книги из ГПНТБ / Сорокин, Н. С. Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях учебник

ВЕНТИЛЯЦИЯ,

ОТОПЛЕНИЕ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ

ВОЗДУХА НА ТЕКСТИЛЬНЫХ

ПРЕДПРИЯТИЯХ

И З Д А Н И Е П Я Т О Е , П Е Р Е Р А Б О Т А Н Н О Е

И . Д О П О Л Н Е Н Н О Е

культетов текстильной промышленности

л

J

Х > -

.МОСКВА « Л Е Г К А Я И Н Д У С Т Р И Я» 1974

I

Рецензент докт. техн. наук В. Н. Т алиев

Сорокин Н. С.

С65 Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях. Изд. 5-е, перераб. и доп. Учебник. М., «Легкая индустрия», 1974 г.

328с.

Вучебнике излагаются основные вопросы вентиляции, отопления и конди­ ционирования воздуха на текстильных предприятиях. Освещены вопросы тепло­

вого баланса в рабочих залах, тепло- и влагообмена между воздухом и водой. Приведены расчет установок для кондиционирования воздуха, автоматическое регулирование этих установок, основные элементы отопительных систем, а так­

же устройство и особенности систем вентиляции, увлажнения и кондициониро­ вания воздуха на текстильных предприятиях.

Настоящее издание отличается от четвертого, вышедшего в 1965 г., тем, что в нем отражены новые конструкции установок для кондиционирования воздуха.

Книга предназначается в качестве учебника для студентов высших учеб­ ных заведений текстильной промышленности.

6П9.2

0 3 1 6 2 -0 0 0

000—74

036(01)—74

® Издательство «Легкая индустрия», 1974

Р А З Д Е Л П Е Р В Ы Й

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО ВЕНТИЛЯЦИИ, ОТОПЛЕНИЮ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЮ ВОЗДУХА НА ТЕКСТИЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Г л а в а I

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОЗДУХА

В системах кондиционирования воздух, как правило, обраба­ тывают, т. е. в зависимости от потребности нагревают, охлаждают, увлажняют или осушают. Воздух при этом меняет свои физиче­ ские свойства.

Остановимся на основных понятиях, характеризующих физиче­ ские свойства воздуха.

1. Состав воздуха

Окружающая нас атмосфера состоит из сухого воздуха и водя­ ного пара. Сухой атмосферный воздух представляет собой смесь нескольких газов (табл. 1).

Таблица 1

Состав атмосферного воздуха

содержит водяной пар, количество которого непостоянно как в аб­ солютных, так и в относительных цифрах.

4

2. Давление воздуха

Давление воздуха в технике обычно выражается в атмосферах. Атмосферное давление Дб, называемое также барометрическим, по закону Дальтона представляет собой сумму парциальных давле­ ний сухого воздуха рв и водяного пара рп, т. е.

жено высотой столба какой-либо жидкости, масса которой уравно­ вешивает это давление. Эту высоту часто называют напором.

Физическая атмосфера уравновешивается массой столба ртути высотой 760 мм или водяного столба высотой 10 333 мм, а техни­ ческая — соответственно 735,6 мм рт. ст. или 10 000 мм вод. ст.

Ввентиляционно-отопительной технике приходится иметь дело

снебольшими давлениями, поэтому за единицу измерения прини­ мается давление в 1 кгс/м2, что в 10 000 раз меньше технической атмосферы.

Всистеме СИ (система интернациональная) за единицу изме­

ответствует 0,1 мм вод. ст.

3. Температура воздуха

Температура воздуха показывает степень его нагрева. В тех­ нике для измерения температуры воздуха t, как правило, пользу­ ются термометрами со стоградусной шкалой (шкала Цельсия), реже — с абсолютной шкалой (шкала Кельвина). При этом абсо­ лютные температуры Т отсчитываются от абсолютного нуля, лежа­ щего ниже точки таяния льда на 273° С. Следовательно,

Рассмотрим основные понятия, характеризующие влажность воздуха.

Абсолютной влажностью воздуха р„ называется количество водяного пара в граммах, содержащегося в 1 м3 влажного воз­ духа; Так как по закону Дальтона в 1 м3 влажного воздуха содер­

т. е. его плотность в г/м3. В метеорологии абсолютную влажность

* Н /м 2 равен Па.

5

воздуха обычно определяют не плотностью пара в г/м3, а как пар­ циальное давление водяного пара рп, выраженное в мм рт. ст.

Абсолютную влажность в насыщенном состоянии называют

влагоемкостью 1 м3 воздуха и обозначают рИас или рпао.

Наряду с понятием абсолютной влажности часто пользуются понятием влагосодержания воздуха.

Влагосодержанием воздуха d называется количество водяного пара в граммах, приходящегося на 1 кг сухого воздуха. Понятием влагосодержания воздуха удобно пользоваться при расчетах; в этом случае, переходя от одной температуры и влажности воз­ духа к другим, не надо вводить поправок на изменение объема и массы воздуха.

Найдем математическое выражение влагосодержания воздуха, для чего напишем уравнения Клапейрона — Менделеева для пара

в мм рт. ст.

Такая замена практически удобна тем, что исчисление парци­ альных и барометрических давлений обычно ведется в мм рт. ст.

Заметим, что — представляет собой количество водяного пара

Рв

в кг, приходящегося на 1кг сухого воздуха, т. е. 1000

Тогда из уравнения (7) получим

Влагосодержание 1 кг воздуха в насыщенном состоянии назы­ вается влагоемкостью 1 кг воздуха и обозначается dnac-

Если рассматривать влагоемкость 1 кг воздуха как частный случай его влагосодержания в состоянии насыщения, то, пользуясь формулой (9), можно написать

Рб — Рнас J

Как видно из данных табл. I приложения, с повышением тем­ пературы воздуха Рнас резко возрастает, следовательно, с повы­ шением температуры влагоемкость воздуха увеличивается, а с по­ вышением барометрического давления уменьшается.

Относительной влажностью воздуха называется отношение его абсолютной влажности к влагоемкости воздуха:

Рнас

где ср — относительная влажность воздуха в %; р„ — абсолютная влажность воздуха в г/м3,

рнас — влагоемкость воздуха в г/м3.

Иногда относительную влажность воздуха выражают в виде

Напишем уравнение Клапейрона — Менделеева для пара в дей­ ствительном (ненасыщенном) и насыщенном состоянии:

^нас Унас^п^'

где уп— удельный вес водяного пара в ненасыщенном состоянии в Н/м3;

Унас — удельный вес водяного пара в насыщенном состоянии в Н/м3.

7

При делении этих уравнений одно на другое получим

Таким образом, под относительной влажностью воздуха можно понимать также отношение, парциального давления водяного пара в действительном (ненасыщенном) состоянии к парциальному давлению водяного пара в насыщенном состоянии при той же температуре. В то же время следует отметить, что

“нас

Вэтом легко убедиться, если подставить в выражение 12а зна­ чения d И dHac из формул 9 и 10.

5.Теплосодержание (энтальпия) воздуха

Теплосодержанием влажного воздуха называется количество тепла, приходящегося на 1 кг сухого воздуха. Теплосодержание часто называют также энтальпией. .

Рассматривая влажный воздух как паро-воздушную смесь, легко видеть, что его теплосодержание будет складываться из теплосодержания сухого воздуха и теплосодержания водяного пара. Теплосодержание сухого воздуха при ^ = 0°С условно при­ нимается за нулевое. Если же воздух имеет температуру t и влагосодержание d, то его теплосодержание і выразится уравнением

Теплосодержание воздуха> связанное с изменением его темпе­ ратуры (1-й. и 3-й члены уравнения 13а),. называют явным тепло­ содержанием, а теплосодержание, не связанное с изменением тем­ пературы (2-й член),— скрытым теплосодержанием.

6. Построение і — d-диаграммы

Для упрощения расчетов и наглядного изображения физиче­ ских процессов изменения состояния влажного воздуха в совре­ менной технике получила широкое применение і — d-диаграмма,

8

предложенная проф. Л. К. Рамзиным. Эта диаграмма представ­ ляет собой графическую связь параметров t, сі, і и ф влажного воздуха.

I — d-диаграмма построена в косоугольной системе координат с углом между осями а=135° (рис. 1).

На вспомогательной горизонтальной оси Od в некотором мас­

влагосодержания. Через полученные точки проведены вертикали,

терма должна пройти через начало координат.

Пусть теперь ф=100%- Из данных табл. I приложения нахо­ дим, что при і = 0 рнас = 4,579 мм рт. ст.; из формулы (10)

величина характерна для центральных районов СССР, располо­ женных на высоте около 200 м над уровнем моря.

При t = 0 и diiac = 3,86 г/кг теплосодержание воздуха іиас —

=2,5 • 3,86 = 9,65 кДж/кг.

Всистеме координат і, d по полученным данным находим две точки: О и в; соединив их прямой линией, получаем изотерму t = 0

(см. і—d-диаграмму I приложения).

9