ТЕМА 4 i-d диаграмма влажного воздуха - УКЦ


4.1 Теоретические основы.

При расчете воздухообменов в помещении i-d диаграмма является основой для построения процессов параметров влажного воздуха.

i-d диаграмма имеет косоугольную систему координат для увеличения рабочей площади, приходящейся на влажный воздух и лежащей выше линии φ=100%.

Барометрическое давление Рбар для разных районов России изменяется.

Следовательно, для точного построения процессов необходима i-d диаграмма для каждого района.


i-d диаграмма связывает 5 параметров влажного воздуха:

  • теплосодержание i кДж/кг;
  • влагосодержание d г/кг;
  • температуру t °С;
  • относительную влажность φ %
  • давление водяных паров насыщения Рп кПа

Зная два (из пяти) параметра влажного воздуха, можно по положению точки определить все остальные.

4.2 Основные характерные процессы на i-d диаграмме.

На i-d диаграмме наносим точку 1(произвольно) с параметрами влажного воздуха.


а.Адиабатный процесс i=const (линия 1-2) см.рис.1

Снижается температура воздуха,увеличивается влагосодержание и относительная влажность.

Процесс проходит при непосредсвенном контакте воздуха с водой. Воздух проходит через оросительную камеру (форсуночную камеру) или через орошаемую насадку (Munters). Если продолжить линию 1-2 адиабату с i=сonst до линии относительной влажности φ=100%, мы получим точку 3 — температуру мокрого термометра tмт. Эта равновестная точка при контакте воздуха с водой.


б. Этот процесс происходит при охлажении воздуха при d=сonst (линия 1-4) см.рис.1

Этот процесс проходит в поверхностном воздухоохладителе.

Уменьшается температура и теплосодержание, происходит увеличение относительной влажности. Если продолжить охлаждение, то процесс дойдет до линии φ=100% (точка 5 ) и, не пересекая линию φ=100% пойдет вдоль нее, выделяя влагу из воздуха (точка 6) в количестве

(d
5-d6), г/кг

На этом процессе основана осушка воздуха.

На i-d диаграмме процесс охлаждения и осушки воздуха обозначается линией 1-6.

Пересечение линии относительной влажности φ=100% с линией охлаждения d=const имеет свое название-точка росы (точка 5).

По положению этой точки (точка 5) определяется температура точки росы tтр.

Рис.1

в.Изотермический процесс t=const (линия 1-7) см. рис.1

В этом случае все параметры возрастают. Увеличивается теплосодержание, влагосодержание и относительная влажность.

В реальной жизни это увлажнение воздуха паром.

Небольшое количество явного тепла, которое вносится паром, не учитывается при построении процесса.


г.Нагрев воздуха по d=const (линия 1-8) см.рис.1

При увеличении температуры воздуха происходит следующее:

  • увеличивается теплосодержание;
  • влагосодержание остается неизменным;
  • уменьшается относительная влажность.

В реальной жизни это процесс нагрева воздуха в калорифере.

4.3 Смешивание воздуха с различными параметрами. см.рис.2

Рис.2

При смешивании воздуха двух параметров линия смеси пойдет по прямой, соединяющей точки с этими параметрами.

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

Теплосодержание смеси

Влагосодержание смеси

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 заданными параметрами (tсм и φсм ).

Дополнительно по i-d диаграмме определяем:

  • теплосодержание смешанного воздуха i см, кДж/кг
  • влагосодержание смешанного воздуха dсм., г/кг

4.4 Реперные точки i-d диаграммы:

Рис.3

Н -точка наружного воздуха;

В -точка внутреннего воздуха;

К -точка после нагрева воздуха в калорифере;

П -точка приточного воздуха;

У -точка воздуха, удаляемого из помещения;

О -точка охлажденного воздуха;

С -точка смеси воздуха двух различных параметров и масс;

ТР -точка росы;

ТМ –точка температуры мокрого термометра.

4.5 Угловой коэффициент и его связь с поступлением тепла и влаги в помещение.

При одновременном выделении в помещении избыточного тепла и влаги, воздух будет нагреваться и увлажняться по линии, называемой угловым коэффициентом (или лучом процесса, либо тепловлажностным отношением)

где:

ΣQп — суммарное количество полного тепла, кДж/ч;

ΣW — суммарное количество влаги, кг/ч

При ΣQп =0 →ε=0

При ΣW=0 →ε=∞

Таким образом, i-d диаграмма по отношению к внутреннему воздуху разбивается на 4 зоны ( см.рис.3)

I зона
ε от ∞ до 0 — это нагрев и увлажнение;

II зона
ε от 0 до — ∞ — это охлаждение и увлажнение;

III зона
ε от -∞ до 0 — это охлаждение и осушка;

IV зона
ε от 0 до +∞ — это нагрев и осушка (в вентиляции и кондиционировании не используются)

Процессы, не являющиеся основными, называются политропическими.

Изотермический процесс t=const характеризуется значением ε=2530 кДж/кг H20.


Список литературы:

  1. Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Вентиляция и кондиционирование. Часть II. Под редакцией И.Г. Староверова Издательство литературы по строительству. Москва
  2. «Справочник по теплоснабжению и вентиляции» Книга вторая. Издательство «Будiвельник», 1983
  3. Баркалов Б.В., Карпис Е.Е. «Кондиционирование воздуха в промышленных, жилых и общественных зданиях» М.: Стройиздат, 1982.
  4. Богословский В.Н. «Отопление и вентиляция» М.: Стройиздат, 1976.
  5. Богословский В.Н., Кокорин О.Я., Петров Л.В. «Кондиционирование воздуха и холодоснабжение» М.: Стройиздат, 1985.
  6. Кокорин О.Я. «Современные системы кондиционирования воздуха» М.: Издательство физико-математической литературы, 2003.
  7. АВОК. Справочное пособие. «Влажный воздух» М.: 2004.