ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ

ПОЛИТРОПИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ТЕПЛО — И ВЛАГООБМЕНА ВОЗДУХА

Изменение состояния воздуха в вентиляционном процессе нередко связано с внесением в воздух или отнятием от него одновременно тепла и влаги. Таково изменение состояния воздуха в помещениях, где одно­временно выделяются и явное тепло и водяные пары, в специальных ус­тановках, где воздух одновременно охлаждается и осушается, и во мно­гих других случаях. При произвольном соотношении количеств тепла и влаги, ассимилируемых воздухом, изменение его состояния можно изо­бразить в I—с?-диаграмме линиями, имеющими различные направления. Если потоку воздуха, содержащего сухую часть в количестве G, кг/ч, передать Q', кДж/ч (ккал/ч)*, тепла и W, кг/ч, влаги, то его энтальпия изменится на А/, кДж/кг (ккал/кг), так, что

Q' = GAI, (III. 28)

А его влагосодержание изменится на Ad', кг/кг, так, что

W = GAd'. (III. 29)

Отношение правых и левых частей уравнений (III.28) и (III,29)

* Здесь и далее в учебнике для мощности использованы две единицы системы СИ: кДж/ч — обозначение Q' и Вт — обозначение Q Эти величины связаны между со­бой зависимостями.

Q'=3,6Q; Q = 0,278Q'.

Такое решение вызвано необходимостью использования традиционно сложившихся инженерных построений, в которых до последнего времени принимались единицы си­стемы мкгсс.

Рис III.8. Показатель є двух параллельных лучей процессов изменения тепловлажност - ного состояния воздуха в /—^-диаграмме

Есть показатель направления луча процесса изменения состояния воз­духа в /—^-диаграмме — угловой коэффициент є:

(III. 30)

Отношение Q'/W в уравнении (III.30) связано с определенным от­ношением А//АйГ, в котором А/ и A d' соответствуют приращениям ор­динаты и абсциссы при изображении этого процесса в /—^-диаграмме. Отношение (III.30) определяет угол наклона луча процесса изменения состояния воздуха.

Если в /—а?-диаграмме нанести два параллельных между собой от­резка 1—2 и 3—4, то, как это видно из подобия треугольников на рис. Ш.8, для них будут одинаковыми отношения

(III.31)

А следовательно, и показатель направления луча процесса е. Отсюда можно сделать вывод, что одному и тому же углу наклона прямой в /— d-диаграмме соответствуют процессы изменения тепловлажностного со­стояния воздуха с определенным соотношением ассимилированных ко­личеств тепла и влаги. Для удобства построений на /—^-диаграмме, как было сказано, нанесены масштабные лучи угловых коэффициентов.

Изменение состояния воздуха в помещениях, а также при его обра­ботке в специальных устройствах сводится к изменению его энтальпии, влагосодержания и других параметров. Зная начальное состояние и ко­личество G воздуха, а также полные теплопоступления Q и влагопо - ступления W в воздух, можно, пользуясь угловым коэффициентом е и /—^-диаграммой, определить конечные параметры воздуха. В другом случае неизвестными при прочих известных данных могут быть коли­чество воздуха, полное количество тепла, количество влаги и т. д. Поли­тропический процесс с произвольным угловым коэффициентом є вклю­чает все возможные процессы изменения тепловлажностного состояния воздуха (см. рис. III.5).

Изовлажностный процесс нагрева соответствует

-f АІ

Е== о == + 0°- (Ш-32)

Изовлажностный процесс охлаждения соответствует

-Д/

(III. 33)

0

Процесс адиабатического увлажнения соответствует

О

— 0.

+ Ad

Для процесса изотермического увлажнения по выражению (111.27) в системе СИ є»2,53, по выражению (111.27") в системе МКГСС в «0,605.

Политропический процесс при произвольном значении & прибли­женно можно рассчитать, пользуясь формулой: в системе СИ

At Л _ 2,45

В системе МКГСС

Л/ 8

§ 14. ПРОЦЕСС СМЕШЕНИЯ ВОЗДУХА

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

Духа в /—^-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 количествам воздуха. Если сме­шать воздух состояния 1 (рис. III.9) в количестве G с воздухом состоя­ния 2 в количестве nG, то точка смеси 3 разделит отрезок 1—2 или его проекции Д/і_2 и lSd-2 на части 1—3, 3—2 или Д/і-з, Д/3-2 и Д^і-з, Д^з-2 (см. рисунок), отношение длин которых равно:

3—2 Д/g____________________ 2 Ad3_2 nG п

Таким образом, чтобы найти точку смеси, нужно отрезок I—2 или его проекции разделить на п--1 часть и отложить от точки 1 одну часть, оставив п частей до точки 2. Такое построение определит положение точки смеси 3.

Возможен случай, когда точка смеси окажется в области ниже ли­нии ф = 100%. Это значит, что при смешении будет образовываться ту­ман (конденсация в мелкие капли водяных паров, содержащихся в воз­духе). Если принять, что температура выпадающей влаги близка к тем­пературе мокрого термометра, которой соответствует (/з' = const) точ­ка смеси 3' (рис. III.10), то действительные параметры точки смеси 3 бу­дут соответствовать пересечению линий /з,==:const и ф — 100% - Количе­ство выпавшей из 1 кг воздуха влаги будет равно:

(III.37)