4.4 Смешивание воздуха с различными параметрами : Тема 4. J - d диаграмма влажного воздуха : «Расчёт теплового баланса, поступления влаги, воздухообмена, построение J- d диаграмм. Мульти зональное кондиционирование. Примеры решений» : Самоподготовка : АНО ДПО «УКЦ «УНИВЕРСИТЕТ КЛИМАТА»

4.4 Смешивание воздуха с различными параметрами

Смешивание воздуха с различными параметрами представлено на рисунке 2.

При смешивании воздуха с двумя различными параметрами — линия смеси пойдет по прямой, соединяя точки с этими параметрами.

Точка смеси будет лежать на расстоянии обратно пропорциональном массам смешиваемых частей воздуха.

Теплосодержание смеси

Теплосодержание смеси

Влагосодержание смеси

Влагосодержание смеси

Пример см. рисунок 2.

Смешивается воздух (точка 1) с параметрами:

  • температура t1 = 10ºС;
  • теплосодержание J1 = 12,6 кДж/кг;
  • влагосодержание d1 = 1,0 г/кг;
  • относительная влажность φ1 = 13%

с воздухом (точка 2) с параметрами:

  • температура t2 = 24ºС;
  • теплосодержание J2 = 54,5 кДж/кг;
  • влагосодержание d2 = 12,0 г/кг;
  • относительная влажность φ2 = 64%.

Необходимо получить смесь с температурой

tсм = 19ºС;

Построение процесса смешивания начинаем с нанесения точки 1 и точки 2 с заданными параметрами.

Процесс смешения пойдет по прямой линии 1-2.

На этой линии находим точку смеси С с заданной температурой

tсм = 19ºС.

Дополнительно по J — d диаграмме определяем:

  • теплосодержание смешанного воздуха

Jсм. = 39,4 кДж/кг;

  • влагосодержание смешанного воздуха

dсм. = 8 г/кг;

  • относительная влажность смешанного воздуха

φсм. = 58 %

Для получения смешанного воздуха с этими параметрами необходимо взять:

  • 37% воздуха с параметрами в точке 1;
  • 63% воздуха с параметрами в точке 2.

Смешивание воздуха с различными параметрами

Представляет интерес рассмотреть один из частных случаев смешивания двух объёмов воздуха со следующими исходными данными:

ненасыщенный влажный воздух с параметрами (точка 1):

  • температура по сухому термометру составляет t1 = - 17°С;
  • теплосодержание или энтальпия равна J1 = - 16 кДж/кг.

смешивается в равных пропорциях с ненасыщенным влажным воздухом с параметрами:

  • температура по сухому термометру равна t2 = 22°С;
  • теплосодержание или энтальпия составляет J2 = 61 кДж/кг.

Определить параметры воздуха в точке смеси.

Решение (см. рисунок 2А).

На J — d диаграмме находим точку 1 и точку 2 с заданными параметрами.

Соединяем точку 1 и точку 2 прямой линией – линией смеси.

Точка смеси С будет лежать на этой прямой и находиться на одинаковом расстоянии от точки 1 и точки 2 (т.к. смешиваются два равных объёма) и лежать ниже линии относительной влажности φ = 100% .

Таким образом, будет происходить частичная конденсация пара из воздуха в виде тумана и росы, а воздух будет насыщенным.

Точка смеси С при этом перейдёт в более устойчивое состояние на кривую насыщения φ = 100% в точку С1.

Для определения положения точки С1 на кривой насыщения (на линии относительной влажности) φ=100% необходимо отыскать точку, которая удовлетворяла бы уравнению

Уравнение для определения положения точки С1

Т.е. необходимо разделить отрезок кривой φ = 100% от точки 1 до точки 2 на два равных отрезка.

Однако, следует отметить, что определить графически точку С1 на кривой φ = 100% при смешивании двух разных объёмов воздуха довольно сложно.

Для этого необходимо обратиться к двум уравнениям, которые были приведены ранее, а именно:

Уравнение для определения положения точки С1

Уравнение для определения положения точки С1

Все величины в этих двух уравнениях известны и не представляет трудности определить
численные значения JС и dС.

Зная, что точка С1 лежит на линии φ = 100% , определяем её на J - d диаграмме по величине JС (пересечение линии JС = const с линией φ = 100%), или по величине dС (пересечение линии dС = const c линией φ = 100%) .

Погрешность совпадения этих точек зависит только от точности построения J - d диаграммы.

Определяем теплосодержание смеси по уравнению

Определяем теплосодержание смеси по уравнению

При равных пропорциях смешиваемых частей воздуха, т.е. G1 = G2 , уравнение
примет вид

При равных пропорциях смешиваемых частей воздуха

Проверяем точность построения процессов на J — d диаграмме

Проверяем точность построения процессов на J - d диаграмме

Параметры точки смеси С1:

  • температура по сухому термометру tC1 = 6,7°С
  • теплосодержание — энтальпия JC1 = 22 кДж/кг;
  • влагосодержание — абсолютная влажность dС1 = 6,08 г/кг;
  • относительная влажность φ = 100%

При этом на каждый килограмм смеси выпадает

dС — dС1 = 7,925 - 6,08 = 1,845 г влаги.

Стандартные каркасные секции для обработки воздуха в приточных установках и в центральных кондиционерах представлены на рисунок 3.

Определить параметры воздуха в точке смеси

Стандартные каркасные секции для обработки воздуха в приточных установках и в центральных кондиционерах