2.1 空气状态变化过程在图上的表示
利用焓湿图不仅能够确定空气的状态和状态参数,而且可以表示空气的状态变化,各种变化过程的方向和特征可用角系数来表示,下面介绍几种典型的过程,如图7.8所示。
2.1.1 等湿(干式)加热过程
空气调节中常用表面式空气加热器(或电加热器)来处理空气。当空气通过加热器时获得了热量,提高了温度,但含湿量并没变化。因此,空气状态变化是等湿增焓升温过程,过程线为A→B,如图7.8所示。在状态变化过程中dA=dB,hB>hA,故其热湿比为:
图7.8 几种典型的空气状态变化过程
2.1.2 等湿(干式)冷却过程
如果用表面式冷却器处理空气,且其表面温度比空气露点温度高,则空气将在含湿量不变的情况下冷却,其焓值必相应减少。因此,空气状态为等湿、减焓,降温过程,如图7.8中A→C,由于dA=dc,hc>hA,故其热湿比为:
2.1.3 等焓减湿过程
用固体吸湿剂(例如硅胶)处理空气时,水蒸气被吸附,空气的含湿量降低,空气失去潜热,而得到水蒸气凝结时放出的汽化热使温度增高,但焓值基本没变,只是略微减少了凝结水带走的液体热,空气近似按等焓减湿升温过程变化。如图7.8中A→D所示,其ε值为:
2.1.4 等焓加湿过程
用喷水室喷循环水处理空气时,水吸收空气的热量而蒸发为水蒸气空气失掉显热量,温度降低,水蒸气到空气中使含湿量增加,潜热量也增加。由于空气失掉显热,得到潜热,因而空气焓值基本不变。所以称此过程为等焓加湿过程。由于此过程与外界没有热量交换,故又称为绝热加湿过程。此时,循环水温将稳定在空气的湿球温度上。如图7-8中A→E所示。由于状态变化前后空气焓值相等,因而ε为:
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此过程和湿球温度计表面空气的状态变化过程相似。严格地讲,空气的焓值也是略有增加的,其增加值为蒸发到空气中的水的液体热。但因这部分热量很少,因而近似认为绝热加湿过程是一等焓过程。
2.1.5 等温加湿过程
如图7.8中A→F过程。这也是一个典型的状态变化过程,是通过向空气喷蒸汽而实现的。空气中增加水蒸气后,其焓和含湿量都将增加,焓的增加值为加入蒸汽的全热量,即:
式中:Δd——每kg干空气增加的含湿量,kJ/kg(d·a);
hq——水蒸气的焓。
如果喷入蒸汽温度为100℃左右,则ε ≈ 2 690,该过程线与等温线近似平行,故为等温加湿过程。
2.1.6 减湿冷却(或冷却干燥)过程
如果用表面冷却器处理空气,当冷却器的表面温度低于空气的露点温度时,空气中的水蒸气将凝结为水,从而使空气减湿(或为干燥),空气的变化过程为减湿冷却过程或冷却干燥过程,此过程线如图7.8A→G,因为空气焓值及含湿量均减少,故热湿比为:
如果用水温低于空气露点温度的水处理空气,也能实现此过程。
以上介绍了空气调节中常用的六种典型空气状态变化过程。从图7.8可看出代表四种过程的ε和ε = 0 的两条线将焓湿图平面分成了四个象限,每个象限内的空气状态变化过程都有各自的特征,详见表7.2。
表7.2 空气状态变化的四个象限及特征表
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