Пример 1

Воздух в помещении имеет температуру 22^оС и относительную влажность 55%. Требуется найти на диаграмме «h - d» точку, соответствующую его состоянию, и значения остальных параметров.

Рисунок 5 - Изображение состояния воздуха в «h - d» диаграмме

Решение:

При пересечении линий j=55% и t=22^оС получим точку А, характеризующую состояние воздуха в помещении. Для определения влагосодержания из точки А вертикально вниз проводим линию d=const до оси абсцисс, на которой получаем значение влагосодержания d=9 г в.п./кг сух.в. Для определения энтальпии через т. А проводим наклонно линию h=const и определяем значение энтальпии h=45кДж/кг сух.в. При пересечении линии d=const с линией парциального давления получим точку, спроектировав которую на ось ординат справа, получим значение парциального давления водяного пара Р_вод.п.=12 мм рт.ст.

Пример 2

Воздух с температурой t₁=30^оС и j=50%, сухая часть которого составляет L=2000 кг, нагревается в калорифере до t₂=68^оС. Определить относительную влажность воздуха на выходе из калорифера и расход тепла на нагрев.

Рисунок 6 - Изображение процесса с влажным воздухом

в «h - d» диаграмме

Решение:

На диаграмме при пересечении линий t₁=30^оС и j₁=50% получим точку 1, характеризующую состояние воздуха перед калорифером. Затем из т. 1 проводим вверх прямую линию до пересечения с изотермой t₂=68^оС, получим точку 2, характеризующую состояние воздуха на выходе из калорифера. Линия j=const , проходящая через т. 2, определяет относительную влажность воздуха в этом состоянии, то есть j₂=7,8%.

Для определения расхода тепла на подогрев воздуха необходимо знать энтальпию его в состоянии 1 и 2. Для этого через точки 1 и 2 проводим наклонные прямые, параллельные i=const,до оси абсцисс и получаем значение

i₁ =67,6 кДж/кг сух.в., i₂ =105 кДж/кг сух.в.

Расход тепла на подогрев определяем по формуле

Q=L(i₂ - i₁)=2000(105-67,6)=74800 кДж.

Пример 3

При адиабатном испарении воды подогретый воздух, сухая часть которого составляет L=1000 кг, с температурой t₁=64⁰С и относительной влажностью j₁=10%, понизил свою температуру до t₂=35⁰С. Определить конечную относительную влажность воздуха j₂ и количество испарившейся воды.

Рисунок 7 - Изображение процесса с влажным воздухом

в «h - d» диаграмме

Решение:

На диаграмме «h - d» по заданным параметрам t₁, j₁ находим точку 1, соответствующую начальному состоянию воздуха. Проведя через эту точку линию d=const , определяем влагосодержание воздуха d₁=15,5 г вод. п./кг сух. воз. Затем через точку 1 проводим линию i=const до пересечения с изотермой t₂=35⁰С. Получим точку 2, проведя через нее линию d=const , получим влагосодержание d₂=26,5 г вод. п./кг сух. воз. Линия j=const , проходящая через точку 2, определяет относительную влажность воздуха в конечном состоянии, при этом j₂=74%. Количество испарившейся влаги определим по формуле

           W=L×(d₂-d₁)/1000=100×(26,5-15,5)/1000=1,1 кг.

Пример 4

Температура влажного воздуха t=70⁰С, его относительная влажность j=30%. Определить температуру точки росы, t_р, ⁰С.

Решение:

По заданным параметрам t, j находим на диаграмме точку 1, характеризующую состояние влажного воздуха. Из точки 1 опускаем вниз линию d=const до пересечения с линией относительной влаж-ности j=100%. Получим точку 2. Изотерма, проходящая через точку 2, соответствует температуре точки росы, то есть t_р=44,8⁰С.

Рисунок 8 - Иллюстрация решения примера 4 с помощью

диаграммы «h - d»

Вопросы для самопроверки

1 Дайте определение влажного воздуха.

2 Назовите виды влажного воздуха, дайте им определение.

3 Что такое абсолютная и относительная влажность, влагосодержание?

4 Какая температура влажного воздуха называется температурой точки росы?

5 Как в диаграмме h-d изображается процесс нагрева воздуха в калорифере?

6 Как изображается в диаграмме h-d процесс сушки материалов влажным воздухом в идеальной сушилке?

Истечение газов и паров

Истечение – процесс прохождения газа или пара по каналам особой формы.

Если при перемещении по каналу происходит расширение рабочего тела с уменьшением давления и увеличением скорости, то такой канал называют соплом.

Если в канале происходит сжатие рабочего тела с увеличением его давления и уменьшением скорости, то такой канал называют диффузором. Возьмём канал переменного сечения, по которому перемещается идеальный газ (рисунок 9).

                                              Рисунок 9

Выделим два сечения I-I и II-II. В сечении I-I удельный объём рабочего тела v₁, давление газа p₁, скорость движения w₁, площадь «живого» сечения f . Аналогично в сечении II-II. Удельный объём v₂, давление p₂, скорость движения w₂, площадь «живого» сечения f . Пусть давление p₁> p₂, следовательно, рассматривается истечение рабочего тела через сопло. Исследования показали, что в каналах даже при небольшой разности давлений газа и внешней среды получается достаточно большая скорость течения рабочего тела.

Поскольку длина канала обычно небольшая, то теплообмен между стенками канала и рабочим телом при малом времени их прохождения настолько незначителен, что им можно пренебречь и процесс истечения можно считать адиабатным. При решении задач на истечение газов и паров, как правило, требуется определить скорость истечения, секундный расход рабочего тела, форму сопла, по которому движется рабочее тело.