Probleme la IFC

PROBLEME REZOLVATE

Problema 1. Să se determine mărimile de stare ale aerului dacă s-au măsurat cu ajutorul psihrometrului: oC şi oC. Presiunea atmosferică este bar. Se vor utiliza relaţiile analitice şi se vor verifica rezultatele cu ajutorul diagramei H-x.

Rezolvare.

Diferenţa dintre indicaţia termometrului uscat şi cel umed (diferenţa de temperatură psihrometrică) este:

grd.

pentru care, din tabelele psihrometrice rezultă umiditatea relativă (56 %).

La temperatura oC, presiunea de saturaţie a vaporilor de apă este Pa. şi ca urmare, mărimile de stare ale aerului vor fi:

- conţinutul de umiditate:

kg vap/kg a.u.

- densitatea

kg/m3

- entalpia

kJ/kg a.u.

Din diagrama H-x se citesc:

- conţinutul de umiditate g vap/kg a.u.

- volumul specific m3/kg; densitatea kg/m3

- entalpia kJ/kg a.usc

Se poate constata coincidenţa foarte bună dintre valorile mărimilor calculate şi cele citite din diagramă.

Problema 2. Aerul atmosferic, umed, având presiunea bar, temperatura oC şi umiditatea relativă % trebuie încălzit până la temperatura oC cu ajutorul unei aeroterme a cărei baterie de rezistenţe electrice are puterea kW. Considerând randamentul bateriei de încălzire egal cu unitatea se cer să se determine:

a) parametrii de stare ai aerului la începutul şi sfârşitul procesului;

b) debitul de aer aspirat de ventilatorul aerotermei.

Rezolvare.

a) La temperatura oC, presiunea de saturaţie a vaporilor de apă din aer este Pa şi ca urmare, mărimile de stare ale aerului, în starea iniţială vor fi:

- conţinutul de umiditate:

kg vap/kg a.u.

- densitatea

kg/m3

- entalpia

kJ/kg a.usc

Transformarea termodinamică care are loc în acest aparat este o încălzire uscată, conţinutul de umiditate fiind constant ( ) şi ca urmare, parametrii aerului, după încălzire vor fi:

La temperatura oC, presiunea de saturaţie a vaporilor de apă este Pa. şi ca urmare, mărimile de stare ale aerului vor fi:

- conţinutul de umiditate:

kg vap/kg a.usc.

- umiditatea relativă

(13,5 %)

- densitatea

kg/m3

- entalpia

kJ/kga.u.

b) Căldura primită de 1+x kg de aer umed este:

kJ/kg a.u.

Rezultă debitul de aer uscat care poate fi încălzit:

kg/s

şi respectiv debitul de aer umed:

m3/s = 4,7 m3/min

Problema 3. În compartimentele unui vagon de călători trebuie realizată, pe timp de iarnă, temperatura oC şi umiditatea relativă % cu ajutorul aerului umed cald, refulat de instalaţia de climatizare. Pierderea de căldură către exterior prin pereţii compartimentelor vagonului este kW, iar debitul de umiditate care trebuie preluat de la călătorii care ocupă locurile din compartiment este kg/h. Se cer să se stabilească:

a) parametrii aerului din interiorul compartimentului;

b) parametrii şi debitul aerului cald care trebuie introdus în compartiment.

Rezolvare

a) La temperatura oC, presiunea de saturaţie a vaporilor de apă din aer este Pa şi ca urmare, mărimile de stare ale aerului din interior ul vagonului vor fi:

- conţinutul de umiditate:

kg vap/kg a.u.

- densitatea

kg/m3

- entalpia

kJ/kg a.u.

b) Temperatura aerului refulat se alege în conformitate cu indicaţia potrivit căreia, pentru a nu crea disconfort termic, temperatura aerului cald introdus trebuie să fie cu cel mult 10 grade mai mare decât temperatura care trebuie realizată în interior. Ca urmare se alege pentru temperatura aerului refulat valoarea oC.

Aerul cald trebuie să acopere prin răcire până la temperatura tI pierderea de căldură către exterior şi, în acelaşi timp să preia debitul de umiditate. În consecinţă, conţinutul de umiditate, entalpia şi debitul de aer reprezintă soluţia sistemului de ecuaţii: