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

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

t_см = 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

t_см = 19ºС.

Дополнительно по J — d диаграмме определяем:

• теплосодержание смешанного воздуха

J_см. = 39,4 кДж/кг;

• влагосодержание смешанного воздуха

d_см. = 8 г/кг;

• относительная влажность смешанного воздуха

φ_см. = 58 %

Для получения смешанного воздуха с этими параметрами необходимо взять:

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

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

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:

Все величины в этих двух уравнениях известны и не представляет трудности определить
численные значения J_С и d_С.

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

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

Определяем теплосодержание смеси по уравнению

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

Проверяем точность построения процессов на J — d диаграмме

Параметры точки смеси С₁:

• температура по сухому термометру t_C1 = 6,7°С
• теплосодержание — энтальпия J_C1 = 22 кДж/кг;
• влагосодержание — абсолютная влажность d_С1 = 6,08 г/кг;
• относительная влажность φ = 100%

При этом на каждый килограмм смеси выпадает

d_С — d_С1 = 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.