< Попер   ЗМІСТ   Наст >

ТЕПЛО- І ВОЛОГООБМІН МІЖ ПОВІТРЯМ І ВОДОЮ

Основні положення

При взаємодії повітря з водою буде відбуватися комплексне явище - перенос тепла й вологи з одного середовища в інше. Ці процесі протікають одночасно й впливають один на одного.

Перенос тепла здійснюється теплопровідністю, конвекцією, випромінюванням і міграцією вологи, що відбувається внаслідок дифузійних (молекулярних) і конвекційних (молярних) процесів.

Якщо ненасичене повітря приходить у зіткнення з поверхнею води, то буде відбуватися перенос тепла й вологи в напрямку більш низького потенціалу. Теплообмін між повітрям і водою в умовах промивних камер кондиціонерів відбувається при безпосереднім зіткненні. Тому він складається з явного й схованого тепла

Явний теплообмін відбувається при наявності температурного напору внаслідок теплопровідності, конвекції й випромінювання. Повітря має малу теплопровідність. Вплив випромінювання в умовах промивних камер кондиціонерів також невеликий.

Схований теплообмін здійснюється в результаті поглинання повітрям (або виділенні) схованої теплоти паротворення. Він здійснюється внаслідок різниці парціальних тисків.

Для розрахунків застосовується метод аналогії, що існує в процесах тепло- і вологообміну між повітрям і водою. Використання такого методу можливо тому, що диференціальні рівняння дифузії й теплопровідності аналогічні, а волого- і теплообмін також відображається подібними рівняннями. Тому, коли тепло- і вологообмін відбувається у подібних гідродинамічних і геометричних умовах, можна

зробити висновок щодо однаковості виду рівнянь для тепло- і вологообміну.

Кількість тепла

потоку вологи

де /-ід - температура приграничного шару рідини; /п - температура повітря; р- коефіцієнт вологообміну; р — парціальний тиск у приграничному шарі (гр) і в повітрі (п).

Тому що парціальний тиск пари в повітрі є однозначною й майже лінійною функцією його вологовмісту, то різницю парціальних тисків можна замінити різницею вологовмістів. Тоді кількість води, що випарувалася,

де с/,.р - вологовміст повітря в приграничному шарі при температурі поверхні води й повнім насиченні, кг/кг; <т*п - вологовміст повітря на деякій відстані від поверхні води.

У процесі випару між коефіцієнтом теплообміну й вологообміну застосовна формула Л'юіса

де 0,24 + 0,44</ - питома вага теплоємності вологого повітря.

Кількість тепла, яке переходить разом з водою, що випаровується

У результаті такого теплообміну при температурі води ^ > /р (точка роси) буде відбуватися випар води в повітря, а при </„ - конденсація.

Повна кількість тепла від води до повітря при /,„ > /р

При /р > /№ тепло переходить від повітря до води

Після перетворення й спрощення

а промінь процесу

Процеси обробки повітря водою

Тому що тиск водяної пари у приграничному шарі води змінюється від її температури, то зволоження або, навпаки, осушку повітря можна здійснювати, приводячи повітря в зіткнення з водою відповідних температур.

Для збільшення поверхні зіткнення повітря з водою в промивних камерах воду розпилюють на дрібні крапельки, і через дощову завісу проходить повітря. Це дозволяє здійснити необхідну обробку повітря в обмеженому обсязі промивної камери протягом 1...2с.

Температура води прагне прийняти рівноважну з повітрям температуру (температуру мокрого термометра).

Якщо початкова температура води менше температури повітря, то вода буде нагріватися, а температура її збільшуватися до рівноважної температури з повітрям. При цьому повітря буде прохолоджуватися й воложитися, але може й підсушуватися, якщо температура води буде все-таки нижче температури точки роси повітря.

Якщо температура води більше температури повітря, то тепло, необхідне для випару, забирається від води, і вона прохолоджується.

Коли ж температура води знижується до температури повітря, але ще не досягає температури мокрого термометра, то тепло для випару буде забиратися й від води, і від повітря. Нарешті, якщо вода досягне рівноважної температури, тобто температури мокрого термометра й буде надалі залишатися постійною, то теплота, необхідна для випару води, буде забиратися з повітря. Отже, повітря стане прохолоджуватися й воложитися, і явне тепло, що повітря почне віддавати воді на випар, буде йому вертатися у вигляді схованого тепла. Процес протікає при

Л=СОП5І.

Якщо процеси супроводжуються підведенням або відводом тепла ззовні (нагрівання або охолодження), тобто мають місце політропні процеси, обробка проходить при розпиленні в камері свіжої води.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >