Смешение воздуха различных состояний

Рассмотрим процесс смешения воздуха, состояние которого характеризуется параметрами в точках 1 и 2 на рис. 2.23. Воздух с параметрами tx и ф} имеет массу Мх (кг), а воздух с параметрами t2 и ф — массу М2. Требуется определить его состояние после смешения.

Рис. 2.22. Определение параметров состояния.

Рис. 2.23. Процесс смешения воздуха различных состояний:

а — без образования тумана; б — с образованием тумана.

Уравнение теплового баланса при смешении воздуха уравнение баланса влаги.

Из приведенных уравнений можно найти энтальпию и влагосодержание смеси:

Преобразуя уравнения, получим.

Отсюда следует, что процесс смешения изобразится прямой линией, проходящей через три точки 1, 2 и с. Точка с может быть найдена либо по вычисленным значениям /_см и d_cw либо графически, если расстояние между точками 1 и 2 разделить обратно пропорционально массам смешиваемого воздуха:

Охлаждение влажного воздуха.

Возможны два случая:

• 1) когда температура охлаждающей поверхности выше температуры точки росы ?_р или равна ей;
• 2) когда температура охлаждающей поверхности ниже ?_р.

В первом случае охлаждение влажного воздуха от ?₀ до ?_р не сопровождается конденсацией влаги на поверхности охлаждения. Процесс охлаждения на диаграмме Id протекает по линии d = const. В предельном случае он заканчивается на линии ф = 100% (рис. 2.24, а). Относительная влажность в данном процессе возрастает от до ф₂. Рассмотренный процесс называется сухим охлаждением воздуха.

Во втором случае (рис. 2.24, б) процесс охлаждения воздуха сопровождается его осушением. На охлаждающей поверхности, имеющей температуру ниже температуры точки росы (?_{0 п} < ?_р), образуется слой конденсата, и воздух, соприкасающийся с ним, будет находиться в насыщенном состоянии.

Вблизи поверхности охлаждения состояние насыщенного воздуха на /rf-диаграмме определяется точкой 2, в которой температура его равна средней температуре охлаждающей поверхности (t₂ = t_0l,), а относительная влажность ф = 100%. По мере удаления от поверхности охлаждения температура воздуха возрастает. Таким образом, процесс охлаждения воздуха в поверхностном охладителе можно представить как процесс смешения воздуха, поступающего в охладитель (точка 1), и насыщенного воздуха у поверхности охлаждения (точка 2). На W-диаграмме данный процесс условно изображается прямой линией 1—2. Состояние воздуха на выходе из охладителя должно определяться точкой с, лежащей на прямой (см. рис. 2.24, б). Положение точки с* при прочих равных условиях зависит от величины поверхности охлаждения.

Рис. 2.24. Сухое (а) и «мокрое» (б) охлаждение Рассмотренный процесс называется «мокрым» охлаждением. При таком охлаждении воздуха его влагосодержание уменьшается на величину.

Одновременно с понижением температуры воздуха понижается его относительная влажность. Если задано состояние воздуха на входе в охладитель (точка 1), то область «мокрого» охлаждения на диаграмме Id ограничивается линией 1—р (d = const), характеризующей предельный процесс при сухом охлаждении, и линией 1—К_у касательной к линии насыщения ср = 100% в точке К (см. рис. 2.24, б).

Подогрев влажного воздуха.

При прохождении через поверхностный подогреватель влажный воздух подогревается без изменения влагосодержапия (d = const). Относительная влажность его в данном случае понижается.

Рис. 2.25. Подогрев влажного воздуха.

На диаграмме Id (рис. 2.25) изменение состояния воздуха при подогреве изображается вертикальной прямой. Точка 1 соответствует начальному, а точка 2 — конечному состоянию воздуха. Положение точки 2 на диаграмме можно определить по температуре воздуха на выходе из подогревателя.