Вентиляция

Раздел: Учебники

При расчетах вентиляционного процесса и процесса кондиционирования воздуха необходимо рассматривать взаимодействие влажного воздуха с водой.

Распространенными аппаратами для тепловлажностной обработки воздуха в установках кондиционирования являются форсуночные камеры, орошаемые насадки и другие устройства, позволяющие осуществлять изменения его параметров в широком диапазоне. В теплый период года можно охлаждать и осушать воздух, охлаждать его при неиз менном влагосодержании, охлаждать и увлажнять его. В холодный период года используют адиабатическое увлажнение, а также контактный нагрев воздуха.

Постановка задачи расчета тепло- и влагообмена в аппаратах кондиционирования воздуха встречает значительные трудности, что заставляет вводить в описание картины процесса упрощающие предпосылки и часто ограничиваться только экспериментальными данными. Экспериментальные характеристики получены для различных аппаратов, в которых воздух специально приготовляется путем контакта с нагретой или охлажденной водой. В одних аппаратах вода разбрызгивается и воздух продувается через дождевое пространство с каплями различной дисперсности, в других она может стекать в виде пленок, образуя вспененный слой или гладкую свободную поверхность. Взаимное направление потоков воздуха и воды ( VI. 1) и продолжительность их контакта между собой также могут быть различными.

Рассмотрим общую физическую картину процесса и влияние отдельных факторов в логической последовательности, обычно принятой в теории тепло- и массообмена. Прежде всего следует определить термодинамические потенциалы и силы, а также потоки тепла и влаги, возникающие в системе «воздух — вода». Далее необходимо выявить равновесные состояния между воздухом и водой при различных их количественных соотношениях и параметрах. Имея эти данные и составив балансовые уравнения для воздуха и воды, а также уравнение обмена, можно рассмотреть динамику нестационарных процессов тепло- и влагообмена. При расчетах аппаратов кондиционирования обычно необходимо знать промежуточные состояния воздуха и воды в процессе их перехода от произвольного начального состояния к некоторому равновесному конечному состоянию.

Оценка термодинамических потенциалов, сил и потоков в системе «воздух — вода».

Из общей постановки задачи тепло- и влагообмена в системе «воздух — вода» следует, что для получения количественных результатов нужны данные о проводимости и передаче тепла и влаги, а также о потенциале влажности влажного воздуха.

Число Льюиса и уравнение Меркеля. Следующей важной задачей является выявление соотношения интенсивностей тепло- и влагообмена, которое определяется числом Льюиса. С ним связано уравнение Меркеля, используемое для расчета передачи полного (явного и скрытого) тепла. По поводу правомерности применения этих зависимостей имеются довольно противоречивые мнения.

Для нахождения соотношения интенсивностей тепло- и влагообмена (числа Льюиса) удобно воспользоваться аналогией Рейнольдса, предложенной для отыскания подобия между теплообменом и трением в турбулентном потоке жидкости.

 В воздухе и воде у поверхности раздела — поверхности испарения — формируются пограничные слои. В воздухе пограничные эффекты проявляются сильнее, в воде они выражены менее рельефно. Картина тепло- и влагопереноса оказывается такой: по мере удаления от поверхности раздела наблюдается постепенный переход от молекулярного к молярному турбулентному обмену.

В противовес рассмотренному чисто молярному переносу разберем второй крайний случай, когда процесс обмена полностью определяется только молекулярным переносом. Такое положение возможно при малой скорости движений сред относительно друг друга и небольшой интенсивности обмена в условиях параллельно-струйного течения вдоль поверхности (поток Куэтта).