Процессы изменения состояния влажного воздуха в

I-d-диаграмме

Процессы изменения состояния воздуха происходят постоянно в помещениях, а также в системах вентиляции и кондиционирования воздуха. Воздух подвергается нагреванию, охлаждению, увлажнению, осушке, а также применяется смешивание влажного воздуха с различными параметрами. Все эти процессы могут быть изображены и прослежены в i – d – диаграмме.

В общем виде процесс перехода воздуха из одного состояния в другое на поле i – d – диаграммы изображается прямыми линиями (лучами), проходящими через точки, соответствующие начальному и конечному состоянию влажного воздуха. Если воздух изменил свое состояние от начальных значений i1, d1 (точка 1) до конечных значений i2, d2 (точка 2), то линия, соединяющая эти точки, характеризует изменение тепловлажностного состояния воздуха и называется «лучом процесса» (рис. 5.1). положение луча процесса в i – d – диаграмме определяют угловым коэффициентом Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru, который представляет собой отношение:

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru (5.1)

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru

Рисунок 5.1 – Изображение луча процесса изменения состояния воздуха в

i-d-диаграмме

Коэффициент Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ruизмеряется в кДж/кгвлаги, его называют также тепловлажностным коэффициентом, т.к. он показывает величину приращения, количества теплоты на 1 кг полученной (или отданной) воздухом влаги.

Выражение (5.1) можно преобразовать, умножив числитель и знаменатель на расход воздуха G, кг/ч, участвующего в процессе:

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru , (5.2)

где QП – поток полной теплоты, обмененной в процессе изменения состояния

воздуха, кДж/ч;

Wизб. – расход влаги, обмененной в процессе изменения состояния

воздуха, кг/ч.

Для того, чтобы построить на i – d – диаграмме луч процесса, можно использовать нанесенные на полях диаграммы деления (риски) угловых коэффициентов. Все они сходятся в начале координат – точке 0. Изменение состояния воздуха с одинаковыми тепловлажностными отношениями изображаются на i – d – диаграмме параллельными линиями.

Если известны тепловлажностный коэффициент Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ruи начальные параметры воздуха, то для построения луча процесса необходимо данное деление (риску) соединить с началом координат и перенести линию углового коэффициента

параллельно самой себе до встречи с точкой, которая характеризует начальные параметры воздуха.

Изображение на i – d – диаграмме характерных случаев изменения тепловлажностного состояния воздуха представлено на рис. 5.2.

1. Простейшим является процесс нагрева воздуха о результате контакта с сухой нагретой поверхностью, при котором он получает только явную конвективную теплоту. При этом влагосодержание воздуха остается постоянным, а луч процесса изображается прямой, параллельной линии d – const направлен снизу вверх (линия 1 - 2), Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru = +∞.Нагревание при постоянном влагосодержании осуществляется, например, в поверхностных воздухонагревателях. Количество подводимой к 1 кг воздуха теплоты определяется приращением теплосодержания. Для G, кг/ч, воздуха, участвующего в процессе количество теплоты Q ,кДж/ч, может быть определено по формуле:

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru (5.3)

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru

Рисунок 5.2 – Изображение на i-d-диаграмме процессов изменения

состояния воздуха

2. Воздух поглощает одновременно теплоту и влагу, т.е. нагревается и увлажняется (линия 1 – 3), Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru >0. Такой процесс возможен в помещении, где приточный воздух, поданный в помещение, ассимилирует теплоту и влагу.

Количество воздуха, необходимое для ассимиляции теплоизбытков GQ, кг/ч, определяется по формуле

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru или Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru , (5.4)

где Qизб – количество избыточной теплоты, Вт;

С – удельная массовая теплоемкость воздуха, кДж/ (кг 0С);

Количество воздуха, необходимое для ассимиляции влаги, поступающей в помещение, определяется по формуле

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru , (5.5)

где W – количество поступающей в помещение влаги, кг/ч.

3. Воздух поглощает влагу при i – const. Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru (линия 1-4). Такой процесс называется адиабатным (повышение влагосодержания при постоянной энтальпии). Широко применяется в системах кондиционирования в оросительной камере, где через форсунки распыляется вода. Температура воды постепенно устанавливается равной температуре мокрого термометра tм. Воздух, находясь в контакте с водой, имеющей температуру мокрого термометра, теряет явную теплоту, которая затрачивается на испарение воды. В то же время воздух получает такое же количество скрытой теплоты с водяными парами. Энтальпия остается постоянной т.к. притока теплоты практически нет.

Практически в камерах орошения воздух можно увлажнить до 90 – 95 %.

4. Воздух отдает теплоту при d – const (линия 1-5). Уменьшается i. Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru .

Охлаждение воздуха по d – const (как и нагревание) может быть осуществлено в поверхностных теплообменниках (воздухоохладителях). При охлаждении луч направлен вертикально вниз и может быть продолжен только до точки росы, расположенной на Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru . Дальнейшее охлаждение будет идти по линии насыщения и сопровождаться конденсацией паров и осушкой воздуха.

Расход холода Qx, кДж/ч в воздухоохладителе для G, кг/ч, воздуха, участвующего в процессе, может быть определен по формуле

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru . (5.6)

5. Воздух отдает теплоту и влагу, т.е. идет охлаждение и осушка (линия 1-6). Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru (Δi и Δd имеют отрицательные знаки).

Этот процесс может быть в камере орошения и других установках. Для охлаждения и осушки в оросительной камере должна установиться температура ниже точки росы, что достигается подачей к форсункам охлажденной воды.

6. Воздух отдает влагу при постоянной энтальпии, т.е. уменьшается d при i – const. Воздух осушается. Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru (линия 1-7).

Процесс осушки при i – const можно осуществить с помощью абсорбентов, (например концентрированных растворов солей хлористого кальция, хлористого лития и др.) или адсорбентов (например, силикагеля).

Наружный воздух, подаваемый в помещение, в ряде случаев предварительно смешивают с внутренним воздухом (имеет место рециркуляция внутреннего воздуха). Возможны и другие случаи, связанные с перемешиванием масс воздуха разного состояния.

Процесс смешивания воздуха в i – d – диаграмме изображается прямой, соединяющей точки, соответствующие состоянию смешиваемых масс воздуха. Точка смеси всегда располагается на этой прямой и делит ее на отрезки, длины которых обратно пропорциональны смешиваемым массам воздуха.

Если смешивается воздух состояния А массой GA и воздух состояния Б массой GБ (рис. 5.3), то точка смеси С будет лежать на линии АБ и разделит ее на отрезки отношение длин которых

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru

Рисунок 5.3 – Изображение на i-d-диаграмме процесса смешивания

воздуха

Пропорцию можно составить и в другом виде

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru . (5.7)

Если обозначить пропорцию смеси Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru , то для нахождения положения точки смеси С, нужно прямую АБ разделить на количество частей n + 1 и от точки Б отложить отрезок, равный 1 части, оставив n частей до точки А.

Точку С на прямой АБ можно определить по вычисленному значению энтальпии смеси iс из уравнения теплового баланса (5.8) или влагосодержания смеси dс из уравнения материального баланса по водяным парам (5.9).

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru ; (5.8)

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru . (5.9)

Соответственно получим:

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru ; (5.10)

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru . (5.11)

Возможен случай, когда точка смеси окажется в области ниже линии Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru (рис. 5.4), т. е. в области тумана.

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru

Рисунок 5.4 - Изображение на i-d-диаграмме процесса смешивания воздуха при

расположении точки смеси ниже линии Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru

Это значит, что при смешивании происходит конденсация водяных паров и выпадение конденсата из воздуха. Если принять, что температура выпадающей влаги близка к температуре мокрого термометра, которой соответствует (ic-const) точка смеси С, то действительные параметры точки смеси С´ будут соответствовать пересечению линий ic´-const и Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru . Количество выпавшей из 1 кг воздуха влаги Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru . (5.12)

ЗАДАЧА 5.1 Для изотермического процесса обработки воздуха с начальными параметрами t1I 0C, d1 , Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru и воздуха с начальными параметрами Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru , d1 (табл. 5.1) найти значения лучей процессов Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ruI и Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ruII, если известно влагосодержание в конечной точке d2. Сравнить полученные Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ruI и Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ruII

Таблица 5.1–Исходные данные к задаче 5.1

Вариант
t1I 0C
d1, г/кг
t1II 0C
d2, г/кг
Вариант
t1I 0C
d1, г/кг
t1II 0C
d2, г/кг

Пример: t1I=18 0C; d1=8г/кг; t1II=28 0C; d2=12г/кг.

Решение: Для первого случая обработки строим на i-d-диаграмме точку 1 (t1I=18; d1=8). Находим энтальпию i1I=38,3 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru . Получаем точку 2, двигаясь от точки 1 по t1I=const до пересения с d2 = 12 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru . Определяем i2=48,4 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru . По формуле (5.1) определяем угловой коэффициент Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru .

Для изотермического процесса при t1II=28 0C на i – d – диаграмме строим точку 1 (t1II=28 0C, d1 = 8 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru ). Находим энтальпию i1II=48,6 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru . Получаем точку 2 для второго случая обработки двигаясь по t1II=const до пересения с d2 = 12 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru . Определяем i2=58,8 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru . По формуле (5.1) определяем Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru .

При сравнении Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru и Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru видно, что чем ниже температура изотермического процесса, тем меньше значение углового коэффициента.

ЗАДАЧА 5.2. Воздух имеет параметры t1 0C, d1 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru . В процессе обработки воздуха с угловым коэффициентом Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru приращение теплосодержания составило Δi Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru . Определить параметры полученного воздуха (t2, i2, d2, φ2), построить процесс обработки, проверить правильность решения, сравнив полученное направление процесса с заданным (табл. 5.2.).

Таблица 5.2–Исходные данные к задаче 5.2

Вариант
t1, 0C
d1, г/кг
Δi, Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru
Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru , Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru
Вариант
t1, 0C
d1, г/кг
Δi, Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru
Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru , Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru

Пример t1=18 0C; d1=8 г/кг; Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru i=10 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru ; ε=6000 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru

Решение На i-d-диаграмме строим точку 1 (t1=18 0C, d1=8 г/кг) и определяем i1=38,3 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru (рис. 5.5).

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru

Рисунок 5.5. – К задаче 5.2

Находим i2=i1+ Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru i; i2=38,3+10=48,3 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru .

Из уравнения (5.1) находим приращение влагосодержания в точке 2 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru .

Тогда влагосодержание второй точки d2=d1+ Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru d=8+1,7=9,7г/кг.

Строим точку 2 (i2=48,3 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru ; d2=9,7г/кг).

Наносим луч процесса, соединяя точку 1 и 2. Полученное направление луча совпало с нанесенным на i-d-диаграмме ε=6000 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru , что подтверждает правильность расчетов.

ЗАДАЧА 5.3 Воздух имеет параметры t1 0C, d1 г/кг (точка 1). Задана величина углового коэффициента Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru(табл. 5.3). Процесс обработки воздуха идет до влагосодержания d2, г/кг (точка 2). На луче процесса лежит точка 3, в которой i3=i1+15

Определить неизвестные параметры точек 1, 2, 3. Правильность их определения проверить, вычислив аналитически значение Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ruи сравнив полученное значение с заданным.

Таблица 5.3–Исходные данные к задаче 5.3

Вариант
t1, 0C
d1, г/кг
d2, г/кг
Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru, Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru
Вариант
t1, 0C
d1, г/кг
d2, г/кг
Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru, Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru

Пример: t1=18 0C; d1=8 г/кг; d2=12 г/кг; ε=6000 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru .

Решение: Строим на i-d-диаграмме точку 1 (t1=18 0C, d1=8 г/кг) и определяем остальные её параметры: i1=38,3 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru , Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru =62,5% (рис. 5.6). Определяем i3=38,3+15=53,3.

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru Через точку 1 проводим луч процесса ε=6000 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru до пересечения с d2=12 г/кг, получаем точку 2. Выписываем её параметры: t2=31,4 0C, i2=62,3 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru ; Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru 2=41,8%

Рисунок 5.6. – К задаче 5.3

Точку 3 получаем на пересечении луча процесса Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ruи i3=53,3. Выписываем параметры точки 3: t3=26,3 0C; d3=10,5 г/кг, Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru =49,1%.

Проверяем правильность найденных параметров точек аналитически, рассчитывая значение углового коэффициента Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ruкак отношение приращения теплосодержания к приращению влагосодержания. В соответствии с формулой (5.1)

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru1-2= Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru ;

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru1-3= Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru .

Т. к. полученные значения Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru1-2 и Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru1-3 совпали с исходным значением Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru=6000 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru , значит, параметры точек были определены правильно.

ЗАДАЧА 5.4 В производственном помещении в процессе работы оборудования выделяется явная и скрытая теплота, избытки которой составляют Qизб. Вт. Кроме того имеются влаговыделения в размере W кг/ч. (табл. 5.4)

Определить величину углового коэффициента процесса ассимиляции тепло- и влагоизбытков Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru, Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru .

Таблица 5.4–Исходные данные к задаче 5.4

Вариант
Qизб, Вт
W, кг/ч
Вариант
Qизб, Вт
W, кг/ч

Пример: Qизб.=30000 Вт.; W=20 кг/ч.

Решение: Значение Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ruопределяем по формуле (5.2). Так как в данной формуле величина Qизб. должна быть представлена в кДж/ч, вводим переводной коэффициент 3,6. Тогда Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru= Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru .

ЗАДАЧА 5.5 Требуется найти параметры смеси, если смешивается воздух массой G1, с температурой t1 и влагосодержанием d1 и воздух массой G2 с параметрами t2 и d2 (табл. 5.5)

Таблица 5.5–Исходные данные к задаче 5.5

Вариант
G1, кг
t1, 0C
d1, г/кг
G2, кг
t2, 0C
d2, г/кг
Вариант
G1, кг
t1, 0C
d1, г/кг
G2, кг
t2, 0C
d2, г/кг

Пример: G1=75 кг; t1=25 0C; d1=10 г/кг

G2=25 кг; t2=19 0C; d2=5 г/кг

Решение: На i-d-диаграмме строим точку 1 (t1, d1) и точку 2 (t2, d2) (рис. 5.5).

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru

Рисунок 5.7. – К задаче 5.5

Наносим процесс смешивания, соединяя точки 1 и 2. Для получения на прямой положения точки смеси (точки 3), замерим линейкой длину отрезка 1-2 (она составила 50 мм) и составим пропорцию: Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru . Из пропорции можно определить длину отрезка 1-3: 1-3= Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru ; 1-3= Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru ; 1-3=12,5 мм.

Откладывая от точки 1 влево 12,5 мм, получим положение точки 3 (точки смеси). Её параметры: t3=23,5 0C; i3=46 Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru ; d3=8,8 г/кг.

ЗАДАЧА 5.6. Воздух с параметрами t1, i1, в количестве G1 смешивается с воздухом в количестве G2, имеющим параметры t2 i2 (табл. 5.6).

Определить параметры смеси.

Таблица 5.6–Исходные данные к задаче 5.6

Вариант
t1, 0C -15 -14 -11 -4 -11 -7 -17 -22 -21 -20 -19 -17 -16
i1,кД/ж -14 -12 -10 -2 -9 -5 -16 -21 -20 -19 -18 -16 -15
G1, кг
t2, 0C
i2,кД/ж
G2, кг
Вариант
t1, 0C -15 -13 -10 -9 -7 -8 -5 -15 -12 -10 -21 -6
i1,кД/ж -14 -12 -8 -10 -5 -4 -1 -13 -11 -7 -20 -2
G1, кг
t2, 0C
i2,кД/ж
G2, кг

Пример: t1 = -13 0C; i1 = -11 кДж/кг; G1 = 1600 кг;

t2 = 20 0C; i2 = 53 кДж/кг; G2 = 1200 кг.

Решение. На i – d диаграмме (рис. 5.8) строим точку 1 (t1 = -13 0C; i1 = -11 кДж/кг) и точку 2 (t2 = 20 0C; i2 = 53 кДж/кг). Наносим луч процесса, соединяя точки 1 и 2. Для получения положения точки смеси (точка 3) замеряем линейкой длину отрезка 1 – 2 (она составила 177 мм) и составляем пропорцию

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru ; Длина отрезка 1 – 3: Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru ; Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru мм.

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru

Рисунок 5.8–К задаче 5.6

Как видно из рисунка точка смеси находится ниже кривой φ = 100%, т.е. в зоне тумана. Это значит, что влажный воздух с параметрами точки 3 существовать не может, при смешивании будет происходить конденсация водяных паров и выполнение конденсата из воздуха. Действительное состояние смеси (точку 3´) получим, проведя i3-const до пересечения с φ = 100%. Параметры полученной смеси (точка 3´): Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru 0С; Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru кДж/кг; Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru г/кг; φ = 100%.

ЗАДАЧА 5.7. В заданном районе строительства в холодный период года в поверхностном воздухонагревателе приточной системы вентиляции наружный воздух в количестве G кг/ч, должен быть нагрет до температуры притока tпр 0С, (табл. 5.7). Определить остальные параметры приточного воздуха и расход теплоты на его нагрев.

Таблица 5.7–Исходные данные к задаче 5.7

Вариант
Район строительства Астрахань Брянск г.Владимир Воронеж Волгоград г.Грозный Ейск Калининград Калуга Краснодар Курск Махачкала Москва
G, кг/ч
tпр
Вариант
Район строительства Новгород Новороссийск г.Орел Псков Пятигорск Рязань Санкт-Петербург Саратов Смоленск Тамбов Тверь Тула
G, кг/ч
tпр

Пример. Район строительства г. Ростов н/Д. G = 10000 кг/ч, tпр = 11 0С.

Решение. Для г. Ростова – на – Дону выбираем расчетные параметры наружного воздуха. Для проектирования вентиляции в холодный период расчетными являются параметры Б. В соответствии со СНиПом 23-01-99 (2003) параметры Б: Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru 0С; Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru кДж/кг; на i – d – диаграмму наносим точку Н, соответствующую этим параметрам и проводим вертикальную прямую d – const до пересечения с изотермой tпр = 11 0С. определяем параметры приточного воздуха dпр = 0,9 г/кг, iпр = 14 кДж/кг; φ = 10%.

По формуле (5.3) определяем количество теплоты, необходимой на нагрев воздуха Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru кДж/ч.

ЗАДАЧА 5.8. Воздух в количестве G кг/ч, с параметрами tнач, 0С, iнач кДж/кг (табл. 5.8) охлаждается в поверхностном воздухоохладителе до

φ = 95 %. Определить параметры охлажденного воздуха и расход холода в воздухоохладителе Qx.

Таблица 5.8–Исходные данные к задаче 5.8

Вариант
tнач, 0C
iнач,кД/ж
G, кг/ч
Вариант
tнач, 0C
iнач,кД/ж
G, кг/ч

Пример. tнач = 32 0С, iнач = 64 кДж/кг; G = 17500 кг/ч.

Решение. На i – d – диаграмму наносим точку, соответствующую начальному состоянию воздуха (tнач = 320С, iнач = 64 кДж/кг). Из полученной точки проводим вертикально вниз по d – const прямую до пересечения с кривой φ = 95 %, получаем точку, соответствующие состоянию охлажденного воздуха; его параметры: tохл. = 18,2 0С, iохл. = 50 кДж/кг. Расход холода, определенный по формуле (5.6), Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru кДж/ч(68,1 кВт).

ЗАДАЧА 5.9. Воздух в количестве G кг/ч, с начальными параметрами t1 0С, φ (табл. 5.9) необходимо охладить в поверхностном воздухоохладителе до температуры t2 0С. Определить параметры охлажденного воздуха и расход холода в воздухоохладителе.

Таблица 5.9–Исходные данные к задаче 5.9

Вариант
t1, 0C
φ, %
t2, 0C
G, кг/ч
Вариант
t1, 0C
φ, %
t2, 0C
G, кг/ч

Пример. t1 = 26 0С, φ = 50 %, G = 24200 кг/ч, t2 = 6 0С.

Решение. Наносим на i – d диаграмму точку 1 (t1 = 26 0С, φ = 52 %) и проводим вертикальную прямую вниз (d – const) до пересечения с изотермой t2 = 6 0С

(рис. 5.9). Полученная точка 2´ лежит ниже кривой φ = 100 %. Это говорит о том, что воздух с t2 = 6 0С и d1 = 10,5 г/кг существовать не может. Процесс охлаждения будет проходить до точки 2´´ на кривой φ = 100 % и далее по этой кривой до точки 2, параметры которой: d2 = 5.8 г/кг; i2 = 20,5 кДж/кг. Расход холода, определенный по формуле (5.3), Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru кДж/ч(218,5 кВт).

Количество конденсата, выпавшего из воздуха при охлаждении с осушкой W кг/ч,

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru ;

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru кг/ч.

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru

Рисунок 5.9. – К задаче 5.9

ЗАДАЧА 5.10. В заданном районе строительства в теплый период года система общеобменной вентиляции ассимилирует теплоизбытки Qизб, Вт, и влаговыделения W, кг/ч (табл. 5.10). Температура внутреннего воздуха принимается Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru 0C. Определить количество подаваемого наружного воздуха и остальные параметры внутреннего воздуха.

Таблица 5.10–Исходные данные к задаче 5.10

Вариант
Район строительства Братск Брест Брянск Вильнюс Владивосток г. Владимир Вологда Воронеж Дербент Ейск Екатеринбург Иваново Иркутск
Qизб, Вт
W, кг/ч
Вариант
Район строительства Казань Калуга Караганда Киев Кострома Москва Курск Махачкала Новгород Новороссийск Омск г.Орел
Qизб, Вт
W, кг/ч

Пример. Район строительства г. Ростов н/Д. Q = 40000 Вт, W = 25 кг/ч.

Решение. Для г. Ростов-на-Дону выбираем расчетные параметры наружного воздуха. При проектировании общественной вентиляции в теплый период года расчетными являются параметры А. В соответствии со СНиП 23-01-99 (2003) параметры А: text = 27,3 0С, iext = 57,4 кДж/кг. Наносим на i – d диаграмму точку Н, соответствуют этим параметрам (рис. 5.10). Определяем луч процесса в помещении по формуле (5.2).

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru кДж/кг.

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru

Рисунок 5.10. – К задаче 5.10

Через точку Н проводим луч процесса Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ruдо пересечения с изотермой

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru . Получаем точку В, соответствующую состоянию внутреннего воздуха, которое он приобретает в результате ассимиляции тепло- и влагоизбытков в помещении. Ее параметры: tint = 30,3 0С, iint = 64,3 кДж/кг, dint = 13 г/кг. По формулам (5.4) и (5.5) определяем количество воздуха, необходимое для ассимиляции соответственно тепло- и влагоизбытков:

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru кг/ч;

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru кг/ч.

ЗАДАЧА 5.11. В производственном помещении с заданной категорией работ, в холодный период имеют место теплоизбытки Qизб, Вт, Влаговыделения W кг/ч (табл. 5.11). определить количество воздуха, которое необходимо подать приточной системой вентиляции для ассимиляции тепло- и влагоизбытков, температуру притока и количество теплоты, необходимой для его нагрева, если параметры наружного воздуха text = -22 0С, iext = -20,9 кДж/кг.

Таблица 5.11–Исходные данные к задаче 5.11

Вариант
Qизб, Вт
W, кг/ч
Категория работ IIа IIб III IIа IIб IIа IIа
Вариант
Qизб, Вт
W, кг/ч
Категория работ IIб III IIа IIб III IIа IIб III

Пример. Категория работ, выполняемых в помещении IIб. Qизб. = 50000 Вт,

W = 35 кг/ч.

Решение. В соответствии с СанПиН 2.2.4.548 – 96 для производственных помещений с категорией работ IIб допустимые параметры внутреннего воздуха:

tint = 15 0С, φ = 15 %. Строим на i – d – диаграмме точку Н (text = -22 0С, iext = -20,9 кДж/кг), соответствующую параметрам наружного воздуха, и точку В (tint = 15 0С, φв = 15 %), соответствуют параметрам внутреннего воздуха (рис. 5.11).

Определяем луч процесса в помещении по формуле (5.2)

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru .

Через точку В проводим луч процесса до пересечения с линией процесса нагрева наружного воздуха в воздухонагревателе, проведенной из точки Н вертикально вверх по dext – const. Получаем точку П, соответствующую состоянию приточного воздуха, подаваемого в помещение. Ее параметры tп = 12 0С, iп = 13 кДж/кг. По формулам (5.4) и (5.5) определяем количество воздуха, необходимое для ассимиляции тепло- и влагоизбытков:

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru кг/ч;

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru кг/ч. Количество теплоты, необходимой для нагревания воздуха по формуле (5.3)

Процессы изменения состояния влажного воздуха в - student2.ru кДж/ч (469,4 кВт).

Список использованной литературы

1. ГОСТ 12.1.005-88 (2001) Общие санитарно-гигиенические требования к

воздуху рабочей зоны.

2. ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в

помещениях.

3. СанПиН 2.1.2.1002 – 00. Санитарно-эпидемиологические требования к

жилым зданиям и помещениям.

4. СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату

производственных помещений.

5. СНиП 23-01-99 (2003). Строительная климатология.

6. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование.

Приложение 1

Классификация помещений

(ГОСТ 30494-96)

Помещения 1-й категории – помещения, в которых люди в положении лежа или сидя находятся в состоянии покоя и отдыха.

Помещения 2-й категории – помещения, в которых люди заняты умственным трудом, учебной.

Помещения 3а категории – помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся преимущественно в положении сидя без уличной одежды.

Помещения 3б категории – помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся преимущественно в положении сидя в уличной одежде.

Помещения 3в категории – помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся преимущественно в положении стоя без уличной одежды.

Помещения 4-й категории – помещения для занятий подвижными видами спорта.

Помещения 5-й категории – помещения, в которых люди находятся в полураздетом виде (раздевалки, процедурные кабинеты, кабинеты врачей и т.п.).

Помещения 6-й категории – помещения с временным пребыванием людей (вестибюли, гардеробные, коридоры, лестницы, санузлы, курительные, кладовые).

Приложение 2

Наши рекомендации