Некоторые процессы в J-d диаграмме

а) изменение тепловлажностного состояния воздуха при ассимиляции теплоты и влаги.

Рассмотрим стационарный (установившийся) процесс (рис.2):

Рисунок 2. Баланс расходов воздуха в помещении.

 

Q_S – общее количество поступающей и теряемой полной теплоты, не включая теплоту, вносимую и уносимую вентиляционным воздухом; W_S – общее количество выделяющейся и конденсируемой влаги, не включая влагу, вносимую и уносимую вентиляционным воздухом. В помещении баланс по расходам: G1=G2=G.

Если Q_S > 0, в помещении теплоизбытки, если Q_S < 0, в помещении теплонедостатки. В общем виде:

Q_S = Q_ЯВН + Q_СКР = Q_ЯВН + W₁×J₁ + W₂×J₂,

где W₁×J₁ – скрытая теплота, W₁ @ W_S – влага от испарения, которое происходит за счет теплоты посторонних источников;

W₂×J₂ @ 0, W₂ – влагопоступления при испарении за счет теплоты воздуха.

Уравнение балансов по полной теплоте и влаге:

G×J₁+ Q_S = G×J₂ (1)

G×d₁+ W_S = G×d₂ (2)

Из (1) получаем расход воздуха для ассимиляции Q_S при изменении энтальпии воздуха от J₁ до J₂:

Из (2) получаем расход воздуха для ассимиляции W_S (кг/ч) при изменении влагосодержания воздуха от d₁ до d₂:

Приравниваем правые части ; и вводим понятие углового коэффициента e:

(3)

e, кДж/кг – тепловлажностное отношение, показывающее величину приращения количества теплоты на 1 кг полученной или отданной воздухом влаги. С его помощью на J-d диаграмме строится луч процесса.

Построение луча процесса методом приращений: применяя зависимость (3) и принимая Δd = 1, получаем ΔJ= e×Δd = J₂-J₁ ® J₂ = J₁+ e. Найденная J₂ позволяет определить вспомогательную точку 2 для построения луча процесса e (рис. 3).

1) Δd = 1, d₂ = d₁+1.

2) J2 = J1+ e.

3) Из (×)1 через (×)2 строим луч процесса

 

Рисунок 3. Построение луча процесса e методом приращений.

 

 

б) процессы нагрева и охлаждения воздуха:

(×)1– исходное состояние воздуха. Процессы идут по линии постоянного влагосодержания d₁ = const (рис. 4). При нагреве процесс идет вверх, при охлаждении процесс идет вниз до (×)2 на φ=100%, а далее по линии φ=100%, т.к. дальнейшее охлаждение приведет к тому, что водяные пары будут конденсироваться и влагосодержание начнет изменяться. Охлаждение по линии φ=100% связано с отдачей не только явного, но и скрытого тепла конденсации.

 

Рисунок 4. Процессы нагрева и охлаждения

 

в) изоэнтальпийное (адиабатное) увлажнение воздуха:

Этот процесс происходит в камере орошения при непосредственном контакте воздуха и воды. Адиабатный он в том случае, когда температура воды, которой орошается воздух, примерно равна его температуре мокрого термометра. В процессе обработки (×)Н по линии J_Н= const перемещается до линии φ=90-95% (рис. 5). Такая обработка воздуха применяется для сокращения воздухообмена в ТП года.

 

Рисунок 5. Процесс обработки воздуха в камере орошения – адиабатное увлажнение.

 

 

Расход воздуха для удаления теплоизбытков без камеры орошения: ; расход воздуха с камерой орошения: . Т.к. (J_П-J_В) < (J_ПФ-J_В), то G1 > G2.

 

г) смешение двух количеств воздуха [3]:

На практике применяется при использовании рециркуляции воздуха.

– при смешении не происходит водяных паров конденсации.

Дано: G₁, J₁, d₁ и G₂, J₂, d₂: расходы и параметры двух количеств воздуха.

G_СМ = G₁ + G₂ (4) – материальный баланс по количеству воздуха.

Q_СМ = G_СМ ×J_СМ = (G₁+G₂) ×J_СМ = G₁ ×J₁+ G₂ ×J₂ (5) – тепловой баланс,

W_СМ = G_СМ ×d_СМ = (G₁+G₂) ×d_СМ = G₁ ×d₁+ G₂ ×d₂ (6) – баланс по влаге. Проведем преобразование:

;

;

.

Точка смеси всегда лежит на отрезке, соединяющем точки 1 и 2 (рис.6а), т.е. процесс смешения на J-d диаграмме изображается прямой линией. При смешении точка смеси (×)СМ делит отрезок 1-2 на части, обратно пропорциональные смешиваемым количествам воздуха G₁ и G₂.

 

Рисунок 6. Смешение двух количеств воздуха

 

– при смешении происходит конденсация водяных паров.

Дано: G₁, J₁, d₁ и G₂, J₂, d₂: расходы и параметры двух количеств воздуха.

Точка смеси строится аналогично предыдущему случаю, для дальнейших построений и расчетов строится точка смеси ' при J_СМ= const и φ=100% (рис.6б). Правомерность этого можно объяснить из сравнения двух величин:

1) – количество теплоты, теряемое при конденсации;

2) – теплота, которая возвращается в воздух с водяными парами (Q_СКР – скрытая теплота).

Это сравнение показывает значительное превышение второй величины над первой, а также фактический возврат теплоты в воздух и позволяет пренебречь потерями тепла при конденсации.