 |
I – d диаграмма влажного воздуха.
|
|
|
|
Диаграмма i-d влажного воздуха предложена проф. Л.К. Рамзиным в 1918 г.
Диаграмма строится в косоугольной системе координат. Это сделано для увеличения рабочей области диаграммы.
В i-d – диаграмме угол между осями координат i и d равен 1350. На диаграмма id наносятся линии: изотермы t = const (по температуре сухого термометра), изоэнтальпии i = const, постоянной относительной влажности φ= const. На линии φ = 100% значение t и t М совпадают. Под линей φ = 100% нанесена линия
рП = f (d) – линия парциальных давлений пара. На рис.6.2.показаны основные процессы, которые могут быть определены по id диаграмме. Если температура воздуха по сухому термометру tА и температура мокрого термометра tМ А, то состояние воздуха определяется на i-d диаграмме точкой А.
Точка росы определяется охлаждением воздуха при d = const. Это состояние воздуха характеризуется точкой В. Охлаждение воздуха ниже точки росы изображается линией, идущей по φ = 100%. Этот процесс В-В´ сопровождается уменьшением d, так как из воздуха выпадает влага при частичной конденсации конденсации пара.
Нагревание воздуха от состояния, соответствуещего точке А, изображается линией А-С. Количество влаги при этом не изменяется. Процессу насыщения воздуха влагой при i=const от состояния в точке С соответствует линии CD.
Рисунок 6.2. Диаграмма id влажного воздуха.
При увлажнении воздуха впуском в него пара новое состояние воздуха (i2; d2) определяется по начальному (i1;d!) из теплового и материального баланса процесса смешивания
i2 = i1 + d П· i П·10-3;
d2 =d1 +d П,
где i П и d П – энтальпия, кДж/кг и количество подаваемого пара, г на кг сухого воздуха.
На рис. 6.3 показано определение парциального давления пара для состояния А влажного воздуха и р ПМА для той же температуры воздуха.
|
|
|
При смешении двух объёмов влажного воздуха с массами
m 1 и m 2 состояние смеси соответствует точке К, лежащей в
id – диаграмме на прямой Е-F (рис 6.2), конечные точки которой соответствуют состояниям смешиваемых масс воздуха m 1(Е) и m 2(F).
Положение точки К определяется соотношением
Если влажный воздух будет соприкасаться с открытой поверхностью воды,
Рисунок 6.3. Часть диаграммы i-d влажного воздуха.
имеющей температуру t В, то между влажным воздухом и водой в общем случае будет происходить массообмен и теплообмен.
Если в точке Е (рис.6.3.), соответствующей состоянию насыщенного воздуха, имеющего температуру t В, провести линию d =const и t M = const, то диаграмма i-d разделится на 3 части:
I – вода испаряется и охлаждается, следовательно, воздух насыщается влагой и нагревается от поверхности воды;
II – вода испаряется и нагревается, воздух насыщается и охлаждается;
III – пар из воздуха конденсируется на поверхности воды и воздух охлаждается.
Пример 6.1. Определить относительную и абсолютную влажность, влагосодержание и энтальпию влажного воздуха, если парциальное давление водяного пара 21 мм рт. ст. Температура и давление влажного воздуха t = 350С и
р = 745мм рт. ст.
Р е ш е н и е.
По таблицам насыщенного пара при t = 350С определяем р П.М. = 5.6 кПа=42 мм рт. ст.; ρ П.М.=0.0396 кг/м3. Относительная влажность
φ = р П / р П.М .= 21/42 = 0,5 = 50%.
Абсолютная влажность
ρ П = φ·. ρ П.М =0.5·0.0396 = 0.0198 кг/м3.
Влагосодержание
г/кг = 0,01кг/кг.
Энтальпия
i = i + d ·(2500 + 1,93 ·t) = 35 + 0.018·(2500 + 1.93·35) = 81,2 кДж/кг.
Лекция № 7
Раздел 7
ОСНОВЫ ТЕПЛООБМЕНА
Общие понятия.
Теплообменом называется любой процесс переноса теплоты.
Теория теплообмена впервые была развита в работах Ломоносова М.В. в 1744 году и свое развитие получила в работах французского ученого Фурье Жан Батист Жозеф в 1822 году.
|
|
|
В соответствии со вторым началом термодинамики теплота самопроизвольно переходит от более нагретого тела к менее нагретому. Процесс теплообмена протекает тем интенсивнее, чем больше разность температур тел, обменивающихся теплотой различают три способа переноса теплоты в природе: теплопроводностью (кондуктивный), конвекцией и излучением.
Теплопроводность рассматривается как самостоятельный процесс, который может протекать только в твердых телах или при контакте двух тел. В жидкостях (капельных и газах) теплопроводность понимается как процесс, протекающий совместно с конвекцией или радиацией (излучением), или с обоими этими процессами одновременно.
Рассмотрим процесс передачи теплоты теплопроводностью в твердой стенке.
|
|
|
