Hd-діаграма вологого повітря (стор. 195-198) ( самостійно )

Визначення параметрів, що характери-зують стан вологого повітря і дослідження процесів, що проходять у сушильних, вен-тиляційних та інших установках, зручно і легко здійснюється за допомогою Нd-діаг-рами, вперше запропонованої професором К.Рамзіним у 1918 р. Діаграма побудована для барометричного тиску 99 кПа (745 мм рт.ст.), який відповідає середньому тиску в центральній європейській зоні.

По осі ординат діаграми Hd відклада-ють ентальпію вологого повітря в кіло-джоулях на 1 кг сухого повітря, а по осі абс-цис - вологовміст d в грамах на 1 кг сухого повітря.

Для кращого використання площі діаг-рами вона побудована у косокутніх корди-натах з кутом між осями . Похила вісь d на діаграму не наноситься, а масштаб для відрахунку d спроектований на горизо-нтальну вісь.

На діаграмі Hd також нанесені ізотер-ми t = const – прямі лінії, злегка нахилені відносно до горизонталі і направлені зліва направо вверх; криві лінії постійних зна-ень відносної вологості , які перехо-

дять у прямі при перетині з , що ідуть вертикально вгору ( ); ізотерми мокрого термометра t = const – прямі лінії, майже паралельні лініям Н = const, але на-правлені більш полого (на діаграмі нанесе-ні штриховими лініями); крива парціаль-ного тиску водяної пари , нанесена в нижній частині діаграми Hd.

Якщо необмежена маса повітря стикає-ться з тонким шаром води (температура шару однакова), то між повітрям і поверх-нею води, за визначених умов, проходить процес теплообміну. Якщо при цьому пар-ціальний тиск пари у вологому повітрі, що стикається з поверхнею води, виявиться менше тиску насиченої пари , вода почне випаровуватися. У міру випаровування во-ди температура поверхні рідини буде зни-жуватися, а різниця температур оточуючо-го повітря і поверхні рідини зростати. Та-кож буде зростати кількість теплоти, що по-ступає від повітря до поверхні рідини. Зни-ження температури рідини продовжується до тих пір, поки кількість внутрішньої ене-ргії, що витрачається на випаровування, виявиться рівною кількості теплоти, що от-римує рідина від оточуючого повітря.

Температура поверхні рідини, що вста-новиться при досягненні вказаної рівнова-ги, називається температурою мокрого термометра. Вона близька до температури адіабатного насичення повітря. Ця тем-пература встановлюється при насиченні об-меженої кількості повітря, що знаходиться в контакті з водою, якщо випаровування води проходить тільки за рахунок кількості теплоти, яка передається у повітря.

Тому можна сказати, що температура, при якій повітря охолоджується при сталій ентальпії і стає насиченим, називається температурою адіабатного насичення, або температурою мокрого термометра . Тому лінії на діаграмі Hd називають лініями адіабатного насичення повітря.

Температура мокрого термометра виз-начається за психрометром. Її показує тер-мометр, резервуар якого обгорнутий воло-гою тканиною.

Крива є свого роду граничною кривою діаграми і називається лінією наси-чення. При повітря максимально насичене водяними парами і при даній те-мпературі . Вся область діаграми під кривою відповідає насиченому во-логому повітрю різних значень , у якому волога знаходиться у вигляді перегрітої па-ри. Нижче цієї кривої розміщена область перенасиченого вологого повітря, в якому волога знаходиться у вигляді туману, а при t < 0 – у вигляді інею. Стан вологого повіт-ря можна визначити за діаграмою Hd за допомогою психрометра. Визначивши пока-зання і мокрого термометрів, знахо-дять на діаграмі Hd точку перетину ізотерм та , точка А. Ця точка характеризує стан повітря. Далі за діаграмою Hd визна-чають вологовміст, ентальпію, відносну во-логість, парціальний тиск пари у вологому повітрі.

Нагрівання повітря проходить при ста-лому вологовмісті, лінія АВ). Сушіння про-ходить при сталій ентальпії, лінія СК, оскі-льки теплота, що витрачається на випаро-вування вологи, переноситься назад у воло-ге повітря випарованою вологою. Охолод-ження повітря проходить також у процесі , лінія CD. Після досягнення стану насичення, тобто тем-ератури точки роси (точка Е) подальше охолодження повітря проходить вздовж лінії насичення із змен-шенням вологовмісту, оскільки частина во-логи виділяється у вигляді туману (лінія EF).

Тема 7

Термодинаміка потоку газів і пари (відкрита термодинамічна система)