Расчет смеси влажного воздуха на ID-диаграмме онлайн

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:

• 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.

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:

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%.