Ermolaev Andrey Blog

All power of Octopress 🙂

I-d диаграмма влажного воздуха (Диаграмма Рамзина)

В косоугольных координатах диаграммы нанесены зависимости основных параметров влажного воздуха. Это температура (t), влагосодержание (d), относительная влажность (φ), энтальпия (i). При заданном давлении по оси ординат отложена энтальпия на 1 кг сухого воздуха [кДж/кг]. По оси абсцисс отложено влагосодержание воздуха в г на 1 кг сухого воздуха.

Угол между осями диаграммы составляет 135º. Такое расположение позволяет расширить область ненасыщенного влажного воздуха. Также диаграмма становится более удобной для построения графических расчетов.

Все точки диаграммы характеризуют конкретное состояние влажного воздуха. Чтобы определить расположение любой точки, достаточно знать два параметра состояния из вышеуказанных четырёх.

I-d диаграмма используется не только для вычисления параметров состояния воздуха, но и для построения изменений состояния в процессах нагревания, охлаждения, увлажнения, осушения (и их сочетании). В расчётах часто используются такие параметры воздуха как “температура точки росы” и “температура мокрого термометра”. Оба этих параметра легко построить в i-d диаграмме.

Температура точки росы (t_р)– это температура, соответствующая значению, до которого надо охладить влажный воздух, чтобы он стал насыщенным при постоянном влагосодержании (d=const). По i-d диаграмме этот параметр определяется следующим образом. Из точки, характеризующей заданное состояние влажного воздуха, проводится параллельно линии d=const прямая до пересечения с кривой насыщения (φ=100 %). Изотерма, которая пересечет эту кривую в полученной точке, будет показывать температуру точки росы.

Температура мокрого термометра (t_м) – это температура, при которой газ насыщается водяным паром при постоянной энтальпии воздуха. Для определения температуры мокрого термометра по i-d диаграмме через точку, характеризующую заданное состояние влажного воздуха, проводится линия постоянной энтальпии i=const до пересечения с кривой насыщения. Значение температуры мокрого термометра будет соответствовать изотерме, проходящей через точку пересечения.

Источник

Id диаграмма влажного воздуха. Расчет. Как пользоваться

Оформление диаграммы в принципе может быть несколько различным. Типовая общая схема Id диаграммы показана ниже на рисунке 3.1. Диаграмма представляет из себя рабочее поле в косоугольной системе координат Id, на котором нанесено несколько координатных сеток и по периметру диаграммы – вспомогательные шкалы. Шкала влагосодержаний обычно располагается по нижней кромке диаграммы, при этом линии постоянных влагосодержаний представляют вертикальные прямые. Линии постоянных энтальпий представляют параллельные прямые, обычно идущие под углом 135° к вертикальным линиям влагосодержаний (в принципе, углы между линиями энтальпии и влагосодержания может быть и другим). Косоугольная система координат выбрана для того, чтобы увеличить рабочее поле диаграммы. В такой системе координат линии постоянных температур представляют из себя прямые линии, идущие под небольшим наклоном к горизонтали и слегка расходящиеся веером.

Рабочее поле диаграммы ограничено кривыми линиями равных относительных влажностей 0% и 100%, между которыми нанесены линии других значений равных относительных влажностей с шагом 10%.

Шкала температур обычно располагается по левой кромке рабочего поля диаграммы. Значения энтальпий воздуха нанесены обычно под кривой Ф= 100. Значения парциальных давлений иногда наносят по верхней кромке рабочего поля, иногда по нижней кромке под шкалой влагосодержаний, иногда по правой кромке. В последнем случае на диаграмме добавочно строят вспомогательную кривую парциальных давлений.

Источник

4.1 Теоретические основы.

При расчете воздухообменов в помещении i-d диаграмма является основой для построения процессов параметров влажного воздуха.

i-d диаграмма имеет косоугольную систему координат для увеличения рабочей площади, приходящейся на влажный воздух и лежащей выше линии φ=100%.

Барометрическое давление Р_бар для разных районов России изменяется.

Следовательно, для точного построения процессов необходима i-d диаграмма для каждого района.

i-d диаграмма связывает 5 параметров влажного воздуха:

Зная два (из пяти) параметра влажного воздуха, можно по положению точки определить все остальные.

4.2 Основные характерные процессы на i-d диаграмме.

На i-d диаграмме наносим точку 1(произвольно) с параметрами влажного воздуха.

а.Адиабатный процесс i=const (линия 1-2) см.рис.1

Снижается температура воздуха,увеличивается влагосодержание и относительная влажность.

Процесс проходит при непосредсвенном контакте воздуха с водой. Воздух проходит через оросительную камеру (форсуночную камеру) или через орошаемую насадку (Munters). Если продолжить линию 1-2 адиабату с i=сonst до линии относительной влажности φ=100%, мы получим точку 3 — температуру мокрого термометра tмт. Эта равновестная точка при контакте воздуха с водой.

б. Этот процесс происходит при охлажении воздуха при d=сonst (линия 1-4) см.рис.1

Этот процесс проходит в поверхностном воздухоохладителе.

Уменьшается температура и теплосодержание, происходит увеличение относительной влажности. Если продолжить охлаждение, то процесс дойдет до линии φ=100% (точка 5 ) и, не пересекая линию φ=100% пойдет вдоль нее, выделяя влагу из воздуха (точка 6) в количестве

На этом процессе основана осушка воздуха.

На i-d диаграмме процесс охлаждения и осушки воздуха обозначается линией 1-6.

Пересечение линии относительной влажности φ=100% с линией охлаждения d=const имеет свое название-точка росы (точка 5).

По положению этой точки (точка 5) определяется температура точки росы t_тр.

в.Изотермический процесс t=const (линия 1-7) см. рис.1

В этом случае все параметры возрастают. Увеличивается теплосодержание, влагосодержание и относительная влажность.

В реальной жизни это увлажнение воздуха паром.

Небольшое количество явного тепла, которое вносится паром, не учитывается при построении процесса.

г.Нагрев воздуха по d=const (линия 1-8) см.рис.1

При увеличении температуры воздуха происходит следующее:

В реальной жизни это процесс нагрева воздуха в калорифере.

4.3 Смешивание воздуха с различными параметрами. см.рис.2

При смешивании воздуха двух параметров линия смеси пойдет по прямой, соединяющей точки с этими параметрами.

Точка смеси будет лежать на расстоянии обратно пропорциональном массам смешиваемых частей воздуха.

Построение процесса смешивания начинаем с нанесения точки 1 и точки 2 с заданными параметрами.

Процесс смешения пойдет по прямой линии 1-2.

На этой линии находим точку смеси С с заданными параметрами (t_см и φ_см ).

Дополнительно по i-d диаграмме определяем:

4.4 Реперные точки i-d диаграммы:

ТМ –точка температуры мокрого термометра.

4.5 Угловой коэффициент и его связь с поступлением тепла и влаги в помещение.

При одновременном выделении в помещении избыточного тепла и влаги, воздух будет нагреваться и увлажняться по линии, называемой угловым коэффициентом (или лучом процесса, либо тепловлажностным отношением)

ΣQ_п — суммарное количество полного тепла, кДж/ч;

ΣW — суммарное количество влаги, кг/ч

Таким образом, i-d диаграмма по отношению к внутреннему воздуху разбивается на 4 зоны ( см.рис.3)

I зона
ε от ∞ до 0 — это нагрев и увлажнение;

II зона
ε от 0 до — ∞ — это охлаждение и увлажнение;

IV зона
ε от 0 до +∞ — это нагрев и осушка (в вентиляции и кондиционировании не используются)

Процессы, не являющиеся основными, называются политропическими.

Изотермический процесс t=const характеризуется значением ε=2530 кДж/кг H₂0.

Список литературы:

Источник

i-d диаграмма влажного воздуха

Справка по i-d диаграмме.

Влажный воздух – это смесь сухого воздуха c водяным паром. Свойства влажного воздуха характеризуются следующими основными параметрами: температура по сухому термометру t, барометрическое давление P_б, парциальное давление водяного пара P_п, относительная влажность φ, влагосодержание d, удельная энтальпия i, температура точки росы t_р, температура мокрого термометра t_м, плотность ρ.

i-d диаграмма представляет собой графическую зависимость между основными параметрами воздуха t, φ, d, i при определённом барометрическом давлении воздуха P_б и используется для визуализации результатов расчёта процессов обработки влажного воздуха.

i-d диаграмма впервые была составлена в 1918 году советским инженером-теплотехником Л. К. Рамзиным.

Диаграмма построена в косоугольной системе координат, что позволяет расширить область ненасыщенного влажного воздуха и делает диаграмму удобной для графических построений. По оси ординат диаграммы отложены значения удельной энтальпии i, по оси абсцисс, направленной под углом 135° к оси i, отложены значения влагосодержания d. Поле диаграммы разбито линиями постоянных значений удельной энтальпии i=const и влагосодержания d=const. На диаграмму нанесены также линии постоянных значений температуры t=const, которые не параллельны между собой, а чем выше температура влажного воздуха, тем больше изотермы отклоняются вверх. На поле диаграммы нанесены также линии постоянных значений относительной влажности φ=const.

Относительной влажностью называется отношение парциального давления водяного пара, содержащегося во влажном воздухе заданного состояния, к парциальному давлению насыщенного водяного пара при той же температуре.

Влагосодержание – это масса водяного пара во влажном воздухе, приходящаяся на 1 кг массы сухой его части.

Удельная энтальпия – это количество теплоты, содержащееся во влажном воздухе при заданных температуре и давлении, отнесённое к 1 кг сухого воздуха.

Туман является двухфахной системой, состоящей из насыщенного влажного воздуха и взвешенной влаги в виде мельчайших капель воды или частичек льда.

Для расчёта параметров влажного воздуха и построения i-d диаграммы используются четыре основных уравнения:

1) Давление насыщенного водяного пара над плоской поверхностью воды (t > 0) или льда (t ≤ 0), кПа:

где α_в, β_в – постоянные для воды, α_в = 17,504, β_в = 241,2 °С

α_л, β_л – постоянные для льда, α_л = 22,489, β_л = 272,88 °С

2) Относительная влажность φ, %:

3) Влагосодержание d, г/кг с.в.:

4) Удельная энтальпия влажного воздуха i, кДж/кг с.в.:

Температура точки росы – это температура, до которой нужно охладить ненасыщенный воздух, чтобы он стал насыщенным при сохранении постоянного влагосодержания.

Для отыскания температуры точки росы на i-d диаграмме через точку, характеризующую состояние воздуха, нужно провести линию d=const до пересечения с кривой φ=100%. Температура точки росы является предельной температурой, до которой можно охладить влажный воздух при постоянном влагосодержании без выпадения конденсата.

Температура мокрого термометра – это температура, которую принимает ненасыщенный влажный воздух с начальными параметрами i₁ и d₁ в результате адиабатного тепло- и массообмена с водой в жидком или твёрдом состоянии, имеющей постоянную температуру t_в=t_м после достижения им насыщенного состояния, удовлетворяющего равенству:

где c_в – удельная теплоёмкость воды, кДж/(кг·°C)

Для отыскания температуры мокрого термометра на i-d диаграмме через точку, характеризующую состояние воздуха, нужно провести линию постоянной энтальпии i=const до пересечения с кривой φ=100%.

Плотность влажного воздуха определяется по формуле, кг/м 3 :

где T – температура в градусах Кельвина

Количество теплоты, необходимое для нагревания воздуха, можно рассчитать по формуле, кВт:

Количество теплоты, отводимое от воздуха при охлаждении, кВт:

где i₁, i₂ – удельная энтальпия в начальной и конечной точках соответственно, кДж/кг с.в.

G_с – расход сухого воздуха, кг/с

где G_в – расход влажного воздуха, кг/с

d – влагосодержание, г/кг с.в.

Массу сконденсированной влаги вычисляют по формуле, кг/с:

где d₁, d₂ – влагосодержание в начальной и конечной точках соответственно, г/кг с.в.

При смешении двух потоков воздуха влагосодержание и удельную энтальпию смеси определяют по формулам:

На диаграмме точка смеси лежит на прямой 1-2 и делит её на отрезки, обратно пропорциональные смешиваемым количествам воздуха:

Возможен случай, когда точка смеси 3* окажется ниже линии φ=100%. В этом случае процесс смешения сопровождается конденсацией части содержащегося в смеси водяного пара и точка смеси 3 будет лежать на пересечении линий i_3*=const и φ=100%.

На представленном сайте на странице «Расчёты» можно рассчитать до 8 состояний влажного воздуха с построением лучей процессов на i-d диаграмме.

Новое состояние можно вычислить, определив процесс и задав конечные параметры.

На диаграмме отображаются следующие процессы: нагрев, охлаждение, адиабатическое охлаждение, пароувлажнение, смешение и общий процесс, определяемый двумя любыми параметрами.

Источник

Влажный воздух. Параметры влажного воздуха.

Пряжа из мохера купить купить пряжу на бобине мохер домпряжи.рф.

Влажный воздух

Влажный воздух, как мы уже определились, это смесь сухого воздуха с водяным паром, причем смесь эта не находится в состоянии равновесия, т.е. постоянно меняется, и именно эта неравновесность представляет огромную сложность в изучении. Без неё книги о влажном воздухе превратились бы в пару абзацев.

Как и у любого вещества, у влажного воздуха есть основные параметры, определяющие его состояние, и достаточно трех независимых из них, чтобы полностью определить его состояние. Однако, из-за сложности ввиду неравновесности, а также для удобства описания процессов обычно выделяют 6 основных параметров влажного воздуха. Перечислим их:

I-d диаграмма влажного воздуха

Наиболее полное представление о возможных состояниях влажного воздуха с использованием всех шести вышеперечисленных параметров даёт I-d диаграмма влажного воздуха (Диаграмма Рамзина):

Она выполняется для какого-либо определенного давления и на ней изображены изолинии по оставшимся пяти параметрам. Очевидно, что наиболее распространена диаграмма, построенная для давления в одну атмосферу (см. рис. выше). В случае, если необходимо исследовать влажный воздух при различных давлениях, существует соответствующая диаграмма с линиями изобар.

Но мы обратимся к диаграмме Рамзина. Ещё раз особо отметим, что диаграмма построена строго для определенного давления, а потому один из трех независимых параметров уже задан. Это следует помнить всегда!

Параметры влажного воздуха

Но мы, наверное, уже далеко забрались, так и не объяснив, что такое влагосодержание, энтальпия и уж тем более парциальное давление водяного пара. Начнём с простого. Касательно температуры и давления вопросов, я думаю, не возникает.

Влагосодержание

Парциальное давление водяного пара

Вернёмся к влажному воздуху. Он в своём составе имеет водяной пар. Парциальным давлением водяного пара влажного воздуха называется то давление, которое обретет водяной пар в замкнутом объёме, если из этого объема убрать весь сухой воздух. Очевидно, что в воздухе водяного пара совсем мало (об этом нам говорит влагосодержание, которое измеряется величинами порядка 0.005. 0.03 кг/кг), а, значит, при исчезновении сухого воздуха из некого объёма, оставшийся пар будет вполне вольготно себя чувствовать в предоставленном объеме, следовательно, иметь низкое давление. Это означает, что и парциальное давление водяного пара достаточно низко. Действительно, оно измеряется тысячами Паскалей, а ведь атмосферное давление воздуха равно примерно ста тысячам Паскалей. Снова вернемся к поглощаемым каплям.

Относительная влажность

Энтальпия

Процессы изменения параметров влажного воздуха

Выделяют следующие процессы, которые будут рассмотрены в соответствующих статьях:

Источник