Діаграма молье. I-d діаграма для початківців (ID діаграма стану вологого повітря для чайників) Побудова процесів обробки повітря в системах кондиціонування і вентиляції на I-d-діаграмі

З огляду на, що є основним об'єктом вентиляційного процесу, в області вентиляції доводиться часто визначати ті чи інші параметри повітря. Щоб уникнути численних обчислень, їх визначають зазвичай за спеціальною діаграмі, яка носить назву Id діаграми. Вона дозволяє швидко визначити всі параметри повітря по двом відомим. Використання діаграми дозволяє уникнути обчислень за формулами і наочно відобразити вентиляційний процес. Приклад Id діаграми наведено на наступній сторінці. Аналогом Id діаграми на заході є діаграма Молье або Психрометричний діаграма.

Оформлення діаграми в принципі може бути кілька різним. Типова загальна схема Id діаграми показана нижче на малюнку 3.1. Діаграма вдає із себе робоче поле в косокутній системі координат Id, на якому нанесено декілька координатних сіток і по периметру діаграми - допоміжні шкали. Шкала вологовмісту звичайно розташовується по нижньому краю діаграми, при цьому лінії постійних вологовмісту представляють вертикальні прямі. Лінії постійних представляють паралельні прямі, зазвичай йдуть під кутом 135 ° до вертикальних лініях вологовмісту (в принципі, кути між лініями ентальпії і вмісту вологи може бути й іншим). Косокутна система координат вибрана для того, щоб збільшити робочий поле діаграми. У такій системі координат лінії постійних температур вдають із себе прямі лінії, що йдуть під невеликим нахилом до горизонталі і злегка розходяться віялом.

Робоче поле діаграми обмежена кривими лініями рівних відносних влажностей 0% і 100%, між якими нанесені лінії інших значень рівних відносних влажностей з кроком 10%.

Шкала температур зазвичай розташовується по лівій кромці робочого поля діаграми. Значення ентальпій повітря нанесені зазвичай під кривою Ф \u003d 100. Значення парціальних тисків іноді наносять по верхній кромці робочого поля, іноді по нижньому краю під шкалою вологовмісту, іноді по правій кромці. В останньому випадку на діаграмі додатково будують допоміжну криву парціальних тисків.

Визначення параметрів вологого повітря на Id діаграмі.

Точка на діаграмі відображає певний стан повітря, а лінія - процес зміни стану. Визначення параметрів повітря, що має певний стан, що відображається точкою А, показано на малюнку 3.1.

Після прочитання цієї статті, рекомендую прочитати статтю про ентальпію, Приховану холодопродуктивність і визначення кількості конденсату, що утворюється в системах кондиціонування і осушення:

Доброго времени суток шановні початківці колеги!

На самому початку свого професійного шляху я натрапив на цю діаграму. При першому погляді вона може здатися страшнуватої, але якщо розібратися в головних принципах, за якими вона працює, то можна її і полюбити: D. У побуті вона називається і-д діаграма.

У даній статті я спробую просто (на пальцях) пояснити основні моменти, щоб ви потім відштовхуючись від отриманого фундаменту самостійно заглибилися в цю павутину характеристик повітря.

Приблизно так вона виглядає в підручниках. Якось моторошно стає.

Я приберу все те зайве, що не мені потрібне для мого пояснення і представлю і-д діаграму в такому вигляді:

(Для збільшення малюнка необхідно клацнути і потім ще раз клацнути по ньому)

Все одно ще не зовсім зрозуміло, що це таке. Розберемо її на 4 елементи:

Перший елемент - вологовміст (D або d). Але перш ніж я почну розмову про вологості повітря в цілому, я б хотів дещо про що з вами домовитися.

Давайте домовимося "на березі" відразу про одне поняття. Позбудемося одного міцно засів в нас (принаймні, в мене) стереотипу про те, що таке пар. З самого дитинства мені показували на киплячу каструлю або чайник і говорили, тикаючи пальцем на валить з посудини "дим": "Дивись! Ось це пар ". А коли довгі, дружать із фізикою люди, ми повинні розуміти, що "Водяна пара - газоподібний стан води . Не має кольору, Смаку і запаху ". Це всього лише, молекули H2O в газоподібному стані, яких не видно. А то що ми бачимо, Валя з чайника - це суміш води в газоподібному стані (пар) і "крапельок води в прикордонному стані між рідиною і газом", вірніше бачимо ми останнім (так само, з застереженнями, можна назвати те що ми бачимо - туманом). У підсумку ми отримуємо, що в наразі, Навколо кожного з нас знаходиться сухе повітря (суміш кисню, азоту ...) і пар (H2O).

Так ось, вологовміст говорить нам про те, скільки цього пара присутня в повітрі. На більшості і-д діаграм дана величина вимірюється в [г / кг], тобто скільки грам пара (H2O в газоподібному стані) знаходиться в одному кілограмі повітря (1 кубічний метр повітря у вашій квартирі важить близько 1,2 кілограма). У вашій квартирі для комфортних умов в 1 кілограмі повітря повинно бути 7-8 грам пара.

На і-д діаграмі влагосодержание зображується вертикальними лініями, а інформація про градації розташована в нижній частині діаграми:

(Для збільшення малюнка необхідно клацнути і потім ще раз клацнути по ньому)

Другий важливий для розуміння елемент - температура повітря (T або t). Думаю тут нічого пояснювати не потрібно. На більшості і-д діаграм дана величина вимірюється в градусах Цельсія [° C]. На і-д діаграмі температура зображується похилими лініями, а інформація про градації розташована в лівій частині діаграми:

(Для збільшення малюнка необхідно клацнути і потім ще раз клацнути по ньому)

Третій елемент ВД-діаграми - відносна вологість (φ). Відносна вологість, це як раз та вологість, про яку ми чуємо з телевізорів і радіо, коли слухаємо прогноз погоди. Вимірюється вона в процентах [%].

Виникає резонне питання: "Чим відрізняється відносна вологість від вмісту вологи?" На дане питання я відповім поетапно:

Перший етап:

Повітря здатний вміщати в себе певну кількість пара. У повітря є певна "парова вантажопідйомність". Наприклад, у вашій кімнаті кілограм повітря може "взяти на свій борт» не більше 15 грам пара.

Припустимо, що у вашій кімнаті комфортно, і в кожному кілограмі повітря, що знаходиться у вашій кімнаті, є по 8 грам пара, а вмістити кожен кілограм повітря в себе може по 15 грам пара. У підсумку ми отримуємо, що в повітрі знаходиться 53,3% пара від максимально можливого, тобто відносна вологість повітря - 53,3%.

Другий етап:

Місткість повітря різна при різних температурах. Чим вище температура повітря, тим більше пара він може в себе вмістити, чим нижче температура, тим менше місткість.

Припустимо, що ми нагріли повітря у вашій кімнаті звичайним нагрівачем з +20 градусів до +30 градусів, але при цьому кількість пара в кожному кілограмі повітря залишилося колишнім - по 8 грам. При +30 градусах повітря може "взяти собі на борт" до 27 грам пара, в результаті в нашому нагрітому повітрі - 29,6% пара від максимально можливого, тобто відносна вологість повітря - 29,6%.

Теж саме і з охолодженням. Якщо ми охолодити повітря до +11 градусів, то ми отримаємо "вантажопідйомність" рівну 8,2 грам пара на кілограм повітря і відносну вологість рівну 97,6%.

Зауважимо, що вологи в повітрі була однакова кількість - 8 грам, а відносна вологість стрибала від 29,6% до 97,6%. Відбувалося це через стрибки температури.

Коли ви взимку чуєте про погоду по радіо, де говорять, що на вулиці мінус 20 градусів і вологість 80%, то це означає, що в повітрі близько 0,3 грамів пара. Потрапляючи до вас в квартиру це повітря нагрівається до +20 і відносна вологість такого повітря стає дорівнює 2%, а це дуже сухе повітря (насправді в квартирі взимку вологість тримається на рівні 10-30% завдяки виділенням вологи з сан-вузлів, з кухні і від людей, але що теж нижче параметрів комфорту).

Третій етап:

Що станеться, якщо ми опустимо температуру до такого рівня, коли "вантажопідйомність" повітря буде нижче, ніж кількість пара в повітрі? Наприклад, до +5 градусів, де місткість повітря дорівнює 5,5 грам / кілограм. Та частина газоподібного H2O, яка не вміщується в "кузов" (у нас це 2,5 грам), почне перетворюватися в рідину, тобто у воду. У побуті особливо добре видно цей процес, коли пітніють вікна в зв'язку з тим, що температура стекол нижче, ніж середня температура в кімнаті, на стільки що вологи стає мало місця в повітрі і пар, перетворюючись на рідину, осідає на стеклах.

На і-д діаграмі відносна вологість зображується вигнутими лініями, а інформація про градації розташована на самих лініях:

(Для збільшення малюнка необхідно клацнути і потім ще раз клацнути по ньому)

Четвертий елемент ID діаграми - ентальпія (I або i). У ентальпії закладена енергетична складова тепловлажностного стану повітря. При подальшому вивченні (за межами цієї статті, наприклад в моїй статті про ентальпію ) варто звернути на неї особливу увагу, коли мова заходитиме про осушенні і зволоженні повітря. Але поки що особливої \u200b\u200bуваги на цьому елементі ми загострювати не будемо. Вимірюється ентальпія в [кДж / кг]. На і-д діаграмі ентальпія зображується похилими лініями, а інформація про градації розташована на самому графіку (або зліва і у верхній частині діаграми).

Для багатьох грибників знайомі вирази «точка роси» і «зловити конденсат на примордіїв».

Давайте розберемо природу цього явища і як його уникнути.

Зі шкільного курсу фізики і власного досвіду все знають, що коли на вулиці досить різко холоднішає, то можливе утворення туману і випадання роси. І коли мова заходить про конденсаті, більшість уявляє собі це явище так: раз досягнута точка роси, то з примордіїв цівками буде стікати вода від конденсату або на зростаючих грибах буде видно краплі (саме з краплями асоціюється слово «роса»). Однак, в більшості випадків, конденсат утворюється у вигляді тонкої, практично не видимої водяної плівки, яка дуже швидко випаровується і не відчувається навіть на дотик. Тому багато хто дивується: в чому ж небезпека цього явища, якщо його навіть не видно?

Таких небезпек дві:

1. так як воно відбувається практично непомітно для ока, неможливо оцінити, скільки разів за день зростаючі примордії покривалися такою плівкою, і яких збитків вона їм нанесла.

Саме через цю «непомітності» багато грибники не надають значення самого явища випадання конденсату, не розуміють важливості його наслідків для формування якості грибів і їх врожайності.

1. Водяна плівка, яка повністю покриває поверхню примордіїв і молодих грибів, не дає випаровуватися волозі, яка накопичується в клітинах поверхневого шару грибний капелюшки. Конденсат виникає через стрибки температури в камері вирощування (подробиці - нижче). Коли температура вирівнюється, тонкий шар конденсату з поверхні капелюшка випаровується і тільки потім починає випаровуватися волога з тіла самої гливи. Якщо вода в клітинах грибний капелюшки застоюється досить довго, то клітини починають відмирати. Тривале (або короткочасне, але періодичне) вплив водяної плівки настільки гальмує випаровування власної вологи грибних тіл, що примордії і молоді гриби розміром до 1 см в діаметрі гинуть.

Коли примордії стають жовтими, м'якими як вата, з них тече при натисканні, то грибники зазвичай списують все на «бактеріоз» або «поганий міцелій». Але, як правило, така загибель пов'язана з розвитком вторинних інфекцій (бактеріальних або грибкових), які розвиваються на примордіїв і грибах, загиблих від наслідків впливу конденсату.

Звідки ж виникає конденсат, і якими мають бути коливання температури, щоб настала точка роси?

Для відповіді звернемося до діаграми Молье. Вона була придумана для вирішення завдань графічним способом, замість громіздких формул.

Ми розглянемо найпростішу ситуацію.

Уявімо, що вологість в камері залишається незмінною, але з якихось причин починає падати температура (наприклад, в теплообмінник поступає вода з температурою нижче звичайної).

Припустимо, температура повітря в камері 15 град і вологість - 89%. На діаграмі Молье це синя точка А, до якої від цифри 15 привела помаранчева пряма. Якщо цю пряму продовжити вгору, то ми побачимо, що вологовміст в цьому випадку складе 9,5 грам водяної пари в 1 м³ повітря.

Оскільки ми допустили, що вологість не змінюється, тобто кількість води в повітрі не змінилося, то коли температура опуститься всього на 1 градус, вологість складе вже 95%, при 13,5 - 98%.

Якщо опустити вниз від точки А пряму (червоного кольору), то при перетині з кривою вологості 100% (це і є точка роси) ми отримаємо точку Б. Провівши горизонтальну пряму до осі температур побачимо, що конденсат почне випадати при температурі 13,2.

Що нам дає цей приклад?

Ми бачимо, що зниження температури в зоні формування молодих друз всього на 1,8 градуса може викликати явище конденсації вологи. Випадати роса буде саме на примордії, так вони завжди мають температуру на 1 градус нижче, ніж в камері - через постійне випаровування власної вологи з поверхні капелюшка.

Звичайно, в реальній ситуації, якщо з воздуховода виходить повітря нижче на два градуси, то він змішується з більш теплим повітрям в камері і вологість підвищується не до 100%, а в діапазоні від 95 до 98%.

Але, необхідно відзначити, що крім коливань температури в реальному камері вирощування ми маємо ще форсунки зволоження, які постачають вологу з надлишком, в зв'язку з чим влагосодержание теж змінюється.

В результаті холодне повітря може бути пересичений водяними парами, і при змішуванні на виході з воздуховода виявиться в області туманоутворення. Так як ідеального розподілу повітряних потоків не буває, будь-зміщення потоку може привести до того, що саме біля зростаючого примордіїв утворюється та сама зона роси, яка його погубить. При цьому примордіїв, зростаючий поруч, може не потрапити під вплив цієї зони, і конденсат на ньому не випаде.

Найсумніше в цій ситуації те, що, як правило, датчики висять тільки в самій камері, а не в повітроводах. Тому більшість грибоводов навіть не підозрюють про те, що в їх камері існують такі коливання мікрокліматичних параметрів. Холодне повітря, виходячи з воздуховода, змішується з великим об'ємом повітря в приміщенні, і до датчика приходить повітря з «усередненими значеннями» по камері, а для грибів важливий комфортний мікроклімат саме в зоні їх зростання!

Ще більш непередбачуваною ситуація по випаданню конденсату стає коли форсунки зволоження знаходяться не в самих воздуховодах, а розвішані по камері. Тоді заходить повітря може підсушувати гриби, а раптово включилися форсунки - утворити на капелюшку суцільну водяну плівку.

З усього цього випливають важливі висновки:

1. Навіть незначні коливання температури в 1,5-2 градуси можуть викликати утворення конденсату і загибель грибів.

2. Якщо у вас немає можливості уникнути коливань мікроклімату, то доведеться опускати вологість до найнижчих з можливих значень (при температурі +15 градусів вологість повинна бути не менше 80-83%), тоді менше ймовірності, що відбудеться повне насичення повітря вологою при зниженні температури.

3. Якщо в камері більшість примордіїв вже пройшли стадію флокса *, і мають розміри більше 1-1,5 см, то небезпека загибелі грибів від конденсату зменшується, в зв'язку з ростом капелюшки і, відповідно, площі поверхні випаровування.
Тоді вологість можна підняти до оптимальної (87-89%), щоб гриб був більш щільний і важкий.

Але робити це поступово, не більше 2% на добу - так як в результаті різкого підвищення вологості знову можна отримати явище конденсованих вологи на грибах.

* Стадією флокса (див. Фото) називається стадія розвитку Примор'я, коли йде поділ на окремі грибочки, але сам примордіїв ще нагадує кулю. Зовні це схоже на квітку з аналогічною назвою.

4. Обов'язкова наявність датчиків вологості і температури не тільки в приміщенні камери вирощування гливи, але і в зоні росту примордіїв і в самих воздуховодах, для фіксації температурних і вологісних коливань.

5. Будь-яке зволоження повітря (так само як і його догрів, і охолодження) в самій камері неприпустимо!

6. Наявність автоматики допомагає уникнути як коливань температури і вологості, так і загибелі грибів з цієї причини. Програма, яка контролює і погоджує вплив параметрів мікроклімату, повинна бути написана спеціально для камер зростання гливи.

I-d діаграма для початківців (ID діаграма стану вологого повітря для чайників) March 15th, 2013

Оригінал взято у mrcynognathus в I-d діаграма для початківців (ID діаграма стану вологого повітря для чайників)

Доброго времени суток шановні початківці колеги!

На самому початку свого професійного шляху я натрапив на цю діаграму. При першому погляді вона може здатися страшнуватої, але якщо розібратися в головних принципах, за якими вона працює, то можна її і полюбити: D. У побуті вона називається і-д діаграма.

У даній статті я спробую просто (на пальцях) пояснити основні моменти, щоб ви потім відштовхуючись від отриманого фундаменту самостійно заглибилися в цю павутину характеристик повітря.

Приблизно так вона виглядає в підручниках. Якось моторошно стає.


Я приберу все те зайве, що не мені потрібне для мого пояснення і представлю і-д діаграму в такому вигляді:

(Для збільшення малюнка необхідно клацнути і потім ще раз клацнути по ньому)

Все одно ще не зовсім зрозуміло, що це таке. Розберемо її на 4 елементи:

Перший елемент - вологовміст (D або d). Але перш ніж я почну розмову про вологості повітря в цілому, я б хотів дещо про що з вами домовитися.

Давайте домовимося "на березі" відразу про одне поняття. Позбудемося одного міцно засів в нас (принаймні, в мене) стереотипу про те, що таке пар. З самого дитинства мені показували на киплячу каструлю або чайник і говорили, тикаючи пальцем на валить з посудини "дим": "Дивись! Ось це пар ". А коли довгі, дружать із фізикою люди, ми повинні розуміти, що "Водяна пара - газоподібний стан води . Не має кольору, Смаку і запаху ". Це всього лише, молекули H2O в газоподібному стані, яких не видно. А то що ми бачимо, Валя з чайника - це суміш води в газоподібному стані (пар) і "крапельок води в прикордонному стані між рідиною і газом", вірніше бачимо ми останнім. У підсумку ми отримуємо, що в даний момент, навколо кожного з нас знаходиться сухе повітря (суміш кисню, азоту ...) і пар (H2O).

Так ось, вологовміст говорить нам про те, скільки цього пара присутня в повітрі. На більшості і-д діаграм дана величина вимірюється в [г / кг], тобто скільки грам пара (H2O в газоподібному стані) знаходиться в одному кілограмі повітря (1 кубічний метр повітря у вашій квартирі важить близько 1,2 кілограма). У вашій квартирі для комфортних умов в 1 кілограмі повітря повинно бути 7-8 грам пара.

На і-д діаграмі влагосодержание зображується вертикальними лініями, а інформація про градації розташована в нижній частині діаграми:

(Для збільшення малюнка необхідно клацнути і потім ще раз клацнути по ньому)

Другий важливий для розуміння елемент - температура повітря (T або t). Думаю тут нічого пояснювати не потрібно. На більшості і-д діаграм дана величина вимірюється в градусах Цельсія [° C]. На і-д діаграмі температура зображується похилими лініями, а інформація про градації розташована в лівій частині діаграми:

(Для збільшення малюнка необхідно клацнути і потім ще раз клацнути по ньому)

Третій елемент ВД-діаграми - відносна вологість (φ). Відносна вологість, це як раз та вологість, про яку ми чуємо з телевізорів і радіо, коли слухаємо прогноз погоди. Вимірюється вона в процентах [%].

Виникає резонне питання: "Чим відрізняється відносна вологість від вмісту вологи?" На дане питання я відповім поетапно:

Перший етап:

Повітря здатний вміщати в себе певну кількість пара. У повітря є певна "парова вантажопідйомність". Наприклад, у вашій кімнаті кілограм повітря може "взяти на свій борт» не більше 15 грам пара.

Припустимо, що у вашій кімнаті комфортно, і в кожному кілограмі повітря, що знаходиться у вашій кімнаті, є по 8 грам пара, а вмістити кожен кілограм повітря в себе може по 15 грам пара. У підсумку ми отримуємо, що в повітрі знаходиться 53,3% пара від максимально можливого, тобто відносна вологість повітря - 53,3%.

Другий етап:

Місткість повітря різна при різних температурах. Чим вище температура повітря, тим більше пара він може в себе вмістити, чим нижче температура, тим менше місткість.

Припустимо, що ми нагріли повітря у вашій кімнаті звичайним нагрівачем з +20 градусів до +30 градусів, але при цьому кількість пара в кожному кілограмі повітря залишилося колишнім - по 8 грам. При +30 градусах повітря може "взяти собі на борт" до 27 грам пара, в результаті в нашому нагрітому повітрі - 29,6% пара від максимально можливого, тобто відносна вологість повітря - 29,6%.

Теж саме і з охолодженням. Якщо ми охолодити повітря до +11 градусів, то ми отримаємо "вантажопідйомність" рівну 8,2 грам пара на кілограм повітря і відносну вологість рівну 97,6%.

Зауважимо, що вологи в повітрі була однакова кількість - 8 грам, а відносна вологість стрибала від 29,6% до 97,6%. Відбувалося це через стрибки температури.

Коли ви взимку чуєте про погоду по радіо, де говорять, що на вулиці мінус 20 градусів і вологість 80%, то це означає, що в повітрі близько 0,3 грамів пара. Потрапляючи до вас в квартиру це повітря нагрівається до +20 і відносна вологість такого повітря стає дорівнює 2%, а це дуже сухе повітря (насправді в квартирі взимку вологість тримається на рівні 20-30% завдяки виділенням вологи з сан-вузлів і від людей, але що теж нижче параметрів комфорту).

Третій етап:

Що станеться, якщо ми опустимо температуру до такого рівня, коли "вантажопідйомність" повітря буде нижче, ніж кількість пара в повітрі? Наприклад, до +5 градусів, де місткість повітря дорівнює 5,5 грам / кілограм. Та частина газоподібного H2O, яка не вміщується в "кузов" (у нас це 2,5 грам), почне перетворюватися в рідину, тобто у воду. У побуті особливо добре видно цей процес, коли пітніють вікна в зв'язку з тим, що температура стекол нижче, ніж середня температура в кімнаті, на стільки що вологи стає мало місця в повітрі і пар, перетворюючись на рідину, осідає на стеклах.

На і-д діаграмі відносна вологість зображується вигнутими лініями, а інформація про градації розташована на самих лініях:

(Для збільшення малюнка необхідно клацнути і потім ще раз клацнути по ньому)
четвертий елементID діаграми - ентальпія (I абоi). У ентальпії закладена енергетична складова тепловлажностного стану повітря. При подальшому вивченні (за межами цієї статті) варто звернути на неї особливу увагу, коли мова заходитиме про осушенні і зволоженні повітря. Але поки особливої \u200b\u200bуваги на цьому елементі ми загострювати не будемо. Вимірюється ентальпія в [кДж / кг]. На і-д діаграмі ентальпія зображується похилими лініями, а інформація про градації розташована на самому графіку (або зліва і у верхній частині діаграми):

(Для збільшення малюнка необхідно клацнути і потім ще раз клацнути по ньому)

Далі все просто! Користуватися діаграмою легко! Візьмемо, наприклад, вашу комфортну кімнату, в якій температура + 20 ° С, і відносна вологість 50%. Знаходимо перетин цих двох ліній (температури і вологості) і дивимося скільки грам пара в нашому повітрі.

Нагріваємо повітря до + 30 ° С - лінія йде вгору, тому що вологи в повітрі залишається стільки ж, а збільшується тільки температура, ставимо крапку, дивимося яка виходить відносна вологість - вийшло 27,5%.

Охолоджуємо повітря до 5 градусів - знову ж ведемо вертикальну лінію вниз, і в районі + 9,5 ° С натикаємося на лінію 100% відносної вологості. Ця точка називається "точка роси" та в цій точці (теоретично, тому що практично випадання починається трохи раніше) починається випадання конденсату. Нижче по вертикальній прямій (як раніше) ми не можемо рухатися, тому що в цій точці "вантажопідйомність" повітря при температурі + 9,5 ° С максимальна. Але нам необхідно охолодити повітря до + 5 ° С тому ми продовжуємо рух вздовж лінії відносної вологості (зображено на малюнку нижче), поки не досягнемо похилій прямій лінії + 5 ° С. У підсумку наша остаточна крапка виявилася на перетині ліній температури + 5 ° С і лінії відносної вологості 100%. Подивимося скільки пара залишилося в нашому повітрі - 5,4 грама в одному кілограмі повітря. А решта 2,6 грама виділилися. Наш повітря осушити.

(Для збільшення малюнка необхідно клацнути і потім ще раз клацнути по ньому)

Інші процеси, які можна виконувати з повітрям за допомогою різних приладів (осушення, охолодження, зволоження, нагріву ...) можна знайти в підручниках.

Крім точки роси - ще однієї важливою точкою є "температура мокрого термометра". Дана температура активно використовується в розрахунку градирень. Грубо кажучи, це та точка, до якої може впасти температура предмета, якщо ми цей предмет обгорнемо в мокру ганчірку і інтенсивно почнемо на нього "дути", наприклад, за допомогою вентилятора. За цим принципом працює система терморегуляції людини.

Як знайти цю точку? Для цих цілей нам знадобляться лінії ентальпії. Знову візьмемо нашу комфортну кімнату, знайдемо точку перетину лінії температури + 20 ° С, і відносній вологості 50%. З цієї точки необхідно прокреслити лінію, паралельну лініях ентальпії до лінії вологості 100% (як на малюнку нижче). Точка перетину лінії ентальпії і лінії відносної вологості і буде точкою мокрого термометра. У нашому випадку з цієї точки ми можемо дізнатися, що в нашій кімнаті, таким чином, ми можемо охолодити предмет до температури + 14 ° С.

(Для збільшення малюнка необхідно клацнути і потім ще раз клацнути по ньому)

Луч процесу (кутовий коефіцієнт, тепловлажностной ставлення, ε) будується для того щоб визначити зміна повітря від одночасного виділення якимсь джерелом (ами) тепла і вологи. Зазвичай цим джерелом є людина. Очевидна річ, але розуміння процесів і-д діаграми допоможе виявити можливу арифметичну помилку, якщо така трапилася. Наприклад, якщо ви наносите промінь на діаграму і при звичайних умовах і наявності людей у \u200b\u200bвас зменшується вміст вологи або температура, то тут варто задуматися і перевірити розрахунки.

У даній статті багато спрощено для кращого розуміння діаграми на початковій стадії її вивчення. Більш точну, більш детальну і більш наукову інформацію необхідно шукати в навчальній літературі.

P. S. У деяких джерелах
2018-05-15

В радянських часів в підручниках з вентиляції та кондиціювання, а також в середовищі інженерів-проектувальників і наладчиків i-d-діаграма зазвичай іменувалася як «діаграма Рамзина» - на честь Леоніда Костянтиновича Рамзина, великого радянського учёноготеплотехніка, науково-технічна діяльність якого була багатогранна і охоплювала широке коло наукових питань теплотехніки. У той же час в більшості західних країн вона завжди носила назву «діаграма Молье» ...

i-d-діаграма як досконалий інструмент

27 червня 2018 року минає 70 років від дня смерті Леоніда Костянтиновича Рамзина, великого радянського вченого теплотехніка, науково-технічна діяльність якого була багатогранна і охоплювала широке коло наукових питань теплотехніки: теорії проектування теплосилових і електричних станцій, аеродинамічного та гідродинамічного розрахунку котельних установок, горіння і випромінювання палива в топках, теорії сушильного процесу, а також вирішення багатьох практичних проблем, наприклад, ефективне використання підмосковного вугілля в якості палива. До дослідів Рамзина даний вугілля вважався незручним для використання.

Одна з численних робіт Рамзина була присвячена питанню змішування сухого повітря і водяної пари. Аналітичний розрахунок взаємодії сухого повітря і водяної пари являє собою досить складну математичну задачу. але існує i-d-діаграма. Її застосування спрощує розрахунок так само, як i-s-діаграма знижує трудомісткість розрахунку парових турбін і інших парових машин.

Сьогодні роботу проектувальника або інженера-наладчика з кондиціонування повітря важко уявити без використання i-d-діаграми. З її допомогою можна графічно представити і розрахувати процеси обробки повітря, визначити потужність холодильних установок, детально проаналізувати процес сушіння матеріалів, визначити стан вологого повітря на кожній стадії його обробки. Діаграма дозволяє швидко і наочно розрахувати повітрообмін приміщення, визначити потребу кондиціонерів в холоді або теплоті, виміряти витрату конденсату при роботі воздухоохладителя, вирахувати потреби витрачається води при адіабатні охолодженні, визначити температуру точки роси або температуру мокрого термометра.

За радянських часів в підручниках з вентиляції та кондиціювання, а також в середовищі інженерів-проектувальників і наладчиків i-d-діаграма зазвичай іменувалася як «діаграма Рамзина». У той же час в ряді західних країн - Німеччини, Швеції, Фінляндії та багатьох інших - вона завжди носила назву «діаграма Молье». З плином часу технічні можливості i-d-діаграми постійно розширювалися й удосконалювалися. Сьогодні завдяки їй проводяться розрахунки станів вологого повітря в умовах змінного тиску, перенасиченого вологою повітря, в області туманів, поблизу поверхні льоду і т.д. .

Вперше повідомлення про i-d-діаграмі з'явилося в 1923 році в одному з німецьких журналів. Автором статті був відомий в Німеччині вчений Ріхард Молье. Минуло кілька років, і раптом в 1927 році в журналі Всесоюзного теплотехнічного інституту з'явилася стаття директора інституту професора Рамзина, в якій він, практично повторюючи i-d-діаграму з німецького журналу і всі наведені там аналітичні викладки Молье, оголошує себе автором цієї діаграми. Рамзин пояснює це тим, що ще в квітні 1918 року він в Москві на двох публічних лекціях в Політехнічному суспільстві демонстрував подібну діаграму, яка в кінці 1918 року була видана Тепловим комітетом Політехнічного суспільства в літографованому вигляді. У такому вигляді, пише Рамзин, діаграма в 1920 році широко застосовувалася їм в МВТУ як навчальний посібник при читанні лекцій.

Сучасним шанувальникам професора Рамзина хотілося б вірити, що він був першим в розробці діаграми, тому в 2012 році група викладачів кафедри теплогазопостачання та вентиляції Московської державної академії комунального господарства і будівництва спробувала в різних архівах відшукати документи, що підтверджують викладені Рамзіна факти першості. На жаль, ніяких прояснюють матеріалів за період 1918-1926 років в доступним викладачам архівів виявити не вдалося.

Правда, слід зазначити, що період творчої діяльності Рамзина припав на важкий для країни час, і якісь ротопрінтние видання, а також чернетки лекцій по діаграмі могли бути втрачені, хоча інші його наукові розробки, навіть рукописні, добре збереглися.

ніхто з колишніх студентів професора Рамзина, крім М. Ю. Лур'є, також не залишив ніяких відомостей про діаграмі. Тільки інженер Лур'є, як керівник сушильної лабораторії Всесоюзного теплотехнічного інституту, підтримав і доповнив свого начальника - професора Рамзина - в статті, вміщеній в одному і тому ж з ним журналі ОТІ за 1927 рік.

При розрахунку параметрів вологого повітря обидва автори, Л. К. Рамзін і Ріхард Молье, з достатнім ступенем точності вважали, що до вологого повітря можна застосувати закони ідеальних газів. Тоді за законом Дальтона барометричний тиск вологого повітря можна уявити як суму парціальних тисків сухого повітря і водяної пари. А рішення системи рівнянь Клайперона для сухого повітря і водяної пари дозволяє встановити, що вологовміст повітря при даному барометричному тиску залежить тільки від парціального тиску водяної пари.

Діаграма як Молье, так і Рамзина побудована в косокутній системі координат з кутом 135 ° між осями ентальпії і вмісту вологи і базується на рівнянні ентальпії вологого повітря, віднесеної до 1 кг сухого повітря: i \u003d i c + i п d, де i c і i п - ентальпія сухого повітря і водяної пари, відповідно, кДж / кг; d - вологовміст повітря, кг / кг.

Згідно з даними Молье і Рамзина, відносна вологість повітря являє собою відношення маси водяної пари в 1 м³ вологого повітря до максимально можливої \u200b\u200bмасі водяної пари в тому ж обсязі цього повітря при тій же самій температурі. Або ж, приблизно, відносну вологість можна представити як відношення парціального тиску пари в повітрі в ненасиченому стані до парціального тиску пари в тому ж повітрі в насиченому стані.

На підставі наведених вище теоретичних передумов в системі косокутних координат і була складена i-d-діаграма для певного барометричного тиску.

По осі ординат відкладені значення ентальпії, по осі абсцис, спрямованої під кутом 135 ° до ординате, - значення влагосодержание сухого повітря, а також нанесені лінії температури, вологовмісту, ентальпії, відносної вологості, дана шкала парціального тиску водяної пари.

Як зазначалося вище, i-d-діаграмма була складена для певного барометричного тиску вологого повітря. Якщо ж барометричний тиск змінюється, то на діаграмі лінії влагосодержания і ізотерм зберігаються на своїх місцях, але значення ліній відносної вологості змінюються пропорційно барометричному тиску. Так, наприклад, якщо барометричний тиск повітря зменшиться в два рази, то на i-d-діаграмі на лінії відносної вологості 100% слід написати вологість 50%.

Біографія Ріхарда Молье підтверджує, що i-d-діаграмма була не першою складеної ним розрахункової діаграмою. Він народився 30 листопада 1863 року в італійському місті Трієсті, який входив в багатонаціональну Австрійську імперію, керовану Габсбурзької монархією. Його батько, Едуард Молье, спочатку був судновим інженером, потім став директором і співвласником місцевої машинобудівної фабрики. Мати, уроджена фон Дік, відбувалася родом з аристократичної сім'ї з міста Мюнхена.

Закінчивши в 1882 році в Трієсті з відзнакою гімназію, Ріхард Молье почав вчитися спочатку в університеті в місті Грац, а потім перевівся в Мюнхенський технічний університет, Де багато уваги приділяв математиці і фізиці. Улюбленими його викладачами були професори Моріс Шретер і Карл фон Лінде. Після успішного завершення навчання в університеті і короткою інженерної практики на підприємстві свого батька Ріхард Молье в 1890 році в Мюнхенському університеті був зарахований асистентом Моріса Шретера. Його перша наукова робота в 1892 році під керівництвом Моріса Шретера була пов'язана з побудовою теплових діаграм для курсу теорії машин. Через три роки Молье захистив докторську дисертацію, присвячену питанням ентропії пара.

З самого початку інтереси Ріхарда Молье були зосереджені на властивостях термодинамічних систем і можливості достовірного уявлення теоретичних розробок у вигляді графіків і діаграм. Багато колег вважали його чистим теоретиком, оскільки замість проведення власних експериментів він спирався в своїх дослідженнях на емпіричні дані інших. Але насправді він був таким собі «сполучною ланкою» між теоретиками (Рудольф Клаузіус, Дж. У. Гіббс і ін.) І практичними інженерами. У 1873 році Гіббс в якості альтернативи аналітичним розрахункам запропонував t-s-діаграмму, на якій цикл Карно перетворювався в простій прямокутник, завдяки чому з'явилася можливість легко оцінювати ступінь апроксимації реальних термодинамічних процесів по відношенню до ідеальних. Для цієї ж діаграми в 1902 році Молье запропонував використовувати поняття «ентальпії» - такої собі функції стану, яка в той час була ще маловідома. Термін «ентальпія» був раніше за пропозицією голландського фізика і хіміка Гейке Камерлінг-Оннес (лауреата Нобелівської премії з фізики 1913 року) вперше введений в практику теплових розрахунків Гиббсом. Подібно «ентропії» (цей термін був запропонований в 1865 році Клаузиусом), ентальпія є абстрактним властивістю, яке не може бути безпосередньо виміряно.

Значна перевага цього поняття полягає в тому, що воно дозволяє описувати зміна енергії термодинамічної середовища без урахування відмінності між теплотою і роботою. Використовуючи цю функцію стану, Молье запропонував в 1904 році діаграму, яка відображатиме взаємозв'язок ентальпії і ентропії. У нашій країні вона відома як i-s-діаграма. Ця діаграма, зберігаючи більшість достоїнств t-s-діаграмми, дає деякі додаткові можливості, дозволяє дивно просто ілюструвати сутність як першого, так і другого законів термодинаміки. Вкладаючи зусилля в широкомасштабну реорганізацію термодинамічної практики, Ріхард Молье розробив цілу систему термодинамічних розрахунків, заснованих на використанні поняття ентальпії. За базу для цих розрахунків він використовував різні графіки та діаграми властивостей пара і ряду холодоагентів.

У 1905 році німецький дослідник Мюллер для наочного вивчення процесів обробки вологого повітря побудував діаграму в прямокутній системі координат з температури і ентальпії. Ріхард Молье в 1923 році удосконалив цю діаграму, зробивши її косокутній з осями ентальпії і вмісту вологи. У такому вигляді діаграма практично і дожила до наших днів. За своє життя Молье опублікував результати ряду важливих досліджень з питань термодинаміки, виховав цілу плеяду видатних вчених. Його учні, такі як Вільгельм Нуссельта, Рудольф Планк і інші, зробили ряд фундаментальних відкриттів в області термодинаміки. Помер Ріхард Молье в 1935 році.

Л. К. Рамзін був на 24 роки молодший Молье. Біографія його цікава і трагічна. Вона тісно пов'язана з політичною та економічною історією нашої країни. Він народився 14 жовтня 1887 року в селі Соснівка Тамбовської області. Його батьки, Парасковія Іванівна і Костянтин Пилипович, були вчителями земської школи. Закінчивши Тамбовську гімназію із золотою медаллю, Рамзин вступив до Вищого Імператорська технічне училище (пізніше МВТУ, зараз МГТУ). Ще будучи студентом, він бере участь в наукових роботах під керівництвом професора В. І. Гриневецького. У 1914 році він, з відзнакою закінчивши навчання і отримавши диплом інженера-механіка, був залишений в училище для наукової і викладацької роботи. Не минуло й п'яти років, як ім'я Л. К. Рамзина стало згадуватися в одному ряду з такими відомими російськими вченими-теплотехніки, як В. І. Гриневецький та К. В. Кірш.

У 1920 році Рамзин обирається професором МВТУ, де завідує кафедрами «Паливо, топки та котельні установки» і «Теплові станції». У 1921 році він стає членом Держплану країни і залучається до роботи над планом ГОЕРЛО, де внесок його був виключно вагою. Одночасно Рамзин є активним організатором створення теплотехнічного інституту (ОТІ), директором якого був з 1921 по 1930 роки, а також його науковим керівником з 1944 по 1948 роки. У 1927 році він призначається членом Всесоюзної ради народного господарства (ВРНГ), масштабно займається питаннями теплопостачання та електрифікації всієї країни, виїжджає в важливі закордонні відрядження: в Англію, Бельгію, Німеччину, Чехословаччину, США.

Але ситуація в кінці 1920-х років в країні загострюється. Після смерті Леніна різко загострюється боротьба за владу між Сталіним і Троцьким. Ворогуючі сторони заглиблюються в нетрі антагоністичних суперечок, заклинаючи один одного ім'ям Леніна. Троцький, як народний комісар оборони, має на своєму боці армію, його підтримують профспілки на чолі з їх лідером М. П. Томський, який виступає проти сталінського плану підпорядкування профспілок партії, захищаючи автономію профспілкового руху. На стороні Троцького практично вся російська інтелігенція, яка незадоволена господарськими невдачами і розрухою в країні, де переміг більшовизму.

Ситуація сприяє планам Льва Троцького: в керівництві країною намітилися розбіжності між Сталіним, Зінов'євим і Каменєвим, вмирає головний ворог Троцького - Дзержинський. Але Троцький в цей час не використовує свої переваги. Противники, користуючись його нерішучістю, в 1925 році знімають його з поста народного комісара оборони, позбавляючи контролю над Червоною армією. Через деякий час Томського звільняють від керівництва профспілками.

Спроба Троцького 7 листопада 1927 року, в день святкування десятиліття Жовтневої революції, вивести на вулиці Москви своїх прихильників не вдалася.

А становище в країні продовжує погіршуватися. Провали і невдачі соціально-економічної політики в країні змушують партійне керівництво СРСР перекласти провину за зриви темпів індустріалізації і колективізації на «шкідників» з числа «класових ворогів».

До кінця 1920-х років промислове обладнання, що залишилося в країні ще з царських часів, яке пережило революцію, громадянську війну і господарську розруху, знаходилося в жалюгідному стані. Результатом цього стало збільшує в країні число аварій і катастроф: у вугільній промисловості, на транспорті, в міському господарстві і інших областях. А раз є катастрофи, то повинні бути і винуватці. Вихід був знайдений: у всіх неприємностях, що відбуваються в країні, винна технічна інтелігенція - шкідники-інженери. Ті самі, які всіма силами намагалися цих неприємностей не допускати. Інженерів почали судити.

Першим було гучне «Шахтинська справа» 1928 року, потім послідували процеси по наркомату шляхів сполучення і золоторудної промисловості.

Настала черга «справи Промпартії» - великого судового процесу за сфабрикованими матеріалами у справі про шкідництво в 1925-1930 роках в промисловості і на транспорті, нібито задуманої і виконаної антирадянської підпільної організацією, відомою під назвами «Союз інженерних організацій», «Рада Союзу інженерних організацій »,« Промислова партія ».

За даними слідства, до складу центрального комітету «Промпартії» входили інженери: П. І. Пальчінскій, який був розстріляний за вироком колегії ОГПУ по справі про шкідництво в золотоплатиновому промисловості, Л. Г. Рабинович, який був засуджений за «Шахтинська справі», і С. А. Хренніков, який помер під час слідства. Після них главою «Промпартії» був оголошений професор Л. К. Рамзін.

І ось в листопаді 1930 року в Москві, в Колонному залі Будинку Союзів, спеціальне судове присутність Верховного Ради СРСР під головуванням прокурора А. Я. Вишинського починає відкрите слухання у справі контрреволюційної організації «Союзу інженерних організацій» ( «Промислова партія»), центр керівництва і фінансування якої нібито знаходився в Парижі і складався з колишніх російських капіталістів: Нобеля, Манташева, Третьякова, Рябушинського та інших. Головним обвинувачем на суді виступає Н. В. Криленко.

На лаві підсудних вісім чоловік: керівники відділів Держплану, найбільших підприємств і учбових закладів, Професора академій та інститутів, включаючи Рамзина. Звинувачення стверджує, що «Промпартії» планувала державний переворот, що обвинувачені навіть розподіляли посади в майбутньому уряді - наприклад, на пост міністра промисловості і торгівлі планувався мільйонер Павло Рябушинський, з яким Рамзин, перебуваючи у закордонному відрядженні в Парижі, нібито вів таємні переговори. Після публікації обвинувального висновку іноземні газети повідомляли, що Рябушинский помер ще в 1924 році, задовго до можливого контакту з Рамзіна, але такі повідомлення не бентежили слідство.

Цей процес відрізнявся від безлічі інших тим, що державний обвинувач Криленко грав тут не саму головну роль, Ніяких документальних підтверджень він не міг уявити, так як їх не було в природі. Фактично, головним обвинувачем став сам Рамзин, який зізнався у всіх пред'явлених йому звинуваченнях, а також підтвердив участь всіх обвинувачених в контрреволюційних діях. Фактично, Рамзин з'явився автором звинувачень своїх товаришів.

Як показують відкриті архіви, Сталін уважно стежив за ходом судового процесу. Ось що він пише в середині жовтня 1930 році начальнику ОГПУ В. Р. Менжинського: « Мої пропозиції: зробити одним з найважливіших вузлових пунктів в показаннях верхівки ТКП "Промпартії" і особливо Рамзина питання про інтервенцію і терміни інтервенції ... необхідно залучити до справи інших членів ЦК "Промпартії" і допитати їх суворо про те ж, давши їм прочитати показання Рамзина ...».

Всі визнання Рамзина були покладені в основу обвинувального висновку. На суді всі обвинувачені зізналися у всіх злочинах, які їм були пред'явлені, аж до зв'язку з французьким прем'єром Пуанкаре. Глава французького уряду виступив зі спростуванням, яке навіть було опубліковано в газеті «Правда» і оголошено на процесі, але наслідком ця заява була залучена до справи як заяву відомого противника комунізму, що доводить існування змови. П'ятьох обвинувачених, в тому числі Рамзина, засудили до розстрілу, потім замінений на десять років таборів, інших трьох - до восьми років таборів. Всі вони були відправлені відбувати покарання, і всі вони, крім Рамзина, загинули в таборах. Рамзіна ж була надана можливість повернутися в Москву і в ув'язненні продовжити свою роботу з розрахунку і конструюванню прямоточного котла великої потужності.

Для реалізації цього проекту в Москві на базі Бутирській в'язниці в районі нинішньої Автозаводській вулиці було створено «Особливе конструкторське бюро прямоточного котлобудування »(одна з перших« шарашек »), де під керівництвом Рамзина із залученням вільних фахівців з міста велися конструкторські роботи. До речі, одним з залучених до цієї роботи вільних інженерів був майбутній професор МІСД імені В. В. Куйбишева М. М. Щоголєв.

І ось 22 грудня 1933 року прямоточний котел Рамзина, виготовлений на Невському машинобудівному заводі ім. Леніна, продуктивністю 200 тонн пари на годину, що має робочий тиск 130 атм і температуру 500 ° C, був введений в експлуатацію в Москві на ТЕЦ-ВТІ (нині «ТЕЦ-9»). Кілька аналогічних котелень по проекту Рамзина було побудовано в інших районах. У 1936 році Рамзина повністю звільнили. Він став завідувати новоствореної кафедри котлобудування в Московському енергетичному інституті, а також був призначений науковим керівником ОТІ. Влада нагородила Рамзина сталінською премією першого ступеня, орденами Леніна і Трудового Червоного Прапора. У той час такі нагороди дуже високо цінувалися.

ВАК СРСР присудив Л. К. Рамзін вчений ступінь доктора технічних наук без захисту дисертації.

Однак громадськість не пробачила Рамзіна його поведінки на суді. Навколо нього виникла крижана стіна, багато колег не подавали йому руки. У 1944 році він за рекомендацією відділу науки ЦК ВКП (б) був висунутий в члени-кореспонденти АН СРСР. На таємному голосуванні в Академії він отримав 24 голоси «проти» і лише один «за». Рамзин був повністю зломлений, морально знищений, життя для нього закінчилася. Помер він в 1948 році.

Порівнюючи наукові розробки та біографії цих двох вчених, які працювали практично в один час, можна припустити, що i-d-діаграма для розрахунку параметрів вологого повітря, швидше за все, була народжена на німецькій землі. Дивує те, що професор Рамзин став претендувати на авторство i-d-діаграми тільки через чотири роки після появи статті Ріхарда Молье, хоча завжди уважно стежив за новою технічною літературою, в тому числі іноземної. У травні 1923 року на засіданні теплотехнічного секції Політехнічного товариства при Всесоюзній асоціації інженерів він навіть виступав з науковою доповіддю про свою поїздку до Німеччини. Будучи в курсі робіт німецьких вчених, Рамзин, ймовірно, хотів використовувати їх у себе на батьківщині. Можливо, що у нього були спроби паралельно вести аналогічні науково-практичні роботи в МВТУ в цій області. Але жодної заявочної статті по i-d-діаграмме в архівах поки не виявлено. Збереглися чернетки його лекцій з теплосилового станціям, по випробуванню різних паливних матеріалів, по економіці конденсаційних установок і т.д. І жодної, навіть чорновий записи по i-d-діаграмме, написаної ним до 1927 року, поки не знайдено. Ось і доводиться, незважаючи на патріотичні почуття, робити висновки, що автором i-d-діаграмми є саме Ріхард Молье.

1. Нестеренко О.В., Основи термодинамічних розрахунків вентиляції і кондиціонування повітря. - М .: Вища школа, 1962.
2. Михайлівський Г.А. Термодинамічні розрахунки процесів парогазових сумішей. - М.-Л .: Машгиз, 1962.
3. Воронін Г.І., Вербі М.І. Кондиціювання повітря на літальних апаратах. - М .: Машгиз, 1965.
4. Прохоров В.І. Системи кондиціонування повітря з повітряними холодильними машинами. - М .: Стройиздат, 1980.
5. Mollier R. Ein neues. Diagramm fu? R Dampf-Luftgemische. Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure. 1923. No. 36.
6. Рамзин Л.К. Розрахунок сушарок в i-d-діаграмі. - М .: Известия теплотехнічного інституту, №1 (24). 1927.
7. Гусєв О.Ю., Єлховський А.Е., Кузьмін М.С., Павлов М.М. Загадка i-d-діаграми // АВОК, 2012. №6.
8. Лур'є М.Ю. Спосіб побудови i-d-діаграми професора Л. К. Рамзина і допоміжні таблиці для вологого повітря. - М .: Известия теплотехнічного інституту, 1927. №1 (24).
9. Удар по контрреволюції. Обвинувальний висновок у справі контрреволюційної організації Союзу інженерних організацій ( «Промислова партія»). - М.-Л., 1930.
10. Процес «Промпартії» (з 25.11.1930 по 07.12.1930). Стенограма судового процесу та матеріали, долучені до справи. - М., 1931.