HŐ- ÉS ÁRAMLÁSTECHNIKA I.

Az előadások a következő témára: "HŐ- ÉS ÁRAMLÁSTECHNIKA I."— Előadás másolata:

1 HŐ- ÉS ÁRAMLÁSTECHNIKA I.
Hőtan ÓE-BGK Intézet Hő – és áramlástechnika I, Dr. Szlivka Ferenc

2 11. A nedves levegő h – x diagramja
A klímatechnikában fontos feladat a levegő nedvességtartalmának szabályozása, beállítása adott értékre. Túlhevített vízgőz (1kg száraz levegő és a benne lévő (x kg/kg) nedvességtartalom) Száraz levegő (több gáznak keveréke) A klímatizálási feladatoknál a légállapot-szabályozás több állapotváltozási folyamata merül fel: a levegő hűtése vagy fűtése, nedvesítése vagy szárítása; Megismerjük a folyamatok nyomon-követését és számítását a h-x , entalpia- nedvességtartalom diagramban. 2 ÓE-BGK Intézet Hő – és áramlástechnika I, Dr. Szlivka Ferenc

3 A nedves levegő h – x diagramja
A klímatechnikában nedves levegőről beszélünk, mely két ideális gáz keveréke: Túlhevített vízgőz (1kg száraz levegő és a benne lévő (x kg/kg) nedvességtartalom) Száraz levegő (több gáznak keveréke) A klimatizálási feladatoknál a légállapot-szabályozás több állapotváltozási folyamata merül fel: a levegő hűtése vagy fűtése, nedvesítése vagy szárítása; A levegőben a vízgőz kivételével olyan gázok vannak, amelyek kritikus hőmérséklete lényegesen kisebb a légkörinél. A nedvesség azonban vagy gőz, vagy gőz+nedvesség (köd), vagy gőz+jég (dér) formájában van jelen. Ezért levegő hűtési feladatok esetén nagyon fontos a nedves levegő állapotváltozásainak ismerete. 3 ÓE-BGK Intézet Hő – és áramlástechnika I, Dr. Szlivka Ferenc

4 A nedves levegő ideális gázkeverék
Az ideális gázelegy viselkedését a Dalton- és Amagat-törvények írják le. A gázelegy fontosabb jellemzői (tömegarány, mólarány) közötti kapcsolatokat taglaljuk. Bemutatjuk a kiemelt fontosságú gázelegy, a nedves levegő viselkedését, jellemzőit és állapotváltozásait, valamint ezek kezeléséhez szükséges összefüggéseket és állapotdiagramokat. A parciális nyomás nem más, mint egy adott komponens résznyomása a keverékben. Tehát az i-edik komponens parciális nyomását úgy kell elképzelni, hogy egy komponens mekkora nyomást hozna létre a teljes térfogatban, ha a többi komponenst eltávolítanánk. Vagyis az össznyomás hányad részét hozza létre az adott komponens. Tehát a keverék nyomása előállítható az egyes komponensek parciális nyomásainak összegeként. A több összetevőből álló levegőt a gyakorlatban sokszor vízgőzből és száraz levegőből álló kétkomponensű keveréknek szokás tekinteni, és ebben az esetben nedves levegőnek nevezzük. 4 ÓE-BGK Intézet Hő – és áramlástechnika I, Dr. Szlivka Ferenc

5 A nedves levegő h – x (Mollier) diagramja
5 ÓE-BGK Intézet Hő – és áramlástechnika I, Dr. Szlivka Ferenc

6 A nedves levegő h – x diagramja, alapfogalmak
Abszolút nedvességtartalom: Azt a nedvességet. amit 1 kg száraz levegő tartalmaz. a levegő abszolút nedvességtartalmának nevezzük, jele x,; SI-egységben kg/kg, szokásos mértékegysége a g/kg, száraz levegőre vonatkoztatva. Relatív nedvességtartalom: A levegő nem tartalmazhat tetszés szerinti mennyiségben vizet gőz formájában. A levegő hőmérsékletéhez tartozólag van egy olyan nedvességmennyiség, amelynél többet nem képes a levegőgőz formájában tartalmazni. Ez a nedvességmennyiség a levegőt telitetté teszi. s ezért ezt a nedvességmennyiséget az adott hőmérsékletű levegőre nézvetelítési abszolút nedvességtartalomnak nevezzük, jele: φ=100% A vízszintes tengelyen olvasható a levegő x g/kg nedvesség-tartalma 1 kg száraz levegőre vonatkoztatva,a jobbra lejtő ferde vonalak alatt h az 1 kg levegő entalpiája (a fajlagos entalpia). A függőleges tengelyen be vannak jelölve a t = állandó hőmérséklet vonalai, amelyek a vízszinteshez képest jobbra enyhén emelkedő egyenesek. 6 ÓE-BGK Intézet Hő – és áramlástechnika I, Dr. Szlivka Ferenc

7 A levegő előkészítése télen: fűtés nedvesítés
A külső levegő állapota te/φe = + 10 OC/50% A levegőt ti = 25 OC-ra kell felmelegíteni. a./ Rajzolja be a légállapot-változást a h-x diagramba és olvassa le az abszolút nedvességtartalom és hőtartalom értékeit b./ Ezután a levegőt egy légmosóban nedvesítjük φ= 100%-os relatív nedvességtartalomig. Milyen értékek olvashatók le ekkor t, φ, x és h-ra? c./ Ezután az utófűtőben a levegőt fűtsük fel t4 = 22 OC-ra. Milyen értékeket kapunk akkor a h -x diagramban? d./ Vizsgáljunk meg egy gőzbeporlasztásos nedvesítő berendezést. Gőzzel való légnedvesítésnél az állapotváltozás gyakorlatilag olyan egyenes mentén zajlik le, amely a hőmérsékleti vonalakkal közel párhuzamosan halad azaz a t = konstans vonalon. 7 ÓE-BGK Intézet Hő – és áramlástechnika I, Dr. Szlivka Ferenc

8 a./ Előfűtés 250 C-ra te/φe = + 10 OC/50% h2 = 34,5 kJ/kg
t2/φ2 = + 25 OC/19% t2 = 250 C φ2 = 19 % he = 19,5 kJ/kg xe = 3,8 g/kg 8 ÓE-BGK Intézet Hő – és áramlástechnika I, Dr. Szlivka Ferenc

9 b./ Nedvesítés t3/φ3 = + 12,3 OC/100 % h2 = 34,5 kJ/kg
t2 = 250 C φ2 = 19 % h3 = 34,5 kJ/kg t3 = 12,30 C φ3 = 100 % x3 = 8,9 g/kg 9 ÓE-BGK Intézet Hő – és áramlástechnika I, Dr. Szlivka Ferenc

10 c./ Utófűtés 220 C-ra t3/φ3 = + 12,3 OC/100 % h4 = 44,5 kJ/kg
φ4 = 54 % t 4 = 220 C h3 = 34,5 kJ/kg t3 = 12,30 C φ3 = 100 % x4 = x3 x2A=xe = 3,8 g/kg x3 = 8,9 g/kg 10 ÓE-BGK Intézet Hő – és áramlástechnika I, Dr. Szlivka Ferenc

11 d./ Nedvesítés gőzzel 220 C t2A/x2A = 22 OC/3,8 g/kg φ2A = 23,5 %
t4/φ4 = 22 OC/54 % h2A = 32 kJ/kg t2A = 220 C x2A=xe = 3,8 g/kg 11 ÓE-BGK Intézet Hő – és áramlástechnika I, Dr. Szlivka Ferenc

12 A levegő előkészítése nyáron: hűtés, szárítás
Nyáron a külső levegőt hűtjük le te/φe = + 32 OC/40% A levegőt ti = 14 OC-ra kell lehűteni, telítési állapotúra. a./ Rajzolja be a légállapot-változást a h-x diagramba és olvassa le az abszolút nedvességtartalom és hőtartalom értékeit! b./ Ha a hűtőberendezés óránként levegőt szállít, mennyi víz csapódik ki a levegőből óránként? c./ Mekkora a berendezés hűtőteljesítménye? d./ Mekkora az rejtett és az érezhető hűtőteljesítmény? Érezhető hűtésen azt értjük, amely a hűtőteljesítménynek az a része, amely a levegő hőmérsékletét ténylegesen csökkenti. A látens, vagy rejtett hőnek pedig azt, ami a kicsapódó víz hőjét vezeti el. 12 ÓE-BGK Intézet Hő – és áramlástechnika I, Dr. Szlivka Ferenc

13 a./ Hűtés he = 62,3 kJ/kg te/φe = + 32 OC/40% φe = 40 %
t2/φ2 = + 14 OC/100% te = 320 C h2 = 39 kJ/kg φ2 = 100 % t2 = 140 C xe = 11,8 g/kg x2 = 9,9 g/kg 13 ÓE-BGK Intézet Hő – és áramlástechnika I, Dr. Szlivka Ferenc

14 b./ Kicsapódó víz és c./ Hűtőteljesítmény
14 ÓE-BGK Intézet Hő – és áramlástechnika I, Dr. Szlivka Ferenc

15 d./ Érezhető és látens hűtés
he = 62,3 kJ/kg te/φe = + 32 OC/40% φe = 40 % t2/φ2 = + 14 OC/100% h2* = 47 kJ/kg te = 320 C h2 = 39 kJ/kg φ2 = 100 % t2 = 140 C xe = 11,8 g/kg x2 = 9,9 g/kg 15 ÓE-BGK Intézet Hő – és áramlástechnika I, Dr. Szlivka Ferenc

16 d./ Érezhető és látens hűtés
16 ÓE-BGK Intézet Hő – és áramlástechnika I, Dr. Szlivka Ferenc

17 A nedves levegő h – x diagramja
Megismertük a h-x , entalpia- nedvességtartalom diagramban felépítését nevezetesebb mezőit és vonalait. Nyomon követtük számítással a h-x diagramban a fűtés, hűtés, nedvesítés és szárítás folyamatait. Hűtési feladatban megismertük az észlelhető és a látens hűtési teljesítmény fogalmát és egy példában a nagyságát is. 17 ÓE-BGK Intézet Hő – és áramlástechnika I, Dr. Szlivka Ferenc