2.2.2. Устройство и принцип действия психрометра

Устройство психрометра показано на рис. 2.4. Психрометр состоит из двух жидкостных термометров, один из которых измеряет температуру сухого воздуха, а чувствительный элемент второго по­крыт увлажненной тканью. Психрометр снабжен вентилятором, кото­рый обдувает воздухом чувствительные элементы термометров.

Вентилятор приводится во вращение с помощью пружины ча­сового механизма.

Рис. 2.4. Устройство психрометра: 1 - «мокрый» термометр; 2 - сухой термометр

При работе с психрометром необходимо смочить водой ткань, покрывающую «мокрый» термометр - 1, завести часовой механизм (вентилятор при этом начинает вращаться и обдувать воздухом чув­ствительные элементы термометров). Сухой термометр - 2 - покажет температуру окружающего воздуха (t_с), а «мокрый» - более низкую температуру (t_M), так как испарение влаги с поверхности ткани, по­крывающей чувствительный элемент термометра, будет приводить к его охлаждению. Для определения относительной влажности по по­казаниям сухого и «мокрого» термометров используется психромет­рическая таблица (табл. 2.1), в которой по вертикали приведены значения температур «мокрого» термометра, а по горизонтали - раз­ность показаний сухого и «мокрого» термометров. Величину относи­тельной влажности находят на пересечении строки, соответствую­щей температуре «мокрого» термометра, и столбца, соответствующе­го разности температур.

2.2.3. i-d диаграмма

Характеристики влажного воздуха можно рассчитывать по формулам, приведенным выше, либо определять с использованием i-d диаграммы (рис. 2.5).

Поясним с помощью i-d диаграммы процесс сушки материала. Начальное состояние воздуха отмечено точкой 1, получающейся на пересечении изотермы t1 и линии относительной влажности . Этому состоянию соответствует влагосодержание d₁ и энтальпия i₁. Затем воздух нагревается в калорифере до температуры t₂. Влагосодержание при этом не изменяется, а энтальпия увеличивается до значения i₂. Энергозатраты на нагрев 1 кг воздуха составят: (2.9)

Рис. 2.5. i-d диаграмма влажного воздуха: 1 - начальное состояние воздуха; 2 - состояние воздуха на входе в сушильную камеру; 3 - состояние воздуха на выходе из сушильной камеры

Процесс сушки протекает при постоянной энтальпии (ли­ния 2 - 3). В процессе сушки влага из материала переходит в воздух, и его влагосодержание увеличивается до значения d3. Разность влагосодержаний (d3-d1) показывает количество влаги, перешедшей в 1 кг воздуха в процессе сушки. Для испарения 1 кг влаги из просушивае­мого материала требуется количество воздуха, равное:

(2.10)

2.2.4. Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с устройством и принципом действия психро­метра (рис. 2.1).

2. Измерить относительную влажность воздуха с помощью психрометра.

3. Определить с помощью i-d диаграммы влагосодержание d и энтальпию I.

4. Провести графический (с помощью i-d диаграммы) и анали­тический расчеты процесса нагрева 1 кг воздуха до 100 °С и после­дующий расчет адиабатного процесса испарения воды в воздух, при котором температура воздуха снижается до 70 °С.

5. Определить затраты тепла в расчете на 1 кг воздуха и коли­чество влаги, поглощаемой 1 кг воздуха в процессе адиабатного ис­парения воды. Вычислив необходимый расход воздуха для испарения 10 кг воды и тепла на нагрев всего этого воздуха до 100 °С.

6. Сравнить результаты графического и аналитического расче­тов.

Таблица 2.1

Психрометрическая таблица

tм	Разность показаний сухого и мокрого термометров
	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5	5,5	6	6,5	7	7,5	8
5	79	69	60	51	43	35
6	80	70	61	53	45	38	31
7	81	72	63	55	48	41	35	28
8	81	73	65	57	50	43	37	31
9	82	74	66	59	52	46	40	34	29
10	83	75	68	61	54	48	42	37	32	27
11	84	76	69	63	56	50	45	39	34	29
12	84	77	70	64	58	52	47	40	37	32	28
13	85	78	72	65	60	54	49	44	39	35	30
14		79	73	67	61	56	51	46	41	37	33	29
15		80	74	68	63	57	53	48	43	39	35	32	28
16		81	75	69	64	59	54	50	45	41	37	34	30
17		81	76	70	65	60	56	51	47	43	40	36	33	29
18		82	76	71	66	62	57	53	49	45	41	38	35	32	29
19		83	77	72	67	63	59	54	51	47	43	40	37	34	31
20		83	78	73	68	64	60	56	52	48	45	42	38	35	33
21		84	79	74	69	65	61	57	53	50	46	43	40	37	35
22		84	79	75	70	66	62	58	55	51	48	45	42	39	36
23		85	80	76	71	67	63	59	56	53	49	46	43	41	38
24		85	81	76	71	68	64	61	57	54	51	48	45	42	40
25			81	77	72	69	65	62	58	55	52	49	46	44	41
26			82	78	73	70	66	63	59	56	53	50	47	45	42
27			82	78	74	71	67	64	60	57	55	52	49	46	44
28			83	79	74	71	68	65	61	58	56	53	50	48	45
29			83	79	75	72	69	65	62	59	57	54	51	49	46
30			83	80	76	73	70	66	63	60	58	55	52	50	47
31			84	80	76	73	70	67	64	61	58	56	53	51	48
32			84	81	77	74	71	68	65	62	59	57	54	52	49
33			85	81	77	74	71	68	65	63	60	58	55	53	50
34			85	81	78	75	72	69	66	64	61	58	56	54	51
35			85	82	78	76	72	70	67	64	62	59	57	55	52
36				82	79	76	73	•70	68	65	62	60	58	55	53
37				83	79	76	73	71	68	66	63	61	58	56	54
38				83	79	77	74	71	69	66	64	61	59
39				83	80	77	74	72	69	67	64
40				84	80	78	75	72	70

Таблица 2.2

Зависимость давления насыщенного пара от температуры

t, 0C	р • 105Па	t,°C	р * 105Па
0	0,006108	40	0,07375
5	0,008718	45	0,09582
10	0,012271	50	0,12335
15	0,01704	55	0,15741
20	0,02337	60	0,1992
25	0,03167	65	0,2501
30	0,04241	70	0,3116
35	0,05622	80	0,4736