I-d диаграмма влажного воздуха

книга А.В.Нестеренко «Основы термодинамических расчетов вентиляции и кондиционирования воздуха»

I-d диаграмма представляет собой графическую интерпретацию уравнения энтальпии влажного воздуха. Диаграмма строится в косоугольной системе координат:

Ось ординат проведена вертикально, а ось абсцисс – над углом 135° к ней.

По оси ординат обложены значения энтальпии. По оси абсцисс – влагосодержания влажного воздуха d на 1 кг сухого.

Для удобства отсчета влагосодержаний и сокращения размеров диаграммы наклонная ось абсцисс на диаграмме не вычерчивается. Вместо нее через начало координат проводится вспомогательная линия, на которой откладываются значения влагосодержаний (в произвольном масштабе). Через полученные точки проводят вертикали – линии постоянного влагосодержания.

На оси ординат в произвольном масштабе откладываются значения энтальпии от точки 0 (ноль) (i=d=0) вверх – положительные, вниз – отрицательные. Масштабы для i и d выбраны произвольными.

На этой же сетке строятся линии- изотермы t=const, для чего используют уравнение:

I=c*t+(2500+1,8068)*d*10

являющееся уравнением прямой линии.

Может быть построена по 2-м точкам, напр.: d=0, d=max.

Изотермы не параллельны, так как угол наклона их горизонтальной оси различен, однако при низких температурах не параллельность изотерм практически незначительна. Для построения линий постоянного влагосодержания φ= const на каждой изотерме определяют точки, имеющие степень насыщения воздуха φ=5,10,20,30,40,80,100%

Соединив точки на различных изотермах с одинаковой степенью насыщения, получим линии φ= const.

Нижняя кривая φ= 100% характеризует насыщенное состояние воздуха и называется пограничной кривой.

При повышении барометрического давления линия насыщения на I-d диаграмме смещается вверх, а при понижении – вниз.

При изменении барометрического давления в пределах ±7,5 мм рт.ст. изменения параметров воздуха будут незначительны и ими можно пренебречь.

При большом изменении барометрического давления и изменении параметров воздуха необходимо учитывать (или брать др. диаграмму для этого давления или брать таблицы свойств влажного воздуха для данного давления).

Для построения линии парциального давления пара с правой стороны диаграммы на прямой, параллельной оси ординат, начинается шкала парциальных давлений, начиная с Рпарц=0 до возможного значения Рпарц в диапазоне данной диаграммы.

Масштаб выбирается с таким расчетом, чтобы линия Рпарц не пересекалась с линией φ= 100%.

Для построения линии парциального давления пара из точек пересечения изотерм с кривой φ= 100% опускают перпендикуляры на вспомогательную горизонтальную линию и от этой линии вверх в принятом масштабе откладываются парциальные давления паров, насыщающих воздух при данных температурах, которые определяют пот таблицам «Основные физические характеристики воздуха при р=760 мм рт.ст. или др.»

Через найденные точки проводится линия парциального давления водяного пара.

Ниже линии φ= 100% расположена область воздуха, находящаяся в пересыщенном состоянии(образование тумана, микро капли воды во взвешенном состоянии).

Каждая точка выше линии φ= 100% соответствует определенному тепловлажностному состоянию воздуха.

Положение точки на I-d диаграмме влажного воздуха может быть определено любыми 2-я параметрами из 5(I,d,t,φ,Рпарц.) параметров состояния воздуха.

Остальные 3 параметра могут быть определены по I-d диаграмме как произвольные.

Диаграмма удобна для построения изменения состояния воздуха при нагревании, охлаждении, увлажнении, осушке, смешивании и сочетании этих процессов.

Пользуясь I-d диаграммой легко получить еще 2 (в дополнении к 5) очень важных параметра тепло-влажностного состояния воздуха:

- температуру точки росы tрс и температуру мокрого термометра tм

Температура точки росы соответствует температуре воздуха, насыщенного водяными парами при данном влагосодержании (d=const).