CC BY
55Тепломассообменные процессы в конструкциях ЛА, энергетическихустаноеок,и систем жизнеобеспечения УДК 536.24
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ 1-Б ДИАГРАММЫ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА
А. В. Соколов
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: sokol_13.90@mail.ru
Рассматривается проблема моделирования процессов I-D диаграммы, наиболее часто встречающихся при обработке влажного воздуха. Внедрение данного подхода позволит автоматизировать расчеты в процессе проектирования установок вентиляции и кондиционирования воздуха, в том числе и для замкнутых автономных отсеков летательных аппаратов.
Ключевые слова: влажный воздух, I-D диаграмма, моделирование.
MODELING THE PROCESSES ON I-D WET-AIR DIAGRAM
A. V. Sokolov
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: sokol_13.90@mail.ru
This article covers the problem of modeling the processes on the I-D diagram, which are most often encountered in the treatment of moist air. The introduction of this approach will automate the calculations in the design of ventilation and air conditioning units, incl. and for closed autonomous compartments of aircraft.
Keywords: humid air, I-D diagram, simulation.
Для того чтобы представить 1-Б диаграмму влажного воздуха необходимо в виде функций представить ее на координатной оси X, Y. X-D-влагосодержание, г/кг, Y-t-температура воздуха, °С. Для определения зависимости между переменными, воспользуемся учебным пособием [1].
Каждому давлению соответствует определенная температура кипения воды и сублимацией льда, называется температурой насыщения. Каждой температуре соответствует определенное давление парообразования и сублимации, называемое давлением насыщения. Для воды при обычных давлениях температура плавления льда практически остается постоянной и равной С ~ 0 °С.
Для этих условий связь между давлением насыщенного водяного пара Pн, кПа над плоской поверхности воды или льда и температурой определяется формулой
P = 0,6112 • exp
а • t в+1
P
ф = -£ -100 %;
При допущении, что перегретый водяной пар является идеальным газом [2], имеем:
i = 1,006 • t + ■
d
d =
1000
i -1,006 • t 2500,64 +1,68 • t
(2500,64 +1,86 • t);
•1000;
Построим для энтальпии график зависимости от влагосодержания. Диапазон температур примем t = -50...50, зададим значения i, кДж/кг: i = 40 кДж/кг; i = -10 кДж/кг; i = 30 кДж/кг.
Отношение массы влаги к массе сухого воздуха называется влагосодержанием, г/кг.
d = 621,98 •
( P Л V P - PD
(
где Ов, Рв - постоянные для воды, а = 17,504 °С, в = 241,2 °С; ал, рл - постоянные для льда, ал = 22,489 °С, рв = 272,88 °С; t - температура плоской поверхности воды (льда), °С.
Под относительной влажностью воздуха понимают отношение парциального давления водяного пара в воздухе Pп, к парциальному давлению насыщенного пара водяного пара Pн, при той же температуре, т. е.
d = 621,98
VP
P -(VP )
d = 621,98
0,6112 • exp
a^t
P+t
Л
P -
( (
Ф
V V
0,6112 • exp
a •t P + t
J) J
Решетневскуе чтения. 2017
Отображение на 1-Б диаграмме влажного воздуха зависимостей энтальпии, относительной влажности и плотности
Зададим значения ф, %: ф = 1; ф = 0,5; ф = 0,1. Плотность влажного воздуха представляет собой отношение массы влажного воздуха к объему, м3/ч:
____Р- „ d • Р
T
P
р = 3,483^--1,317-^; Pd. =
р = 3,483 ff
P,
d =
р-3,483 •
t - 273,15
P,
T
-1,317Л
621,98 + d
d • P,
621,98 + d t - 273,15
Л
t - 273,15
-1,317
w
(t - 273,15)
621,98
((
P -
р-3,483-
P
t - 273,15
-1,317
W
(t - 273,15)
Зададим значения р, кг/м3: р = 1,2 кг/м3; р = 1,22 кг/м3; р = 1,18 кг/м3.
Все полученные зависимости d(t) представлены на рисунке.
Моделирование 1-Б диаграммы в дальнейшем позволит влиять на процесс обработки воздуха, задавая какие либо пограничные значения (количество кВт,
ограниченное количество воды на объекте, требуемое для обработки воздуха). Возможность моделирования процессов обработки воздуха непосредственно в помещении и в установке. Можно учесть влияние внешних факторов на процесс.
Библиографические ссылки
1. Бурцев С. И., Цветков Ю. Н. Влажный воздух. Состав и свойства. СПб. : ГАХПТ, 1998.
2. Явнель Б. К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. М. : Книга по требованию, 2012. 256 с.
References
1. Burtsev S. I., Tsvetkov Yu. N. Vlazhnyy vozdukh. Sostav i svoystva [Humid air. Composition and properties]. St. Petersburg, SPbGAKhPT Publ., 1998, 146 p.
2. Yavnel B. K. Kursovoe i diplomnoe proektirovanie kholodil 'nykh ustanovok i sistem konditsionirovaniya voz-dukha [Course and diploma projecting of refrigeration and air conditioning systems]. Moscow, Agropromizdat Publ., 1989, 223 p.
© Соколов А. В., 2017
