Файл: Сорокин, Н. С. Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 120

Скачиваний: 0

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

щего на испарение влаги) температура воздуха в пограничном слое с мокрым шариком понижается, поэтому мокрый термометр пока­ зывает более низкую температуру, чем сухой. Разность в показа­ ниях сухого и мокрого термометров принято называть психромет­ рической разностью. Очевидно, чем суше воздух, тем интенсивнее

 

испарение с поверхности шарика мокрого термо­

 

метра

и тем

больше

психрометрическая разность,

 

и наоборот. В частном случае, когда воздух насы­

 

щен водяными парами, психрометрическая раз­

 

ность равна нулю и оба термометра показывают

 

одну и ту же температуру.

 

 

 

 

 

 

Зная температуру по сухому термометру /с и

 

температуру по мокрому термометру ім можно оп­

 

ределить относительную

влажность

воздуха.

 

 

 

Количество влаги G, испаряющейся с поверх­

 

ности

шарика мокрого

 

термометра, определяют

 

по формуле

Дальтона:

 

 

 

 

 

 

 

 

G = Fc(pM.nacPn)—^z~ кг/ч,

 

( 15)

 

 

 

 

 

 

 

 

Р б

 

 

 

 

где

F

поверхность

шарика в м2;

 

 

 

 

с — коэффициент

испарения в кг/м2 - мм

 

 

 

рт. ст.-ч, т. е. количество влаги в кг,

 

 

 

испаряющейся с 1 м2 поверхности

 

 

 

жидкости за час при разности пар­

 

 

 

циальных

давлений

водяного

 

пара

 

 

 

над поверхностью воды и в окружаю­

 

 

 

щем

воздухе, равной 1 мм рт. ст.;

 

рм. нас — парциальное

давление

водяного

 

пара

 

 

 

в насыщенном состоянии при темпе­

 

 

 

ратуре

мокрого

термометра

в

мм

 

 

 

рт.

ст.;

 

 

давление

водяного пара

 

 

ра — парциальное

 

 

 

окружающего воздуха в мм рт. ст.;

Рис.

2. Психро­

760 — нормальное

 

барометрическое

давле­

 

ние

в

мм

рт.

ст.;

 

 

 

метр

Августа

Ре — действительное

барометрическое

дав­

 

 

 

ление в мм рт. ст.

 

 

 

Количество тепла Qi, потребное на испарение этой влаги,

 

 

Qi = Fcr (рм. „ас—Рп) ~ ~

кДж/ч,

 

 

 

где г — скрытая теплота испарения 1 кг воды в кДж/кг при тем­ пературе /м.

Количество тепла Qi, передаваемое от воздуха к мокрой по­ верхности шарика, по закону Ньютона будет равно

Qz = Fa(tQіы) кДж/ч,

где а — коэффициент теплоперехода от воздуха к поверхности шарика мокрого термометра в кДж/м2 • ч • град.

12


При этом количеством тепла, выделяющегося водяными пара­ ми при их охлаждении с /0 до /м, можно пренебречь вследствие его малости.

Так как тепло, идущее на испарение влаги с шарика мокрого термометра, поглощается из воздуха, то очевидно, что при уста­ новившемся состоянии

или

 

Qi — Q2

 

 

 

 

 

 

Pn) 760

Fd (tc

ta)

Fd (pu- „ac

откуда

 

 

 

 

P 6

 

 

 

 

 

Pn ~

P M- пас

er 760

(Q—tu) Pö-

Обозначая

а

 

л

1

(16)

 

 

 

er 760 =

A- град

получим

Рм. нас

A (tc

tu) p6.

Рп

Зная Рп, легко найти относительную влажность воздуха, вос­

пользовавшись формулой

(12):

 

100,

 

Рп _ J 0 0 __ Рм. пас

A (tc /м )рб

(17)

ф: РС.

 

Рс. нас

где рс. нас — парциальное

давление

водяного пара

в насыщенном

состоянии при температуре сухого термометра в мм рт. ст.

Выражение (17) представляет собой общую психрометриче­ скую формулу. В этой формуле множитель А называется психро­ метрическим коэффициентом; как следует из формулы (16), в*этот коэффициент, кроме постоянных г и 760, входят коэффициенты а и с, зависящие от скорости движения воздуха. Поэтому и психро­ метрический коэффициент будет также функцией скорости движе­ ния воздуха около шарика мокрого термометра.

Значение коэффициента А можно определить по следующей

экспериментальной формуле:

 

 

Л = 10-5(б5 + - ^ - ')

,

(18)

где V — скорость движения воздуха около

шарика

мокрого тер­

мометра в м/с.

 

 

На рис. 3 графически показано изменение значений коэффи­ циента А в зависимости от скорости у движения воздуха. Из графика видно, что при малых скоростях движения воздуха коэф­ фициент Л резко изменяется; при больших скоростях кривая асимп­ тотически приближается к постоянному значению Л =65* 10-5.

’ Таким образом, для правильного измерения влажности воздуха

по' психрометру недостаточно

знать

t0 и tM, надо также знать

и скорость движения воздуха

около

шарика мокрого термометра.

13


Измерения при малых скоростях движения воздуха всегда будут менее точны, чем при больших скоростях: чем больше скорость движения воздуха, тем более устойчиво значение А и тем точнее получаемые величины влажности воздуха.

Пример 1.

Найти

относительную

влажность воздуха, если

/0= 2 5 ° С ;

/м =

= 2 0 ° С; скорость

движения воздуха и = 0 ,5

м /с

и р е = 7 4 5 мм

рт. ст.

 

Воспользовавшись формулой (18), найдем значение психрометрического ко­

эффициента:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А =

ІО“ 5

6,75

= 0,000785 1 /град.

 

 

 

 

 

65

 

 

 

 

 

 

 

 

0 ,5

 

 

 

 

 

 

Далее определим

относительную

влажность

воздуха

по

формуле

(17),

найдя

значения

парциальных

давлений

водяного

пара из

табл. 1:

 

ф =

Р м.

А

(tc — /„) р е

_ 17,533 — 0,000785 (25 — 20) 745

•100 = 6 1 ,8 % .

 

 

Рс. нас

 

 

 

23,756

 

 

 

 

Ш3А

 

 

 

 

 

На правильность показаний пси­

 

 

 

 

 

хрометра существенное влияние ока­

 

 

 

 

 

зывает также способ его огражде­

 

 

 

 

 

 

ния. Применение футляров или дру­

 

 

 

 

 

гих

ограждений,

препятствующих

 

 

 

 

 

циркуляции

воздуха вокруг шарика

 

 

 

 

 

мокрого

термометра,

способствует

 

 

 

 

 

скоплению около него водяных па­

 

 

 

 

 

ров, что затрудняет дальнейшее ис­

 

 

 

 

 

парение влаги и тем самым иска­

 

 

 

 

 

жает показания термометра.

 

 

 

 

 

 

 

Точность показаний психрометра

 

 

 

 

 

значительно

повышается, если

ша­

 

 

 

 

 

 

рики термометров

обдувать возду-

-хом со значительной скоростью. По­ этому для точных измерений поль­ зуются психрометром с обдувае­ мыми шариками или аспирацион­ ным психрометром.

Рис. 3. Кривая изменения психро­

А с п и р а ц и о н н ы й п с и х р о ­

метрического коэффициента в за­

висимости от скорости движения

м е т р

А с с м а и а т и п а М - 34.

воздуха

Психрометр состоит из двух термо­

 

метров,

шарики которых помещены

в металлические гильзы 1 (рис. 4), которые в свою очередь, за­ ключены (центрично) в трубки 2. Наружные трубки 2 привернуты к кольцу 3 так, что они не сообщаются с гильзами 1, а между гильзой 1 и трубкой 2 образуется воздушная прослойка, предо­ храняющая шарики от действия лучистой теплоты. Гильзы 1 пере­ ходят далее в общую трубку 4, подводящую воздух к вентилятору, установленному в головной части 5 прибора. Вентилятором, при­ водимым в движение от заводной пружины или маленького элек­ тродвигателя, воздух просасывается через гильзы 1 со скоростью около 2,5 м/с в общую трубку 4, откуда выбрасывается через щели 6 в окружающую среду.

14


Рис. 4. Аспирационный психрометр Ассмаиа

При измерении влажности воздуха на один из термометров (обычно правый) надевают чулок 7 из марли или батиста, который смачивают водой из пи­ петки; после этого заводят (полностью) пружину вен­ тилятора или включают электродвигатель. Спустя 3—4 мин записывают показания обоих термометров (при установившемся состоянии термометров) .

Подставив значение психрометрического коэффи­ циента А для аспирационного психрометра (0,000677 при ѵ = 2,5 м/с) в общую психрометрическую формулу и умножив и разделив второй член числителя на 745 (с учетом, что 0,000677-745 = 0,5), получим

Рм. нас

760

 

 

0,5 (tc /ы)

 

 

Ф =

745

100.

(19)

Рс. нас

 

 

 

Без большой погрешности можно принять

 

 

_760_Ä 1

 

 

Тогда

745

 

 

Рм.нас 0.5 (<с — *м) . 100-

 

ф =

( 1 9 а )

 

Рс. нас

 

 

Чтобы упростить определение влажности воздуха, на практике обычно пользуются психрометрическими таблицами. Эти таблицы составляют для различных скоростей движения воздуха, а следо­ вательно, и значений А. Для определения влажности воздуха в прядильных и ткацких залах более удобно пользоваться психро­ метрическими таблицами Главной геофизической обсерватории, составленными для А = 0,000795. Пользуясь этими таблицами II обычным психрометром с открытыми шариками (без футляров), можно определить влажность воздуха с точностью до 2—3%, что для практических целей вполне достаточно (см. табл. II прило­ жения) .

Пример 2. Рассмотрим ранее приведенный пример, т. е. пусть tc = 25° С,

а/„==20° С.

 

Находим в

верхней

горизонтальной

строке табл.

II приложения темпера­

туру

по сухому

термометру, равную 25° С,

а

в

вертикальной колонке,

обозначен­

ной

і м — температуру по

мокрому

термометру.

Рядом

с

ней

читаем

показатель

искомой относительной

влажности

воздуха

% ),

которая

в данном случае

составит 61% . Если сравнить полученный результат с данными аналитического подсчета при и= 0 ,5 м /с, т. е. при скорости воздуха, близкой к той, которая имеется в прядильных и ткацких залах и создается движением машин и вен­ тиляцией, то увидим, что расхождение с ранее найденной величиной составляет

0,8% , что практически

не имеет значения.

Для аспирационного

психрометра составлены таблицы при у = 2,5 м /с.

15


Относительную влажность

воздуха с достаточной точностью

можно найти по і—d-диаграмме.

замеренные по аспирационному

Пусть даны параметры tc и

психрометру. При достаточно сильном обдувании мокрого термо­ метра около его поверхности между воздухом и водой произойдет близкий к полному тепло- и влагообмен; следовательно, в погра­ ничной зоне с шариком мокрого термометра установится темпе­

ратура

воздуха, равная tM при

ср = 100%.

На

і—d-диаграмме это

состояние

характеризуется

точкой g\

(рис. 5). Так

как

с поверх­

ности

шарика мокрого термометра

при установившемся состоя­

 

 

 

нии воздуха влага испаряется за счет теп­

 

 

 

лосодержания

 

воздуха,

то,

 

естественно,

 

 

 

процесс изменения состояния воздуха пой­

 

 

 

дет по линии постоянного теплосодержания.

 

 

 

Точка g пересечения этой линии

с изотер­

 

 

 

мой,

соответствующей

 

/с,

характеризует

 

 

 

состояние

воздуха

в

данном

помещении.

 

 

 

Зная

положение точки

g, легко

найти

гр.

 

 

 

Если

 

замеры

сделаны

необдуваемым

 

 

 

психрометром,

то

на

показание

мокрого

 

 

 

термометра делают поправку в зависимости

 

 

 

от скорости движения

воздуха.

 

 

 

 

 

Пример 3. Пусть показания аспирационного псих­

 

 

 

рометра tс = 27° С, а / М= 21°С . Найти ср.

 

 

 

 

 

Температура

воздуха в

слое, граничащем с

ша­

 

 

 

риком

мокрого

термометра,

будет

 

равна 21° С

при

Рис. 5. Определение от-

q>= 100%

(точка

g і

на

рис.

5). Проведя из точки

носительной

влажности

g\ линию

£=const

до

пересечения с

изотермой,

рав-

воздуха

по іd-дна-

ной 27° С,

получим

точку g. Искомая

влажность

воз-

 

грамме

духа будет составлять 58% .

 

 

 

 

 

 

2.Самопишущие приборы для регистрации температуры

ивлажности воздуха

Рассмотрим еще некоторые приборы, предназначенные для регистрации и автоматической записи температуры и влажности воздуха. К таким приборам относятся термографы и гигрографы.

Термограф М-16А — прибор для непрерывной записи темпера­ туры воздуха. Чувствительной частью термографа является изо­ гнутая биметаллическая пластинка 1 (рис.6), правый конец кото­ рой закреплен, а левый свободен. К левому концу пластинки при­ соединен коленчатый рычажок 2 со стрелкой 3. При изменении температуры воздуха пластинка изменяет свою кривизну, в связи с чем рычажок 2 поворачивает стрелку 3 относительно оси 4. Стрелка заканчивается пером 5 в виде ковшичка с медленно сох­ нущими чернилами. Перо на специальной бумажной ленте, наде­ той на барабан 6, вычерчивает кривую изменении температуры. Барабан вращается под действием помещенного внутри него часо­ вого механизма. Регулируется прибор винтиком 7, перемещающим правый конец,пластинки 1.