Файл: Чулаков П.Ч. Теория и практика обеспыливания атмосферы карьеров.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.07.2024

Просмотров: 109

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Допустим, происходит смешение двух объемов воздуха с состояниями U, du I \ , М\ и t2, di, h, M 2 . При их смешении будут справедливы следующие ра­ венства:

а) материального баланса воздуха

 

М1

+ Мг = М0,

(ѴІ.З)

где Мі и Мг— массы

воздуха;

 

 

б)

материального

баланса

воды

 

 

М^

+ М^^М^;

(ѴІ.4)

в)

теплового баланса

 

 

 

Л*і/і + Л Ѵ а =

Л!в /в .

(ѴІ.5)

Исключив Мь сначала из первых двух равенств, а затем из первого и третьего, получим

м і (d0 dj = Мг (dz — dü);

Mi ( / о - / j ) = A f , ( / , - / „ ) .

Разделив почленно, получим

da — â-i _ d2 — da

/ і

(VI.6)

/ а — la

Из зависимости (VI.6) следует, что процесс кон­ диционирования на диаграмме характеризуется пря­ мой линией.

Положение точки, характеризующей состояние кон­ диционированного воздуха, будет определяться зави­ симостью

 

JUL =

4 > - r f i .

(VI 7)

 

d2d„

K

' '

 

 

 

 

При увлажнении

воздуха'водой при массе воды W,

ее энтальпии iw и

конечном состоянии 1%, d2

 

мате­

риальный и тепловой баланс воды будет соответ­ ственно

M1{da-dO

= W;

(VI.8)

 

(VI.9)

137


Отсюда направление

перемещения состояния

воздуха

в процессе увлажнения определяется уравнением

При непосредственном контакте воды с воздухом

сущность процессов

тепло- и массообмена

заклю­

чается в следующем:

1 .Ори кондиционировании воздуха для понижения температуры воды ниже температуры точки росы об­ рабатываемого воздушного потока используется лед,

и процесс охлаждения

сопровождается

одновремен­

ным

осушением.

Известно, что при

орошении

льда

водой, имеющей

температуру

15—22° С,

температура

талой

воды может быть равна

4—5° С (при плотности

орошения 2100—4100 кг/ч-м2 ),

а температура

точки

росы воздуха в летнее жаркое время в условиях

карь­

еров

Казахстана

изменяется

в пределах

8—14° С.

При

tp>tw

происходит

неизотермический

процесс и

поток

тепла

направлен

от воздуха

к воде. Так же

должен быть направлен

и массообмен,

так как при

охлаждении

воздуха без изменения

влагосодержания

его относительная влажность возрастает до состояния полного насыщения и при дальнейшем охлаждении происходит частичная конденсация содержащихся в

нем водяных паров, но воздух остается

при этом на­

сыщенным влагой.

Количество тепла,

переходящего

из воздуха в воду, будет равно

 

 

G = G„ + Wnr,

 

где G„— явное тепло;

 

Wnr—теплота

испарения.

 

Протекание процесса охлаждения воздуха с осу­

шением определяется температурой и

влажностью

атмосферного воздуха, температурой воды и тепло­

выделением в кабине

горного оборудования при

влаговыделеиии, равном нулю.

Неизотермический

процесс при tw<tp и примене­

нии теплообменного аппарата, состоящего из смеси­ теля и каплеуловителя, конечного теоретического предела не достигает, т. е. воздух не охлаждается до температуры воды, следовательно, не происходит его увлажнение до ср=100% (рис. 38), так как теплосо-

138


держание охлажденного воздуха не может быть ниже

теплосодержания насыщенной

паровоздушной смеси

при twi<, соответствующей точке

В.

I A , dA,

toA,

При начальном

состоянии

воздуха

tNA после смешения

с распыленной водой

параметры

воздушного потока

будут определяться

точкой

Т.

 

 

d

Рис. 38.

Политропический

процесс

охлаждения

и осушения воздуха при

В дальнейшем вследствие отделения свободной влаги происходит изотермический процесс, характеризую­ щийся параметрами, соответствующими точке Я, и сопровождающийся уменьшением dT до dn. Оконча­ тельное состояние воздуха с учетом тепловыделения в кабине определяется точкой О.

Обычно предельное охлаждение воздуха при про­ цессе, соответствующем tw<tv, определяется линией пересечения данного процесса с адиабатой, определя­ ющей изотерму конечной температуры воды.

Конечную

температуру

воды можно

определить,

зная массу охлаждаемого

воздуха

М,

охлаждающей

воды W и ІА,

I T , tWB, исходя из

теплового баланса,

т. е.

 

 

 

 

139



M (IA - h) = W (tWK - tWH),

(VI. 11)

или no /—d диаграмме, продолжив линию AT до пере­ сечения с кривой ф =100 % • Для конечного состояния кондиционированного воздуха будет характерно

І0<ІА, d0<dA,

фо<фА и

tc0<tcA-

осушением

Процесс

охлаждения

с одновременным

воздуха в кабинах горного оборудования

применим

Рис. 39. Процесс охлаждения возду­ ха при rf=const, т. е. t w =t v

в ограниченный летний период при весьма высоких температуре и влажности воздуха.

2. При повышении температуры воды до темпе­ ратуры точки росы, т. е. t-nr = tp, будет продолжаться процесс охлаждения воздуха с понижением теплосо­ держания при постоянном влагосодержании. Однако при ограниченном объеме воды процесс кондициони­ рования происходит в течение непродолжительного времени. Условия tw=tp соответствуют только явно­ му переходу тепла от воздуха к воде.

Если начальное состояние охлаждаемого воздуха соответствует точке А, то после смешения с распы­

ленной водой его

состояние

будет

соответствовать

точке Т, где dT=dA

(рис. 39). В дальнейшем

в капле-

уловителе происходит отделение свободной

влаги до

точки П. Конечное

состояние

воздуха,

поступающего

в кабину горного оборудования, будет

определяться

140