§ 13. Политропическии процесс тепло- и влагообмена воздуха

Изменение состояния воздуха в вентиляционном процессе нередко связано с внесением в воздух или отнятием от него одновременно тепла и влаги. Таково изменение состояния воздуха в помещениях, где одно­временно выделяются и явное тепло и водяные пары, в специальных ус­тановках, где воздух одновременно охлаждается и осушается, и во мно­гих других случаях. При произвольном соотношении количеств тепла и влаги, ассимилируемых воздухом, изменение его состояния можно изо­бразить в I—d-диаграмме линиями, имеющими различные направления. Если потоку воздуха, содержащего сухую часть в количестве G, кг/ч,

передать Q', кДж/ч (ккал/ч)*, тепла и W, кг/ч, влаги, то его энтальпия

изменится на А/, кДж/кг (ккал/кг), так, что

Q' = GAI, (III. 28)

а его влагосодержание изменится на Ad', кг/кг, так, что

W = GAd'. (III.29)

Отношение правых и левых частей уравнений (III.28) и (III.29)Рис III.8. Показатель е двух параллельных лучей процессов изменения тепловлажност­ного состояния воздуха в I—d-диаграмме

есть показатель направления луча процесса изменения состояния воз­духа в I—d-диаграмме — угловой коэффициент е:

₌ 01

Г Ad

А/

(III. 30)

Отношение Q'jW в уравнении (III.30) связано с определенным от­ношением All Ad', в котором А/ и Ad' соответствуют приращениям ор­динаты и абсциссы при изображении этого процесса в I—d-диаграмме. Отношение (III.30) определяет угол наклона луча процесса изменения состояния воздуха.

Если в /—d-диаграмме нанести два параллельных между собой от­резка 1—2 и 3—4, то, как это видно из подобия треугольников на рис. III.8, для них будут одинаковыми отношения

А/

А/

1-2

3-4

(III.31)

Ad

Ad

1-2

3-4

а следовательно, и показатель направления луча процесса е. Отсюда можно сделать вывод, что одному и тому же углу наклона прямой в /— d-диаграмме соответствуют процессы изменения тепловлажностного со­стояния воздуха с определенным соотношением ассимилированных ко­личеств тепла и влаги. Для удобства построений на /-d-диаграмме, как было сказано, нанесены масштабные лучи угловых коэффициентов.

Изменение состояния воздуха в помещениях, а также при его обра­ботке в специальных устройствах сводится к изменению его энтальпии, влагосодержания и других параметров. Зная начальное состояние и ко­личество G воздуха, а также полные теплопоступления Q и влагопо- ступления W в воздух, можно, пользуясь угловым коэффициентом е и I—d-диаграммой, определить конечные параметры воздуха. В другом случае неизвестными при прочих известных данных могут быть коли­чество воздуха, полное количество тепла, количество влаги и т.д. Поли- тропический процесс с произвольным угловым коэффициентом е вклю­чает все возможные процессы изменения тепловлажностного состояния воздуха (см. рис. III.5).

Изовлажностный процесс нагрева соответствуе

т

(III. 32)

е =

А/

(III.33)

(III.34)

е =

Изовлажностный процесс охлаждения соответствует

-Д/

е — — — оо.

0

Процесс адиабатического увлажнения соответствует

о

+ Ad

= 0.

Для процесса изотермического увлажнения по выражению (111.27) в системе СИ е«2,53, по выражению (111.27') в системе МКГСС е~ 0,605.

Политропический процесс при произвольном значении & прибли­женно можно рассчитать, пользуясь формулой: в системе СИ

М _{л пп} 2,45

— =0,98--j-a (И1.35)

в системе МКГСС

Ы 2,45

-=4.1--^. (III.35 )