Графический метод определения всех параметров состояния влажного воздуха

     Шифр:

     Задача №1

     Определение параметров влажного воздуха

     Исходными данными являются два параметра  влажного воздуха. В процессе выполнения задачи необходимо найти графическим  методом все параметры состояния  влажного воздуха по Н-dдиаграмме, после чего определить те же параметры влажного воздуха аналитическим методом.

     Исходные  данные:

     - температура мокрого термометра - ;

     - влагосодержание влажного воздуха  при температуре сухого термометра - ;

     Решение

     1 Графический метод  определения всех  параметров состояния влажного воздуха

     По  исходным данным находим расположение точки, характеризующей заданное состояние  влажного воздуха. Зная влагосодержание влажного воздуха при температуре сухого термометра   поднимаемся вверх до пересечения с линией φ=100%, в результате получаем точку 1’’’. Точка 1’’’ будет являться точкой росы. Определив точку 1’’’находим температуру точки россы , влагосодержание насыщенного воздуха при температуре точки россы ( ), энтальпию насыщенного воздуха при температуре точки россы , парциальное давление водяного пара в насыщенном воздухе при температуре точки россы .  Также зная температуру мокрого термометра движемся по линии температуры  до пересечения с линией φ=100% и получаем  точку 1’’.Определив точку 1’’  находим влагосодержание насыщенного воздуха при температуре мокрого термометра , энтальпию насыщенного воздуха при температуре мокрого термометра , парциальное давление водяного пара в насыщенном воздухе при температуре мокрого термометра . Далее из точки 1’’’ по линии влагосодержания насыщенного воздуха при температуре точки россы ( )подымаемся вверх до пересечения с линией энтальпии насыщенного воздуха при температуре мокрого термометра , выходящей из точки 1’’. Точкой пересечения линиивлагосодержания насыщенного воздуха при температуре точки россы ( ) и линии энтальпии насыщенного воздуха при температуре мокрого термометра , будет точка характеризующая заданное состояние влажного воздуха точка 1.Определив точку 1 находим температуру влажного воздуха по сухому термометру , энтальпию влажного воздуха , парциальное давление водяного пара в влажном воздухе , относительную влажность воздуха . Находим точку характеризующую состояние насыщенного воздуха при температуре сухого термометра,  эта точка будет являться точкой 1’. Для этого от точки заданного состояния влажного воздуха (точка 1)зная температуру влажного воздуха по сухому термометру движемся по линии температуры до пересечения с линией φ=100% и получаем  точку 1’. Определив точку 1’  находим влагосодержание насыщенного воздуха при температуре сухого  термометра , энтальпию насыщенного воздуха при температуре сухого термометра , парциальное давление водяного пара в насыщенном воздухе при температуре сухого термометра .  Получив все точки по Н-dдиаграмме все их значения и сносим их в таблицу 1.

     Значения  параметров определенных при помощи Н-dдиаграммы графическим методом:

      - температура влажного воздуха  по сухому термометру, ºС, ;

      - температура насыщенного воздуха  по сухому термометру, ºС, ;

      - температура мокрого термометра,ºС, ;

      - температура точки росы,ºС, ;

      - влагосодержание влажного воздуха  при температуре сухого термометра, , ;

      - влагосодержание насыщенного  воздуха при температуре сухого  термометра, , ;

      - влагосодержание насыщенного  воздуха при температуре мокрого  термометра, , ;

      - влагосодержание насыщенного  воздуха при температуре точки  росы, , ;

      - энтальпия влажного воздуха,  кДж/кг, ;

      - энтальпия насыщенного воздуха  при температуре сухого термометра,  кДж/кг, ;

      - энтальпия насыщенного воздуха  при температуре мокрого термометра,  кДж/кг, ;

      - энтальпия насыщенного воздуха  при температуре точки росы,  кДж/кг, ;

     φ- относительная влажность воздуха, %, φ=17%;

      - парциальное давление водяного  пара в насыщенном воздухе  при температуре сухого термометра, кПа, ;

      - парциальное давление водяного  пара в насыщенном воздухе  при температуре мокрого термометра, кПа, ;

      - парциальное давление водяного  пара в насыщенном воздухе  при температуре точки росы, кПа,  .

     Полученные  значения параметров сносим в таблицу 1. 

     2 Аналитический метод определения всех параметров влажного воздуха

     С помощью таблицы физических свойств  насыщенного водяного пара, зная значения температуры мокрого термометра определяем парциальные давления водяного парав насыщенном воздухе при температуре мокрого термометра . /1/.

     Зная  парциальное давление водяного пара в насыщенном воздухе при температуре мокрого термометра определяем влагосодержание насыщенного воздуха при температуре мокрого термометра используя формулу (1.1)/2, с.175/

                                                                                             (1.1)

     где -барометрическое давление воздуха, . Принимаем        /2, с.174/;

                       

     Зная  значения температуры мокрого термометра ивлагосодержание насыщенного воздуха при температуре мокрого термометра находим энтальпию насыщенного воздуха при температуре мокрого термометра по формуле (1.2) /2, с.175/

                                                (1.2)

                       

     Влагосодержание влажного воздуха при температуре  сухого термометра равно влагосодержанию насыщенного воздуха при температуре точки росы т.к.

     Зная  значение влагосодержание насыщенного воздуха при температуре точки росы определяем парциальное давление водяного пара в насыщенном воздухе при температуре точки росы

                                                                                                  (1.3)

                       

     Определив парциальное давление водяного пара в насыщенном воздухе при температуре  точки росы с помощью таблицы физических свойств насыщенного водяного пара определяем температуру точки росы . /1/.

     Зная  значения температурыточки росы ивлагосодержанию насыщенного воздуха при температуре точки росы находим энтальпию насыщенного воздуха при температуре точки россы по формуле (1.4)

                                                (1.4)

                       

     Энтальпия влажного воздуха равна энтальпии насыщенного воздуха при температуре мокрого термометра

     Тогда зная значение энтальпии влажного воздуха и влагосодержание влажного воздуха при температуре сухого термометра определяем температуру влажного воздуха по сухому термометру по формуле(1.5)

                                                                                     (1.5)

                       

Тогда температура влажного воздуха по сухому термометру равна температуре насыщенного воздуха по сухому термометру т.к.

     С помощью таблицы физических свойств  насыщенного водяного пара, зная значения температуры насыщенного воздуха по сухому термометру определяем парциальные давления водяного пара в насыщенном воздухе при температуре сухого термометра . Тогда /1/.

     Зная  парциальное давление водяного пара в насыщенном воздухе при температуре сухого термометра определяем влагосодержание насыщенного воздуха при температуре сухого термометра используя формулу (1.6)

                                                                                              (1.6)

                       

     Зная  значения температуры насыщенного воздуха при температуре сухого термометра ивлагосодержание насыщенного воздуха при температуре сухого термометра находим энтальпию насыщенного воздуха при температуре сухого термометра по формуле (1.7)

                                                 (1.7)

     

     Находим относительную влажность воздуха  φ по формуле (1.8) 

                                                                                                    (1.8) 

                       

     _{Полученные  значения сносим в  таблицу 1.1} 

     3 Результаты графического и аналитического определения параметров влажного воздуха и подведение итогов по проведенным расчетам 
 

     Таблица 2- Результаты графического и аналитического определения параметров влажного воздуха 

№ п/п	Параметры воздуха			Графич. метод	Аналитич. метод	% расхождения
	Обозн.	Наименование  параметра	Ед.изм.
1		температура влажного воздуха по сухому термометру	ºС	32	32	0
2		температура насыщенного  воздуха по сухому термометру	ºС	32	32	0
3		температура мокрого  термометра	ºС	16	16	0
4		температура точки  росы	ºС	3,9	3,8	2,5
5		влагосодержание влажного воздуха при температуре  сухого термометра		5	5	0
6		влагосодержание насыщенного воздуха при температуре  сухого термометра		30,5	30,65	0,48
7		влагосодержание насыщенного воздуха при температуре  мокрого термометра		11,37	11,37	0
8		влагосодержание насыщенного воздуха при температуре  точки росы		5	5	0
9		энтальпия влажного воздуха		45	44,83	0,37
10		энтальпия насыщенного  воздуха при температуре сухого термометра		110	110,5	0,45
11		энтальпия насыщенного  воздуха при температуре мокрого  термометра		45	44,83	0,37
12		энтальпия насыщенного  воздуха при температуре точки  росы		16,5	16,37	0,9
13	φ	относительная влажность воздуха	%	17	16,9	0,58
14		парциальное давление водяного пара в насыщенном воздухе  при температуре сухого термометра	кПа	4,7	4,75	1,05
15		парциальное давление водяного пара в насыщенном воздухе  при температуре мокрого термометра	кПа	1,83	1,817	0,7
16		парциальное давление водяного пара в насыщенном воздухе  при температуре точки росы	кПа	0,8	0,806	0,74

     Вывод: В данной задаче нами было закреплено умение определять параметры влажного воздуха при помощи Н-d диаграммы (графический метод) и аналитическим методом при помощи формул, уравнений и таблиц физических свойств водяного пара. Из полученных значений можно прийти к выводу, что ряд параметров влажного воздуха определенные графическим методом отличаются от параметров, полученных аналитическим методом, но разбежка составляет не более чем 2,5 %, что приемлемо. Поэтому можно сказать, что более точные значения параметров мы получим аналитическим методом, но графический метод является более простым и быстрым. 
 

     Задача  №2

     Исходные  данные:

     Смешивание  двух потоков воздуха 

     Исходными данными являются:

     - температура влажного воздуха  по сухому термометру первого потока - ;

     - относительная влажность воздуха первого потока - ;

     - температура влажного воздуха  по сухому термометру второго потока - ;

     - относительная влажность воздуха   второго потока - ;

     - объемный расход первого потока  воздуха - ;

     - объемный расход второго потока  воздуха - .

     В процессе выполнения работы определить графически и аналитически параметры  воздуха после смешивания двух потоков.

     Решение:

     1 Графический метод определения параметров воздуха после смешивания.

     На  Н-d диаграмме наносим точки 1 и 2. Точки образуются в результате пересечения линий температуры потока воздуха и влажности . По полученным точкам по диаграмме определяем парциальное давление водяных паров .

     Для точки 1

     Для точки 2

     По  парциальным давлениям водяных  паров точки 1 и точки 2 определяем плотности сухой части воздуха по формуле (2.1) и (2.2)/3/

                                                                                      (2.1)

                                                                                      (2.2)