Смешение потоков воздуха различных состояний

Применение смешения потоков воздуха позволяет получить экономию в расходах теплоты и холода на обработку воздуха, регулировать параметры воздуха и пр.

Пусть в смесительную камеру подается поток влаж­ного воздуха состояния A (I_A, d_A), расход сухой части которого m_A, и поток влажного воздуха состояния В (I_B, d_B), расход сухой час­ти которого m_B. Требуется определить параметры смеси воздуха С (I_CM, d_СM). Расход сухой части смеси воздуха m_CM = m_A + m_В. Рис.

При решении этой задачи полагают, что воздух перемешивает­ся идеально, а камера смешения имеет идеальную тепловую изо­ляцию, исключающую подвод или отвод теплоты при смешении потоков.

При смешении потоков влажного воздуха различных состоя­ний возможны два случая:

смешение без образования конденсата;

смешение с образованием конденсата из части водяного пара воздуха.

В первом случае состояние смеси можно определить аналити­чески исходя из баланса теплоты и влаги:

m_смI_см=m_AI_A+m_BI_B, откуда I_см= m_AI_A+m_BI_B/m_A+m_B;

m_смd_см=m_Ad_A+m_Bd_B, откуда d_см= m_Ad_A+m_Bd_B/m_A+m_B;

Графоаналитическое решение этой задачи выполняют следующим образом. На I-d диаграмме наносят точки А и В, соответствующие состоянию смешиваемых потоков воздуха А и В, отношение масс которых n=m_A/m_B Точка С, соответствующая состоянию смеси воздуха, ле­жит на прямой, соединяющей на I-d диаграмме точки А и В. Прямая АВ является геометрическим местом точек смеси двух потоков воздуха. Местона­хождение точки С на этой ли­нии зависит от пропорций воз­духа состояний А и В и находится но правилу рычага: точка С делит отрезок АВ на части, обратно пропорциональные массам воздуха, входящим в смесь. Отрезок АС, примыкающий к точке А соответствует в некотором масштабе массе сухой части возду­ха m_B, а отрезок СВ — массе m_А. Вся линия АВ пропорциональна массе смеси m_СМ или величине (1 + n). Поэтому для нахождения положения точки С на линии АВ необходимо отрезок АВ разде­лить на (1 + n) равных частей. Точка находится ближе к той точке (А или В), которая соответствует воздуху, масса сухой части которого больше.

На практике часто встречается и второй случай смешения влаж­ного воздуха. Это тот случай, когда в результате смешения двух потоков воздуха различных состояний, каждый из которых имеет относительную влаж­ность меньше 100 %, получает­ся смесь с относительной влаж­ностью 100 %, а часть водяного пара конденсируется и выпада­ет из смеси. Такой результат получается тогда, когда линия 1-2 пересекает кри­вую φ=1, а точка 3, характери­зующая состояние смеси, ока­зывается в зоне тумана.

Состояние смеси воздуха после выпадания из него кон­денсата определяется с доста­точной для технических рас­четов точностью точкой 3’, на­ходящейся на пересечении изоэнтальпы J₃ с кривой φ=1.

Положение точки 3 на ли­нии 1-2 находят так же, как и положение точки С в случае смешения потоков воздуха без выпадания конденсата.

Дата добавления: 2014-12-26