Определение на Id-Диаграмме параметров воздуха
Пример 1. Влажный воздух имеет температуру +70° С и относительную влажность 0,5 (50%). Определить по Id-диаграмме остальные параметры этого воздуха: влагосодержание D, теплосодержание I и парциальное давление пара
Находящегося в этом воздухе.
Находим на диаграмме линию температуры, соответствующую 70° С. Эта линия, идя вправо, пересекает веер расходящихся кривых линий относительной влажности ф. На пересечении с линией ф=0,5 будет лежать искомая точка^А (точка состояния воздуха), которая удовлетворяет заданным условиям (?=70°С
Влагосодертание Л
Рис. 2. /J-диаграмма влажного воздуха
И <р=0,5). Точка А находится также на вертикальной линии, идущей вниз до пересечения со шкалой влагосодержаний. В нашем случае эта линия соответствует влагосодержанию <2=120 г/кг сухого воздуха.
Точка А лежит примерно посередине между двумя наклонными линиями, идущими вниз и вправо до пересечения с нижней кривой линией <р=1,0. Это линии постоянных теплосодержаний. По шкале и масштабу делений находим, что наше точка А соответствует теплосодержанию 7=92 ккал/кг.
-to |
Наконец, определяем величину парциального давления пара в воздухе заданного нам состояния в точке пересечения вертикальной линии влагосодержания rf= 120 г/кг с крайней линией шкалы парциальных давлений. Давление равно 1650 мм вод. ст.
Когда влажный воздух нагревают в каком-либо закрытом помещении, то его температура возрастает, а влагосодержание остается без изменения, так как нет притока дополнительной влаги или ее утечки. Такой процесс может быть изображен на Id- ДИаграмме движением точки состояния воздуха вверх по одной из
Линий влагосодержания до пересечения ее с линией заданной температуры нагрева. Теплосодержание воздуха при этом будет увеличиваться. И, наоборот, процесс охлаждения соответствует на диаграмме перемещению той же точки вертикально вниз до линии заданной температуры. Теплосодержание воздуха при этом будет уменьшаться.
При испарении же влаги тепло, содержащееся в воздухе, расходуется на превращение воды в пар и передается пару, но общее количество тепла в воздухе остается без изменения (если, конечно, воздух можно предохранить от остывания). Таким образом, теплосодержание воздуха в процессе испарения останется постоянным, а влагосодержание увеличится. Поэтому процесс испарения на Id- Диаграмме будет характеризоваться движением точки состояния воздуха параллельно линиям теплосодержания вниз вправо до пересечения с линией влагосодержания.
Пример 2. Пусть состояние воздуха соответствует точке А на диаграмме (см. рис. 2 и пример 1). Требуется определить, как оио изменится, если воздух подогреть до температуры 93° С. Потерями тепла для простоты расчета можно пренебречь.
Определяем точку нового состояния воздуха, она будет находиться на пересечении линии D= 120 г/кг, идущей от точки А вверх, с линией температуры 93° С. Обозначим ее буквой Б. Относительная влажность воздуха, состояние которого характеризуется точкой Б, будет соответствовать линии Ф=0,2, т. е. относительная влажность воздуха стала ниже (воздух стал суше), хотя абсолютное весовое количество влаги в ней осталось прежним. Теплосодержание воздуха увеличилось и достигло 98 ккал/кг. Такой воздух более «работоспособен» в отношении про-, цесса сушки.
Пример 3. Охлаждение воздуха. Пусть воздух, состояние которого соответствует точке А (см. рис. 2 и пример 1), охлажден до температуры 56° С. Находим на диаграмме точку нового состояния воздуха: от точки А вертикально вниз до линии температуры 56° С точку В. Мы видим, что относительная влажность воздуха увеличилась, почти достигла линии ф=1,0, т. е состояния полного насыщения. Такой воздух не может уже поглощать влагу. Если охлаждение пойдет дальше, относительная влажность будет за линией Ф=1,0 и тогда пар в воздухе сконденсируется и выпадет в виде капельно-жидкой влаги.
Пример 4. Испарение влаги. Пусть состояние воздуха соответствует точке Б из примера 2. В этом воздухе находится влажная древесина, нагретая до 93° С. Влага из нее испаряется в воздух, т. е. древесина сохнет. Для упрощения расчета предположим, что потери от охлаждения воздуха отсутствуют л тепло расходуется только на испарение влаги, т. е. на сушку. Процесс пойдет при постоянном теплосодержании агента сушки — воздуха.
Двигаясь вниз по пунктирной линии параллельно линии /=100 ккал/кг, пересекаем одну за другой линии температур. Значит, воздух, совершая работу испарения, понижает свою температуру, хотя количество тепла в ней остается неизменным. Предположим, что мы достигли температуры 74е С — точки Д. Относительная влажность воздуха будет при этом равна 0,47 (47%), влагосодержание воздуха достигнет 129 г/кг против прежних 120 г/кг. Значит, агент сушки испарил 129—120=9 г влаги на каждый килограмм веса сухой части воздуха
Пример 5. Смешивание воздуха различных состояний. В сушильных камерах воздух, прошедший через штабель материала и насыщенный влагой, смешивается со свежим воздухом, имеющим малое влагосодержание. Это делается для того, чтобы снизить общее влагосодержание смеси и чтобы воздух стал вновь работоспособным.
Пусть состояние воздуха, прошедшего через штабель, соответствует точке Д на диаграмме, т. е. характеризуется температурой 74° С, относительной влажностью 0,47 (47%) и влагосодержанием 129 г/кг. Свежий воздух, поступающий в сушиль-
HVK) камеру из коридора управления, имеет температуру +20° С, относительную влажность 0,4 (40%) и влагосодержание 6 г/кг.
Нужно смешать воздух этих двух состояний так, чтобы влагосодержание смене превышало 120 г/кг сухого воздуха. Процесс смешивания может быть изо - бпажен на диаграмме прямой линией ЕД, а состояние смеси будет характеризоваться точкой А.
Таким образом, после смешивания со свежим воздухом воздух в камере будет иметь температуру fCM=70°C, относительную влажность фсы=0,5 (50%), влагосодержание DcМ = 120 г/кг, теплосодержание /см = 92 ккал/кг.
Воздух такого состояния, подогретый до 93° С (см. пример 2), получит теплосодержание 97 ккал/кг при относительной влажности 0,2 (20%) и снова будет пригоден для осуществления процесса испарения влаги, описанного в примере 4.
По диаграмме можио определить и относительное количество свежего воздуха, которое нужно подать в камеру, чтобы получить нужное состояние смеси. Отношение часового количества свежего воздуха к часовому количеству воздуха, обращающегося в камере, равно отношению длин отрезков АД и АЕ. Измеряя эти отрезки в масштабе влапосодержания, получим: АД= 129—120=9; АЕ—120—16= = 114.
Значит,
АД 9
—— - — = 0,079.
АЕ 114
Таким образом, часовое количество воздуха, подсасываемого в камеру, в данном случае должно составлять всего 7,9% часового количества воздуха, циркулирующего в камере. Такое же количество воздуха должно быть удалено из камеры через вытяжную трубу.
Рнс. 3. Схематичный поперечный разрез древесных клеток (по П. В. Соколову) |
■ связанной |