Смешение потоков влажного воздуха

Пусть смешиваются два потока влажного воздуха с параметрами t₁, j₁, расходом G₁ и t₂, j₂,G₂.

Расход, энтальпия и влагосодержание образовавшейся смеси определяются следующим образом:

,	(7.24)
,	(7.25)
.	(7.26)

Влагосодержание и энтальпия потоков (d₁, d₂, h₁, h₂) рассчитываются по формулам (7.9) и (7.13). По этим же формулам после нахождения h и d смеси рассчитывается температура (t) и относительная влажность (j) смеси. Давление смеси устанавливается опытным путем, а в задачах должно быть задано.

Для потоков влажного воздуха при атмосферном давлении p₁ = p₂ = p параметры смеси удобно находить по h-d- диаграмме (рис. 7.8).

Совместное решение (7.24) и (7.26) дает:

.

Из подобия треугольников следует

,

т.е. точка А, изображающая состояние смеси, лежит на прямой 1-2 и делит ее на отрезки А-2 и 1-А, обратно пропорциональные расходам потоков.

Методические указания

Необходимо усвоить основные определения и понятия, относящиеся к влажному воздуху, уметь рассчитать характеристики и параметры влажного воздуха; приобрести навыки пользования h–d- диаграммой; понимать, как изображаются на диаграмме процессы влажного воздуха (нагрев, охлаждение, сушка), как изменяются параметры в этих процессах, уметь произвести необходимые расчеты.

Следует внимательно относиться в размерностям при расчетах с влажным воздухом: влагосодержание в h-d-диаграмме может быть в (г пара)/(кг с.в.), или в (кг пара)/(кг с.в.). Относительную влажность j в расчетные формулы следует подставлять в долях, а не в %, размерность давления в формулах для расчета влагосодержания (7.8-7.10) может быть любая, но одинаковая в числителе и знаменателе.

Задачи

1. Известны параметры влажного воздуха: p = 750 мм рт. ст., t = 25 ⁰С,
j = 80%. Определите:

· парциальное давление пара в воздухе (p_п);

· абсолютную влажность воздуха (r_п.);

· температуру точки росы (t_p);

· влагосодержание (d);

· энтальпию влажного воздуха (h);

· газовую постоянную влажного воздуха (R);

· плотность сухого воздуха (r_с.в.).

Решение

При температуре t = 25 ⁰С из таблиц [8] определяется давление насыщения p_s = 0,031663 бар. Вычисляется парциальное давление пара и абсолютная влажность воздуха:

.

Температура точки росы (t_p) равна температуре насыщения (t_s) при давлении p_п = 0,02533 бар и находится из таблиц [8]: t_p = 21,3 ⁰C.

Влагосодержание определяется по формуле (7.8)

.

Энтальпия влажного воздуха вычисляется по формуле (7.13)

Мольная масса и газовая постоянная влажного воздуха в соответствии с формулой (7.11) равны:

Плотность сухого воздуха

Ответы: p_п = 0,02533 бар, r_п = 0,0184 кг/м³, t_p = 21,3 ⁰С,

d = 0,02599 (кг пара)/(кг с.в.), h = 91,33 кДж/(кг^. с.в.),

R = 289,9 Дж/(кг^.К), r_с.в. = 1,141 кг/м³.

2. Влажный воздух с параметрами t₁ = 20 ⁰С, j₁ = 80% охлаждается при атмосферном давлении до температуры t₂ = 0⁰С. Определите с помощью
h-d- диаграммы d₁, d₂, t_p, j₂. Найдите относительную влажность воздуха j₃, нагретого в изобарном процессе 2-3 до первоначальной температуры t₁. Сравните j₃ с j₁, и сделайте выводы. Представьте процессы в h-d- диаграмме.

Уточните значения d₁, d₂, t_p, j₃ расчетным путем, приняв давление влажного воздуха p = 745 мм рт.ст.

Ответы: По диаграмме: d₁ = 12 г/кг^.с.в., d₂ = 4 г/кг^.с.в.,

t_p = 16,5 ⁰С, j₂ = 100%, j₃ = 27%.

ПРОЦЕССЫ КОМПРЕССОРОВ

Компрессоры предназначены для сжатия газов. Их можно разделить на 2 группы: статического сжатия (поршневые, ротационные), в которых повышение давления происходит за счет уменьшения объема, и динамического сжатия (центробежные, осевые, инжекционные). В компрессорах динамического сжатия сначала газу сообщается некоторая скорость, затем в процессе торможения потока скорость убывает до нуля и повышается давление газа.

Термодинамический анализ процессов, осуществляемых в компрессоре, не зависит от способа сжатия и может быть рассмотрен на примере поршневого компрессора.