Определение параметров состояния влажного воздуха

влажный воздух компрессор сжатие Для сушки используют воздух с температурой t1 = 20 °C и относительной влажностью ?1 = 70%. В калорифере его подогревают до температуры t2 = 90 °C и направляют в сушилку, откуда он выходит с температурой t3 = 40 °C. Определить конечное влагосодержание d3, расход воздуха M и теплоты Q на 1 кг испаренной влаги. Задачу решить при помощи id-диаграммы и привести схему решения.

Решение.

Рис. 1. id-диаграмма влажного воздуха при p = 745 мм рт. ст.

Рассмотрим влажный воздух в id-диаграмме (рис. 1).

По оси абсцисс отложим влагосодержание d (г/кг) влажного воздуха, а по оси ординат отложим удельную энтальпию i (кДж/кг) влажного воздуха в расчёте на 1 кг сухого воздуха.

Нанесём линии температур влажного воздуха (t1 = 20 °C, t2 = 90 °C, t3 = 40 °C) и линию относительной влажности (?1 = 70%).

Процесс нагревания влажного воздуха совершается при неизменном влагосодержании, т. е. при d = const (вертикальная прямая 1−2 вверх от исходного положения).

Адиабатный процесс увлажнения в условиях постоянного давления происходит при неизменной энтальпии влажного воздуха (i = const) и изобразится отрезком 2−3.

Рассчитаем основные параметры влажного воздуха (t, d, i, pп) для основных точек процессов и сведём их в единую таблицу 1.

В id-диаграмме на пересечении изотермы t1 = 20 °C и линии постоянной относительной влажности ?1 = 70% находим точку 1.

Определяем начальные влагосодержание, энтальпию и парциальное давление (d1 = 10 г/кг, i1 = 45 кДж/кг, pп = 1.5 кПа).

Так как нагревание воздуха совершается при неизменном влагосодержании, то находим точку пересечения вертикальной прямой (процесс нагревания воздуха) с изотермой t2 = 90 °C, которая характеризует состояние нагретого воздуха по выходе из подогревателя (d2 = 10 г/кг, i2 = 115 кДж/кг, pп = 1.5 кПа).

Из точки 2 проводим линию при i = const (так как теплота извне не поступает и процесс является адиабатным и изобарным одновременно) до пересечения с изотермой t3 = 40 °C. Эта точка пересечения характеризует состояние воздуха при выходе из сушилки (d3 = 29.5 г/кг, i3 = 115 кДж/кг, pп = 4.375 кПа).

Все найденные значения параметров сведём в таблицу 1:

Таблица 1. Термодинамические параметры влажного воздуха.

Определим расход воздуха M и теплоты Q на 1 кг испаренной влаги и сведём полученные данные в таблицу 2.

В рассматриваемом процессе сушки изделий из них испарилось, а в воздух добавилось влаги (в расчёте на 1 кг сухого воздуха).

Поэтому для испарения 1 кг влаги потребуется сухого нагретого воздуха.

Расход количества теплоты на нагрев 1 кг воздуха в воздушном подогревателе составляет .

Расход количества теплоты на 1 кг испаренной влаги составит .

В итоге:

Таблица 2. Найденные расходы воздуха и теплоты.