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
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.nac—Pn)—^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(tQ—іы) 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 |
(в |
% ), |
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 і—d-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.