Решение задач с использованием
i - d - ДИАГРАММЫ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА
Цель работы
Целью работы является определение параметров состояния влажного воздуха, использование i - d диаграммы для тепловлажностных расчетов изменения состояния воздуха.
Теоретический материал
По двум известным параметрам состояния влажного воздуха найти остальные.
Исходные данные t и φ и t и i задаются преподавателем (приложение 1). Отчетные данные представляются в виде таблицы 5 и 6.
Таблица 5. Отчетная таблица
| Исходные данные | Параметры, определяемые по диаграмме | |||||||||
| t1 0С | i1 кДж/кг | φ1 % | d1 кг/кг | Рп кПа | tр1 0С | tм1 0С | v1 м3/кг | ρ1 кг/м3 | Рн кПа | V1 м3/ч |
Таблица 6. Отчетная таблица
| Исходные данные | Параметры определяемые по диаграмме и расчетам | Процессы изменения состояния от т.1 до т.2 | |||||||
| t2 0С | φ2 % | i2 кДж/кг | d2 кг/ кг | ρ2 кг/ м3 | Рп2 кПа | Δi кДж/ кг | Δd кг/ кг | V2 м3/ч | |
По известным начальным и конечным параметрам состояния воздуха (например, t1, φ1 и t2) найти изменение теплосодержания (энтальпий) Δi = i2 – i1 кДж/кг; влагосодержаний Δd = d2 – d1 и др.
Начальные и конечные параметры состояния воздуха задаются преподавателем в соответствии с приложением 19. Дается объяснение качественного изменения состояния воздуха и его параметров.
Параметры состояния воздуха, определяемые по диаграмме i - d влажного воздуха, относятся к 1 кг сухого воздуха, поэтому расход сухого воздуха L при известном объемном его расходе V, м3/с определяется по формуле:
L = 
,
где ρ- плотность воздуха при данном его состоянии, кг/м3.
При известных параметрах состояния двух объемов воздуха, входящих в смесь, найти параметры состояния смеси. Исходные данные задаются преподавателем: t1, φ1, V1 и t2, φ2 и V2,где V1 и V2 - объемы (м3/ч) воздуха, входящего в смесь.
Параметры состоянии смеси tсм могут определяться аналитическим или графическим (по диаграмме i – d влажного воздуха) методами.
При аналитическом методе составляются уравнения теплового и влажностного балансов процесса смешения
L1 ∙ i1 + L2 ∙ i2 = (L1 + L2) iсм;
L1 ∙ d1 + L2 ∙ d2 = (L1 + L2) dсм,
где L1 = 
- масса сухого воздуха, соответствующая объемному количеству V1, кг;
L2 = 
- масса сухого воздуха, соответствующая
объемному количеству V2, кг.
Величины dсм и iсм будут определять параметры состояния воздуха после смешения объемов V1 и V2. Из формул можно сделать вывод, что на параметры состояния смеси оказывают влияние массы воздуха, входящие в смесь. Чем больше масса воздуха (одной части), входящего в смесь, тем ближе к параметрам состояния этой части воздуха будут приближаться параметры состояния смеси. Аналогично могут быть определены параметры смеси, в которую входят три или более объемов с различными параметрами состояния.
Для нахождения параметров смеси, расстояние между начальным и конечным состоянием воздуха должно быть разделено на части, соответствующие
и 
.
Исходные данные и результаты расчетов представляются в виде таблицы.7.
Таблица 7. Отчетная
| Исходные данные | Определяемые величины | |||||||||||
| t1 0С | V1 м3/ч | t2 0С | V2 м3/ч | d1 кг/ кг | d2 кг/ кг | L1 кг | L2 кг | ρ3 кг/м3 | t3 0С | i3 кДж/ кг | d3 кг/ кг | φ3 % |
При известных теплопоступлениях (теплопотерях) ΣQ, кВт и влагопоступлениях (влагопотерях) Σgw от всех источников ,кг/с определить направление изменения параметров состояния воздуха в помещении, а также параметры состояния воздуха, устанавливающиеся в помещении под воздействием ΣQ и Σgw.
Направление изменения параметров состояния воздуха в помещении под воздействием тепло- и влагопоступлений (тепло- и влагопотерь) определяется тепловлажностным коэффициентом (угловым коэффициентом) ε, кДж/кг:
ε = 
где Δi = 
- удельные теплопоступления на 1 кг сухого
воздуха помещения, кДх/кг; Δd = 
- удельные лагопоступления на 1 кг сухого воздуха помещения, кг/кг; L = Lсух n – масса сухого воздуха, циркулирующего в помещении, кг/с; Lсух - масса сухого воздуха в объеме помещения, кг; n - кратность циркуляции воздуха в помещении, 1/с.
Для решения задачи студенту задаются величины: ΣQ, Σgw; V - объем помещения, м3; n - кратность циркуляции; t1 и i1 -начальные параметры состояния воздуха помещения.
Определяются:
Lсух - масса сухого воздуха помещения, кг; Δi и Δd – изменения тепло- и влагосодержания воздуха помещения; t2 и i2 – конечные параметры состояния воздуха помещения.
Заданные и определяемые величины представляются студентами в виде таблицы 8.
Таблица 8. Отчетная
| Исходные данные | Определяемые величины | ||||||||
| ΣQ кВт | Σg кг/с | d1 кг/кг | d2 кг/кг | Δi кДж/кг | Δd кг/кг | t1 0С | t2 0С | L1 кг | L2 кг |
Задание для самостоятельной работы
1. Дать характеристики всем методам определения относительной влажности и современным приборам для определения φ.
2. Назвать параметры воздуха, определяющие комфортные условия в рабочих и социально-бытовых помещениях.
3. Перечислить параметры состояния воздуха, определяемые с помощью диаграммы d - i влажного воздуха.
4. Как определяются параметры смеси двух объемов воздуха с различными параметрами, входящих в смесь.
5. Какие процессы изменения состояния воздуха сопровождаются выпадением росы (конденсата).
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5