(通风空调部分)第二章 湿空气的状态参数与处理 联系客服

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dE?dA?d此过程和湿球温度计表面空气的状态变化过程相似。严格地讲,空气的焓值也是略有增加的,其增加值为蒸发到空气中的水的液体热。但因这部分热量很少,因而近似认为绝热加湿过程是一等焓过程。

(五)等温加湿过程

如图中A→F过程。这也是一个典型的状态变化过程,是通过向空气喷蒸汽而实现的。空气中增加水蒸气后,其焓和含湿量都将增加,焓的增加值为加人蒸汽的全热量,即

?h??dhv

式中 ?d—— 每kg干空气增加的含湿量 [kg/kg(a)]; hv—— 水蒸气的焓,其值为hv=2500+1.84tv[kJ/kg(a)]。 此过程的?值为

???h?dhv??hv?2500?1.84tv ?d?d如果喷入蒸汽温度为100℃左右,则?≈ 2690,该过程线与等温线近似平行,故为等温加湿过程。 (六)减湿冷却(或冷却干燥)过程

如果用表面冷却器处理空气,当冷却器的表面温度低于空气的露点温度时,空气中的水蒸气将凝结为水,从而使空气减湿(或谓干燥),空气的变化过程为减湿冷却过程或冷却干燥过程,此过程线如图A→G,因为空气焓值及含湿量均减少,故热湿比?为: ??hG?hA??h??0

dG?dA??d如果用水温低于空气露点温度的水处理空气,也能实现此过程。

以上介绍了空气调节中常用的六种典型空气状态变化过程。从图2-12可看出代表四种过程的

????和?=0的两条线将h?d图平面分成了四个象限,每个象限内的空气状态变化过程都有各自

的特征,详见表2-2

表2-2 空气状态变化的四个象限及特征表

象限 Ⅰ Ⅱ 热湿比 状态变化特征 增焓加湿升温(或等温、降温) 增焓减湿升温 65

?>0 ?<0 Ⅲ Ⅳ ?>0 ?<0 减焓减湿降温(或等温、升温) 减焓加湿降温 三、两种不同状态空气混合过程的计算

不同状态的空气互相混合,在空气调节过程中是最基本、最节能的处理过程。例如:新回风的混合,冷热风的混合,干湿风的混合等等。为此,必须研究不同状态的空气混合规律及空气混合时在h?d图上的表示。具体方法如下:

设有两种状态分别为A和B的空气相混合,根据能量和质量守恒原理,有

GAhA?GBhB?(GA?GB)hC (2-12) GAdA?GBdB?(GA?GB)dC (2-13)

混合后空气的状态点即可从式(2-12)和(2-13)中解出,即

hC?(GAhA?GBhB)/(GA?GB) (2-14) dC?(GAdA?GBdB)/(GA?GB) (2-15)

这里需要注意的是:G的单位本应当是kg(a),但是由于空气中的水蒸气量是很少的,因此,用湿空气的质量代替干空气的质量计算时,所造成的误差处于工程计算所允许的范围。因而,在后面的讨论中,都是用湿空气的质量代替干空气的质量进行,将不再特别说明。

由式(2-12)和(2-13)可以分别解得

GA/GB?(hB?hC)/(hC?hA) GA/GB?(dB?dC)/(dC?dA)

(hB?hC)/(hC?hA)?(dB?dC)/(dC?dA)

由上式可以得出

(hB?hC)/(dB?dC)?(hC?hA)/(dC?dA)

上式中的左边是直线BC的斜率,右边是直线CA的斜率。两条直线的斜率相等,说明直线 BC与直线CA平行。又因为混合点C是两直线的交点,说明状态点A,B,C是在一条直线上,如图2-13所示。

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从图中可知,由平行切割定理

图2-13 两种状态空气的混合在h?BC/CA=?(dB?dC)/(dC?dA)

又因为

d图上表?(dB?dC)/(dC?dA)=(hB?hC)/(hC?hA)?GA/GB

所以

BC/CA ?GA/GB (2-16)

此结果表明:当两种不同状态的空气混合时,混合点在过两种空气状态点的连线上,并将过两状态点的连线分为两段。所分两段直线的长度之比与参与混合的两种状态空气的质量成反比。(即混合点靠近质量大的空气状态点一端)。

如果混合点C出现在过饱和区,这种空气状态的存在只是暂时的,多余的水蒸气会立即凝结,从空气中分离出来,空气将恢复到饱和状态。多余的水蒸气凝结时,会带走水的显热。因此,空气的焓略有减少。空气状态的变化如图2-14

图2-14 过饱和区空气状态的变化过程 所示。并存在如下的关系:

hD?hC?4.19?dtD (2-17)

式中的hD,?d和tD是三个互相有关的未知数,要确定hD的值,需要用试算法。实际上,由于水分带走的显热很少,空气的变化过程线也可近似看做是等焓过程。

【例2-3】 某空调系统采用新风和部分室内回风混合处理后送入空调房间。已知大气压力B =101325Pa,回风量GA=10000kg/h,回风状态的tA=20℃,?A=60%。新风量GB=2500kg/h,新风状态的tB=35℃,?B=80%。试确定出空气的混合状态点C。

【解】 两种不同状态空气的混合状态点可根据混合规律用作图法确定,也可以用计算方法得出,这里采用计算法求解。

在大气压力B=101325Pa的h?d图上,由已知条件确定出A,B两种空气的状态点,并查得:hA= 42.5kJ/kg(a),dA=8.8g/kg(a),hB=109.4 kJ/kg(a),dB=29.0 g/kg(a),将上述值代入式(2-14)和(2-15)计算可得

?10000?42.5?2500?109.4? hC???kJ/kg(a)?55.9kJ/kg(a)

10000?2500??67

?10000?8.8?2500?29.0? dC???g/kg(a)?12.8g/kg(a)

10000?2500?? 由求出的hC,dC,即可在h?d图上确定出空气的混合状态点 C及其余参数(如图2-15所示)。

实际上,根据混合规律,空气的混合状态点C必定在过AB直线上的某个中间位置,因此,只需计算出hC,dC中的一个,

即可在h?d图上由hC或dC线与AB直线的交点确定出空气的混合状态点C及其余参数。

图2-15 例2-3图 68