какую размерность имеет коэффициент луча процесса

ЛУЧ ПРОЦЕССА

Линия, соединяющая начальную и конечную точки состояний воздуха на I-d диаграмме с координатами I₁d₁ и I₂d₂ соответственно, называется луч процесса или тепловлажностное отношение. Луч показывает направление развития процесса, идущего из начальной точки.

Для построения луча процесса на I-d диаграмме необходимо определить его угловой коэффициент ε – отношение разностей величин энтальпии и влагосодержания конечной и начальной точек:

где 1000 – переводной коэффициент из граммов в килограммы для влаги.

Q_п – количество полной теплоты, переданное при изменении состояния воздуха (это могут быть как теплоизбытки, так и теплопотери),

W – количество влаги, переданное в процессе изменения состояния воздуха (влагоизбытки или влагопоступление ), ;

∆Q_{изб. полн}– избытки полного тепла в помещении, Вт.

Угловой коэффициент наглядно показывает – как при любой начальной температуре и влагосодержании будут происходить изменения параметров внутреннего воздуха в помещении, в котором имеются постоянные источники (или потребители) тепла или влаги.

Размерность углового коэффициента внешне совпадает с размерностью энтальпии воздуха (), однако это абсолютно разные величины: значение знаменателя для энтальпии относится к килограмму сухого воздуха, а для углового коэффициента – к килограмму влаги.

Значения εмогут быть положительными и отрицательными и изменяться от –∞ (при ΔI 0 и Δd=0).

Значения ε для типовых процессов обработки воздуха:

· При ε = 0 происходит адиабатный процесс (I=const, I₁ = I₂, ΔI=0);

· При ε=2530 – изотермический процесс (t=const);

· При ε = +∞ – сухой нагрев (d=0, ΔI 0)

Если начальные параметры воздуха различны, но значения углового коэффициента ε одинаковы, то лучи, характеризующие изменения состояний, располагаются на I-d диаграмме параллельно друг другу. Поэтому при построении на I-d диаграмме сначала проводится луч процесса с угловым коэффициентом ε из точки I=0 и d=0, а затем – через точку с известными параметрами воздуха проводится луч, параллельный первому

Особо следует заметить, что знак углового коэффициента не определяет направление процесса, идущего по лучу. Так, при одновременном уменьшении значений теплосодержания и влагосодержания, их разности будут отрицательны, а отношение – положительным.

Направления лучей типовых процессов:

Дата добавления: 2015-10-13 ; просмотров: 6868 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

ЛУЧ ПРОЦЕССА

Линия, соединяющая начальную и конечную точки состояний воздуха на I-d диаграмме с координатами I₁d₁ и I₂d₂ соответственно, называется луч процесса или тепловлажностное отношение. Луч показывает направление развития процесса, идущего из начальной точки.

Для построения луча процесса на I-d диаграмме необходимо определить его угловой коэффициент ε – отношение разностей величин энтальпии и влагосодержания конечной и начальной точек:

где 1000 – переводной коэффициент из граммов в килограммы для влаги.

Q_п – количество полной теплоты, переданное при изменении состояния воздуха (это могут быть как теплоизбытки, так и теплопотери),

W – количество влаги, переданное в процессе изменения состояния воздуха (влагоизбытки или влагопоступление ), ;

∆Q_{изб. полн}– избытки полного тепла в помещении, Вт.

Угловой коэффициент наглядно показывает – как при любой начальной температуре и влагосодержании будут происходить изменения параметров внутреннего воздуха в помещении, в котором имеются постоянные источники (или потребители) тепла или влаги.

Размерность углового коэффициента внешне совпадает с размерностью энтальпии воздуха (), однако это абсолютно разные величины: значение знаменателя для энтальпии относится к килограмму сухого воздуха, а для углового коэффициента – к килограмму влаги.

Значения εмогут быть положительными и отрицательными и изменяться от –∞ (при ΔI 0 и Δd=0).

Значения ε для типовых процессов обработки воздуха:

· При ε = 0 происходит адиабатный процесс (I=const, I₁ = I₂, ΔI=0);

· При ε=2530 – изотермический процесс (t=const);

· При ε = +∞ – сухой нагрев (d=0, ΔI 0)

Если начальные параметры воздуха различны, но значения углового коэффициента ε одинаковы, то лучи, характеризующие изменения состояний, располагаются на I-d диаграмме параллельно друг другу. Поэтому при построении на I-d диаграмме сначала проводится луч процесса с угловым коэффициентом ε из точки I=0 и d=0, а затем – через точку с известными параметрами воздуха проводится луч, параллельный первому

Особо следует заметить, что знак углового коэффициента не определяет направление процесса, идущего по лучу. Так, при одновременном уменьшении значений теплосодержания и влагосодержания, их разности будут отрицательны, а отношение – положительным.

Направления лучей типовых процессов:

Источник

Угловой коэффициент луча процесса

В этом уравнении коэффициент 1000 (г/кг) служит лишь для перевода единиц измерения: значение углового коэффициента выражено в кДж/кг, в то время как влагосодержание принято выражать в г/кг. Особо отметим, что размерность углового коэффициента внешне совпадает с размерностью энтальпии воздуха (кДж/кг), однако на самом деле это абсолютно разные величины: в знаменателе для энтальпии понимается килограмм сухого воздуха, а для углового коэффициента – килограмм влаги.

Для любого процесса однозначно можно определить конкретное значение углового коэффициента. Значимость этого параметра состоит в том, что он характеризует наклон лини луча процесса на Id диаграмме. Существует несколько типовых процессов, для которых заранее известно значение углового коэффициента.

Учитывая, что процесс на Id диаграмме отображается прямой линией, понятие углового коэффициента полностью соответствует принятому в математике понятию углового коэффициента наклона прямой линии в координатах Х-Y (рисунок 3.2).

В уравнении прямой линии Y = k Х + b угловой коэффициент k равен тангенсу угла наклона линии по отношению к оси ОХ. Отличие Id диаграммы от привычной декартовой системы координат состоит лишь в том, что она косоугольная: угол между осями энтальпий и влагосодержаний обычно равен 135°. Во всем остальном имеется почти полная аналогия. Вертикальная линия и в той и в другой системе координат имеет угловой коэффициент, равный бесконечности, угловой коэффициент горизонтальной линии в обеих системах равен 0.

Источник

При одновременном выделении в помещении избыточного тепла и влаги, воздух будет нагреваться и увлажняться по линии, называемой угловым коэффициентом (или лучом процесса, либо тепловлажностным отношением)

p= (При одновременном выделении в помещении избыточного тепла и влаги, воздух будет нагреваться и увлажняться по линии, называемой угловым коэффициентом)

где: *_∑Q_П_* — суммарное количество полного тепла, _кДж/ч_;

*_∑W_* — суммарное количество влаги, кг/ч.

При *_∑ Q_П_* = 0 → ε = 0

Процессы перехода воздуха из одного состояния в другое на поле *_J-d диаграммы_* изображаются прямыми линиями (лучами), проходящими через точки, соответствующие начальному и конечному состоянию влажного воздуха.

Уравнение перехода представляет собой уравнение пучка прямых, положение которых на *_J — d диаграмме_* определяется точкой 1 начального состояния воздуха точка 1 – *_J1, d1_* и величиной тепло-влажностного коэффициента *_ε_*, представляющего собой отношение изменения энтальпии воздуха к изменению его влагосодержания

p= (Уравнение перехода представляет собой уравнение пучка прямых)

где: *_ε_* – тепло-влажностный (или угловой) коэффициент линии процесса, иначе называемый лучом процесса, который характеризует изменение состояния воздуха, _кДж/кг_.

Характер изменения состояния воздуха определяется величиной (или направлением) тепло-влажностного коэффициента *_ε_*.

Рассмотрим характерные случаи изменения состояния влажного воздуха и их схематичное изображение на *_J — d диаграмме_*. Для удобства изображения возьмём систему прямоугольных (Декартовых) координат.

Влажный воздух, имеющий начальные параметры *_J₁_* и *_d₁_* (точка 1) подвергается нагреванию при неизменном влагосодержании, т.е. *_d₁ = d₂ = const._*

p= ( Случай 1)

Линия 1-2 показывает изменение состояния влажного воздуха при нагревании его без подвода и отвода влаги.

Нагревание при постоянном влагосодержании осуществляется, например, в калориферах. При нагревании воздуха повышается его температура и энтальпия, понижается относительная влажность.

Луч процесса изображается вертикальной прямой, параллельной линии *_d = const_* и направлен снизу вверх. Точка 1 соответствует начальному состоянию воздуха, точка 2 – конечному.

Величина тепло-влажностного (углового) коэффициента *_ε_* = ∞ при условии, что *_J₂ > J₁_*.

Влажный воздух одновременно поглощает тепло и влагу (т.е. нагревается и увлажняется).

Если начальное состояние воздуха определяется теми же параметрами *_J₁_* и *_d₁_* (точка 1), а конечное состояние воздуха будет определяться параметрами *_J₃_* и *_d₃_* (точка 3), то при *_J₃ >J₁_* и *_d₃ > d₁_* направление луча процесса будет соответствовать линии 1-3.

p= (Случай 2)

Линия 1-3 показывает изменение состояния влажного воздуха с одновременным нагреванием и увлажнением.

Такое изменение параметров влажного воздуха происходит в обслуживаемых помещениях.

В этом случае воздух, обработанный в кондиционере с параметрами *_J₁_* и *_d₁_*, поступает в помещение, где в результате ассимиляции теплоты и влаги приобретает параметры *_J₃_* и *_d₃_*.

Влажный воздух поглощает влагу *_d₄ > d₁_* при неизменной энтальпии *_J₁ = J₄ = const_*. Значит, если процесс происходит при постоянной энтальпии, луч, характеризующий это изменение состояния, должен быть параллелен линии *_J = const._*

Величина углового коэффициента искомого луча *_ε = 0_*.

Такие процессы называют адиабатными, т.е. протекающими при постоянной энтальпии воздуха.

p= (Случай 3)

Линия 1-4 показывает изменение состояния влажного воздуха при увлажнении без подвода и отвода теплоты.

Адиабатное увлажнение, т.е. повышение влагосодержания при постоянной энтальпии, широко применяется в системах кондиционирования, в частности в оросительной камере, где с помощью форсунок производится распыление воды.

Температура испаряемой воды постепенно устанавливается равной температуре воздуха по мокрому термометру. Воздух, находясь в контакте с водой, имеющей температуру мокрого термометра *_t_м, теряет явную теплоту, которая затрачивается на испарение воды. В то же время воздух получает такое же количество скрытой теплоты с водяными парами.

Энтальпия воздуха остаётся постоянной, поскольку притока теплоты со стороны практически нет, т.е. *_J₁ = J₄ = const._*

Процесс изображается на *_J-d диаграмме_* линией 1-4. Точка 1 показывает начальное состояние влажного воздуха.

Изменение состояния происходит по линии *_J = const_*.

Влажный воздух отдаёт теплоту *_(J₁ > J₅)_* при неизменном влагосодержании *_(d₁ = d₅ = const)_*, т.е. процесс, как и в первом случае, будет характеризоваться лучом, параллельном линии *_d = const_*, но направление его будет от точки 1 не вверх, а вниз. Значение тепло-влажностного коэффициента *_ε = — ∞_*.

p= (Случай 4)

Линия 1-5 показывает изменение состояния влажного воздуха при охлаждении без подвода и отвода влаги.

Охлаждение воздуха при *_d=const_*, как и нагревание его, может осуществляться в поверхностных воздухоохладителях. Луч процесса охлаждения направлен вертикально вниз из точки 1 к точке 5. При «глубоком» охлаждении воздуха луч процесса может быть вертикально продолжен до точки росы *_ТР_*, расположенной на линии относительной влажности *_φ=100%_*.

Дальнейшее охлаждение воздуха будет идти по линии насыщения и сопровождаться конденсацией водяных паров и осушкой воздуха, т.е. будет уменьшаться влагосодержание воздуха.

Охлаждение влажного воздуха при *_d=const_* может осуществляться лишь до точки росы.

Влажный воздух отдаёт теплоту *_(J₁ > J₆)_* и влагу *_(d₁ > d₆)_*, т.е. происходит охлаждение и осушка воздуха.

Значение углового коэффициента в этом случае *_ε > 0_*.

p= (Случай 5)

Линия 1-6 показывает изменение состояния влажного воздуха при одновременном охлаждении и осушении.

Приращение энтальпии *_∆J_* и приращение влагосодержания *_∆d_* имеют отрицательные значения, поэтому направление процесса изменения состояния воздуха будет характеризоваться лучом 1-6, имеющим направление от точки 1 к точке 6.

Такой процесс может происходить как в камере орошения кондиционера, так и в других установках для обработки воздуха. Для охлаждения и осушки воздуха в оросительной камере должна установиться температура ниже точки росы, что достигается подачей к распылительным форсункам *охлаждённой* воды.

Влажный воздух, имеющий параметры *_J₁, d₁_* (точка 1) отдаёт влагу *_(d₁ > d₇)_* при постоянной энтальпии *_(J₁ = J₇ = const)_*, т.е. воздух осушается. При этом тепло-влажностный коэффициент *_ε = 0_*.

p= (Случай 6)

Линия 1-7 показывает изменение состояния влажного воздуха при осушении без подвода и отвода теплоты.

Приращение влагосодержания в этом случае будет отрицательным и направление луча процесса будет от точки 1 к точке 7.

Процесс осушки воздуха при *_J=const_* можно осуществлять с помощью абсорбентов, например концентрированных растворов солей хлористого кальция, хлористого лития и др., а также с помощью адсорбентов, например, силикагеля.

По совокупности всех рассмотренных шести случаев, *_J-d диаграмма_*, по отношению к внутреннему воздуху, разбивается на 4 зоны (см. рисунок 6).

* *I зона* *_ε_* от _∞_ до _0_ — это нагрев и увлажнение;
* *II зона* *_ε_* от _0_ до — _∞_ — это охлаждение и увлажнение;
* *III зона* *_ε_* от _- ∞_ до _0_ — это охлаждение и осушка;
* *IV зона* *_ε_* от _0_ до _+∞_ — это нагрев и осушка — в вентиляции и кондиционировании не используется.

Процессы, не являющиеся основными, называются политропическими.

*Изотермический процесс* *_t = const_* *характеризуется значением* *_ε = 2530 кДж/кг H₂O._*

p= (Изотермический процесс)

Источник

3.2. Угловой коэффициент луча процесса

В процессе изменения состояния воздух изменяет все или некоторые свои параметры. Процесс изменения состояния на I-dдиаграмме отображается прямой линией (лучем), выходящей из точкиА, соответствующей начальному состоянию воздуха. Точка конечного состоянияБлежит на луче и ограничивает отрезок с другой стороны. Для характеристикинаправления изменения состояния используется понятиеуглового коэффициента луча процесса ε, часто называемого для краткости просто угловым коэффициентом

В этом уравнений коэффициент 1000 (г/кг) служит лишь для перевода единиц измерения: значение углового коэффициента выражено в кДж/кг, в то время как влагосодержание принято выражать вг/кг. Особо отметим, что размерность углового коэффициента внешне совпадает с размерностью энтальпии воздуха (кДж/кг), однако на самом деле это абсолютно разные величины: в знаменателе для энтальпии понимаетсякилограмм сухого воздуха, а для углового коэффициента –килограмм влаги.

Для любого процесса однозначно можно определить конкретное значение углового коэффициента. Значимость этого параметра состоит в том, что он характеризует наклон лини луча процесса на I-dдиаграмме. Существует несколько типовых процессов, для которых заранее известно значение углового коэффициента.

Учитывая, что процесс на I-d диаграмме отображается прямой линией, понятие углового коэффициента полностью соответствует принятому в математике понятию углового коэффициента наклона прямой линии в координатах Х-Y (рисунок 3.2).

I

Рис. 3.2. К понятию углового коэффициента

В уравнении прямой линии Y = k Х + b угловой коэффициент k равен тангенсу угла наклона линии по отношению к оси ОХ.

Отличие I-d диаграммы от привычной декартовой системы координат состоит лишь в том, что она косоугольная: угол между осями энтальпий и влагосодержаний обычно равен 135°. Во всем остальном имеется почти полная аналогия. Вертикальная линия и в той и в другой системе координат имеет угловой коэффициент, равный бесконечности, угловой коэффициент горизонтальной линии в обеих системах равен 0.

Особо подчеркнем, что угловой коэффициент и на I-d диаграмме не может указывать направление луча процесса, а характеризует только его наклон. Так, для процесса С-D угловой коэффициент равен бесконечности, и для процесса D—C он будет таким же. Для процесса E—F угловой коэффициент равен нулю, и для процесса F-E он будет таким же. Совершенно неважно, какая из двух точек является начальной, а какая конечной. При смене направления луча на противоположное ΔI и Δd не изменяют своего абсолютного значения, а лишь меняют знак на противоположный, поэтому ни значение, ни знак углового коэффициента не меняется.

Источник