Влажный воздух. Hd-диаграмма влажного воздуха. Основные процессывлажного воздуха.

 

hd – диаграмму предложил в 1918 г. профессор МВТУ Л.К. Рамзин. Построена диа-грамма для одного постоянного давления влажного воздуха, обычно 745 мм.рт.ст., которое является среднегодовым для среднеевропей-ской части.

По оси абсцисс в hd – диаграм-ме откладывается влагосодержание d, Для лучшего использо-вания площади листа, диаграмма построена в косоугольных координатах и другая ось проведена под углом 135° к оси абсцисс. Эта ось и представляет энтальпию влажного воздуха h (отнесенную к килограм-му сухого воздуха). Начало коорди-нат совпадает с точкой, соответст-вующей состоянию воздуха t_c = 0°С, d = 0 кг/кг, h = 0 кДж/кг.

13.4. Основные процессы изменения состояния влажного воздуха

Наиболее часто встречаются в практической деятельности процессы изобарных нагрева и охлажде-ния, увлажнения и осушки, а также смешения. Рассмотрим построение их в hd-диаграмме и расчет с ее по-мощью.

Процессы изобарного нагрева-ния и изобарного охлаждения влажного воздуха протекают при постоянном влагосодержании d = const., что определяет их построе-ние в hd-диаграмме. Процесс 1-2 (рис.1.147) – процесс нагревания направлен вверх, процесс 1-3 – процесс охлаждения воздуха на-правлен вниз диаграммы. Теплота процесса 1-2 нагревания влажного воздуха, содержащего L кг сухого воздуха Q = L(h₂ – h₁). (1.448) Теплота процесса 1-3 охлаждения влажного воздуха, содержащего L кг сухого воздуха Q = L(h₁ – h₃). (1.449)

Постоянство влагосодержания в процессе охлаждения будет лишь при условии t_c > t_p (процесс 1-3), т.е. при охлаждении ненасыщенного влажного воздуха. После достиже-ния состояния т.4 насыщенного влажного воздуха (t_c = t_p) картина изменяется: дальнейшее охлажде-ние сопровождается конденсацией пара, влагосодержание воздуха уменьшается, процесс (на диаграм-ме процесс 4-5) протекает по линии ϕ = 100% и является одновременно процессом осушки влажного воздуха. Количество отводимой теплоты определяется Q = L(h₄ – h₅). (1.450)

Количество отводимой воды сконденсировавшихся ее паров ΔМ_п = L(d₄ – d₅). (1.451)

Общее количество теплоты процесса 1-5 равно Q = L(h₁ – h₅). (1.452)

Увлажнение влажного воздуха можно провести, прежде всего, если воздух ненасыщенный. Механизм процесса адиабатного (без теплообмена с источниками теплоты) увлажнения воздуха рассматривался при ознакомлении с понятием температуры мокрого термометра. Изложенная картина процесса свидетельствует, что при его протекании температура поверхности воды не изменяется и равна температуре адиабатнго насыщения воздуха t_a. Энергия, подведенная из воздуха на испарение воды, возвращается назад в воздух с образовавшимся водяным паром. Таким образом, процесс изобарного, адиабатного увлажнения воздуха одновременно и изоэнтальпический h = const.)На рис.1.147 это процесс 2-6). Количество испаренной влаги определяется соотношением

ΔМ_п = L(d₆ – d₂). (1.453)

Смешение потоков влажного воздуха, для каждого из которых известно: т.6(L₆, h₆, d₆) и т.3(L₃, h₃, d₃). Результирующий поток т.7(L₇, h₇, d₇) Схема, поясняющая процесс, приведена на рис.1.148. Запишем для процесса уравнения:

баланса энергии L₃h₃ + L₆h₆ = L₇h₇; (1.454)

баланса влаги L₃d₃ + L₆d₆ = L₇d₇; (1.455)

баланса сухого воздуха L₃ + L₆ = L₇; (1.456)

На hd-диаграмме линия процес-са смешения представляет собой прямую, соединяющую точки, со-ответствующие состояниям смеши-вающихся потоков. Точка, соответ-ствующая состоянию результи-рующего потока делит отрезок [3-6] на пропорциональные части [3-7] и [6-7] =36LL]67[]73[−−. (1.459)

Совокупность рассмотренных процессов дает основу для расчета систем, где используется влажный воздух.

13. Реальные вещества. Критическое состояние. Фазовые диаграммы состояния: рv-, Ts-, hs-. Термодинамические свойства воды. Термодинамические таблицы, диаграммы и уравнения состояния воды.

Критическая температура — температура вещества в критическом состоянии.

Критическое состояние — состояние ТС, характеризующееся исчезновением различия между фазами, находящимися в равновесии друг с другом (сежду жидкостью и её паром). Фазовое равновесие — равновесное состояние ТС, состоящей из 2 и более фаз. Фаза — гомогенная область гетерогенной системы. Гомогенная ТС — ТС, между частями которой нет поверхности раздела. Гетерогенная ТС — ТС, состоящая из отдельных частей, разграниченных поверхностью раздела.

Фазовая диаграмма — термодинамическая диаграмма, в которой по осям координат откладываются физические параметры (давление и температура, давление и удельнй объём и т.д.) и наносятся кривые фазового равновесия.

Кривая фазового равновесия — кривая, соответствующая равновесному состоянию фаз.

рϑ-диаграмма реальной ТС

Её особенностью является (как и 2 следующих диаграмм) изображение области 2-фазного равновесного состояния в виде площадей, ограниченных пограничными кривыми Тs-диаграмма реальной ТС hs-диаграмма реальной ТС