Διάγραμμα I-d για αρχάριους (Διάγραμμα ID της κατάστασης του υγρού αέρα για ομοιώματα). Μικροκλίμα στον θάλαμο καλλιέργειας μανιταριών στρειδιών Προσδιορισμός των παραμέτρων του υγρού αέρα στο διάγραμμα Id
Ορίστε παραμέτρους υγρός αέρας, καθώς και να λύσει μια σειρά από πρακτικά ζητήματα που σχετίζονται με το στέγνωμα διαφόρων υλικών, πολύ βολικά με γραφικό τρόπο με ταυτότηταδιαγράμματα, που προτάθηκαν για πρώτη φορά από τον Σοβιετικό επιστήμονα L.K. Ramzin το 1918.
Κατασκευασμένο για βαρομετρική πίεση 98 kPa. Στην πράξη, το διάγραμμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε όλες τις περιπτώσεις υπολογισμού στεγνωτηρίων, αφού με κανονικές διακυμάνσεις της ατμοσφαιρικής πίεσης, οι τιμές ΕγώΚαι ρεαλλάζει λίγο.
Διάγραμμα σε συντεταγμένες i-dείναι μια γραφική ερμηνεία της εξίσωσης της ενθαλπίας για τον υγρό αέρα. Αντανακλά τη σχέση των κύριων παραμέτρων του υγρού αέρα. Κάθε σημείο στο διάγραμμα υπογραμμίζει κάποια κατάσταση με καλά καθορισμένες παραμέτρους. Για να βρείτε κάποιο από τα χαρακτηριστικά του υγρού αέρα, αρκεί να γνωρίζετε μόνο δύο παραμέτρους της κατάστασής του.
Το διάγραμμα I-d του υγρού αέρα είναι ενσωματωμένο σε ένα λοξό σύστημα συντεταγμένων. Στον άξονα y πάνω και κάτω από το σημείο μηδέν (i \u003d 0, d \u003d 0), οι τιμές της ενθαλπίας σχεδιάζονται και οι γραμμές i \u003d const σχεδιάζονται παράλληλες με τον άξονα της τετμημένης, δηλαδή , σε γωνία 135 0 ως προς την κατακόρυφο. Σε αυτή την περίπτωση, η ισόθερμη 0 o C στην ακόρεστη περιοχή βρίσκεται σχεδόν οριζόντια. Όσον αφορά την κλίμακα για την ανάγνωση της περιεκτικότητας σε υγρασία d, για λόγους ευκολίας μεταφέρεται σε μια οριζόντια ευθεία γραμμή που διέρχεται από την αρχή.
Η καμπύλη της μερικής πίεσης των υδρατμών απεικονίζεται επίσης στο διάγραμμα i-d. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιείται η ακόλουθη εξίσωση:
R p \u003d B * d / (0,622 + d),
Για μεταβλητές τιμές του d, λαμβάνουμε ότι, για παράδειγμα, για d=0 P p =0, για d=d 1 P p = P p1 , για d=d 2 P p = P p2, κ.λπ. Δεδομένης μιας ορισμένης κλίμακας για μερικές πιέσεις, στο κάτω μέρος του διαγράμματος σε ένα ορθογώνιο σύστημα αξόνων συντεταγμένων, απεικονίζεται μια καμπύλη P p =f(d) στα υποδεικνυόμενα σημεία. Μετά από αυτό, καμπύλες γραμμές σταθερής σχετικής υγρασίας (φ = const) απεικονίζονται στο διάγραμμα i-d. Η κάτω καμπύλη φ = 100% χαρακτηρίζει την κατάσταση του αέρα κορεσμένου με υδρατμούς ( καμπύλη κορεσμού).
Επίσης, οι ευθείες γραμμές ισόθερμων (t = const) χτίζονται στο διάγραμμα i-d του υγρού αέρα, που χαρακτηρίζει τις διαδικασίες εξάτμισης υγρασίας, λαμβάνοντας υπόψη την πρόσθετη ποσότητα θερμότητας που εισάγεται από νερό με θερμοκρασία 0 ° C.
Στη διαδικασία της εξάτμισης της υγρασίας, η ενθαλπία του αέρα παραμένει σταθερή, αφού η θερμότητα που λαμβάνεται από τον αέρα για ξήρανση υλικών επιστρέφει πίσω σε αυτόν μαζί με την εξατμιζόμενη υγρασία, δηλαδή στην εξίσωση:
i = i σε + d*i p
Μια μείωση στην πρώτη περίοδο θα αντισταθμιστεί με μια αύξηση στη δεύτερη περίοδο. Στο διάγραμμα i-d, αυτή η διαδικασία ακολουθεί τη γραμμή (i = const) και έχει το υπό όρους όνομα της διεργασίας αδιαβατική εξάτμιση. Το όριο της ψύξης του αέρα είναι η αδιαβατική θερμοκρασία του υγρού βολβού, η οποία βρίσκεται στο διάγραμμα ως η θερμοκρασία του σημείου στη διασταύρωση των γραμμών (i = const) με την καμπύλη κορεσμού (φ = 100%).
Ή με άλλα λόγια, εάν από το σημείο Α (με συντεταγμένες i = 72 kJ / kg, d = 12,5 g / kg ξηρού αέρα, t = 40 ° C, V = 0,905 m 3 / kg ξηρού αέρα φ = 27%), εκπέμπει μια ορισμένη κατάσταση υγρού αέρα, τραβήξτε μια κατακόρυφη δέσμη d = const, τότε θα είναι μια διαδικασία ψύξης του αέρα χωρίς αλλαγή της περιεκτικότητάς του σε υγρασία. η τιμή της σχετικής υγρασίας φ σε αυτή την περίπτωση σταδιακά αυξάνεται. Όταν αυτή η δέσμη συνεχίζει μέχρι να τέμνεται με την καμπύλη φ = 100% (σημείο "Β" με συντεταγμένες i = 49 kJ/kg, d = 12,5 g/kg ξηρού αέρα, t = 17,5 °C, V = 0 ,84 m 3 / kg ξηρού αέρα j \u003d 100%), παίρνουμε τη χαμηλότερη θερμοκρασία t p (λέγεται θερμοκρασία σημείου δρόσου), στην οποία ο αέρας με δεδομένη περιεκτικότητα σε υγρασία d εξακολουθεί να μπορεί να συγκρατεί ατμούς σε μη συμπυκνωμένη μορφή. μια περαιτέρω μείωση της θερμοκρασίας οδηγεί σε απώλεια υγρασίας είτε σε ανάρτηση (ομίχλη), είτε με τη μορφή δρόσου στις επιφάνειες των περιφράξεων (τοίχοι αυτοκινήτων, προϊόντα), είτε σε παγετό και χιόνι (σωλήνες εξατμιστή της ψυκτικής μηχανής).
Εάν ο αέρας στην κατάσταση Α υγρανθεί χωρίς παροχή ή αφαίρεση θερμότητας (για παράδειγμα, από ανοιχτή επιφάνεια νερού), τότε η διαδικασία που χαρακτηρίζεται από τη γραμμή AC θα συμβεί χωρίς αλλαγή της ενθαλπίας (i = const). Θερμοκρασία t m στη διασταύρωση αυτής της γραμμής με την καμπύλη κορεσμού (σημείο "C" με συντεταγμένες i \u003d 72 kJ / kg, d \u003d 19 g / kg ξηρού αέρα, t \u003d 24 ° C, V \u003d 0,87 m 3 / kg ξηρού αέρα φ = 100%) και είναι θερμοκρασία υγρού λαμπτήρα.
Χρησιμοποιώντας το i-d, είναι βολικό να αναλύσουμε τις διεργασίες που συμβαίνουν όταν αναμιγνύονται ροές υγρού αέρα.
Επίσης διάγραμμα i-dΟ υγρός αέρας χρησιμοποιείται ευρέως για τον υπολογισμό των παραμέτρων του κλιματισμού, ο οποίος νοείται ως ένα σύνολο μέσων και μεθόδων που επηρεάζουν τη θερμοκρασία και την υγρασία του αέρα.
Για πρακτικούς σκοπούς, είναι πολύ σημαντικό να υπολογιστεί ο χρόνος ψύξης του φορτίου χρησιμοποιώντας τον εξοπλισμό που είναι διαθέσιμος επί του σκάφους. Δεδομένου ότι οι δυνατότητες μιας εγκατάστασης πλοίου για υγροποίηση αερίων καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό τον χρόνο παραμονής του πλοίου στο λιμάνι, η γνώση αυτών των δυνατοτήτων θα επιτρέψει τον προγραμματισμό του χρόνου παραμονής εκ των προτέρων, αποφεύγοντας άσκοπους χρόνους διακοπής λειτουργίας και ως εκ τούτου αξιώσεις κατά του πλοίου.
Διάγραμμα Mollier. που δίνεται παρακάτω (Εικ. 62), υπολογίζεται μόνο για το προπάνιο, αλλά η μέθοδος χρήσης του για όλα τα αέρια είναι η ίδια (Εικ. 63).
Το διάγραμμα Mollier χρησιμοποιεί μια λογαριθμική κλίμακα απόλυτης πίεσης (Ρ log) - στον κατακόρυφο άξονα, στον οριζόντιο άξονα η - φυσική κλίμακα ειδικής ενθαλπίας (βλ. Εικ. 62, 63). Η πίεση είναι σε MPa, 0,1 MPa = 1 bar, επομένως θα χρησιμοποιήσουμε ράβδους στο μέλλον. Η ειδική ενθαλπία μετράται σε kJ/kg. Στο μέλλον, κατά την επίλυση πρακτικών προβλημάτων, θα χρησιμοποιούμε συνεχώς το διάγραμμα Mollier (αλλά μόνο τη σχηματική αναπαράστασή του για να κατανοήσουμε τη φυσική των θερμικών διεργασιών που συμβαίνουν με το φορτίο).
Στο διάγραμμα, μπορεί κανείς εύκολα να παρατηρήσει ένα είδος «διχτυού» που σχηματίζεται από τις καμπύλες. Τα όρια αυτού του «διχτυού» σκιαγραφούν τις οριακές καμπύλες για τη μεταβολή των συνολικών καταστάσεων του υγροποιημένου αερίου, οι οποίες αντικατοπτρίζουν τη μετάβαση του ΥΓΡΟΥ σε κορεσμένο ατμό. Οτιδήποτε στα αριστερά του "διχτυού" αναφέρεται σε υπερψυγμένο υγρό και ό,τι βρίσκεται στα δεξιά του "διχτυού" αναφέρεται σε υπέρθερμο ατμό (βλ. Εικ. 63).
Ο χώρος μεταξύ αυτών των καμπυλών αντιπροσωπεύει διαφορετικές καταστάσεις ενός μείγματος κορεσμένου ατμού προπανίου και υγρού, αντανακλώντας τη διαδικασία μετάβασης φάσης. Σε ορισμένα παραδείγματα, θα εξετάσουμε την πρακτική χρήση * του διαγράμματος Mollier.
Παράδειγμα 1: Σχεδιάστε μια γραμμή που αντιστοιχεί σε πίεση 2 bar (0,2 MPa) μέσα από το τμήμα του διαγράμματος που αντικατοπτρίζει την αλλαγή φάσης (Εικ. 64).
Για να γίνει αυτό, προσδιορίζουμε την ενθαλπία για 1 kg προπανίου που βράζει σε απόλυτη πίεση 2 bar.
Όπως σημειώθηκε παραπάνω, το υγρό προπάνιο που βράζει χαρακτηρίζεται από την αριστερή καμπύλη του διαγράμματος. Στην περίπτωσή μας, αυτό θα είναι το ζητούμενο ΕΝΑ,Σύρισμα από ένα σημείο ΕΝΑκάθετη γραμμή στην κλίμακα Α, προσδιορίζουμε την τιμή της ενθαλπίας, η οποία θα είναι 460 kJ / kg. Αυτό σημαίνει ότι κάθε κιλό προπανίου σε αυτή την κατάσταση (στο σημείο βρασμού σε πίεση 2 bar) έχει ενέργεια 460 kJ. Επομένως, 10 kg προπανίου θα έχουν ενθαλπία 4600 kJ.
Στη συνέχεια, προσδιορίζουμε την τιμή ενθαλπίας για ξηρό κορεσμένο ατμό προπανίου στην ίδια πίεση (2 bar). Για να το κάνετε αυτό, σχεδιάστε μια κάθετη γραμμή από το σημείο ΣΕστη διασταύρωση με την κλίμακα ενθαλπίας. Ως αποτέλεσμα, διαπιστώνουμε ότι η μέγιστη τιμή ενθαλπίας για 1 kg προπανίου στη φάση κορεσμένου ατμού θα είναι 870 kJ. Μέσα στο διάγραμμα
* Για τους υπολογισμούς χρησιμοποιούνται δεδομένα από τους θερμοδυναμικούς πίνακες του προπανίου (βλ. Παραρτήματα).
Ρύζι. 64. Για παράδειγμα 1 Εικ. 65. Παράδειγμα 2
Στο 
αποτελεσματική ενθαλπία, kJ/kg (kcal/kg)
Ρύζι. 63. Βασικές καμπύλες του διαγράμματος Mollier
(Εικ. 65) οι γραμμές που κατευθύνονται προς τα κάτω από το σημείο της κρίσιμης κατάστασης του αερίου αντιπροσωπεύουν τον αριθμό των μερών του αερίου και του υγρού στη φάση μετάβασης. Με άλλα λόγια, 0,1 σημαίνει ότι το μείγμα περιέχει 1 μέρος ατμού αερίου και 9 μέρη υγρού. Στο σημείο τομής της πίεσης κορεσμένων ατμών και αυτών των καμπυλών, προσδιορίζουμε τη σύσταση του μείγματος (την ξηρότητα ή την υγρασία του). Η θερμοκρασία μετάβασης είναι σταθερή καθ' όλη τη διάρκεια της διαδικασίας συμπύκνωσης ή εξάτμισης. Εάν το προπάνιο βρίσκεται σε κλειστό σύστημα (δεξαμενή φορτίου), υπάρχουν τόσο η υγρή όσο και η αέρια φάση του φορτίου. Η θερμοκρασία ενός υγρού μπορεί να προσδιοριστεί από την τάση ατμών και η τάση ατμών από τη θερμοκρασία του υγρού. Η πίεση και η θερμοκρασία σχετίζονται εάν το υγρό και ο ατμός βρίσκονται σε ισορροπία σε ένα κλειστό σύστημα. Σημειώστε ότι οι καμπύλες θερμοκρασίας που βρίσκονται στην αριστερή πλευρά του διαγράμματος κατεβαίνουν σχεδόν κάθετα, διασχίζουν τη φάση εξάτμισης στην οριζόντια κατεύθυνση και στη δεξιά πλευρά του διαγράμματος κατεβαίνουν και πάλι σχεδόν κατακόρυφα.
Παράδειγμα 2: Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει 1 kg προπανίου στο στάδιο αλλαγής φάσης (μέρος του προπανίου είναι υγρό και μέρος είναι ατμός). Η πίεση κορεσμένων ατμών είναι 7,5 bar και η ενθαλπία του μείγματος (ατμός-υγρό) είναι 635 kJ/kg.
Είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί ποιο μέρος του προπανίου βρίσκεται στην υγρή φάση και ποιο στην αέρια φάση. Ας βάλουμε στο διάγραμμα πρώτα από όλα τα γνωστά μεγέθη: τάση ατμών (7,5 bar) και ενθαλπία (635 kJ/kg). Στη συνέχεια, προσδιορίζουμε το σημείο τομής της πίεσης και της ενθαλπίας - βρίσκεται στην καμπύλη, η οποία φέρει την ένδειξη 0,2. Και αυτό, με τη σειρά του, σημαίνει ότι έχουμε προπάνιο στο στάδιο βρασμού, και 2 (20%) μέρη προπανίου είναι σε αέρια κατάσταση και 8 (80%) σε υγρή κατάσταση.
Είναι επίσης δυνατός ο προσδιορισμός της πίεσης μετρητή ενός υγρού σε μια δεξαμενή της οποίας η θερμοκρασία είναι 60° F, ή 15,5° C (θα χρησιμοποιήσουμε τον θερμοδυναμικό πίνακα προπανίου από το Παράρτημα για να μετατρέψουμε τη θερμοκρασία).
Πρέπει να θυμόμαστε ότι αυτή η πίεση είναι μικρότερη από την πίεση κορεσμένων ατμών (απόλυτη πίεση) κατά την τιμή της ατμοσφαιρικής πίεσης, ίση με 1,013 mbar. Στο μέλλον, για να απλοποιήσουμε τους υπολογισμούς, θα χρησιμοποιήσουμε την τιμή της ατμοσφαιρικής πίεσης ίση με 1 bar. Στην περίπτωσή μας, η πίεση κορεσμένων ατμών, ή απόλυτη πίεση, είναι 7,5 bar, επομένως η πίεση μετρητή στη δεξαμενή θα είναι 6,5 bar.
Ρύζι. 66. Παράδειγμα 3
Αναφέρθηκε ήδη νωρίτερα ότι το υγρό και οι ατμοί σε κατάσταση ισορροπίας βρίσκονται σε ένα κλειστό σύστημα στην ίδια θερμοκρασία. Αυτό είναι αλήθεια, αλλά στην πράξη μπορεί να φανεί ότι οι ατμοί που βρίσκονται στο πάνω μέρος της δεξαμενής (στον θόλο) έχουν θερμοκρασία πολύ μεγαλύτερη από τη θερμοκρασία του υγρού. Αυτό οφείλεται στη θέρμανση της δεξαμενής. Ωστόσο, μια τέτοια θέρμανση δεν επηρεάζει την πίεση στη δεξαμενή, η οποία αντιστοιχεί στη θερμοκρασία του υγρού (ακριβέστερα, στη θερμοκρασία στην επιφάνεια του υγρού). Οι ατμοί ακριβώς πάνω από την επιφάνεια του υγρού έχουν την ίδια θερμοκρασία με το ίδιο το υγρό στην επιφάνεια, όπου συμβαίνει η αλλαγή φάσης της ουσίας.Όπως φαίνεται από το σχ. 62-65, στο διάγραμμα Mollier, οι καμπύλες πυκνότητας κατευθύνονται από την κάτω αριστερή γωνία του διαγράμματος "καθαρού" στην επάνω δεξιά γωνία. Η τιμή της πυκνότητας στο γράφημα μπορεί να δοθεί σε Ib/ft 3 . Για τη μετατροπή σε SI, χρησιμοποιείται συντελεστής μετατροπής 16,02 (1,0 Ib / ft 3 \u003d 16,02 kg / m 3).
Παράδειγμα 3: Σε αυτό το παράδειγμα θα χρησιμοποιήσουμε καμπύλες πυκνότητας. Απαιτείται ο προσδιορισμός της πυκνότητας υπερθερμασμένου ατμού προπανίου σε απόλυτη πίεση 0,95 bar και θερμοκρασία 49 ° C (120 ° F). 
Καθορίζουμε επίσης την ειδική ενθαλπία αυτών των ατμών.
Η λύση του παραδείγματος φαίνεται από το Σχήμα 66.
Στα παραδείγματά μας, χρησιμοποιούνται τα θερμοδυναμικά χαρακτηριστικά ενός αερίου, του προπανίου.
Σε τέτοιους υπολογισμούς για οποιοδήποτε αέριο, μόνο οι απόλυτες τιμές των θερμοδυναμικών παραμέτρων θα αλλάξουν, αλλά η αρχή παραμένει η ίδια για όλα τα αέρια. Στη συνέχεια, για απλοποίηση, μεγαλύτερη ακρίβεια των υπολογισμών και μείωση του χρόνου, θα χρησιμοποιήσουμε πίνακες θερμοδυναμικών ιδιοτήτων των αερίων.
Σχεδόν όλες οι πληροφορίες που περιλαμβάνονται στο διάγραμμα Mollier παρουσιάζονται σε μορφή πίνακα.
ΜΕ 
χρησιμοποιώντας πίνακες, μπορείτε να βρείτε τις τιμές των παραμέτρων του φορτίου, αλλά είναι δύσκολο. Ρύζι. 67. Για παράδειγμα 4 φανταστείτε πώς πηγαίνει η διαδικασία. . ψύξη, εάν δεν χρησιμοποιείτε τουλάχιστον μια σχηματική απεικόνιση του διαγράμματος Π-
η.
Παράδειγμα 4: Υπάρχει προπάνιο σε μια δεξαμενή φορτίου σε θερμοκρασία -20 "C. Είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί όσο το δυνατόν ακριβέστερα η πίεση του αερίου στη δεξαμενή σε μια δεδομένη θερμοκρασία. Στη συνέχεια, είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί η πυκνότητα και ενθαλπία ατμού και υγρού, καθώς και η διαφορά» ενθαλπίας μεταξύ υγρού και ατμού. Οι ατμοί πάνω από την επιφάνεια ενός υγρού είναι σε κορεσμό στην ίδια θερμοκρασία με το ίδιο το υγρό. Η ατμοσφαιρική πίεση είναι 980 mlbar. Είναι απαραίτητο να δημιουργήσετε ένα απλοποιημένο διάγραμμα Mollier και να εμφανίσετε όλες τις παραμέτρους σε αυτό.
Χρησιμοποιώντας τον πίνακα (βλ. Παράρτημα 1), προσδιορίζουμε την πίεση των κορεσμένων ατμών προπανίου. Απόλυτη πίεσηΟ ατμός προπανίου στους -20 ° C είναι 2,44526 bar. Η πίεση στη δεξαμενή θα είναι:
πίεση δεξαμενής (μετρητή ή μετρητή)
1,46526 bar
ατμοσφαιρική πίεση= 0,980 bar =
Απόλυτη _ πίεση
2,44526 bar
Στη στήλη που αντιστοιχεί στην πυκνότητα του υγρού, διαπιστώνουμε ότι η πυκνότητα του υγρού προπανίου στους -20 ° C θα είναι 554,48 kg / m 3. Στη συνέχεια, βρίσκουμε στην αντίστοιχη στήλη την πυκνότητα των κορεσμένων ατμών, η οποία είναι ίση με 5,60 kg / m 3. Η ενθαλπία του υγρού θα είναι 476,2 kJ/kg και του ατμού - 876,8 kJ/kg. Αντίστοιχα, η διαφορά ενθαλπίας θα είναι (876,8 - 476,2) = 400,6 kJ / kg.
Λίγο αργότερα, θα εξετάσουμε τη χρήση του διαγράμματος Mollier σε πρακτικούς υπολογισμούς για τον προσδιορισμό της λειτουργίας των εγκαταστάσεων ρευστοποίησης.
Το διάγραμμα I-d υγρού αέρα αναπτύχθηκε από τον Ρώσο επιστήμονα, καθηγητή L.K. Ramzin το 1918. Στη Δύση, το ανάλογο του διαγράμματος I-d είναι το διάγραμμα Mollier ή το ψυχρομετρικό διάγραμμα. Το διάγραμμα I-d χρησιμοποιείται στους υπολογισμούς συστημάτων κλιματισμού, εξαερισμού και θέρμανσης και σας επιτρέπει να προσδιορίσετε γρήγορα όλες τις παραμέτρους της ανταλλαγής αέρα στο δωμάτιο.
Το διάγραμμα I-d υγρού αέρα συνδέει γραφικά όλες τις παραμέτρους που καθορίζουν τη θερμική και υγρασία του αέρα: ενθαλπία, περιεκτικότητα σε υγρασία, θερμοκρασία, σχετική υγρασία, μερική πίεση υδρατμών. Η χρήση ενός διαγράμματος σάς επιτρέπει να εμφανίζετε οπτικά τη διαδικασία αερισμού, αποφεύγοντας πολύπλοκους υπολογισμούς χρησιμοποιώντας τύπους.
Βασικές ιδιότητες του υγρού αέρα
Ο αέρας γύρω μας είναι ένα μείγμα ξηρού αέρα και υδρατμών. Αυτό το μείγμα ονομάζεται υγρός αέρας. Ο υγρός αέρας αξιολογείται σύμφωνα με τις ακόλουθες κύριες παραμέτρους:
- Θερμοκρασία αέρα σύμφωνα με το ξηρό θερμόμετρο tc, °C - χαρακτηρίζει τον βαθμό θέρμανσης του.
- Θερμοκρασία αέρα υγρού λαμπτήρα tm, °C - η θερμοκρασία στην οποία πρέπει να ψυχθεί ο αέρας για να κορεσθεί διατηρώντας την αρχική ενθαλπία του αέρα.
- Θερμοκρασία σημείου δρόσου αέρα tp, °C - η θερμοκρασία στην οποία πρέπει να ψυχθεί ο ακόρεστος αέρας έτσι ώστε να κορεσθεί διατηρώντας σταθερή περιεκτικότητα σε υγρασία.
- Περιεκτικότητα σε υγρασία αέρα d, g / kg - αυτή είναι η ποσότητα υδρατμών σε g (ή kg) ανά 1 kg ξηρού τμήματος υγρού αέρα.
- Σχετική υγρασία j, % - χαρακτηρίζει τον βαθμό κορεσμού του αέρα με υδρατμούς. Αυτή είναι η αναλογία της μάζας των υδρατμών που περιέχεται στον αέρα προς τη μέγιστη δυνατή μάζα τους στον αέρα υπό τις ίδιες συνθήκες, δηλαδή θερμοκρασία και πίεση, και εκφράζεται ως ποσοστό.
- Κορεσμένη κατάσταση υγρού αέρα - μια κατάσταση στην οποία ο αέρας είναι κορεσμένος με υδρατμούς στο όριο, γι 'αυτό j \u003d 100%.
- Απόλυτη υγρασία αέρα e, kg / m 3 - αυτή είναι η ποσότητα υδρατμών σε g που περιέχεται σε 1 m 3 υγρού αέρα. Αριθμητικά απόλυτη υγρασίαο αέρας είναι ίσος με την πυκνότητα του υγρού αέρα.
- Ειδική ενθαλπία υγρού αέρα I, kJ/kg - η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για τη θέρμανση από 0 ° C σε μια δεδομένη θερμοκρασία, μια τέτοια ποσότητα υγρού αέρα, το ξηρό μέρος του οποίου έχει μάζα 1 kg. Η ενθαλπία του υγρού αέρα είναι το άθροισμα της ενθαλπίας του ξηρού μέρους του και της ενθαλπίας των υδρατμών.
- Ειδική θερμότητα υγρού αέρα c, kJ / (kg.K) - η θερμότητα που πρέπει να δαπανηθεί σε ένα κιλό υγρού αέρα για να αυξηθεί η θερμοκρασία του κατά ένα βαθμό Kelvin.
- Μερική πίεση υδρατμών Pp, Pa - πίεση υπό την οποία οι υδρατμοί βρίσκονται σε υγρό αέρα.
- Η συνολική βαρομετρική πίεση Pb, Pa είναι ίση με το άθροισμα των μερικών πιέσεων των υδρατμών και του ξηρού αέρα (σύμφωνα με το νόμο του Dalton).
Περιγραφή του διαγράμματος I-d
Ο άξονας τεταγμένων του διαγράμματος απεικονίζει τις τιμές της ενθαλπίας I, kJ/kg του ξηρού τμήματος του αέρα, ο άξονας της τετμημένης, κατευθυνόμενος υπό γωνία 135° ως προς τον άξονα Ι, απεικονίζει τις τιμές της υγρασίας περιεκτικότητα d, g/kg του ξηρού τμήματος του αέρα. Το πεδίο του διαγράμματος διαιρείται με γραμμές σταθερών τιμών ενθαλπίας I = const και περιεκτικότητας σε υγρασία d = const. Έχει επίσης γραμμές σταθερών τιμών θερμοκρασίας t = const, οι οποίες δεν είναι παράλληλες μεταξύ τους: όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του υγρού αέρα, τόσο περισσότερο οι ισόθερμες αποκλίνουν προς τα πάνω. Εκτός από τις γραμμές σταθερών τιμών I, d, t, στο πεδίο του διαγράμματος απεικονίζονται γραμμές σταθερών τιμών σχετικής υγρασίας αέρα φ = const. Στο κάτω μέρος του διαγράμματος I-d υπάρχει μια καμπύλη με ανεξάρτητο άξονα y. Σχετίζει την περιεκτικότητα σε υγρασία d, g/kg, με την πίεση υδρατμών Rp, kPa. Ο άξονας y αυτού του γραφήματος είναι η κλίμακα της μερικής πίεσης των υδρατμών Pp. Ολόκληρο το πεδίο του διαγράμματος χωρίζεται από τη γραμμή j = 100% σε δύο μέρη. Πάνω από αυτή τη γραμμή υπάρχει μια περιοχή ακόρεστου υγρού αέρα. Η γραμμή j = 100% αντιστοιχεί στην κατάσταση του αέρα που είναι κορεσμένος με υδρατμούς. Παρακάτω είναι μια περιοχή υπερκορεσμένου αέρα (περιοχή ομίχλης). Κάθε σημείο στο διάγραμμα I-d αντιστοιχεί σε μια συγκεκριμένη κατάσταση θερμότητας και υγρασίας Η γραμμή στο διάγραμμα I-d αντιστοιχεί στη διαδικασία επεξεργασίας θερμότητας και υγρασίας του αέρα. Γενική μορφήΤα διαγράμματα I-d-υγρού αέρα παρουσιάζονται παρακάτω στο συνημμένο αρχείο PDFκατάλληλο για εκτύπωση σε μορφές Α3 και Α4.
Κατασκευή διεργασιών επεξεργασίας αέρα σε συστήματα κλιματισμού και εξαερισμού στο διάγραμμα I-d.
Διαδικασίες θέρμανσης, ψύξης και ανάμειξης αέρα
Στο διάγραμμα I-d του υγρού αέρα, οι διαδικασίες θέρμανσης και ψύξης του αέρα απεικονίζονται με ακτίνες κατά μήκος της γραμμής d-const (Εικ. 2).
Ρύζι. 2. Οι διαδικασίες ξηρής θέρμανσης και ψύξης του αέρα στο διάγραμμα I-d:
- V_1, V_2, - ξηρή θέρμανση.
- В_1, В_3 – ξηρή ψύξη.
- В_1, В_4, В_5 – ψύξη με αφύγρανση.
Οι διαδικασίες ξηρής θέρμανσης και ψύξης ξηρού αέρα πραγματοποιούνται στην πράξη με τη χρήση εναλλάκτη θερμότητας (αερόθερμα, θερμοσίφωνες, ψύκτες αέρα).
Εάν ο υγρός αέρας στον εναλλάκτη θερμότητας ψύχεται κάτω από το σημείο δρόσου, τότε η διαδικασία ψύξης συνοδεύεται από συμπύκνωση από τον αέρα στην επιφάνεια του εναλλάκτη θερμότητας και η ψύξη του αέρα συνοδεύεται από ξήρανση.
Λαμβάνοντας υπόψη ποιο είναι το κύριο αντικείμενο της διαδικασίας αερισμού, στον τομέα του εξαερισμού είναι συχνά απαραίτητος ο προσδιορισμός ορισμένων παραμέτρων αέρα. Για να αποφευχθούν πολυάριθμοι υπολογισμοί, συνήθως καθορίζονται από ένα ειδικό διάγραμμα, το οποίο ονομάζεται Id του διαγράμματος. Σας επιτρέπει να προσδιορίζετε γρήγορα όλες τις παραμέτρους αέρα από δύο γνωστές. Η χρήση ενός διαγράμματος σάς επιτρέπει να αποφύγετε τους υπολογισμούς τύπου και να εμφανίσετε οπτικά τη διαδικασία αερισμού. Ένα παράδειγμα αναγνωριστικού γραφήματος εμφανίζεται στην επόμενη σελίδα. Το ανάλογο του διαγράμματος Id στα δυτικά είναι Διάγραμμα Mollierή ψυχομετρικό διάγραμμα.
Ο σχεδιασμός του διαγράμματος, κατ 'αρχήν, μπορεί να είναι κάπως διαφορετικός. Ένα τυπικό γενικό σχήμα του διαγράμματος Id φαίνεται παρακάτω στο Σχήμα 3.1. Το διάγραμμα είναι ένα πεδίο εργασίας στο πλάγιο σύστημα συντεταγμένων Id, στο οποίο σχεδιάζονται διάφορα πλέγματα συντεταγμένων και βοηθητικές κλίμακες κατά μήκος της περιμέτρου του διαγράμματος. Η κλίμακα περιεκτικότητας σε υγρασία βρίσκεται συνήθως στο κάτω άκρο του διαγράμματος, με τις γραμμές σταθερής περιεκτικότητας σε υγρασία να είναι κάθετες ευθείες γραμμές. Οι γραμμές των σταθερών είναι παράλληλες ευθείες γραμμές, που συνήθως πηγαίνουν υπό γωνία 135° ως προς τις κατακόρυφες γραμμές περιεκτικότητας σε υγρασία (κατ' αρχήν, οι γωνίες μεταξύ των γραμμών ενθαλπίας και περιεκτικότητας σε υγρασία μπορεί να είναι διαφορετικές). Το λοξό σύστημα συντεταγμένων επιλέγεται για να αυξηθεί η περιοχή εργασίας του διαγράμματος. Σε ένα τέτοιο σύστημα συντεταγμένων, οι γραμμές σταθερών θερμοκρασιών είναι ευθείες γραμμές που εκτείνονται με μια μικρή κλίση προς την οριζόντια και ελαφρώς ανεμιστήρες προς τα έξω.
Το πεδίο εργασίας του διαγράμματος περιορίζεται από καμπύλες γραμμές ίσης σχετικής υγρασίας 0% και 100%, μεταξύ των οποίων απεικονίζονται γραμμές άλλων τιμών ίσης σχετικής υγρασίας με βήμα 10%.
Η κλίμακα θερμοκρασίας βρίσκεται συνήθως στο αριστερό άκρο του πεδίου εργασίας του διαγράμματος. Οι τιμές των ενθαλπιών αέρα απεικονίζονται συνήθως κάτω από την καμπύλη F = 100. Οι τιμές των μερικών πιέσεων εφαρμόζονται μερικές φορές κατά μήκος του άνω άκρου του πεδίου εργασίας, μερικές φορές κατά μήκος της κάτω άκρης κάτω από την κλίμακα περιεκτικότητας σε υγρασία, μερικές φορές κατά μήκος της δεξιά άκρη. Στην τελευταία περίπτωση, μια βοηθητική καμπύλη μερικών πιέσεων χτίζεται επιπλέον στο διάγραμμα.