H-d- диаграмма влажного воздуха

Для определенного атмосферного давле­ния строится h-d- диаграмма. В учебной и тех­нической литературе обычно приводятся или прилагаются диаграммы, построенные для среднего значения атмосферного давления р = 745 мм рт. ст. В h-d- диаграмме (. 7.3):

1) линии постоянных энтальпий h, кДж/(кг с.в.) проведены под углом 135° к вертикали;

2) t_c, °C - изотермы «сухого» термометра;

3) t_м,°С - изотермы «мокрого» термометра:

4)φ, % - линии относительных влажностей;

5)р_n =f(d)- линия парциальных давлений пара.

Пример пользования диаграммой

По известным параметрам влажного воздуха t₁, φ₁ найти d₁, h₁, t_p,p_n, p_s.

Изотерма точки росы (t_p) проходит (. 7.4) через точку пересечения линий d₁ = const и φ= 100%.

На оси парциальных давлений (р_n) опреде­ляются парциальные давления пара (р_n) в точке пересечения линий d₁= const, р_n =f(d), а также давление насыщения (p_s) в точке пересечения линий d_s = const и р_п =f(d).

Процессы во влажном воздухе

Нагрев воздуха

Влажный воздух с параметрами t₁, φ₁ нагревается при постоянном дав­лении р = const до температуры t₂. Расход воздуха G, кг/с.

В процессе изобарного нагрева 1-2 (рис. 7.5) влагосодержание не изменяется (d = const), относитель­ная влажность уменьшается (ф₂ <φ₁), энтальпия уве­личивается (h₂ > h₁).

Теплота, необходимая для нагрева 1 кг сухого воздуха, равна

q = h₂-h₁, кДж/(кгс.в). (7.15)

Учитывая, что расход влажного воздуха

G=G_с.в.+G_n,

отсюда

(7.16)

Соответственно секундный расход тепла имеет вид

Q = G(h₂-h₁)/(1+ d), кДж/с. (7.17)

Охлаждение воздуха

Влажный воздух с параметрами t₁, φ₁ охлажда­ется при постоянном давлении р = const до темпера­туры t₂(t₃) Расход воздуха G.

Различают два случая:

l)t2>t_p (процесс 1-2, рис. 7.6). В этом случае:

· влагосодержание не изменяется (d = const);

· относительная влажность увеличивается (φ₂>φ₁);

• энтальпия уменьшается (h₂ <h₁).

Теплота, отводимая от воздуха,

q =h₁-h₂, кДж/(кг с.в.), (7.18)

(7.19)

2) Если температура, до которой охлаждается воздух (t₃), меньше темпе­ратуры точки росы (процесс 1-3), то воздух, достигнув состояния насыщения (t = t_p, φ=100%), при дальнейшем понижении температуры будет оставаться насыщенным и из него будет выпадать влага, поскольку d₃ < d₁.

Теплота, отводимая от воздуха в этом случае,

q = h_l-h₃ + r(d₁-d₃), (кДж/кг·с.в.) , (7.20)

где r = 2500 кДж/кг;

(7.21)

В практике охлаждение воздуха до t < t_p широко применяют с целью удаления из него влаги (осушения).

Сушка материалов

В процессе сушки различных материалов воздух является сушильным агентом, и чем выше его температура, а, следовательно, давление насыщения (p_s), тем больше он может поглотить влаги.

Пусть параметры воздуха на входе в сушильную камеру равны t_t, φ₁, расход воздуха - G.

Идеальный процесс сушки (без потерь тепла в окружающую среду) - это процесс 1-2 при посто­янной энтальпии (рис. 7.7). В процессе сушки:

• относительная влажность воздуха увеличивается (φ₂> φ₁);

• температура уменьшается (t₂ < t₁);

• влагосодержание увеличивается (d₂>d₁).
Количество влаги, воспринятой воздухом, вычисляется по формулам:

M _вл=d₂-d₁, (7.22)

Gвл= (7.23)

В реальных процессах сушки h₂ < h₁ из-за потерь тепла в окружающую среду.