Изображение на диаграмме процессов нагрева, охлаждения, испарения влаги и смешения воздуха различного состояния
Когда влажный воздух нагревают в каком-либо закрытом помещении, то его температура возрастает, а влагосодержание остается без изменения, так как нет притока дополнительной влаги или ее утечки. Такой процесс может быть изображен на /^-диаграмме движением точки состояния воздуха вверх по одной из линий влагосодержания до пересечения ее с линией заданной температуры на-
грева. Теплосодержание воздуха при этом будет увеличиваться. И, наоборот, процесс охлаждения соответствует на диаграмме перемещению той же точки вертикально вниз до линии заданной температуры. Теплосодержание воздуха при этом будет уменьшаться.
При испарении же влаги тепло, содержащееся в воздухе, расходуется на превращение воды в пар и передается пару, но общее количество тепла в воздухе остается без изменения (если, конечно, воздух предохранить от остывания). Таким образом, теплосодержание воздуха в процессе испарения остается постоянным, а влагосо-держание увеличится. Поэтому процесс испарения на /rf-диаграмме
будет характеризоваться движением точки состояния воздуха параллельно линиям теплосодержания вниз вправо до пересечения с линией влагосодержания.
Пример 2. Пусть состояние воздуха соответствует точке А на диаграмме (см. рис. 2 и пример 1). Требуется определить, как оно изменится, если воздух подогреть до температуры 93° С. Потерями тепла для простоты расчета можно пренебречь.
Определяем точку нового состояния воздуха, она будет находиться на пересечении линии d=;120 г/кг, идущей от точки А вверх, с линией температуры 93" С.
Обозначим ее буквой Б. Относительная влажность воздуха, состояние которого / характеризуется точкой Б, будет соответствовать линии ф=0,2, т. е. относитель- i ная влажность воздуха стала ниже {воздух стал суше), хотя абсолютное массовое количество влаги в нем осталось прежним. Теплосодержание воздуха увеличилось и достигло 98 ккал/кг. Такой воздух более «работоспособен» в отношении процесса сушки.
Пример 3. Охлаждение воздуха. Пусть воздух, состояние которого соответствует точке А (см. рис. 2 и пример '1), охлажден до температуры 56° С. Находим на диаграмме точку нового состояния воздуха: от точки А вертикально вниз до линии температуры 56° С точку В.
Пример 4. Испарение влаги. Пусть состояние воздуха соответствует точке Б из примера 2. В этом воздухе находится влажная древесина, нагретая до 93° С. Влага из нее испаряется в воздух, т. е. древесина сохнет. Для упрощения расчета предположим, что потери от охлаждения воздуха отсутствуют и тепло расходуется только на испарение влаги, т. е. на сушку. Процесс пойдет при постоянном теплосодержании агента сушки — воздуха.
Двигаясь вниз по пунктирной линии параллельно линии 7=100 ккал/кг, пересекаем одну за другой линии температур. Значит, воздух, совершая работу испарения, понижает свою температуру, хотя количество тепла в нем остается неизменным. Предположим, что мы достигли точки Д с температурой 74° С. Относительная влажность воздуха будет при этом равна 0,47 (47%), влагосодержание воздуха достигнет >129 г/кг против прежних 120 г/кг. Значит, агент сушки испарил 129—(120=9 г влаги на каждый килограмм массы сухой части воздуха.
Пример 5. Смешивание воздуха различных состояний. В сушильных камерах воздух, прошедший через штабель материала и насыщенный влагой, смешивается со свежим воздухом, имеющим меньшее влагосодержание. Это делается для того,, чтобы снизить общее влагосодержание смеси и чтобы воздух стал вновь работоспособен.
Пусть состояние воздуха, прошедшего через штабель, соответствует точке Д
на диаграмме, т. е. характеризуется температурой 7|4° С, относительной влаж
ностью 0,47 (47%) и влагосодержанием 129 г/кг. Свежий воздух, поступающий
в сушильную камеру из коридора управления, имеет температуру +20° С, отно
сительную влажность 0,4 (40%) и влагосодержание 6 г/кг. |
Нужно смешать воздух этих двух состояний так, чтобы влагосодержание смеси не превышало 1(20 г/кг сухого воздуха. Процесс смешивания может быть изображен на диаграмме прямой линией ЕД, а состояние смеси будет характеризоваться точкой А.
Таким образом, после смешивания со свежим воздухом воздух в камере будет иметь температуру ^см=70°С, относительную влажность фСм=0,5 (50%, влагосодержание йСм = 120 г/кг, теплосодержание /См=92 ккал/кг).
Воздух такого состояния, подогретый до 9,3° С (см. пример 2), получит теплосодержание 97 ккал/кг при относительной влажности 0,2 (20%) и снова будет пригоден для осуществления процесса испарения влаги, описанного в примере 4.
По диаграмме можно определить и относительное количество свежего воздуха, которое нужно подать в камеру, чтобы получить нужное состояние смеси. Отношение часового количества свежего воздуха к часовому количеству воздуха, обращающегося в камере, равно отношению длин отрезков АД и АЕ, или, что то же, отношению проекций этих отрезков на ось абсцисс. Измеряя их величины в масштабе влагосодержания, получим ЛД= 129—120=9 г/кг; А£=120—6= =!Г,14 г/кг.
|
|
Таким образом, часовое количество воздуха, подсасываемого в камеру, в данном случае должно составлять всего 7,9% часового количества воздуха, циркулирующего в камере. Такое же количество воздуха должно быть удалено из камеры через вытяжную трубу.