Курс лекций: Вентиляция общественных зданий, Хабаровск, 2002 г (стр. 6 )

2.3. Определение параметров влажного воздуха на I-d диаграмме.

Точка на диаграмме отражает некое состояние воздуха, а линия – процесс изменения состояния. Определение параметров воздуха, имеющего некое состояние, отображаемое точкой А, показано на рисунке 3.1.

                                цА

t оС                                

  Шкала

температур        

                                                                ц = 100%

        t=const                ц=const

                А        

tА

                                I=const

tм

                                               IА, кДж/кг

                                                                       рп, кПа

        t=const                Вспомогательная                        рнп

tр                                 кривая                                 Шкала

                        d=const                                         давлений

                                                                       

                                                                       

                                                                       рп

                dА                                         d, г/кг

                               Шкала влагосодержаний

Рисунок 2.2. Схема определения параметров влажного воздуха

на I-d диаграмме

3.  ПРОЦЕССЫ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ

  ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА

3.1. Понятие процесса изменения состояния влажного воздуха

Под воздействием различных факторов влажный воздух может изменять свои параметры. Если воздух, заключенный в некотором объеме, находится в контакте с горячими поверхностями, он нагревается, то есть повышается его температура. При этом нагреву подвергаются непосредственно те слои, которые граничат с горячими поверхностями. Из-за нагрева изменяется плотность воздуха, и это приводит к возникновению конвективных течений, то есть происходит процесс турбулентного обмена. За счет наличия турбулентного перемешивания воспринятая пограничными слоями воздуха теплота в процессе вихреобразования постепенно передается более удаленным слоям, в результате чего весь объем воздуха повышает свою температуру.

Из рассмотренного примера ясно, что слои, наиболее близкие к горячим поверхностям, будут иметь температуру более высокую, чем удаленные. Иначе говоря, температура по объему не одинакова, и иногда различается весьма значительно. Поэтому температура, как и любой другой параметр воздуха, в каждой точке будет иметь свое индивидуальное, локальное значение. Однако характер распределения локальных температур по объему помещения предсказать крайне трудно, поэтому в большинстве ситуаций приходится говорить о неком среднем значении того или иного параметра воздуха. Среднее значение выводится из предположения, что воспринятое тепло окажется равномерно распределено по объему воздуха, и тогда температура воздуха в каждой точке пространства будет одинакова. При этом говорят, что воздух, ранее имевший исходную температуру, нагрелся до некой более высокой температуры.

Очевидно, что нагрев воздуха до некой температуры происходит не мгновенно: воздух постепенно изменяет свои параметры, переходя из существующего состояния в новое, бесконечно близкое к нему. В итоге он переходит из начального состояния в конечное. Этот переход называется процессом изменения состояния влажного воздуха (или, короче, просто процессом). Точный путь этого перехода почти никогда не известен: мы не можем знать в деталях, через какие отдельные промежуточные состояния идет процесс. Из начального состояния в конечное можно прийти бесконечным количеством способов, и достоверно известны лишь сами начальное и конечное состояния. Но в большинстве ситуаций промежуточные состояния не имеют принципиального значения, так как энергетические затраты на осуществление процесса определяются только начальными и конечными значениями параметров воздуха. Лишь в отдельных случаях имеет смысл уточнять, как именно (по какому пути) происходил процесс перехода. 

Учитывая, что на I-d диаграмме состояние влажного воздуха отображается точкой, процесс изменения состояния отображается некой линией, соединяющей точки начального и конечного состояний.

Пусть воздух имеет некое начальное состояние, отображаемое на I-d диаграмме точкой А (рисунок 3.1). Конечное состояние некого процесса пусть отображается точкой Б. Процесс А-Б, в котором происходит такое изменение состояния, изображен на рисунке жирной стрелкой. Такой процесс может быть осуществлен в неком тепло - массообменном аппарате, в котором воздух одновременно нагревается и увлажняется (например, в градирне при орошении воздуха горячей водой, в рекуператоре с влагопроницаемыми пластинами, или в регенераторе с гигроскопичной насадкой).

t оС                 Е

  tЕ

                                               

                          С                                        Б

  tС = tБ

                       

                                                                ц = 100%

       t

                А                                 Д                        IБ = IЕ

  tД = tА

                               

                                                                IС

                                               IА

                                                                       

       

                                                       

                                                                                                                                       

                                                                       

                dА                         dБ                 d, г/кг

Рис. 3.1. Процесс изменения состояния влажного воздуха на I-d диаграмме

Обычно процесс изменения состояния изображают прямой линией, соединяющей точки начального и конечного состояний. Именно так и изображен жирной стрелкой процесс А-Б. Однако, переход из точки А в точку Б мог идти и по другому пути: по некоторому криволинейному пути. соединяющему точки А и Б. На рисунке изображено всего две таких линии, однако их можно нарисовать бесчисленное множество.