Типовым процессом обработки воздуха паром является изотермическое увлажнение.
В ходе процесса температура воздуха не изменяется (t= const), а теплосодержание (энтальпия), влагосодержание и относительная влажность увеличиваются. Небольшое количество явного тепла, которое вносится паром, при этом, как правило, не учитывается.
СМЕШЕНИЕ ОБЪЁМОВ ВОЗДУХА С РАЗНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
Смешение объёмов воздуха с различными начальными состояниями является политропным процессом. Для определения параметров полученной смеси нужно знать параметры и количество исходных компонентов.
На диаграмме точка смеси находится на линии, соединяющей точки с параметрами смешиваемых объёмов воздуха. Её положение будет ближе к точке, соответствующей большему из объёмов.
Теплосодержание (энтальпия) смеси определяется формулой:
IC = , ,
где G1 и G2 – соответственно расходы (или массы) смешиваемых объёмов воздуха, кг.
Влагосодержание смеси: dC = , г/кг.
Температура смеси: tC = , ºС.
Возможен случай, когда точка с параметрами смеси находится ниже φ=100%. При этом часть влаги, содержащейся в смеси, конденсируется, а точка с параметрами смеси переместится по адиабате (Iсм=const) до пересечения с линией φ=100%, где и будут определяться окончательные значения всех параметров. Количество сконденсировавшейся влаги равно Δdдля каждого килограмма смеси.
РЕПЕРНЫЕ (ОПОРНЫЕ) ТОЧКИ I-d ДИАГРАММЕ
Для реперных(опорных) точек I-d диаграммы традиционно используются следующие обозначения:
Н — точка наружного воздуха;
В — точка внутреннего воздуха;
К — точка после обработки воздуха в калорифере (при наличии нескольких калорифера указывается порядковый номер устройства по ходу движения обрабатываемого воздуха, например К1, К2 и т.д.);
П — точка приточного воздуха;
У — точка воздуха, удаляемого из помещения;
О — точка после обработки воздуха в оросительной камере;
С — точка смеси воздуха двух различных параметров и масс;
ТР — точка росы;
ТМ — точка температуры мокрого термометра.
ЛУЧ ПРОЦЕССА
Линия, соединяющая начальную и конечную точки состояний воздуха на I-d диаграмме с координатами I1d1 и I2d2 соответственно, называется луч процесса или тепловлажностное отношение. Луч показывает направление развития процесса, идущего из начальной точки.
Для построения луча процесса на I-d диаграмме необходимо определить его угловой коэффициент ε – отношение разностей величин энтальпии и влагосодержания конечной и начальной точек:
ε= 1000 = 1000 , ,
где 1000 – переводной коэффициент из граммов в килограммы для влаги.
Также ε выражается через соотношение: ε= = 3,6, , где
Qп – количество полной теплоты, переданное при изменении состояния воздуха (это могут быть как теплоизбытки, так и теплопотери),
W – количество влаги, переданное в процессе изменения состояния воздуха (влагоизбытки или влагопоступление ), ;
∆Qизб. полн– избытки полного тепла в помещении, Вт.
Угловой коэффициент наглядно показывает – как при любой начальной температуре и влагосодержании будут происходить изменения параметров внутреннего воздуха в помещении, в котором имеются постоянные источники (или потребители) тепла или влаги.
Размерность углового коэффициента внешне совпадает с размерностью энтальпии воздуха (), однако это абсолютно разные величины: значение знаменателя для энтальпии относится к килограмму сухого воздуха, а для углового коэффициента – к килограмму влаги.
Значения εмогут быть положительными и отрицательными и изменяться от –∞ (при ΔI<0 и Δd=0) до +∞ (при ΔI>0 и Δd=0).
Значения ε для типовых процессов обработки воздуха:
· При ε = 0 происходит адиабатный процесс (I=const, I1 = I2, ΔI=0);
· При ε=2530 – изотермический процесс (t=const);
· При ε = +∞ – сухой нагрев (d=0, ΔI<0)
· При ε = -∞ – сухое охлаждение (d=0, ΔI>0)
Если начальные параметры воздуха различны, но значения углового коэффициента ε одинаковы, то лучи, характеризующие изменения состояний, располагаются на I-d диаграмме параллельно друг другу. Поэтому при построении на I-d диаграмме сначала проводится луч процесса с угловым коэффициентом ε из точки I=0 и d=0, а затем – через точку с известными параметрами воздуха проводится луч, параллельный первому
Особо следует заметить, что знак углового коэффициента не определяет направление процесса, идущего по лучу. Так, при одновременном уменьшении значений теплосодержания и влагосодержания, их разности будут отрицательны, а отношение – положительным.
Направления лучей типовых процессов:
Зона I – увлажнение с увеличением энтальпии (ε > 0)
Зона II – увлажнением с уменьшением энтальпии (ε< 0)
Зона III – осушение с уменьшением энтальпии (ε > 0)
Зона IV – осушение с увеличением (ε< 0)
1-2 – сухой нагрев
1-3 – изотермический процесс
1-4 – адиабатическое увлажнение
1-5 – сухое охлаждение
1-6 – изотермическое осушение жидкими сорбентами с отводом теплоты сорбции