Bài giảng Kỹ thuật điều hòa không khí - Bài: Quá trình nhiệt động của không khí ẩm - Nguyễn Duy Tuệ

Nội dung text: Bài giảng Kỹ thuật điều hòa không khí - Bài: Quá trình nhiệt động của không khí ẩm - Nguyễn Duy Tuệ

1. SỞ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG TRUNG HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA ĐIỆN – LẠNH ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ BÀI GIẢNG MÔN HỌC KỸ THUẬT ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TÊN BÀI GIẢNG: QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CỦA KHÔNG KHÍ ẨM GIÁO VIÊN : NGUYỄN DUY TUỆ
2. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Kỹ thuật điều hòa không khí – Lê Chí Hiệp 2. Trane Air Conditioning Manual 3. Hand-book of Air Conditioning and Refrigerant – Shan. K. Wang
3. CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1: Thế nào là không khí ẩm chưa bão hòa, bão hòa và quá bão hòa ? Câu 2: Làm thế nào để không khí chưa bão hòa thành quá bão hòa?
4. Bài 2: QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CỦA KHÔNG KHÍ ẨM I. ĐỒ THỊ KHÔNG KHÍ ẨM: 1.1 Mục đích sử dụng: - Trên đó hiển thị các tính chất vật lý của không khí ẩm trong những điều kiện khác nhau - Là công cụ hiệu quả khi ta biểu diễn sự thay đổi trạng thái của không khí ẩm một cách tiện lợi và nhanh chóng
5. 1.2 Thông số đặc trưng của không khí ẩm: Gồm 5 thông số như sau: - Nhiệt độ nhiệt kế khô ( tk ) - Nhiệt độ nhiệt kế ướt ( tư ) - Nhiệt độ đọng sương của không khí ( ts ) - Độ ẩm tương đối ( ) - Độ chứa hơi ( d )
6. 1.2.1 Nhiệt độ nhiệt kế khô(tk): - Là nhiệt độ ta đọc được trực tiếp trên nhiệt kế
7. 1.2.2 Nhiệt độ nhiệt kế ướt(tư): ❑ Thí nghiệm - Khi 2 nhiệt kế được đặt trước dòng không khí thổi qua thì chúng sẽ hiển thị nhiệt độ như nhau - Nếu lấy bọc vải thấm nước vào đầu một nhiệt kế thì nhiệt độ của nó sẽ giảm dần đến khi ổn định. Lúc này nhiệt độ ta đọc được trên đó chính là nhiệt độ nhiệt kế ướt - Nếu không khí thổi qua càng khô thì nhiệt độ nhiệt kế ướt càng giảm do sự bay hơi nước và ngược lại
8. 1.2.2 Nhiệt độ nhiệt kế ướt(tư): ❑ Thí nghiệm ❑ Cách sử dụng: Như vậy để đo nhiệt độ nhiệt kế ướt của không khí ta sử dụng nhiệt kế có buộc miếng vải thấm nước Vải thấm nước
9. 1.2.3 Nhiệt độ đọng sương của không khí (tđs): - Là nhiệt độ tại đó nước trong không khí bắt đầu tách ra và ngưng tụ trên bề mặt của vật - Ví dụ: Hiện tượng sương đọng trên lá cây hay sương mù vào sáng sớm HIỆN TƯỢNG TÁCH NƯỚC KHI ĐỌNG SƯƠNG
10. 1.2.4 Độ ẩm tương đối ( ): - Là tỉ số giữa lượng hơi nước mà không khí đang chứa và lượng hơi nước tối đa mà nó có thể giữ được - Độ ẩm tương đối được tính bằng phần trăm - Ví dụ: độ ẩm tương đối = 50% có nghĩa là không khí đang chứa một nửa lượng hơi nước mà nó có thể chứa được Trạng thái bão hòa
11. 1.2.5 Độ chứa hơi ( d ): - Chính là khối lượng thực tế của hơi nước chứa trong 1 kg không khí khô - Đơn vị: kghơi/kgkhôngkhíkhô
12. 1.3 Sử dụng đồ thị không khí ẩm: - Khi biết 2 trong 5 thông số đặc trưng trên ta có thể tìm được 3 thông số còn lại trên đồ thị không khí ẩm - Sau đây ta tìm hiểu các đường biểu diễn trên đồ thị không khí ẩm Carier ( đồ thị t-d )
13. A Độ chứa hơi d ( kghơi/kgkkk ) d kghơi/kgkkk ( hơi Độ chứa tư Nhiệt độ nhiệt kế khô ( 0C )
14. Bài tập ví dụ: Câu 1: Tìm các thông số trạng thái của không khí dưới đây: 0 - Nhiệt độ nhiệt kế khô - tk = 25 C - Độ ẩm tương đối = 50% Câu 2: Tương tự như trên nhưng không khí có: 0 - Nhiệt độ nhiệt kế khô tk = 30 C 0 - Nhiệt độ nhiệt kế ướt tu = 20 C Câu 3: 0 - Nhiệt độ nhiệt kế khô tk = 35 C 0 - Nhiệt độ đọng sương ts = 19 C
15. ❖ Hướng dẫn bài tập: Câu 1: C 0 =13,5 Độ chứa hơi d ( kgh/kgkkk ) hơi kgh/kgkkk ( d chứa Độ đs đs t 0 t =250C tu =17,8 Ck Nhiệt độ nhiệt kế khô ( 0C )
16. ❖ Hướng dẫn bài tập: Câu 2: A Độ chứa hơi d ( kgh/kgkkk ) hơi kgh/kgkkk ( d chứa Độ Nhiệt độ nhiệt kế khô ( 0C )
17. ❖ Hướng dẫn bài tập: Câu 3: A C 0 Độ chứa hơi d ( kgh/kgkkk ) hơi kgh/kgkkk ( d chứa Độ =19 đs t 0 tk =35 C Nhiệt độ nhiệt kế khô ( 0C )
18. II. QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CỦA KHÔNG KHÍ ẨM: 2.1 QUÁ TRÌNH GIA NHIỆT: 2.2.1 Phương pháp thực hiện quá trình: - Trong quá trình gia nhiệt độ chứa hơi d = const do lượng hơi nước chứa trong không khí không bị mất đi cũng như không được thêm vào - Ta biểu diễn trên đồ thị t-d như sau:
19. A B Độ chứa hơi d ( kgh/kgkkk ) hơi kgh/kgkkk ( d chứa Độ 0 0 tk =15 C tk =25 C Nhiệt độ nhiệt kế khô ( 0C ) QUÁ TRÌNH GIA NHIỆT CỦA KHÔNG KHÍ ẨM
20. II. QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CỦA KHÔNG KHÍ ẨM: 2.1 QUÁ TRÌNH GIA NHIỆT: 2.1.1 Phương pháp thực hiện quá trình: 2.1.2 Nhận xét: - Độ chứa hơi d không thay đổi - Độ ẩm tương đối giảm xuống - Nhiệt độ nhiệt kế khô và entanpi tăng
21. 2.1.3 Tính toán nhiệt: Nhiệt lượng không khí nhận vào để thay đổi trạng thái từ A đến B hay công suất điện trở gia nhiệt được tính như sau: Q = G.(IB – IA) = G.Cp.( tB – tA) , kW Trong đó: G: là lưu lượng khối lượng của không khí ẩm (kg/s) I : entanpi của không khí ( kJ/kgkkk ) Cp: nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp của không khí. Cp = 1,02 (kJ/kg.K) t : nhiệt độ ( 0C)
22. 2.1.4 Các phương pháp gia nhiệt: a. Bằng điện trở:
23. 2.1.4 Các phương pháp gia nhiệt: b. Bằng hơi nước: DÀN GIA NHIỆT HƠI NƯỚC – KHÔNG KHÍ Ngoài ra còn sử dụng dàn gia nhiệt kiểu khói – khí, nước nóng – không khí
24. 2.2 QUÁ TRÌNH LÀM MÁT VÀ LÀM LẠNH TÁCH ẨM: 2.2.1 Phương pháp thực hiện quá trình làm mát: a. Biểu diễn trên đồ thị t-d: - Đây là quá trình đẳng độ chứa hơi. Không khí không nhận thêm ẩm cũng như không bị tách ẩm - Nhiệt độ cuối của quá trình này lớn hơn nhiệt độ đọng sương của không khí - Ta thực hiện như sau:
25. B A Độ chứa hơi d ( kgh/kgkkk ) hơi kgh/kgkkk ( d chứa Độ 370C Nhiệt độ nhiệt kế khô ( 0C ) QUÁ TRÌNH LÀM MÁT KHÔNG KHÍ ẨM
26. 2.2.1 Phương pháp thực hiện quá trình làm mát: a. Biểu diễn trên đồ thị t-d: b. Nhận xét: - Độ chứa hơi d không đổi - Nhiệt độ giảm, độ ẩm tương đối tăng lên - Entanpi giảm 2.2.2 Phương pháp thực hiện quá trình làm lạnh tách ẩm: a. Biểu diễn trên đồ thị t-d: - Giai đoạn đầu:quá trình làm mát đến tđs - Giai đoạn sau: quá trình tách ẩm
27. B Quá trình làm mátA C Độ chứa hơi d ( kgh/kgkkk ) hơi kgh/kgkkk ( d chứa Độ 50C 150C 370C Nhiệt độ nhiệt kế khô ( 0C )
28. 2.2.2 Phương pháp thực hiện quá trình làm lạnh tách ẩm: a. Biểu diễn trên đồ thị t-d: b. Nhận xét: - Ở giai đoạn tách ẩm độ chứa hơi d giảm xuống - Nhiệt độ không khí thấp hơn tđs - Độ ẩm tương đối 100%
29. 2.2.3 Tính toán nhiệt: a. Quá trình làm mát: Nhiệt lượng không khí tỏa ra hay năng suất lạnh yêu cầu để thực hiện quá trình làm mát từ A đến B: Qlm = G.(IA – IB) = G.Cp.( tA – tB) , kW Trong đó: G: là lưu lượng khối lượng của không khí ẩm (kg/s) I : entanpi của không khí ( kJ/kgkkk ) Cp: nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp của không khí. Cp = 1,02 (kJ/kg.K) t : nhiệt độ ( 0C)