На h,d–диаграмме, по оси ординат откладываются значения удельных энтальпий влажного пара h, а по оси абсцисс — значения массового отношения водяных паров к воздуху d.
Для удобного взаимного расположения линий, наносимых на h,d–диаграмму, она строится в косоугольных координатах, в которых ось абсцисс проводится под углом 135° к оси ординат, что дает возможность сделать эту диаграмму компактной.
При таком взаимном расположении осей координат линии постоянных значений удельной энтальпии (h = const), которые должны быть параллельны оси абсцисс, идут наклонно. Однако чтобы удобнее было производить на диаграмме отсчеты, из начала координатпроводится горизонталь, на которую спроектированы значения удельной энтальпии h1, h2, h3,... При этом линии постоянных значений массовых отношений dl, d2, d3,... идут в виде прямых, параллельных оси ординат, т. е. вертикально.
Кроме того, на h,d–диаграмме наносят изотермы tl, t2, t3,... и линии постоянных значений относительной концентрации водяных паров в воздухе φ1 φ2, φ3,... (начиная от φ = 5% до φ = 100%). Эти линии строят только до изотермы 100° С, т.е. до тех пор, пока парциальное давление пара в воздухе Рп меньше атмосферного давления Ра. В тот момент, когда Рпстанет равным Ра, эти линии теряют физический смысл.
|
|
Кривая постоянного относительного значения φ = 100% делит всю диаграмму на две части. Та ее часть, которая расположена выше этой линии, – это область ненасыщенного влажного воздуха, в которой пар находится в перегретом состоянии. Часть диаграммы ниже линии φ = 100% – область насыщенного влажного воздуха.
Кроме перечисленных линий в верхней части диаграммы (над линией φ=100%) проведены еще линии постоянных истинных температур мокрого термометра tм,1, tм,2, tм,3, … используемые в расчетах, связанных с процессами сушки в закрытых помещениях. Если процесс сушки производится нагретым воздухом, то относительная концентрация его при этом повышается вследствие испаренной влаги. Если внутреннее пространство сушильной камеры изолировано от теплового воздействия внешней среды, то теплота, необходимая для испарения, может быть получена только за счет уменьшения внутренней энергии воздуха, находящегося в камере. Такой процесс сушки может рассматриваться как адиабатный.
Если его вести до полного насыщения воздуха, т. е. линию этого процесса на h,d–диаграмме довести до пограничной кривой φ = 100%, то температура воздуха, состояние которого определяется этой точкой, будет температурой адиабатного насыщения, или истинной температурой мокрого термометра, имеющегося в психрометрах – приборах для определения относительной концентрации водяных паров в воздухе.
|
|
В таких приборах устанавливаются два одинаковых термометра, но у одного из них шарик свободно омывается окружающим воздухом и поэтому показывает температуру этого воздуха, не насыщенного водяными парами, а шарик другого, мокрого термометра обернут влажной тканью, обеспечивающей постоянный приток к шарику влаги. В таких условиях мокрый термометр показывает температуру не окружающего его воздуха, которая в адиабатном процессе испарения изменяется, а температуру насыщения воздуха, которая в процессе испарения остается постоянной и притом ниже температуры сухого термометра.
По мере выпаривания влаги воздух все больше насыщается парами воды, температура его понижается, и, наконец, когда влажность станет максимальной (т. е. когда линия процесса дойдет допограничной кривой φ = 100%), температура сухого термометра понизится до истинной температуры мокрого термометра и станет определяться изотермой, т. е. изотермой tм,s.
Истинная температура мокрого термометра всегда несколько ниже показываемой этим термометром, что объясняется тем, что достичь полной адиабатности процесса выпаривания не удается из-за проникновения в сушильную камеру теплоты извне и теплового воздействия на шарик мокрого термометра предметов, находящихся в камере. Для уменьшения влияния такого воздействия мокрый термометр обдувается сильной струей воздуха от вентилятора и, кроме того, защищается экраном. Тем не менее в показания мокрого термометра нужно вносить поправку на выступающий столбик ртути, подсчитываемую по специальной формуле. Таким образом получается значение истинной температуры мокрого термометра.
При построении на h,d–диаграмме линий tм = const эта поправка учтена и температуры, определяемые с помощью этих линий, являются истинными температурами мокрого термометра.
Рассмотрим некоторые задачи, решаемые по h,d–диаграмме.
Подогрев. Поскольку в этом процессе массовая концентрация влаги воздухе dостается постоянной, линия этого процесса должна идти вертикально вверх.
Испарение. Если считать удельную энтальпию жидкости(воды) равной нулю, то теплота, взятая из воздуха для испарения влаги, вернется в воздух вместе с выпаренной влагой. Таким образом, в этом процессе удельная энтальпия не изменится. Следовательно, процесс испарения идет по линии h = const.
Адиабатное испарение (в ограниченном объеме), как уже говорилось, идет по линии tм = const.
Нахождение точки росы. Определив по двум параметрам состояние заданного воздуха, нужно провести от нее вертикаль до пограничной кривой φ=100%. Тогда изотерма t2, на которой лежит точка, определит температуру точки росы воздуха заданного состава.