Повітря в I-d-діаграмі
2.1. Застосування I-d-діаграми для розрахунків.
2.2. Кутовий масштаб на I-d-діаграмі.
2.3. Процес змішування повітря.
2.1. Застосування I-d-діаграми для розрахунків
У вентиляційному процесі відбуваються зміни тепловлажностного стану, які зручно простежувати і розраховувати за допомогою I-d-діаграми.
Кожна точка в полі діаграми відповідає певному тепло-вологісного стану повітря. Положення точки визначається будь-якими двома з п'яти параметрів стану. Решта три можуть бути визначені по I-d-діаграмі як похідні. Діаграма зручна не тільки для визначення параметрів стану повітря, але і для побудов зміни його стану при нагріванні, охолодженні, зволоженні, осушування, змішуванні і поєднанні цих процесів в довільній послідовності.
Користуючись I-d-діаграмою, легко отримати ще два дуже важливих пара-метри тепловлажностного стану повітря: температуру точки роси повітря tp і температуру мокрого термометра повітря tм (ріс.II.1).
Ріс.II.1. Визначення температури мокрого термометра tм і температури точки роси tp.
Припустимо, що повітря, що має початкові параметри, позначені точкою А на ріс.II.1, охолоджується без зміни його вмісту вологи. Процес буде спрямований вниз по лінії d А = const. Якщо при такому охолодженні відносна вологість повітря досягне 100%, то подальше охолодження повітря буде супроводжуватися конденсацією вологи і утворенням туману.
Точка перетину лінії d А = const з кривою насичення # 966; = 100%, називається точкою роси для повітря, що має параметри А (і всіх станів повітря при влагосодержании dА), а температура tp - температурою точки роси.
Температура точки роси tp або просто точка роси - це така температура, до якої треба охолодити вологий (ненасичений) повітря, щоб він став насиченим (# 966; = 100%) при збереженні постійного вологовмісту. Це нижча межа охолодження температури повітря при постійному вологовмісту.
Різниця температур прийнято називати гігрометріческой різницею температур.
Будь-якій точці, розташованій на будь - якої лінії d = const, відповідає лише одне значення температури точки роси і одна гігрометріческая різницю температур.
У практиці проектування систем вентиляції та кондиціонування повітря прийнято вважати, що при зволоженні повітря без підведення або відведення тепла зміна стану повітря відбувається по лінії I = const, як це показано на ріс.II.1. лінія IА = const.
Температура, що відповідає перетинанню лінії IА = const з кривою насичення # 966; = 100%, називається температурою мокрого (або вологого) термометра tм.
Температура повітря по мокрому термометру tм- це температура насиченого повітря в умовах випаровування води при збереженні постійної ентальпії, що дорівнює початковій.
Різниця температур називають психометрической різницею температур. Будь-якій точці, розташованій на будь-якої лінії I = const, відповідає лише одне значення tм. так як в практиці звичайних розрахунків прийнято вважати, що лінія I = const є і лінією постійної температури мокрого термометра (що є припущенням).
Як видно зі сказаного, температура точки роси і температура мокрого термометра є також основними параметрами вологого повітря, за допомогою яких можуть бути визначені при відомому барометричному тиску всі інші його параметри. На цьому засновано, зокрема, визначення стану вологого повітря по виміряним температур сухого і мокрого термометрів.
2.2. Кутовий масштаб на I-d-діаграмі
На I-d-діаграмі кожна точка позначає цілком певний фізкабінет-чеський стан повітря.
Якщо точка 1 (ріс.II.2) відповідає початковому стану повітря, а точка 2 його зміненого стану, то лінія, що з'єднує ці дві точки, характеризує процес зміни стану повітря і носить назву променя процесу.
Напрямок променя процесу визначають кутовим коефіцієнтом # 949 ;, який дорівнює відношенню
Ріс.II.2. До визначення напрямку променя процесу зміни стану повітря
коефіцієнт # 949; вимірюється в кДж / кг вологи. Цей параметр називають також тепловлажностной ставленням, оскільки він показує величину приросту кількості теплоти на 1 кг отриманої (або відданої) повітрям вологи. Якщо початкові параметри повітря різні, а значення # 949; однакові, то лінії, що характеризують зміну стану повітря, паралельні між собою.
Вираз (2.1) можна зобразити, помноживши чисельник і знаменник на витрату повітря G, кг / год, що бере участь в процесі
де Qn - потік повної теплоти, обмененной в процесі зміни стану повітря, кДж / год; Wізб - витрата вологи, обмененной в процесі зміни стану повітря, кг / год.
Іноді величину називають кутовим масштабом.
Прямі, що виражають зміни стану повітряно-парової суміші, що мають однакові значення кутового коефіцієнта, паралельні один одному. Це дає можливість побудувати на I-d-діаграмі кутовий масштаб, який полегшує практичне завдання променів. Лінії проводять з початку координат I-d-діаграми, т. Е. З точки I = 0 і d = 0. Поєднуючи початок координат з продовженням відповідного значення кутового масштабу, нанесеного на полях, отримуємо промінь, що характеризує напрямок процесу для даного значення тепловлажностного відносини.
Практичне використання масштабу зводиться до перепаду масштабного променя з відповідним значенням кутового коефіцієнта з таким розрахунком, щоб він проходив через задану точку, якою може бути точка, яка визначає початкову або кінцевий стан повітря в залежності від умов завдання.
Залежно від характеру процесу промені мають різне спрямування, і значення може бути позитивним або негативним. У зв'язку з цим слід розглянути вплив знака на напрям променя процесу. від співвідношення # 916; I і # 916; d кутовий коефіцієнт може змінювати своє значення і знак від -∞ до + ∞ (ріс.II.3).
Ріс.II.3. Характерні області значень показника напрямку променя процесу зміни тепловлажностного стану повітря - кутового коефіцієнта
На I-d-діаграмі можна виділити 4 сектори з характерною зміною # 949; .
Таким чином, промені, які мають позитивні значення кутового коефіцієнта, можуть розташовуватися в секторах I або III, а промені, що мають негативні значення, - в II або IV.
2.3. Процес змішування повітря
Зовнішнє повітря, що подається в приміщення, в ряді випадків попередньо змішують з внутрішнім повітрям (відбувається рециркуляція внутрішнього повітря). Процес змішування повітря в I-d-діаграмі зображується прямою, що з'єднує точки, що відповідають стану змішуються мас повітря. Точка суміші завжди розташовується на цій прямій і ділить її на відрізки, довжини яких обернено пропорційні змішувати кількостей повітря.
Ріс.II.4. Зображення в I-d-діаграмі процесу змішування двох мас повітря
Якщо змішувати повітря стану 1 (ріс.II.4) в кількості G з повітрям стану 2 в кількості nG, то точка суміші 3 розділить відрізок 1-2 або його проекції # 916; I1-2 і # 916; d1-2 на частини 1-3, 3-2 або # 916; I1-3. # 916; I3-2. # 916; d3-2, відношення довжин яких дорівнює
Таким чином, щоб знайти точку суміші, потрібно відрізок 1-2 або його проекції розділити на n +1 частина і відкласти від точки 1 одну частину, залишивши n частин до точки 2. Така побудова визначить положення точки суміші 3.
Можливий випадок, коли точка суміші виявиться в області нижче лінії # 966; = 100%. Це означає, що при змішуванні буде утворюватися туман (конденсація в дрібні краплі водяної пари, що містяться в повітрі). Якщо прийняти, що температура випадає вологи близька до температури мокрого термометра, якій відповідає (I3 '= const) точка суміші 3' (ріс.II.5), то дійсні параметри точки суміші 3 відповідатимуть перетину ліній I3 '= const і # 966; = 100%.
Ріс.II.5. Зображення в I-d - діаграмі процесу змішування повітря при розташуванні точки суміші нижче лінії # 966; = 100%.
Кількість випала з 1 кг повітря вологи дорівнюватиме