Графическое изображение параметров влажного воздуха на /—d-диаграмме
Физические свойства влажного воздуха или смеси его с топочными газами определяются его параметрами, которые находятся в определенной зависимости один от другого. По двум заданным параметрам влажного воздуха (например, температуре и относительной влажности) можно определить остальные параметры (влагосодержание, энтальпию, парциальное давление пара). Для этого служит I—d-диаграмма | (см. вкладку в конце книги), на которой видна зависимость одних параметров от других.
На оси абсцисс /—d-диаграммы отложены величины влагосодержания d=const (в масштабе 1 мм =0,2 г/кг сух. возд.), идущие вертикально вверх. Под углом 135° к оси абсцисс проведены наклонные прямые линии энтальпии /=const. Для отсчета величин энтальпии от точки d=0 проведена вертикальная линия, которая служит осью ординат для энтальпии (в масштабе 1 мм = =0,5 кДж/кг сух. возд.), а также для температуры воздуха (в масштабе 1 мм=0,5°С).
Кривые относительной влажности воздуха на /—d-диаграмме от 5 до 100% при температуре кипения воды 100°С (при ? = 101,1 кН/м2) или 99,4°С (при ?= =99,3 кН/м2) имеют резкий перелом и идут вверх почти вертикально.
/-d-диаграмма впервые составлена профессором Л. К. Рамзиным в 1918 г. в единицах системы МКГСС для барометрического давления воздуха В=745 мм рт. ст. (99,3 кН/ма). При этом давлении точка кипения воды f=99,4°C. Линия /=const, соответствующая этой температуре, на 1—d-диаграмме не показана, так как в принятом масштабе она совпадает с линией t=const = 100eC.
Кривая насыщенного состояния влажного воздуха (<р = 100%) является предельной; при переходе от какой-либо точки этой кривой к более низкой температуре будет происходить конденсация водяных паров, содержащихся в насыщенном воздухе. На /—d-диаграмме нанесена вспомогательная наклонная линия от d—О для определения парциальных давлений водяного пара во влажном воздухе в масштабе 1 мм = 100 Н/м2 (на вертикальной линии с правой стороны).
Для определения параметров воздуха или агента сушки путем графических построений на рисунке 2 приведена /—d-диаграмма в сокращенном виде.
Пример. Отработавший агент сушки при выходе из зерносушилки имеет температуру /2=40°С и влагосодержание ^2=32 г/кг сух. возд. Определить его остальные параметры.
На пересечении изотермы /2=40вС и влагосодержания d2=32 г/кг сух. возд. находим точку А, из которой проводим линию, параллельную /=const, до пересечения с осью ординат в точке А' (рис. 2). Энтальпия в этой точке по масштабу оси ординат /|= 122 кДж/кг. Точка А находится между ф=60 и ф=70%. Посредством интерполяции находим ф2 около 66,5%.
Парциальное давление пара ра в точке А определяется отрезком ВС на перпендикуляре, опущенном из точки А на ось абсцисс. Этот отрезок по масштабу рп=4800 Н/м2.
Парциальное давление насыщенного пара рв может быть определено, если из точки А провести изотерму /2=40°С до пересечения в точке D с линией <р=100%. Опустив из точки D перпендикуляр на ось абсцисс, находим отрезок ЕЕ', длина которого в масштабе представляет собой рв = 7250 Н/м2.
Относительную влажность Ш в точке А можно определить, пользуясь уравнением (10). Тогда <р2= -I800 100=66,2%.
Найденное значение почти совпадает с ранее определенной величиной ф2 для точки А путем интерполяции.
Пример. Перед поступлением зерна в сушилку, работающую на подогретом воздухе, наружный воздух с относительной влажностью фо=80% и температурой /0=20°С поступает в калорифер, где нагревается до ?2=70°С: Определить относительную влажность ф2 и влагосодержание d2 воздуха при выходе цз калорифера.
На /—d-диаграмме (рис. 2) находим точку М на пересечении изотермы f0=20°C с фо=80%. Проведя из нее вертикальную линию (<2=const) до пересечения с осью абсцисс в точке N, определяем по масштабу влагосодержание наружного воздуха do= 12 г/кг сух. возд.
При прохождении через калорифер масса сухого воздуха и влагосодержание его остаются без изменения. Точку К, характеризующую состояние воздуха при выходе из калорифера, находим на пересечении линии dQ=\2 г/кг и линии /2=70°С.
Относительная влажность воздуха в точке К находится между Ф=5 и 10%, посредством интерполяции определяем ф2=6%.
Для определения энтальпии У2 при выходе воздуха из калорифера проводим из точки К линию, параллельную 7=const, до пересечения с осью ординат в точке К', в которой (по масштабу) /2= = 102 кДж/кг.
Вопросы для повторения
1. Что называют влагосодержанием, абсолютной и относительной влажностью воздуха?
2. Что называют энтальпией и теплоемкостью воздуха (газа)?
3. Перечислите основные элементы, входящие в состав топлива.
4. Почему сера является вредной примесью топлива?
5. Что называют высшей и низшей теплотой сгорания топлива?
6. Почему в топку подводят большее количество воздуха, чем это теоретически необходимо для горения?
7. Отчего увеличивается влагосодержание агента сушки по сравнению с влагосодержанием наружного воздуха?
8. Назовите показатели физического состояния влажного воздуха, показанные графически на 7—d-диаграмме.
.......................................................................................................................... |