Крутов В.И. - Техническая термодинамика (1062533), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Для этого на кривой насыщения ~Г = !00% отмечакп точки пересечения ее изотермами и из этих точек проводят вертикальные прямые (на схеме показаны пунктирные линии). На этих вертикалях в определенном масштабе для парциальных давлений пара откладывают отрезки О,й„О,Ь,, Овй, и т. д., соответствующие парциальным давлениям водяного пара в состоянии насыщения при заданных температурах (эти значения определяют из таблиц водяного цара). Соединение плавной кривой точке й„йм я, и т.
д. дает зависимость р, = () И). На И-диаграмме строят издтермы мокрого термомегра, т, е. линии )в ° сопз1. Для построения линии 1„= сопя! необходимо иметь аналитическую зависимость между величинами 1„, ! и г(, Эта зависимость устанавливается уравнениями (42б) и (428) при их совместном решении относительно й Строят прямую )в = сопИ в И-диаграмме, обычно исходя из следующих соображений При адиабатном увлажнении воздуха, имек щем до начала увлажнения влагосодержание и', = О, приращение энтальпии воздуха происходит за счет энтальпии испврившейся воды, т. е (429) Гз 0 гл вавы(в~!в Пусть в Ы-диаграмме (рис.
51, а) состояние насыщенного воздуха соответствует точке е. Чтобы определить параметры начального состояния, следует найти точку, а которой цв = 0 н г, = 1, В соответствии с выражением (429) (, = ! — вр „д„)„йв, поэтому из точки е необходимо провести прямую 1, = сопз! до пересечения с осью ординат 1 и отложить вниз от этой точки в масштабе удельной внтальпии отрезок, равный с „д г„пв.
Это даст точку ). Прямая е7 и является искомой изотермой 1„= сопз!. На И-дивграмме линии г„= сопз! располагаются более полого чем линии ! = сопз!. В И-диаграмме (см. приложение 4) линии г'„, = сопз! нанесены пунктирными линиями. Там же видно, что при ! = 99,4' С (что соот- !70 ветствует температуре насьнцения при давлении р = 99,3 кПа для которого построена Ы-диаграмма) кривые ~р = сопз! круто поднимаются вверх (на Ы-диаграмме это показано только для линий я = 5% и ср=10%).
Обычно Ы-диаграммы строят для какого-то среднего атмосферного давления.' Чтобы выяснить, можно лн пользоваться данной Ы- диаграммой для других давлений, необходимо найти зависимость основных параметров влажного воздуха от атмосферного давления, Однако линия насыщения р = !00%, а также другие линии относительной влажности Щ (100%) при различных атмосферных давлениях не одинаковы. Объясняется это тем, что при различных давлениях в данном объеме воздуха содержится различное количество пара, т.
е. 4 = 1 (р) в соответствии с формулой (407). Несмотря на это, по Ы-диаграмме, построенной для заданного атмосферного давления, можно рассчитать параметры влажного воздуха и для других давлений. В этом случае формулу (407) следует представить в виде 0,622 (и!г) (!/шп — ! Из такой записи формулы вытекает, что любая кривая ~р = сопз1 на данной Ы-диаграмме может быть использована для любых атмосферных давлений, однако значение относительной влажности окажется различным и определится отношением р!~р. Для теплотехнических расчетов с влажным воздухом широко используются Ыдиаграммы.
Так, например, в процессе сушки воздух предварительно подогревается в устройстве, называемом к а л о р и ф е р о м. При нагреве в калорифере влагосодержание воздуха не изменяется (д, = сопз(), поэтому процеса нагрева в Ы-диаграмме изображается вертикальной прямой (прямая 1-2 на рис. 01, б). Процесс охлаждения воздуха происходит при постоянном влагосодержании, т. е. линия 4, = сопз( также вертикальная прямая 3-4.
В точке 4 ненасыщенный воздух становится насышенным (га = 100%), а водяной пар оказывается сухим насыщенным. Прн дальнейшем его охлаждении происходит конденсация, которая приводит к уменьшению влагосодержания во влажном воздухе. Условно процесс конденсации 4-5 принимается происходящим при р = 100%. Количество влаги Ьд, выпавшей в процессе конденсации пара, определяется разностью Лд = д, — д,.
Если принять, что удельная энтальпия воды равна нулю, то процесс испарения воды можно принять происходящим при постоянном значении удельной энтальпин влажного воздуха (прямая З-б), Действительно, если энтальпня воды равна нулю, то теплота воздуха, затраченная на испарение воды, возвратится в воздух вместе с испаренной влагой, поэтому эитальпня влажного воздуха в процессе испарения — величина постоянная.
На Ы-диаграмме (рис. 51, б) дана схема определения точки росы.. С уменыпением температуры ненасыщенного влажного воздуха при 1(, сопя( (точка 3) увеличивается га. При Ч~ = 100% имеем состояние насыщенцОго влажного воздуха (точка 4). Температуру, при которой у = 1ОфЯ, называют точкой росы, 171 и ЬЪ. Смвшвнмв потоков влажного воздуха Смешение потоков влажного воздуха также можно анализировать с помощью Ы-диаграммы, Пусть в смеснтельную камеру воздуха поступают два потока влажного воздуха с раходами воздуха лт, и гп, о соответствующими влагосодержаниями г(, и г(„температурами 1, и 1, н энтальпнями 1, и (м При анализе принимается, что в смесительной камере оба потоке перемешиваются при р = сопз1 и без теплообмена с внешней средой.
В результате из смесительной камеры выходит поток воздуха (лт ) с параметрами г(, 1 и 1 Запишем уравнения материального баланса камеры для воздуха лт, + лтт =- т (430) и для воды (431) гп,г(, + гптг(, = т г( Таким образом, 3 = (лтА + лт,г(т)/пт„= = (глн/~ + туг/т)/ (и, + тт). (432) Уравнение энергетического баланса смешения в камере имее~ ннд гпр1 + гп2~2 ~~~мгш откуда 1 = (пт,/, + тт/т)!т„= (тА + т„а'т)/ (т, + т,).
(433) Соотношение поступающих в камеру масс влажного воздуха а = =- лт,/гп,, следовательно, в соответствии с формулой (432) г(,„= =:: (д, + а1т)/ (1 + а), откуда, а = (д„— г(т)/ (3т — г( ). (434) Перепишем формулу (433) с учетом этого соотношения, тогда 1 =- (1, + а/,)/ (1 + а), откуда а = (1„— 1,)/ (1, — 1 ). (435) Сопоставляя выражения (434) и (435), имеем (д — г(,)! (д, — д ) = (1„— 1,)/(1, — 1 ) илн (436) (/т — 1 )/ (д, — г( ) = (1 — 1,)/ (3 — г(,).
Следовательно, в И-диаграмме точка т, характеризующая состояние влажного воздуха после смешения, должна находиться на прямой, соединяющей точки 1 и 2, которые характеризуют на Ы-диаграмме начальные потоки воздуха гп, и т, (рнс. 52, а). Положение точки гп на этой прямой может быть определено прн язве,тных массовых долях смешиваемых потоков воздуха. Так как а, = т,/ (т, -)- ит) и д = т„/ (лт, + тт) и д, + д, = !. то с учетом формулы (434) ц, = = (г(т — И„)/ (г(, — д,) и д, = (г(„— ~1,)! (г(т — г(,) Иэ этих формул и следует, что точка т (рис. 52, а) делит прямую смешения 1-2 в отношении д,: дт 1?2 Рис.
52. Определение по Ы-диаграмме состоинии влажного иоадуха. о — после смешения; б — но температуРе сухого и мохрого термометРов Из гга-диаграммгя видно, что перед смешением могут быть взяты такие два состояния двух ненасыщенных потоков воздуха (точкн ! ' и 2'1, которые при смешении приведут к образованию тумана (точка и' на рис. 52, а).
5 оЗ. Опредепенне впажностн воздуха по температурам мокрого н сухого термометров Относительная влажность воздуха является одним из основных его параметров, используемых в различных технических расчетах (напрн. мер, выбор режима вентилянии и др.). Применяют четыре способа определения относительной влажноотв воздуха: химический, точки росы, волосяного гигрометра и психромеч рический. Наиболее распространенным способом является психро. метрический, Психрометр состоит из двух одинаковых термометров.
Один из ннд называется с у х и и те р и ом е т р о и, а его показания — темпе- ратурой воздуха по сухому термометру. Второй термометр обернут мокрой лентой„обеспечивающей непрерывный подвод воды к ртутному шарику, для того чтобы его поверхность была всегда влажной. Этот термометр называют м о к р ы и т е р м о м е т р о м. Испарение влаги с поверхности шарика термометра приведет его к охлаждению, поэтому такой термометр всегда показывает более низкую температу- ру, чем сухой термометр.
Разность показаний термометров называется психрометрической разностью. Однако температура г'„, показываемая мокрым термо- метром, вследствие теплопередачи к термометру извне не равна истин- ной температуре мокрого термометра г'„' (гм г„',1. Для уменьшения разности М = гм — г,', шарий мокрого термометра обдувййуся возду- !7$ ' хом, движущимся с достаточной скоростью.
Это уменьшает влияние возможного излучения окружающих предметов на термометр, В современных психрометрах оба термометра заключены в заградительные кожухи, поверхности которых полированы. Воздух через кожухи продуваатся специальным вентилятором, имеющим механический или электрический привод. Показания психрометра дают возможность по Ы-диаграмме определять относительную влажность и влагосодержание влажного воздуха.
Для этого необходимо определить точку 1 пересечения изотермы („(мокрого термометра) с изотермой г', (сухого термометра), как это показайо на рис. 52, б. Эта точка на и(-диаграмме и определит состояние влажного воздуха в замеряемом объеме. Если имеются показания психрометра, то определить относительную влажность «р и влагосодержание «( можно также по специальным пснхрометричйсйнм таблицам. $ 64. Кондиционирование воздуха Жизнь и деятельность человека нашего времени протекает в самых разнообразных условиях, В космических аппаратах, в подводных лодках, в глубоких шахтах, на фабриках и заводах, наконец, дома человек должен находиться в определенных условиях окружающей среды.
Рассмотрим, например, условия жизни человека на Земле. Атмосферный воздух представляет смесь сухих газов и водяного пара, т. е. является влажным воздухом. Практически неизменной остается лишь сухая часть состава воздуха. Его давление у поверхности Земли 90,6 †1 кН/м>, температура 185 †3 К, относительная влажность 10 — 100%.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
