Расчет смеси влажного воздуха на ID-диаграмме онлайн

Недавно мы запустили свой собственный Telegram-канал. Подписывайтесь. Там есть контент, которого нет и никогда не будет здесь, на сайте.

Смешивание двух потоков влажного воздуха осуществляется в камерах смешения, входящих в состав приточно-вытяжных вентустановок. Данный процесс неминуем при рециркуляции вытяжного воздуха. Его подмешивают к приточному потоку, и далее происходит обработка полученной смеси.

Для расчета других ПРОЦЕССОВ на ID-диаграмме онлайн пользуйтесь СПЕЦИАЛЬНЫМИ программами:

• Нагрев (расчет калорифера) на id-диаграмме
• Охлаждение (расчет кондиционера или фанкойла) на id-диаграмме
• Увлажнение (изотермическое и адиабатное) на id-диаграмме
• Точки на id-диаграмме онлайн

Расчет процесса смешивания влажного воздуха онлайн с помощью ID-диаграммы

Для расчета параметров смеси необходимы следующие исходные данные:

Недавно мы запустили свой собственный Telegram-канал. Подписывайтесь. Там есть контент, которого нет и никогда не будет здесь, на сайте.

• Параметры смешиваемых потоков воздуха
• Их расходы

Параметры потоков воздуха могут быть заданы через любые две взаимно независимые величины. Чаще всего это температура и относительная влажность или температура и энтальпия.

Иногда возникает другая задача: зная желаемую точку смеси определить параметры потоков или соотношение расходов воздуха. Такие задачи можно решать с помощью нашей программы методом подбора.

Как выглядит процесс смешивания на ID-диаграмме

Процесс смешивания происходит по прямой, соединяющей две точки – параметры компонентов смеси. Далее этот отрезок следует разделить обратно пропорционально соотношению расходов – там и будет точка смеси.

Ниже на рисунке приведено графическое решение задачи по смешиванию двух потоков воздуха. Поток с параметрами точки 1 и расходом 3000 м³/ч смешивается с потоком с параметрами точки 2 и расходом 1500 м³/ч. Точка смеси находится на этом отрезке. Расход первого потока в 2 раза больше второго, поэтому отрезок делится на три равные части, причем две части откладываются от т.2, а одна часть – от т.1.

Недавно мы запустили свой собственный Telegram-канал. Подписывайтесь. Там есть контент, которого нет и никогда не будет здесь, на сайте.

Расчет параметров смеси влажного воздуха

Формулы для расчета камеры смешения

Расчет смеси влажного воздуха проще всего проводить исходя из уравнения сохранения энергии. Начальная энергия равна сумме энергий компонентов смеси G₁·i₁ и G₂·i₂. Энергия смеси равна (G₁+ G₂)·i_СМ. Итого имеем:

G₁ · i₁ + G₂ · i₂ = (G₁ + G₂) · i_СМ, где

• G₁ и G₂ – расходы компонентов смеси,
• i₁ и i₂ – энтальпии компонентов смеси,
• i_СМ – энтальпия полученной смеси.

С небольшой погрешностью это же уравнение можно переписать для температуры и влагосодержания. Однако эти формулы работают не всегда, и в следующем разделе это будет показано:

• G₁ t₁ + G₂ · t₂ = (G₁ + G₂) · t_СМ
• G₁ d₁ + G₂ · d₂ = (G₁ + G₂) · d_СМ

Далее из этого уравнения выражают параметры смеси, какой-либо из расходов воздуха ила параметры одного из компонентов – смотря что требуется определить в каждой конкретной задаче.

Некоторые особенности процесса смешения влажного воздуха

У процесса смешения есть несколько интересных особенностей. Так, смесь двух потоков с одинаковой влажностью будет всегда иметь более высокую влажность, нежели её компоненты. Это проще всего показать графически на электронной id-диаграмме:

Недавно мы запустили свой собственный Telegram-канал. Подписывайтесь. Там есть контент, которого нет и никогда не будет здесь, на сайте.

Если смешать два потока воздуха с одинаковой влажностью, то влажность смеси будет выше, потому что линии относительной влажности изогнуты

Если влажность смеси выше влажностей компонент, то может сложиться ситуация, когда влажность смеси превышает 100%. Воздуха с такими параметрами не существует, поэтому точку смеси нужно по адиабате сдвинуть до линии ϕ=100%:

Если влажность смеси выше 100%, то реальная точка смеси находится на пересечении той же адиабаты и линии ϕ=100%.

У этого процесса сразу три особенности:

1. Формулы расчета смеси по температуре и влагосодержанию не сработают. Нужно пользоваться формулой с использованием энтальпий.
2. Реальная точка смеси находится левее расчетной. Следовательно, в процессе смешивания появится конденсат. Наша онлайн-программа умеет рассчитывать количество конденсата.
3. Реальная точка смеси находится выше расчетной. Удивительный факт: смесь как будто бы нагреется! Действительно, часть влаги выпадет в виде конденсата (то есть перейдет из газообразного состояния в жидкое). При этом высвободится скрытая теплота парообразования. Именно эта теплота и нагреет полученную смесь.

Отметим и ещё один момент: если происходит смешение двух потоков с одинаковой температурой, то относительную влажность смеси определить гораздо проще: для неё сработают вышеприведенная формула для энтальпии.

Влажность смеси, составленной из компонент с одинаковой температурой, можно рассчитать обратно пропорционально расходам воздуха

Например, требуется смешать равное количество воздуха (по 1000 м³/ч) с параметрами 20°С, 10% и 20°С, 90%. Точка смеси будет расположена по середине отрезка, соединяющего эти точки. Так как температуры одинаковы, то итоговая влажность составит (10+90)/2 = 50%. Подтвердим это более полным расчетом:

ϕ_СМ = (G₁ · ϕ₁ + G₂ · ϕ₂) / (G₁ + G₂) = (1000 · 10 + 1000 · 90) / (1000 + 1000) = 50%.