Нагревание и охлаждение влажного воздуха в поверхностных теплообменниках

Нагревание влажного воздуха при его контакте с сухой поверхностью, имеющей более высокую температуру, происходит при постоянном влагосодержании.

Если известно начальное состояние воздуха (точка 1), то новое его состояние после нагревания на J-d диаграмме определится как точка пересечения линии d₁ = d₂ = const и линии изотермы t₂ (рисунок). Для точки 2, так же как и для точки 1, можно определить все необходимые параметры и, в частности, начальное и конечное значения энтальпии J₁ и J₂. Зная разность J₂ - J₁ и количество сухого воздуха, которое надо нагреть в единицу времени, G_c, кг/ч, можно определить количество теплоты, необходимое для нагревания воздуха Q_т:

Q_т = G_c(J₂ - J₁).

G_c - масса сухой части воздуха, равная

,

где G_в - масса влажного воздуха.

Рисунок.

При охлаждении влажного воздуха в поверхностных воздухоохладителях до температуры t₃ выше температуры точки росы t_p, процесс изображается линией d₃ = d₁ = const (рисунок).

Рисунок.

Количество теплоты, отводимой от воздуха при охлаждении от состояния 1 до состояния 3, определяется по формуле

Q_х = G_c(J₁ – J₃).

Это количество теплоты составляет расчетную холодопроизводительность поверхностного воздухоохладителя.

Если охлаждение влажного воздуха осуществляется до температуры, которая ниже температуры точки росы, то на поверхности воздухоохладителя происходит частичная конденсация водяного пара, находящегося во влажном воздухе.

Рисунок.

Расчетную холодопроизводительность поверхностного воздухоохладителя определяют по формуле

Q_х = G_c(J₁ – J_а).

Массу сконденсированной влаги вычисляют по формуле

М_в = G_c(d₁ – d_a).

Рассмотренных предельных случаев в действительности не бывает. Реальный процесс изменения состояния воздуха в воздухоохладителе протекает по кривой, расположенной внутри треугольника 1-Р-А, и относительная влажность охлажденного воздуха обычно меньше 100%.

ЛЕКЦИЯ 9