все параметры воздуха можно определить аналитически, но в проектной практике широкое распространение получил графический метод определения по i-d диаграмме влажного воздуха, рисунок 4.1.
Эта диаграмма была предложена профессором Л.К Рамзиным в 1918 г. и широко применяется в расчетах вентиляции и кондиционирования воздуха, отоплении (ВОК) и процессов сушки.
В основу построения диаграммы легли уравнения влагосодержания (4.11), удельной энтальпии влажного воздуха (4.30).
Диаграмма i-d графически связывает следующие параметры:
· влагосодержание, d, гв.п/кгс.в;
· удельную энтальпию i, кДж/кгв.п;
· температуру, t, °С;
· относительную влажность, 
, %;
· парциальное давление водяных паров рв.п, кПа.
По оси абсцисс откладывается влагосодержание d, гв.п/кгс.в, по оси ординат – удельная энтальпия влажного воздуха, i, кДж/кг, и температура t, °С. за начало отсчета удельной энтальпии принята нулевая точка, в которой d= 0, t = 0.
При построении диаграммы принята косоугольная система координат, так как в такой системе область ненасыщенного воздуха занимает большую площадь диаграммы. Через точки на оси ординат проводят линии постоянной удельной энтальпии (i = сonst) под углом 135 ° к линии постоянного влагосодержания (d = сonst). После нанесения сетки из линии i = сonst и d = сonst на диаграмму наносят линии постоянной температуры – изотермы (t =const)и кривые линии постоянной относительной влажности (φ = сonst). Уравнение энтальпии показывает, что изотермы – прямые линии. В нижней части диаграммы нанесении линия парциального давления водяного пара рв.п.
Кривая линия, соответствующая = сonst, делит диаграмму на две части. Справа от линии расположена область влажного ненасыщенного воздуха, слева – область влажного насыщенного воздуха.
Два любых параметра определяют на диаграмме точку тепловлажностного состояния воздуха, по которой можно найти остальные параметры.
по диаграмме можно найти параметры насыщения:
1) температуру точки росы tр – температуру насыщения при d = const;
2) температуру мокрого термометра tм – температуру насыщения при i = const;
3) парциальное давление насыщения водяными парами воздуха 
при t = const;
4) влагосодержание насыщения dнас.
Обычно диаграмма строится для определенного среднего атмосферного давления. Но по этой диаграмме можно рассчитывать также параметры влажного воздуха для других давлений атмосферного воздуха, хотя линии относительных влажностей φ = const неоднозначны.
В этом случае
(4.31)
отсюда вытекает, что любая кривая φ = const может быть использована для любых атмосферных давлений, но значения φ определяются отношением (рбар / ).
По двум любым параметрам на диаграмму наносится точка, которая характеризует тепловлажностное состояние данного воздуха и по этой точке можно определить все остальные параметры (рисунок 4.2).
|
Например, возьмем точку 3 с параметрами воздуха t3, j3.
Находим параметры воздуха: i3, кДж/кг, d3, г/(кгс.в).
опускаясь от точки 3 вниз по d = const до линии парциального давления водяного пара, по горизонтали определим парциальное давление водяного пара воздуха (рв.п)3, кПа. Для определения из точки 3 идем по линии t = const до пересечения с кривой φ = 100 %, затем, опускаясь по d = const до линии парциального давления водяного пара, по горизонтали определим парциальное давление насыщения водяного пара воздуха.
Движение от точки 3 по i = const до кривой = 100 % и далее
по t = const даст температуру мокрого термометра tм.,°С; движение по d = const до пересечения с = 100 % и далее по t = const покажет температуру точки росы tр, °С.
Основные процессы, протекающие в вентиляции и кондиционировании воздуха (см. рисунок 4.2):
1) нагрев воздуха (1-2) в калориферах (рекуперативных теплообменниках) и объеме вентилируемого помещения и охлаждение воздуха (1-3) в рекуперативных теплообменниках и объеме вентилируемого помещения;
2) увлажнение в форсуночных камерах, в объеме вентилируемого помещения – адиабатный процесс при i = const (линия 4-6);
3) смешение двух состояний воздуха: 1, 4 в приточной камере, в объеме вентилируемого помещения; точка смеси 8 делит на части отрезок прямой, соединяющей эти состояния (1-4), обратно пропорционально массовым расходам воздуха в точках 1, 4.
изменение тепловлажностного состояния воздуха (переход от одного состояния в другое) идет по лучу процесса (угловому коэффициенту). Аналитически луч процесса выражается через тепловлажностное отношение ε, кДж/кгвлаги,
(4.32 а)
где ∑∆Qп – избыток полной теплоты, определенной из теплового баланса в помещении, кДж; 
– избыток водяного пара, кг.
1-2 – нагрев при d = const; 1-3 – охлаждение при d = const;
4-6 – охлаждение и увлажнение при i = const(адиабатный процесс) до температуры мокрого термометра tм; 4-5 – охлаждение при d = const до температуры точки росы tр; 5-7 – охлаждение в форсуночной камере при φ = 100 %; 1-8-4 – смешение воздуха двух состояний (1 и 4) до состояния 8; 9-10 – построение изменения тепловлажностного состояния воздуха от начального состояния 9по лучу процесса e = А до искомой точки 10
Рисунок 4.2 – Отображение процессов происходящих
в вентиляционных процессах
На диаграмме i-d ε показывает отношение изменения энтальпии воздуха по отношению к изменению влагосодержания:
(4.32 б)
если iн = 0, тогда dн = 0,
(4.32 в)
следовательно, все лучи процессов на диаграмме исходят из нулевой точки.
Диапазон ε на i-d диаграмме лежит в пределах от + ∞ до – ∞.
На диаграмме показаны только направления лучей процессов (для того, чтобы не затенять диаграмму).
Изменение i, d могут происходить при различных значениях ∑Qп и 
Одинаковые значения ε расположены на диаграмме параллельно друг другу.
Чтобы построить луч процесса, необходимо:
1) вычислить тепловлажностное отношение ε по формуле (4.32 а), кДж/кг 
;
2) найти луч процесса на диаграмме, соответствующий этому значению ε;
3) восстановить луч процесса на диаграмме, соединив искомый луч с нулевой точкой;
4) через искомую точку провести линию, параллельную этому лучу.
|