Prednáška SUŠENIE.

Sušenie je proces odstraňovania vlhkosti z pevných látok jej odparovaním a odstránením výsledných pár.

Tepelnému sušeniu často predchádzajú mechanické metódy odstraňovania vlhkosti (vytláčanie, usadzovanie, filtrovanie, odstreďovanie).

Vo všetkých prípadoch sa sušením vo forme pár odstránia prchavé zložky (voda, organické rozpúšťadlo atď.)

Sušenie je podľa fyzikálnej podstaty proces spoločného prenosu tepla, hmoty a redukuje sa na pohyb vlhkosti vplyvom tepla z hĺbky vysušeného materiálu na jeho povrch a jeho následné odparovanie. V procese sušenia má vlhké teleso sklon k stavu rovnováhy s životné prostredie, takže jeho teplota a obsah vlhkosti je vo všeobecnosti funkciou času a súradníc.

V praxi sa používa koncept vlhkosť v, ktorý je definovaný ako:

(5.2)

Ak tak potom

Podľa spôsobu dodávky tepla existujú:

Konvekčné sušenie, uskutočňované priamym kontaktom materiálu a sušiaceho činidla;

Kontaktné (vodivé) sušenie, teplo sa prenáša do materiálu cez stenu, ktorá ich oddeľuje;

Radiačné sušenie - odovzdávaním tepla infračerveným žiarením;

Lyofilizácia, pri ktorej sa vlhkosť odstraňuje z materiálu v zmrazenom stave (zvyčajne vo vákuu);

Dielektrické sušenie, pri ktorom sa materiál suší v oblasti vysokofrekvenčných prúdov.

Pri akomkoľvek spôsobe sušenia je materiál v kontakte s vlhkým vzduchom. Vo väčšine prípadov sa z materiálu odstraňuje voda, preto sa väčšinou uvažuje o systéme suchý vzduch – vodná para.

Parametre vlhký vzduch.

Zmes suchého vzduchu a vodnej pary je vlhký vzduch. Parametre vlhkého vzduchu:

Relatívna a absolútna vlhkosť;

Tepelná kapacita a entalpia.

Vlhký vzduch, pri nízkej P a T, možno považovať za binárnu zmes ideálnych plynov – suchého vzduchu a vodnej pary. Potom, podľa Daltonovho zákona, môžeme písať:

(5.3)

kde P– tlak zmesi pary a plynu , p c g je parciálny tlak suchého vzduchu, je parciálny tlak vodnej pary.

Voľná alebo prehriata para - daná T a R nezhusťuje sa. Maximálny možný obsah pár v plyne, nad ktorým dochádza ku kondenzácii, pri určitom zodpovedá podmienkam nasýtenia T a parciálny tlak .

Rozlišujte absolútnu, relatívnu vlhkosť a vlhkosť vzduchu.

Absolútna vlhkosť je hmotnosť vodnej pary na jednotku objemu vlhkého vzduchu (kg / m 3). Pojem absolútnej vlhkosti sa zhoduje s pojmom hustota pár pri teplote T a parciálnom tlaku .

Relatívna vlhkosť je pomer množstva vodnej pary vo vzduchu k maximálnemu možnému za daných podmienok alebo pomer hustoty pary za daných podmienok k hustote nasýtenej pary za rovnakých podmienok:

Podľa stavovej rovnice ideálneho plynu Mendelejev - Klaiperon pre paru vo voľnom a nasýtenom stave máme:

a (5.5)

Tu je M p hmotnosť jedného mólu pary v kg, R je plynová konštanta.

Berúc do úvahy (5.5), rovnica (5.4) má tvar:

Relatívna vlhkosť určuje obsah vlhkosti sušiaceho prostriedku (vzduchu).

Tu G P je hmotnosť (hmotnostný prietok) pary, L je hmotnosť (hmotnostný prietok) absolútne suchého plynu. Veličiny G P a L vyjadríme stavovou rovnicou ideálneho plynu:

Potom sa vzťah (5.7) transformuje do tvaru:

(5.8)

Hmotnosť 1 mólu suchého vzduchu v kg.

Predstavujeme sa a zvažovanie dostaneme:

(5.9)

Pre systém vzduch-voda para , . Potom tu máme:

(5.10)

Bol teda stanovený vzťah medzi obsahom vlhkosti x a relatívnou vlhkosťou φ vzduchu.

Špecifické teplo vlhký plyn sa berie ako aditívna tepelná kapacita suchého plynu a pary.

Špecifické teplo vlhkého plynu c vztiahnuté na 1 kg suchého plynu (vzduchu):

(5.11)

kde je merné teplo suchého plynu, merné teplo pary.

Špecifická tepelná kapacita uvedená v 1 kg zmes pary a plynu:

(5.12)

Zvyčajne sa používa vo výpočtoch S.

Špecifická entalpia vlhkého vzduchu H sa vzťahuje na 1 kg absolútne suchého vzduchu a určuje sa pri danej teplote vzduchu T ako súčet entalpií absolútne suchého vzduchu a vodnej pary:

(5.13)

Špecifická entalpia prehriatej pary je určená nasledujúcim výrazom.

Sušenie je proces odstraňovania vlhkosti z materiálov.

Vlhkosť sa dá odstrániť mechanicky(lisovanie, filtrovanie, odstreďovanie) príp tepelný, teda odparovaním vlhkosti a odstránením vzniknutých pár.

Vo svojej fyzikálnej podstate je sušenie kombináciou navzájom súvisiacich procesov prenosu tepla a hmoty. Odvod vlhkosti pri sušení sa redukuje na pohyb tepla a vlhkosti vo vnútri materiálu a ich prenos z povrchu materiálu do okolia.

Podľa spôsobu dodávania tepla do sušeného materiálu sa rozlišujú tieto typy sušenia:

– konvekčné sušenie- priamy kontakt vysušeného materiálu s vysúšadlom, ktoré sa zvyčajne používa ako ohriaty vzduch alebo spaliny (zvyčajne zmiešané so vzduchom);

– kontaktné sušenie- prenos tepla z chladiacej kvapaliny do materiálu cez stenu, ktorá ich oddeľuje;

– sušenie žiarením- prenos tepla infračervenými lúčmi;

– dielektrické sušenie– ohrev v oblasti vysokofrekvenčných prúdov;

– sušenie mrazom– sušenie v zmrazenom stave vo vysokom vákuu.

Väzba vlhkosti v materiáli

Mechanizmus procesu sušenia je do značnej miery určený formou väzby vlhkosti s produktom: čím silnejšia je táto väzba, tým je proces sušenia náročnejší. Proces odstraňovania vlhkosti z produktu je sprevádzaný porušením jeho spojenia s produktom, čo si vyžaduje určité množstvo energie.

Všetky formy komunikácie vlhkosti s produktom sú rozdelené do troch veľkých skupín: chemická väzba, fyzikálno-chemická väzba, fyzikálno-mechanická väzba. Počas sušenia produkty na jedenie spravidla sa odstraňuje fyzikálno-chemicky a fyzikálno-mechanicky viazaná vlhkosť.

Chemicky viazaná voda je najpevnejšie zadržaný a neodstráni sa, keď sa materiál zahreje na 120 ... 150 ° C. Chemicky viazaná vlhkosť je najsilnejšie spojená s výrobkom a možno ju odstrániť iba zahriatím materiálu na vysoké teploty alebo v dôsledku chemická reakcia. Túto vlhkosť nie je možné z produktu počas sušenia odstrániť.

Fyzikálne-mechanicky viazaná vlhkosť je kvapalina v kapilárach a zmáčacia kvapalina.

Vlhkosť v kapilárach sa delí na vlhkosť makrokapiláry a mikrokapiláry. Makrokapiláry sú naplnené vlhkosťou v priamom kontakte s materiálom. Vlhkosť sa dostáva do mikrokapilár priamym kontaktom aj v dôsledku jej absorpcie z prostredia.

Fyzikálno-chemická väzba kombinuje dva typy vlhkosti: adsorpcia a osmoticky viazaná vlhkosť. Adsorpčná vlhkosť sa pevne drží na povrchu a v póroch tela. Osmoticky viazaná vlhkosť, tiež nazývaná napučiavacia vlhkosť, sa nachádza vo vnútri buniek materiálu a je držaná osmotickými silami. Adsorpcia vlhkosť vyžaduje oveľa viac energie na jej odstránenie ako napučiavacia vlhkosť.

Základné parametre vlhkého vzduchu

Pri konvekčnom sušení prenáša teplonosič (sušidlo) teplo do produktu a odvádza z produktu odparovanú vlhkosť. Sušiace činidlo teda zohráva úlohu nosiča tepla a vlhkosti. Stav vlhkého vzduchu charakterizujú tieto parametre: barometrický tlak a parciálny tlak pár, absolútny a relatívna vlhkosť, obsah vlhkosti, hustota, špecifický objem, teplota a entalpia. Keď poznáte tri parametre vlhkého vzduchu, môžete nájsť všetky ostatné.

Absolútna dôležitosť vzduchu nazývaná hmotnosť vodnej pary v 1 m 3 vlhkého vzduchu (kg / m 3).

Relatívna vlhkosť , t.j. stupeň nasýtenia vzduchu  , je pomer absolútnej vlhkosti k maximálnej možnej hmotnosti vodnej pary (
), ktorý môže byť obsiahnutý v 1 m 3 vlhkého vzduchu za rovnakých podmienok (teplota a barometrický tlak),

, t.j.
100. (1)

Hmotnosť vodnej pary, kg, obsiahnutá vo vlhkom vzduchu a na 1 kg absolútne suchého vzduchu sa nazýva vlhkosť vzduchu:

, (2)

Entalpia ja vlhký vzduch sa vzťahuje na 1 kg absolútne suchého vzduchu a určuje sa pri danej teplote vzduchu t°C ako súčet entalpií absolútne suchého vzduchu
a vodná para
(J/kg suchý vzduch):

, (3)

kde S r.v– priemerná merná tepelná kapacita absolútne suchého vzduchu, J/(kgK); i n je entalpia vodnej pary, kJ/kg.

ja  d - diagram vlhkého vzduchu. Hlavné vlastnosti vlhkého vzduchu možno určiť pomocou ja X-diagram, prvýkrát vyvinutý L.K. Ramzin v roku 1918. Schéma ja-X(obr. 1) stavaný na konštantný tlak R= 745 mm Hg čl. (asi 99 kN/m2).

Na zvislej osi y je entalpia vynesená v určitej mierke ja a na osi x - obsah vlhkosti d. Os x je umiestnená pod uhlom 135 k osi y (na zväčšenie pracovnej časti poľa grafu a pohodlie otáčania kriviek  = konštanta).

Čiary na diagrame sú:

konštantný obsah vlhkosti (d= const) sú zvislé čiary rovnobežné s osou y;

konštantná entalpia ( ja\u003d const) - priame čiary rovnobežné s osou x, t.j. idúce pod uhlom 135 ° k horizontu;

konštantné teploty alebo izotermy (t= konšt.);

konštantná relatívna vlhkosť (  = konšt.);

parciálne tlaky vodnej pary R P vo vlhkom vzduchu, ktorého hodnoty sú vynesené na stupnici na pravej osi y diagramu.

Ryža. jeden. ja–d- diagram

Atmosférický vzduch je takmer vždy vlhký v dôsledku vyparovania vody z otvorených nádrží do atmosféry, ako aj v dôsledku spaľovania organických palív s tvorbou vody atď. vyhrievaný atmosférický vzduch veľmi často sa používa na sušenie rôznych materiálov v sušiarňach a iných technologických procesoch. Relatívny obsah vodnej pary vo vzduchu je tiež jednou z najdôležitejších zložiek klimatickej pohody v obytných priestoroch a v priestoroch na dlhodobé skladovanie potravinárskych a priemyselných výrobkov. Tieto okolnosti určujú dôležitosť štúdia vlastností vlhkého vzduchu a výpočtu procesov sušenia.

Tu sa budeme zaoberať termodynamickou teóriou vlhkého vzduchu, hlavne s cieľom naučiť sa vypočítať proces sušenia vlhkého materiálu, t.j. naučiť sa vypočítať prietok vzduchu, ktorý by zabezpečil požadovanú rýchlosť sušenia materiálu pre dané parametre sušiarne, ako aj zvážiť problematiku analýzy a výpočtu klimatizačných a klimatizačných zariadení.

Vodná para, ktorá je prítomná vo vzduchu, môže byť prehriata alebo nasýtená. Za určitých podmienok môže vodná para vo vzduchu kondenzovať; potom vlhkosť vypadáva vo forme hmly (oblaku), alebo sa povrch zahmlieva - padá rosa. Napriek fázovým prechodom možno vodnú paru vo vlhkom vzduchu s veľkou presnosťou považovať za ideálny plyn až do suchého nasýteného stavu. Skutočne, napríklad pri teplote t\u003d 50 ° C nasýtená vodná para má tlak ps = 12300 Pa a špecifický objem. Berúc do úvahy, že plynná konštanta pre vodnú paru

tie. pri týchto parametroch sa aj nasýtená vodná para s chybou nie väčšou ako 0,6 % správa ako ideálny plyn.

Vlhký vzduch teda budeme považovať za zmes ideálnych plynov s jedinou výhradou, že v stavoch blízkych nasýteniu sa parametre vodnej pary budú určovať z tabuliek alebo diagramov.

Uveďme si niektoré pojmy charakterizujúce stav vlhkého vzduchu. Nech v objeme priestoru 1 m 3 je vlhký vzduch v rovnovážnom stave. Potom množstvo suchého vzduchu v tomto objeme bude podľa definície hustota suchého vzduchu ρ sv (kg / m 3) a množstvo vodnej pary ρ VP (kg / m 3). Toto množstvo vodnej pary sa nazýva absolútna vlhkosť vlhký vzduch. Hustota vlhkého vzduchu bude samozrejme

V tomto prípade treba mať na pamäti, že hustoty suchého vzduchu a vodnej pary sa musia vypočítať pri zodpovedajúcich parciálnych tlakoch tak, aby

tie. považujeme Daltonov zákon za platný pre vlhký vzduch.

Ak je teplota dôležitého vzduchu t, potom

Často namiesto hustoty vodnej pary, t.j. namiesto absolútnej vlhkosti sa vlhký vzduch vyznačuje tzv Obsah vlhkosti d, ktorá je definovaná ako množstvo vodnej pary na 1 kg suchého vzduchu. Na určenie obsahu vlhkosti d prideľte určitý objem vlhkému vzduchu V 1 tak, že hmotnosť suchého vzduchu v ňom je 1 kg, t.j. rozmer V 1 v našom prípade je m 3 / kg St. Potom bude množstvo vlhkosti v tomto objeme d kg VP / kg St. Je jasné, že obsah vlhkosti d spojené s absolútnou vlhkosťou ρ vp. V skutočnosti hmotnosť vlhkého vzduchu v objeme V 1 sa rovná

Ale keďže objem V 1 sme zvolili tak, aby obsahoval 1 kg suchého vzduchu, teda samozrejme . Druhým pojmom je podľa definície obsah vlhkosti d, t.j.

Ak považujeme suchý vzduch a vodnú paru za ideálne plyny, dostaneme

Ak vezmeme do úvahy, zistíme vzťah medzi obsahom vlhkosti a parciálnym tlakom vodnej pary vo vzduchu

Nahradením číselných hodnôt tu konečne máme

Keďže vodná para stále nie je ideálnym plynom v tom zmysle, že jej parciálny tlak a teplota sú oveľa nižšie ako kritické, vlhký vzduch nemôže obsahovať ľubovoľné množstvo vlhkosti vo forme pary. Znázornime to diagramom. p–v vodná para (pozri obr. 1).

Nech je počiatočný stav vodnej pary vo vlhkom vzduchu reprezentovaný bodom C. Ak teraz pri konštantnej teplote t Pri pridávaní vlhkosti vo forme pary do vlhkého vzduchu, napríklad odparovaním vody z otvoreného povrchu, sa bod reprezentujúci stav vodnej pary bude pohybovať pozdĺž izotermy t C = konštanta vľavo. Hustota vodnej pary vo vlhkom vzduchu, t.j. zvýši sa jeho absolútna vlhkosť. Toto zvýšenie absolútnej vlhkosti bude pokračovať, kým vodná para pri danej teplote t C sa nestane suchým nasýteným (stav S). Ďalšie zvýšenie absolútnej vlhkosti pri danej teplote nie je možné, pretože vodná para začne kondenzovať. Maximálna hodnota absolútnej vlhkosti pri danej teplote je teda hustota suchej nasýtenej pary pri tejto teplote, t.j.

Pomer absolútnej vlhkosti pri danej teplote a maximálnej možnej absolútnej vlhkosti pri rovnakej teplote sa nazýva relatívna vlhkosť vlhkého vzduchu, t.j. podľa definície máme

Možný je aj iný variant kondenzácie pár vo vlhkom vzduchu, a to izobarické ochladzovanie vlhkého vzduchu. Potom zostáva parciálny tlak vodnej pary vo vzduchu konštantný. Bod C na diagrame p–v sa posunie doľava pozdĺž izobary až po bod R. Ďalej začne vlhkosť klesať. Táto situácia veľmi často nastáva počas leta počas noci, keď sa vzduch ochladzuje, keď na studené povrchy padá rosa a vo vzduchu sa tvorí hmla. Z tohto dôvodu sa teplota v bode R, pri ktorej začína padať rosa, nazýva rosný bod a označuje sa t R. Je definovaná ako teplota nasýtenia zodpovedajúca danému parciálnemu tlaku pár

Entalpia vlhkého vzduchu na 1 kg suchého vzduchu sa vypočíta sčítaním

berie sa do úvahy, že entalpie suchého vzduchu a vodnej pary sa merajú od teploty 0 o C (presnejšie od teploty trojného bodu vody rovnajúcej sa 0,01 o C).

ako je známe, suchý vzduch(CB) pozostáva zo 78 % dusíka, 21 % kyslíka a asi 1 % oxidu uhličitého, inertných a iných plynov. Ak sú vo vzduchu, potom sa takýto vzduch nazýva vlhký vzduch(VV). Vzhľadom na to, že zloženie suchej časti vzduchu sa pri vetraní priestorov prakticky nemení a môže sa meniť len množstvo vlhkosti, pri vetraní je zvykom považovať výbušniny za binárnu zmes pozostávajúcu len z dvoch zložiek: SW a vodná para (WP). Aj keď pre túto zmes platia všetky plynové zákony, pri vetraní sa dá s dostatočnou presnosťou predpokladať, že vzduch je takmer vždy pod atmosférickým tlakom, keďže tlaky ventilátorov sú v porovnaní s barometrický tlak. Normálny atmosférický tlak je 101,3 kPa a tlaky vyvíjané ventilátormi zvyčajne nie sú väčšie ako 2 kPa. Preto sa vykurovanie a vzduch vo ventilácii vyskytujú pri konštantnom tlaku.

Z termodynamických parametrov výbušnín, ktoré sú prevádzkované pri ventilácii, možno vyčleniť nasledujúci:

hustota;
tepelná kapacita;
teplota;
Obsah vlhkosti;
parciálny tlak vodnej pary;
relatívna vlhkosť;
teplota rosného bodu;
entalpia (obsah tepla);
teplota mokrého teplomera.

Termodynamické parametre určujú stav výbušnín a určitým spôsobom spolu súvisia. Pohyblivosť, t.j. rýchlosť vzduchu a koncentrácia látky (okrem vlhkosti) sú špeciálne, netermodynamické parametre. So zvyškom nemajú nič spoločné termodynamické parametre a môžu byť akékoľvek bez ohľadu na ne.

Pod vplyvom rôznych faktorov môže meniť svoje parametre. Ak je vzduch obsiahnutý v určitom objeme (napríklad v miestnosti) v kontakte s horúcimi povrchmi, je to zahrieva sa teda jeho teplota stúpa. V tomto prípade sú tie vrstvy, ktoré hraničia s horúcimi povrchmi, priamo ohrievané. Zmeny v dôsledku zahrievania, čo vedie k vzhľadu konvekčné prúdy: dochádza k procesu turbulentnej výmeny. V dôsledku prítomnosti turbulentného miešania vzduchu v procese tvorby vírov sa vnímané hraničnými vrstvami postupne prenáša do vzdialenejších vrstiev, v dôsledku čoho sa celý objem vzduchu akosi zvyšuje vašu teplotu.

Z uvažovaného príkladu je zrejmé, že vrstvy v blízkosti horúcich povrchov budú mať vyššiu teplotu ako tie vzdialené. Inými slovami, teplota podľa objemu nie je rovnaká (a niekedy sa dosť výrazne líši). Preto teplota ako parameter vzduchu v každom bode bude mať svoju vlastnú individuálnu lokálnu hodnotu. Je však mimoriadne ťažké predpovedať charakter rozloženia lokálnych teplôt po objeme miestnosti, takže vo väčšine situácií treba hovoriť o určitej priemernej hodnote jedného alebo druhého parametra vzduchu. Priemerná teplota Vychádza z predpokladu, že vnímané teplo bude rovnomerne rozložené v objeme vzduchu a teplota vzduchu v každom bode priestoru bude rovnaká.

Otázka rozloženia teplôt po výške miestnosti bola viac-menej študovaná, avšak aj v tejto otázke sa vzor rozloženia môže výrazne zmeniť pod vplyvom individuálnych faktorov: tryskové prúdy v miestnosti, prítomnosť tieniacich plôch stavebných konštrukcií a zariadení, teplota a veľkosť zdrojov tepla.

Absolútna vlhkosť vzduchu ρ n, kg / m, nazývajú hmotnosť vodnej pary obsiahnutej v 1 m 3 vlhkého vzduchu, t. j. absolútna vlhkosť vzduchu sa číselne rovná hustote pary pri danom parciálnom tlaku P p a teplote zmesi t.

Obsah vlhkosti je pomer hmotnosti pary k hmotnosti suchého vzduchu obsiahnutého v rovnakom objeme vlhkého plynu. Vzhľadom na malé hodnoty hmotnosti pary vo vlhkom vzduchu je obsah vlhkosti vyjadrený v gramoch na 1 kg suchého vzduchu a označuje sa d. Relatívna vlhkosť φ je stupeň nasýtenia plynu parou a vyjadruje sa pomerom absolútnej vlhkosti ρ n na maximum možné pri rovnakých tlakoch a teplotách ρ n.

Vzhľadom na ľubovoľný objem vlhkého vzduchu V, ktorý obsahuje D p kg, vodnú paru a L kg, suchý vzduch pri barometrickom tlaku P b a absolútnej teplote T, môžeme písať:

(5.2)

(5.3)

(5.4)

Ak vlhký vzduch považujeme za zmes ideálnych plynov, pre ktoré platí Daltonov zákon, P b = R c + P p a Clapeyronova rovnica, PV=G∙R∙T, potom nie nasýtený vzduch:

(5.5)

pre nasýtený vzduch:

(5.6)

kde D p, D n - hmotnosť pary v nenasýtenom a nasýtenom stave vzduchu;
R p - plynový konštantný pár.

Odkiaľ to pochádza:

(5.7)

Zo stavových rovníc napísaných pre vzduch a paru sa získa:

(5.9)

Pomer plynových konštánt vzduchu a pary je 0,622, potom:

Pretože hmotnosť jeho suchej časti zostáva nezmenená v procesoch prenosu tepla za účasti vlhkého vzduchu, je vhodné použiť na výpočty tepelnej techniky entalpiu vlhkého vzduchu H, vztiahnuté na hmotnosť suchého vzduchu:

kde Cin je priemerná merná tepelná kapacita suchého vzduchu v teplotnom rozsahu 0÷100 o C, (Cin = 1,005 kJ/kg∙K); C p - priemerné špecifické teplo vodnej pary (C p = 1,807 kJ / kg ∙ K).

Obraz zmeny stavu vlhkého plynu v priemyselných zariadeniach je znázornený v H-d diagrame (obr. 5.3).

H-d-diagram je grafické znázornenie pri vybranom barometrickom tlaku hlavných parametrov vzduchu (H, d, t, φ, P p). Pre pohodlie praktické využitie H-d-diagramy používajú šikmý súradnicový systém, v ktorom sú čiary H \u003d const umiestnené pod uhlom 6 \u003d 135 ° k vertikále.

Obrázok 5.3 - Konštrukcia čiar t \u003d const, P p a φ \u003d 100 % v H-d diagrame

Bod a zodpovedá H \u003d 0. Z bodu a ho položia na akceptovanú stupnicu nahor kladná hodnota entalpia, dole - negatívna, zodpovedajúca záporné hodnoty teploty. Na zostavenie priamky t=konst použite rovnicu H=1,0t + 0,001d(2493+1,97t). Uhol α medzi izotermou t = 0 a izoentalpou H = 0 je určený z rovnice:

Preto α≈45° a izoterma t = 0 o C je vodorovná čiara.

Pre t > 0 je každá izoterma postavená na dvoch bodoch (izoterma t 1 na bodoch b a v). So zvyšujúcou sa teplotou sa zložka entalpie zvyšuje, čo vedie k porušeniu rovnobežnosti izoterm.

Na zostrojenie čiary φ = const sa nakreslí čiara parciálnych tlakov pár v určitej mierke v závislosti od obsahu vlhkosti. P p závisí od barometrického tlaku, preto je diagram zostavený pre P b = konšt.

Čiastočné tlakové vedenie je zostavené podľa rovnice:

(5.11)

Vzhľadom na hodnoty d 1 , d 2 a určenie P p1 P p2 nájdite body g, d ..., ktoré spájajú, získajte čiaru parciálneho tlaku vodnej pary.

Konštrukcia priamok φ = const začína priamkou φ =1 (P p = P s). Pomocou termodynamických tabuliek vodnej pary nájdite pre niekoľko ľubovoľných teplôt t 1 , t 2 ... zodpovedajúce hodnoty P s 1 , P s 2 ... Priesečníky izoterm t 1 , t 2 ... s čiarami d = konštanta zodpovedajúca P s 1 , P s 2 ..., určte čiaru nasýtenia φ = 1. Oblasť diagramu ležiaca nad krivkou φ = 1 charakterizuje nenasýtený vzduch; oblasť diagramu pod φ = 1 charakterizuje vzduch v nasýtenom stave. Izotermy v oblasti pod čiarou φ = 1 (v oblasti hmly) prechádzajú zlomom a majú smer zhodný s H = konšt.

Pri rôznej relatívnej vlhkosti a pri súčasnom výpočte P p =φP s sú čiary φ = const zostavené podobne ako pri konštrukcii čiary φ = 1.

Pri t = 99,4 o C, čo zodpovedá teplote varu vody pri atmosferický tlak, krivky φ \u003d const sa zlomia, pretože pri t≥99,4 о С P p max \u003d P b. Ak , potom sa izotermy odchyľujú doľava od vertikály a ak , priamky φ = const budú vertikálne.

Pri ohrievaní vlhkého vzduchu v rekuperačnom výmenníku tepla sa zvyšuje jeho teplota a entalpia a relatívna vlhkosť klesá. Pomer hmotností vlhkosti a suchého vzduchu zostáva nezmenený (d = const) - proces 1-2 (obr. 5.4 a).

V procese ochladzovania vzduchu v rekuperačnej HE klesá teplota a entalpia, stúpa relatívna vlhkosť a obsah vlhkosti d zostáva nezmenený (proces 1-3). Pri ďalšom ochladzovaní vzduch dosiahne plnú saturáciu, φ \u003d 1, bod 4. Teplota t 4 sa nazýva teplota rosného bodu. Pri poklese teploty z t 4 na t 5 vodná para (čiastočne) kondenzuje, tvorí sa hmla a znižuje sa obsah vlhkosti. V tomto prípade bude stav vzduchu zodpovedať nasýteniu pri danej teplote, t.j. proces bude prebiehať pozdĺž čiary φ \u003d 1. Kvapková vlhkosť d 1 - d 5 sa odstráni zo vzduchu.

Obrázok 5.4 - Hlavné procesy zmeny skupenstva vzduchu v H-d-graf

Pri zmiešaní vzduchu dvoch stavov je entalpia zmesi N cm:

Pomer miešania k \u003d L 2 / L 1

a entalpiou
(5.13)

V H-d-diagrame leží bod zmesi na priamke spájajúcej body 1 a 2 pre k → ~ H cm = H 2, pre k → 0, H cm → H 1. Je možné, že stav zmesi bude v oblasti presýteného vzduchu. V tomto prípade sa tvorí hmla. Bod zmesi sa odoberie pozdĺž priamky H = konštantná k priamke φ = 100 %, časť odkvapovej vlhkosti ∆d vypadne (obr. 5.4 b).