 10 0 C (283). La această temperatură și \u003d 100%, conform datelor de referință, găsim presiunea parțială a aerului complet saturat egală cu P p \u003d 9,21 mm. rt. Artă. (1.23kPa), apoi din expresia (1.28) aflăm valoarea conținutului de umiditate (d=7.63 g/kg), iar din expresia (1.27) determinăm valoarea conținutului de căldură al aerului umed (i=29.35 kJ/g). ).
Pentru aer absolut uscat (=0%), la o temperatură de T=10 o C (283K), după înlocuirea valorilor în expresia (1.27), obținem:
i \u003d 1,005 * 10 \u003d 10,05 kJ / g.
Pe diagrama i-d, găsim coordonatele punctelor corespunzătoare și trasând o linie dreaptă prin ele, obținem o linie izotermă pentru o temperatură de plus 10 0 C (283K). O familie de alte izoterme este construită într-un mod similar, iar prin conectarea tuturor izotermelor pentru =100% (pe linia de saturație) obținem o linie de umiditate relativă constantă =100%.
Ca rezultat al construcțiilor, a fost obținută o diagramă i-d, care este prezentată în Figura 4. Aici, valorile temperaturilor aerului umed sunt reprezentate pe axa y, iar valorile conținutului de umiditate sunt reprezentate pe abscisă. Liniile înclinate arată valorile conținutului de căldură (kJ/kg). Curbele divergente într-un fascicul din centrul coordonatelor exprimă valorile umidității relative φ.
Curba φ=100% se numește curba de saturație; deasupra ei, vaporii de apă din aer sunt în stare supraîncălzită, iar dedesubt sunt în stare de suprasaturare. Linia înclinată din centrul coordonatelor caracterizează presiunea parțială a vaporilor de apă. Valorile presiunii parțiale sunt reprezentate pe partea dreaptă a axei y.
Folosind diagrama i - d, este posibil să se determine parametrii rămași ai aerului la o anumită temperatură și umiditate relativă - conținutul de căldură, conținutul de umiditate și presiunea parțială. De exemplu, pentru o temperatură dată plus 25°С (273K) și umiditatea relativă și φ=40% pe diagrama i - d găsim punctul DAR. Deplasându-ne de la acesta vertical în jos, la intersecția cu linia înclinată găsim presiunea parțială P p = 9 mm Hg. Artă. (1,23 kPa) si mai departe abscisa - umiditate d A = 8 g/kg aer uscat. Diagrama arată, de asemenea, că punctul DAR se află pe o linie înclinată care exprimă conținutul de căldură i A = 11 kJ/kg aer uscat.
Procesele care au loc în timpul încălzirii sau răcirii aerului fără modificarea conținutului de umiditate sunt descrise în diagramă prin linii verticale, drepte. Din diagramă se arată că la d=const, în procesul de încălzire a aerului, umiditatea relativă a acestuia scade, iar la răcire, aceasta crește.
Folosind diagrama i - d, este posibil să se determine parametrii părților amestecate de aer umed; pentru aceasta, se construiește așa-numitul coeficient unghiular al fasciculului procesului . Construcția razei de proces (vezi Figura 5) începe dintr-un punct cu parametri cunoscuți, în acest caz punctul 1.
Aerul umed este un amestec de aer uscat și vapori de apă. Proprietățile aerului umed se caracterizează prin următorii parametri principali: temperatura bulbului uscat t, presiunea barometrică P b, presiunea parțială a vaporilor de apă P p, umiditatea relativă φ, conținutul de umiditate d, entalpia specifică i, temperatura punctului de rouă t p, bulbul umed temperatura t m, densitatea ρ.
Diagrama i-d este o relație grafică între principalii parametri ai aerului t, φ, d, i la o anumită presiune barometrică a aerului P b și este utilizată pentru a vizualiza rezultatele calculării proceselor de prelucrare a aerului umed.
Diagrama i-d a fost compilată pentru prima dată în 1918 de către inginerul sovietic de încălzire L.K. Ramzin.
Diagrama este construită într-un sistem de coordonate oblic, care permite extinderea zonei de aer umed nesaturat și face diagrama convenabilă pentru construcțiile grafice. Valorile entalpiei specifice i sunt reprezentate de-a lungul axei ordonatelor diagramei, iar valorile conținutului de umiditate d sunt reprezentate de-a lungul axei absciselor, îndreptate la un unghi de 135° față de axa i. Câmpul diagramei este împărțit prin linii de valori constante ale entalpiei specifice i=const și conținut de umiditate d=const. Diagrama arată, de asemenea, linii de valori constante de temperatură t = const, care nu sunt paralele între ele, iar cu cât temperatura aerului umed este mai mare, cu atât izotermele deviază în sus. Liniile de valori constante ale umidității relative φ=const sunt de asemenea trasate pe câmpul diagramei.
umiditate relativă este raportul dintre presiunea parțială a vaporilor de apă conținut în aerul umed dintr-o stare dată și presiunea parțială a vaporilor de apă saturați la aceeași temperatură.
Conținutul de umiditate- aceasta este masa vaporilor de apă în aer umed la 1 kg din masa părții sale uscate.
Entalpia specifică- aceasta este cantitatea de căldură conținută în aerul umed la o temperatură și presiune date, raportată la 1 kg de aer uscat.
Diagrama i-d a curbei φ=100% este împărțită în două zone. Întreaga zonă a diagramei de deasupra acestei curbe caracterizează parametrii aerului umed nesaturat, iar dedesubt - zona de ceață.
Ceața este un sistem în două faze format din aer umed saturat și umiditate în suspensie sub formă de picături mici de apă sau particule de gheață.
Pentru a calcula parametrii aerului umed și a construi o diagramă i-d, sunt utilizate patru ecuații de bază:
1) Presiunea vaporilor de apă saturați deasupra unei suprafețe plane de apă (t > 0) sau gheață (t ≤ 0), kPa:
unde α in, β in - constante pentru apă, α în \u003d 17,504, β în \u003d 241,2 ° С
α l, β l - constante pentru gheață, α l \u003d 22,489, β l \u003d 272,88 ° С
2) Umiditate relativă φ, %:
unde P b - presiunea barometrică, kPa
4) Entalpia specifică a aerului umed i, kJ/kg w.m.:
Temperatura punctului de rouă este temperatura la care aerul nesaturat trebuie răcit pentru a deveni saturat, menținând în același timp un conținut constant de umiditate.
Pentru a găsi temperatura punctului de rouă pe diagrama i-d printr-un punct care caracterizează starea aerului, trebuie să trasați o linie d=const până când se intersectează cu curba φ=100%. Temperatura punctului de rouă este temperatura limită la care aerul umed poate fi răcit la un conținut constant de umiditate fără condens.
Temperatura bulbului umed- aceasta este temperatura pe care aerul umed nesaturat o ia cu parametrii inițiali i 1 și d 1 ca urmare a transferului de căldură adiabatică și de masă cu apa în stare lichidă sau solidă, având o temperatură constantă t în \u003d t m după ce atinge o temperatură saturată stare care satisface egalitatea:
unde c in - capacitatea termică specifică a apei, kJ / (kg °C)
Diferența i n - i 1 este de obicei mică, prin urmare procesul de saturație adiabatică este adesea numit izoentalpic, deși în realitate i n = i 1 numai la t m = 0.
Pentru a găsi temperatura termometrului umed pe diagrama i-d printr-un punct care caracterizează starea aerului, trebuie să trasați o linie de entalpie constantă i=const până când se intersectează cu curba φ=100%.
Densitatea aerului umed este determinată de formula, kg / m 3:
unde T este temperatura în grade Kelvin
Cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea aerului poate fi calculată prin formula kW:
Cantitatea de căldură îndepărtată din aer în timpul răcirii, kW:
unde i 1 , i 2 - entalpia specifică la punctele inițiale și, respectiv, final, kJ / kg s.v.
G s - consum de aer uscat, kg/s
unde d 1 , d 2 - conținutul de umiditate la punctele de început și, respectiv, de final, g/kg d.m.
La amestecarea a două fluxuri de aer, conținutul de umiditate și entalpia specifică a amestecului sunt determinate de formulele:
În diagramă, punctul de amestec se află pe linia dreaptă 1-2 și îl împarte în segmente invers proporționale cu cantitățile amestecate de aer:
|
Este posibil ca punctul de amestec 3* să fie sub linia φ=100%. În acest caz, procesul de amestecare este însoțit de condensarea unei părți din vaporii de apă conținut în amestec și punctul de amestec 3 se va afla la intersecția liniilor i 3* =const și φ=100%.
Pe site-ul prezentat pe pagina „Calcule” se pot calcula până la 8 stări de aer umed cu construcția razelor de proces pe diagrama i-d.
Pentru a determina starea inițială, trebuie să specificați doi dintre cei patru parametri (t, φ, d, i) și debitul de aer uscat L c *. Debitul este stabilit presupunând o densitate a aerului de 1,2 kg/m 3 . De aici, se determină debitul masic de aer uscat, care este utilizat în calcule ulterioare. Tabelul de ieșire afișează valorile reale ale debitului volumetric de aer corespunzătoare densității reale a aerului.
Noua stare poate fi calculată prin definirea procesului și setarea parametrilor de final.
Diagrama prezintă următoarele procese: încălzire, răcire, răcire adiabatică, umidificare cu abur, amestecare și procesul general, determinat de oricare doi parametri.
| Proces | Desemnare | Descriere |
| Căldură | O | Se introduce temperatura finală dorită sau puterea termică dorită. |
| Răcire | C | Este introdusă temperatura finală țintă sau capacitatea țintă de răcire. Acest calcul se bazează pe ipoteza că temperatura suprafeței răcitorului rămâne neschimbată, iar parametrii inițiali ai aerului tind până la punctul cu temperatura suprafeței răcitorului la φ=100%. Ca și cum ar exista un amestec de aer din starea inițială cu aer complet saturat la suprafața răcitorului. |
| Răcire adiabatică | A | Este introdusă umiditatea relativă finală țintă, fie conținutul de umiditate, fie temperatură. |
| Umidificare cu abur | P | Este introdusă umiditatea relativă finală specificată sau conținutul de umiditate. |
| Proces general | X | Sunt introduse valorile a doi dintre cei patru parametri (t, φ, d, i), care sunt definitive pentru procesul dat. |
| Amestecarea | S | Acest proces este definit fără setarea parametrilor. Sunt utilizate cele două debite de aer anterioare. Dacă în timpul amestecării este atins conținutul maxim de umiditate admisibil, atunci are loc condensarea adiabatică a vaporilor de apă. Ca rezultat, se calculează cantitatea de umiditate condensată. |
LITERATURĂ:
1. Burtsev S.I., Tsvetkov Yu.N. Aer umed. Compozitie si proprietati: Proc. indemnizatie. - Sankt Petersburg: SPbGAHPT, 1998. - 146 p.
2. Manual ABOK 1-2004. Aer umed. - M.: AVOK-PRESS, 2004. - 46 p.
3. Manual ASHRAE. fundamentale. - Atlanta, 2001.
Cu o definiție mai riguroasă, ar trebui înțeles ca raportul dintre presiunile parțiale ale vaporilor de apă pn în aerul umed nesaturat și presiunea lor parțială în aerul saturat la aceeași temperatură.
Pentru intervalul de temperatură tipic pentru aer condiționat
Densitatea aerului umed
ρ
egală cu suma densităţilor aerului uscat şi vaporilor de apă
unde este densitatea aerului uscat la o anumită temperatură și presiune, kg/m3.
Pentru a calcula densitatea aerului umed, puteți utiliza o altă formulă:
Din ecuație se poate observa că odată cu creșterea presiunii parțiale a vaporilor la presiune constantă p(barometrică) și temperatură T densitatea aerului umed scade. Deoarece această scădere este nesemnificativă, în practică ei acceptă.
Gradul de saturație a aerului umedψ - raportul dintre conținutul său de umiditate d la conţinutul de umiditate al aerului saturat la aceeaşi temperatură: .
Pentru aer saturat.
Entalpia aerului umedeu(kJ / kg) - cantitatea de căldură conținută în aer, la care se face referire la punctul 1 kg uscat sau (1+d) kg aer umed.
Punctul zero este luat ca entalpia aerului uscat ( d= 0) cu temperatura t= 0°С. Prin urmare, entalpia aerului umed poate avea valori pozitive și negative.
Entalpia aerului uscat 
unde este capacitatea de căldură în masă a aerului uscat.
Entalpia vaporilor de apă include cantitatea de căldură necesară pentru a transforma apa în abur t\u003d 0 o C și cantitatea de căldură cheltuită pentru încălzirea aburului rezultat la o temperatură t o C. Entalpie d kg de vapori de apă conținut în 1 kg aer uscat: ,
2500 - căldură latentă de vaporizare (evaporare) a apei la t=0 o C;
- capacitatea termică în masă a vaporilor de apă.
Entalpia aerului umed este egală cu suma entalpiei 1 kg aer uscat și entalpie d kg vapori de apă:
Unde 
este capacitatea termică a aerului umed la 1 kg de aer uscat.
Când aerul este într-o stare de ceață, în el pot fi în suspensie picături de umiditate. d apași chiar și cristale de gheață d l. Entalpia unui astfel de aer în termeni generali
Entalpia apei =4,19t, entalpia gheții .
La temperaturi peste zero grade t>0°C) va fi umiditate în aer, când t< 0°С - кристаллы льда.
Temperatura punctului de rouă- temperatura aerului la care în procesul de răcire izobară presiunea parţială a vaporilor de apă r p devine egală cu presiunea de saturație. La această temperatură, umezeala începe să cadă din aer.
Acestea. Punctul de rouă este temperatura la care vapori de apă în aer cu densitatea sa constantă devine datorită răcirii aerului cu abur saturat(j =100%). Pentru exemplele de mai sus (a se vedea tabelul 2.1), atunci când la 25 ° C umiditatea absolută j devine 50%, punctul de rouă va fi o temperatură de aproximativ 14 ° C. Și când la 20 ° C umiditate absolută j devine 50%, punctul de rouă va fi în jur de 9°C.
O persoană se simte inconfortabilă la valori ridicate ale punctului de rouă (a se vedea tabelul 2.2).
Tabel 2.2 - Senzații umane la valori ridicate ale punctului de rouă
În climatele continentale, condițiile cu un punct de rouă între 15 și 20 °C sunt oarecum incomode, iar aerul cu un punct de rouă peste 21 °C este perceput ca fiind înfundat. Un punct de rouă mai scăzut de mai puțin de 10°C se corelează cu o temperatură ambientală mai scăzută, iar corpul necesită mai puțină răcire. Punctul de rouă scăzut poate merge împreună cu temperatura ridicată la umiditate relativă foarte scăzută.
Diagrama d-I aer umed
Calculul și analiza proceselor de tratare termică și umiditate a aerului în funcție de dependențele de mai sus este complexă. Pentru a calcula procesele care au loc cu aerul atunci când starea acestuia se schimbă, utilizați diagrama termică a aerului umed în coordonate d-I(conținut de umiditate - entalpie), care a fost propus de compatriotul nostru profesor L.K. Ramzin în 1918.
L. K. Ramzin (1887-1948) - inginer sovietic de încălzire, inventator
cazan direct. http://ru.wikipedia.org/wiki/Ramzin
S-a răspândit în țara noastră și în străinătate. Diagramă d-I aerul umed conectează grafic toți parametrii care determină starea de căldură și umiditate a aerului: entalpia, conținutul de umiditate, temperatura, umiditatea relativă, presiunea parțială a vaporilor de apă.
Construcția diagramei se bazează pe dependență.
Cea mai comună diagramă d-I este construit pentru o presiune a aerului de 0,1013 MPa(760 mm Hg). Există și diagrame pentru alte presiuni barometrice.
Deoarece presiunea barometrică la nivelul mării variază de la 0,096 la 0,106 MPa(720 - 800 mm Hg), datele calculate pe diagramă trebuie considerate ca medii.
Diagrama este construită într-un sistem de coordonate oblic (sub 135 °). În acest caz, diagrama devine convenabilă pentru construcțiile grafice și pentru calculele proceselor de aer condiționat, deoarece zona aerului umed nesaturat se extinde. Cu toate acestea, pentru a reduce dimensiunea diagramei și a face mai ușor de utilizat, valorile d demolat pe o axă condiționată situată la 90 ° față de axă eu .
Diagramă d-I prezentat în Figura 1. Câmpul diagramei este împărțit prin linii cu valori constante ale entalpiei eu= const și umiditate d= const. Pe ea sunt, de asemenea, trasate linii de valori constante ale temperaturii. t= const, care nu sunt paralele între ele - cu cât temperatura aerului umed este mai mare, cu atât izotermele acestuia deviază în sus. Pe lângă liniile de valori constante eu, d, t, liniile de valori constante ale umidității relative a aerului sunt trasate pe câmpul diagramei φ = const. Uneori se aplică o linie de presiuni parțiale a vaporilor de apă r pși linii de alți parametri.
Figura 1 - Schema termică d-I aer umed
Următoarea proprietate a diagramei este esențială. Dacă aerul și-a schimbat starea dintr-un punct A până la punctul b, indiferent de proces, atunci pe diagramă d-I această modificare poate fi reprezentată ca un segment de linie ab. În acest caz, creșterea entalpiei aerului va corespunde segmentului bv \u003d I b -I a. Izotermă printr-un punct A, împărțiți segmentul bv in doua parti:
segment de linie bd, reprezentând modificarea ponderii căldurii sensibile (stocul de energie termică, a cărui modificare duce la o modificare a temperaturii corpului): 
.
segment de linie dv, care determină pe o scară modificarea căldurii de vaporizare (o modificare a acestei călduri nu provoacă o modificare a temperaturii corpului): 
.
Segment de linie ag corespunde modificării conținutului de umiditate al aerului. Punctul de rouă se găsește prin scăderea perpendicularei din punctul de stare a aerului (de exemplu, din punct b) pe axa condițională d până la intersecția cu linia de saturație (φ=100%). Pe fig. 2,6 K-punct de rouă pentru aer, a cărui stare inițială a fost determinată de punct b.
Direcția procesului care are loc în aer este caracterizată de modificări ale entalpiei euși conținutul de umiditate d .
Diagrama aerului umed oferă o reprezentare grafică a relației dintre parametrii aerului umed și stă la baza determinării parametrilor stării aerului și calculării proceselor de tratament termic și umiditate.
În diagrama I-d (Fig. 2), conținutul de umiditate d g / kg de aer uscat este reprezentat de-a lungul axei absciselor, iar entalpia I a aerului umed este reprezentată de-a lungul axei ordonatelor. Diagrama prezintă linii verticale cu conținut constant de umiditate (d = const). Punctul de referință este O, unde t = 0 °C, d = 0 g/kg și, în consecință, I = 0 kJ/kg. La construirea diagramei, a fost folosit un sistem de coordonate oblic pentru a crește aria aerului nesaturat. Unghiul dintre direcția axelor este de 135° sau 150°. Pentru ușurință în utilizare, o axă condiționată a conținutului de umiditate este desenată la un unghi de 90º față de axa entalpie. Diagrama este construită pentru presiune barometrică constantă. Utilizați diagrame I-d construite pentru presiunea atmosferică p b \u003d 99,3 kPa (745 mm Hg) și presiunea atmosferică p b \u003d 101,3 kPa (760 mm Hg).
Diagrama prezintă izotermele (t c = const) și curbele de umiditate relativă (φ = const). Ecuația (16) arată că izotermele din diagrama I-d sunt drepte. Întregul câmp al diagramei este împărțit de linia φ = 100% în două părți. Deasupra acestei linii este o zonă de aer nesaturat. Pe linia φ = 100% sunt parametrii aerului saturat. Sub această linie se află parametrii stării aerului saturat care conține umiditate în picături în suspensie (ceață).
Pentru confortul muncii, în partea inferioară a diagramei este reprezentată o dependență, este trasată o linie pentru presiunea parțială a vaporilor de apă p p pe conținutul de umiditate d. Scara de presiune este situată în partea dreaptă a diagramei. Fiecare punct de pe diagrama I-d corespunde unei anumite stări de aer umed.
Determinarea parametrilor aerului umed conform diagramei I-d. Metoda de determinare a parametrilor este prezentată în fig. 2. Poziția punctului A este determinată de doi parametri, de exemplu, temperatura t A și umiditatea relativă φ A. Grafic determinăm: temperatura termometrului uscat t c, conținutul de umiditate d A, entalpia I A. Se definește temperatura punctului de rouă t p ca temperatura punctului de intersecție al dreptei d A = const cu dreapta φ = 100% (punctul Р). Parametrii aerului în stare de saturație completă cu umiditate sunt determinați la intersecția izotermei t A cu linia φ \u003d 100% (punctul H).
Procesul de umidificare a aerului fără alimentare și îndepărtare a căldurii va avea loc la o entalpie constantă I A = const (proces A-M). La intersecția dreptei I A \u003d const cu linia φ \u003d 100% (punctul M), găsim temperatura termometrului umed t m (linia entalpiei constante coincide practic cu izoterma
t m = const). În aerul umed nesaturat, temperatura bulbului umed este mai mică decât temperatura bulbului uscat.
Găsim presiunea parțială a vaporilor de apă p P trasând o linie d A \u003d const de la punctul A până la intersecția cu linia presiunii parțiale.
Diferența de temperatură t s - t m = Δt ps se numește psihrometrice, iar diferența de temperatură t s - t p higrometrică.
