Post on 01-Jan-2016
description
واحد 2عمليات
آراسته – علي نوده
:حجم مباحث مورد بحث
( رطوبت ) تريبال(1•( خشك كردن 2•
)تريبال(( جذب سطحي 3•
)تريبال(( تبخير )مك كيب(4•( فيلتراسيون)مك 5•
كيب((تبلور)مك كيب( 6•
0
5
10
15
20
25
30
1 2 3 4 5 6
عمليات انتقال جرموقتي دو فاز بايكديگر تماس •
پيدا مي كنند ، بالفاصله به تعادل نمي رسند . سيستم به
مرور زمان در اثر نفوذ سازنده ها از يك فاز به فاز ديگر به تعادل نزديك ميشوند . لذا
جداسازي هرگز كامل نخواهد بود .
وجود سه فاز مختلف يعني گاز •– مايع – جامد امكان مجاور 6شدن دو فاز با يكديگر را در
صورت فراهم ميسازد :
( گاز – گاز :1• به جز در موارد استثنايي تمام •
گازها در اين حالت با يكديگر مخلوط ميشوند و لذا فرايند
امكان پذير نيست .
بسياري از عمليات مهندسي • درشيمي با مسئله تغيير غلظت
محلول ها و مخلوط ها سروكار دارند .
اين تغييرات الزاما توسط •واكنش هاي شيميايي صورت
نمي گيرد .اين عمليات بيشتر به جداسازي •
مخلوط ها به سازنده هاي آنها مربوط مي گردد .
غالبا“ قسمت اعظم هزينه هاي •يك فرايند صرف عمليات
جداسازي مي گردد .عمليات انتقال جرم بوسيله •
انتقال يك ماده به داخل ديگر در مقياس مولكولي مشخص
ميشوند .در عمليات انتقال جرم هيچ يك •
از دو فاز در حال تعادل حاوي تنها يك جز نخواهد بود .
1
( گاز جامد :3• Fractionalتصعيد جزء به جزء •
Sublimationاگر يك مخلوط متشكل از چند سازنده •
بطور نسبي تبخير شود ، بدون آنكه فاز مايعي پديد آيد ، بخارات حاصله و جامد
باقي مانده هريك حاوي كليه سازنده ها اما با غلظت هاي متفاوت خواهد بود .
Dryingخشك كردن •
اگر جامد از يك مايع فرار مرطوب شده •باشد و در مجاورت گاز خشك قرار بگيرد ، رطوبت موجود در آن خارج شده و بدرون
گاز نفوذ مي نمايد . اين عمل را خشك گويند .Desorptionكردن و يا گاهي دفع
Adsorptionجذب سطحي •
اگر نفوذ از فاز گاز به جامد صورت گيرد •اين عمل را جذب سطحي گويند .
: ( مايع – مايع4• Extractionاستخراج مايع •
عمليات جداسازي كه در آنها دو فاز •
نامحلول مايع بايكديگر تماس داده ميشوند تا يك جزء بين آنها انتقال يابند .
: ( گاز مايع2•تقطير : اگر كليه سازنده هاي يك •
سيستم در حال تعادل بين دو فاز توزيع شوند عمل را تقطير گويند .
در تقطير فاز گاز در اثر حرارت دادن فاز مايع توليد ميشود .
Gas Absorptionجذب گاز • اگر هر دو فاز محلول بوده و يك سازنده بين دو فاز توزيع گردد
. چنانچه انتقال از گاز به مايع باشد جذب گاز و در صورت انتقال
Strippingاز مايع به گاز دفع گاز گويند .
رطوبت دادن •Humidification
اگر فاز مايع فقط از يك جزء تشكيل شده باشد ولي فاز گاز دو يا چند سازنده اي باشد عمل را رطوبت
دادن گويند . 2
جداسازي فازها با • استفاده از غشا
نقش غشا ها جلوگيري از مخلوط •شدن دو فاز محلول در يكديگر
.است : عبور سازنده ها با گاز – گاز•
شدت گوناگون بسته به جرم مولكولي از غشا
: عبور از غشائي كه گاز ـ مايع•توانايي حل كردن يك جز محلول
را دارد . : جدا سازي از حالل مايع – مايع•
مايع و غشائئ كه بتواند فقط بلورهاي حل شده در حالل فوق را
از خود عبور دهد )دياليز( جداسازي حالل از محلول )اسمز(
عمليات مستقيم و غير مستقيم :•در عمليات مستقيم در اثر •
افزايش يا كاهش حرارت دو فاز از يك فاز اوليه بدست مي
آيند .مانند تقطير و....در عمليات غير مستقيم يك جسم •
خارجي به سيستم افزوده ميشود . مانند جذب گاز و...
( مايع – جامد : 5• Fractionalتبلور جز به جز•
Crystallization وقتي كليه سازنده ها در دو فاز نامحلول در تماس
بايكديگذ قرار بگيرند عمل را تبلور جزبه جز نامند .
استخراج با حالل •Leaching
جداسازي انتخابي يك سازنده از •يك مخلوط جامد توسط يك حالل مايع استخراج با حالل
ناميده ميشود . Adsorptionجذب سطحي •
نفوذ از مايع به سطح جامد را •
جذب سطحي گويند .
( جامد – جامد : 6•بدليل سرعت پايين انجام نمي •
شود .3
اصول طراحي :شدت جريانهاي مجاز :•در اعمال نيمه پيوسته و پاياا •
پيش مي آيد كه براساس آن سطح مقطع دستگاه محاسه مي
شود . انرژي هاي مورد نياز :•انرژي حرارتي و مكانيكي در •
عمليات انتقال جرم مورد استفاده قرار مي گيرد
واحد :•يك واحد عبارت است از يك •
وسيله و يا مجموعه اي از وسايل كه در آن دو فاز غير محلول در يكديگر در تماس مستقيم با هم
قرار ميدهند و در نتيجه انتقال جرم بين فازها بمنظور نزديك
كردن آنها بحالت تعادل صورت ميگيرد و سپس فازها بروش مكانيكي از هم جدا ميشوند .
در طراحي هر واحد مربوط به •عامل اصلي مي ر انتقال جرم چها
بايست تعيين گردد كه عبارتند از تعداد مراحل ايده آل•زمان الزم براي تماس فازها•شدت جريانهاي مجاز •انرژي مورد نياز• تعيين تعداد مراحل ايدهبراي •
آل الزم جهت جداسازي مشخصي بطور عمليات مرحله اي و يا معادل
آنها در يك عمل تماس پيوسته دانستن مشخصات تعادلي سيستم و موازنه هاي جرم ضروري خواهد
بود .زمان الزم در عمليات مرحله اي •
به بازده مرحله اي تماس دو فازمربوط ميشود .
در عمليات پيوسته تعيين كننده •حجم و يا طول دستگاه خواهد بود . 4
رطوبت دهي و رطوبت زدايي Humidification
تعاريف•دماي اشباع آدياباتيك•آنتالپي•اختالط دو جريان گاز•نمودار نم سنجي•رطوبت دهي•رطوبت زدايي•برج هاي خنك كن آب•برج هاي رطوبت افزا•چند مسئله•
تريبال (7فصل) •
:تعاريف رطوبت درصدي )درصد •
اشباع - درصد رطوبت مطلق ( :
• 100 Y / Ys• 100 Pa (P – Pas)/ Pas (P – Pa)
Csگرماي مرطوب : •گرماي الزم براي اينكه دماي •
واحد جرم گاز خشك و بخار همراه آن در فشار ثابت يك
درجه افزايش يابد .• Cs = Cb – YCa• Cs = 1 + 1.9 Y (Kj/KgK) W&A• Cb = گرماي ويژه گاز • Ca = گرماي ويژه مايع
Vhحجم مرطوب : •حجم اشغال شده توسط واحد جرم •
گاز خشك و بخار همراه آن مي باشد .
مقدمه :•فرايندهايي كه در اين فصل •
بررسي ميشود در باره انتقال جرم و انرژي بين فازهاست كه
در نتيجه تماس يك گاز با يك مايع خالص كه گاز در آن
نامحلول است روي مي دهد .Y رطوبت :•جرم بخار همراه با واحد جرم •
Yگاز خشك رطوبت و رطوبت مطلق •
نيز به آن مي گويند .گراونر• Y= Ma.Pa / Mb(P – Pa)
Pفشار كل • فشار جزئي بخار در گاز
PaYsرطوبت اشباع : •رطوبت يك گاز وقتي از بخارآب •
سير شده باشد . 1
تعاريف :(Tw:)دماي حباب تر •دماي حباب خيس عبارتست از •
دماي غير تعادلي و پايايي كه جرم كوچكي از مايعي كه در شرايط
آدياباتيك در معرض جريان پيوسته گازي قرار دارد به آن مي رسد .
وقتي جريان گاز سير نشده اي از •روي سطح يك مايع عبور كند
رطوبت آن گاز در اثر تبخير مايع افزايش مي يابد . دماي مايع كمتر از دماي گاز ميشود و گرما از گاز به مايع منتقل ميشود . در حالت تعادل انتقال گرما از گاز به مايع
دقيقا با سرعت جذب گرماي مايع برابري مي كند .و گفته ميشود
مايع داراي دماي تر مخزن است .• Tg – Tw = lw (Ys – Y )/ (hg/Ky)
•Kyضريب انتقال جرم : •Hg ضريب انتقال حرارت :
نقطه شبنم :•دمايي كه تا آن دما اگر گاز در •
رطوبت ثابت خنك شود با بخاراشباع مي شود .
رطوبت نسبي درصدي •)اشباع نسبي(
• RH• = ( P / Psat ) *100
فشار جزئئ بخار در گاز • فشار بخار در گاز
اشباع
=
2
دماي اشباع آدياباتيك : بر قرار Cs = h/Kyاگر رابطه •
باشد ، دماي سير شده آدياباتيك برابر با دماي تر مخزن است .
اين در حاليستكه براي بيشتر سيستم هاي آب و هوا وجود
دارد . به h / (Ky . Cs) = bنسبت •
نسبت نم سنجي معروف است b = 1 سيستم آب و هوا ايو بر
رابطه لوئيس گفته ميشود . hg/Ky = 950 مقدار تقريبي •
j/kg
اگر گاز از روي مايع طوري عبور •كند كه زمان تماس بين آنها كافي
باشد يا بر روي گاز پاشيده شود تا تعادل تثبيت گردد . گاز سير مي
شود و هر دو فاز داراي دماي يكسان ميشود . در سيستمي كه از
نظر گرمايي نا رسانا باشد مقدار كل گرماي محسوس به اندازه
گرماي نهان تبخير مايع تبخير شده كاهش مي يابد .در اثر تداوم عبور گاز ، دماي مايع به تدريج به دماي تعادل مي رسد كه چنين دمايي را دمايي را دماي سير شده آدياباتيك
مي نامند .مكانيسم تحول حباب مرطوب در •
اساس بتا مكانيسم فرايند اشباع آدياباتيك يكي است بجز آنكه در
تحول حباب مرطوب رطوبت مخلوط گاز در حين تحول تغيير نمي
كند .
• Ys – Y = (lw / Cs)(T – Tas)
3
آنتالپيانرژي داخلي يك ماده ، عبارت است از •
كل انرژي موجود در ماده است كه در اثر جنبش و ااستقرار نسبي اتمها و مولكولهاي سازنده آن ماده حاصل ميشود . مقدار آنتالپي يك ماده نا
معلوم است اما با انتخاب يك مرجع مناسب و با فرض آنكه آنتالپي سيستم
در آن حالت برلبر صفر باشد آنتالپي نسبي در شرايط ديگر را ميتوان
محاسبه كرد . براي مشخص كردن حالت مرجع بايد دما و فشار و حالت
ماده تعيين شود . در جدول بخار آب آنتالپي هاي نسبي در •
مقايسه با آنتالپي اين ماده به حالت مايه از صفر درجه سليسيوس ودر
تحت فشار بخار آن در دماي مذكور داده شده است .
فاصله عمودي بين منحنيهاي نشانگر •گرماي تبخير ميباشد.
**
A
B
C
D
E
H
TgT0
4
در فشار پايين كه معموال عمل مرطوب سازي صورت ميگيرد ،
بجاي عمل بر روي خط فشار مي توان بر روي خط Aثابت
با تقريب عمل ’Aفشار ثابت نمود .
Hv = Ca ( Tg – T0) + l edH = Cb (Tg – T0) +Y [ Ca (Tg – T0) +l ] +
Cs(Tg – T0) + Y l آنتالپي يك مخلوط را ميتوان با
افزايش دما در رطوبت ثابت يا افزايش رطوبت در دماي ثابت
باالبرد .
تغيير آنتالپي بين دو حالت مانند • را ميتوان برابر تفاضل A,Dنقاط
عرض هاي نقاط مذكور در نظر گرفت :
• Hd – Hc =گرماي ملموس مايع • Hc – Hb = گرماي نهان تبخير • Hb – Ha = گرماي ملموس بخار
آنتالپي يك مخلوط گاز و بخار برابر •با مجموع آنتالپي هاي گازو بخار
موجود در مخلوط است . مخلوطي از گاز خشك به جرم •
را Yواحد و بخار همراه آن به جرم در نظر Tgدر دماي حباب خشك
مي گيريم . • Ha = Hg + Yhv• Hg = Cb(Tg – T0)• Hv = Ca(Tg – Tb) + Cal(Tc – T0 ) + l
bc 5
اختالط دو جريان گاز مرطوب : Y1,Y2اختالط دو گاز با رطوبت هاي •
H1,H2 آنتالپي هاي T1,T2دماهاي را در نظر ميگيريم .
آنتالپي Tگاز مخلوط داراي دماي •H و رطوبت Y. ميباشد
جرم گاز خشك گازهاي مورد نظر • ميباشند .m1,m2,mبه ترتيب
• M = m1+m2• m1Y1+m2Y2 = mY• M1(Y – Y1) = m2(Y-Y2)
روي خط مستقيمي mنقطه •( T1,Y1) , (T2,Y2)است كه دو نقطه
را به هم متصل مي سازد . و داراي ميباشد .Yرطوبت
Y = (m1Y1+m2Y2)/(m1+m2)
6
7
: رطوبت دهي به a براي حركت از نقطه •
:bنقطه يا cگرم كردن با هيتر تا نقطه •
f مرطوب كردن با كولر آب تا •
h يا dنقطه bگرم كردن با هيتر تا نقطه • (2 راه • با هيتر eگرم كردن تا نقطه •bسرد كردن با كولر تا نقطه •
روشهاي زير را مي توان براي •افزايش رطوبت گاز بكار برد :
بخار زنده ممكن است مستقيما •به مقدار الزم اضافه شود )كمي
دما باال مي رود ( آب را ميتوان با سرعت جريان •
كافي در گاز پخش كرد تا تبخير آن رطوبت الزم را بدهد . )دماي
گاز پايين مي آيد (گاز را مي توان با جريان گازي •
كه داراي رطوبت بيشتر است مخلوط كرد .
گاز را ميتوان ا آبدر تماس قرار •داد كه فقط قسمتي از مايع
تبخير گردد .)عمل تبخير وقتي صورت مي •
گيرد كه دماي آب باالتر از شبنم هوا باشد (.
a
b
c
d
e
Y
T
F
h
8
: رطوبت زدايي به b براي حركت از نقطه •
:aنقطه سرد كردن با كندانسور از •
d, cمسير aگرم كردن با هيتر تا نقطه •
روشهاي زير را مي توان براي •كاهش رطوبت گاز بكار برد :
هوا را ميتوان با يك سطح سرد •كه ممكن است مايع و يا جامد
باشد در تماس قرار داد و رطوبت زدايي كرد . اگر دماس
سطح پايين تر از نقطه شبنم گاز باشد ميعان صورت ميگيرد و
دماي گاز پايين مي آيد . دماي سطح شروع به باال رفتن مي كند
زيرا گرماي نهان و محسوس از هوا به سطح منتقل ميشود .
معموال دما و رطوبت در مدت وقوع فرايند با هم همزمان
كاهش مي يابد . هواي مجاور و در تماس با سطح تا پايينتر از
نقطه شبنم سرد ميشود و بنابراين پيش از اين كه هواي
دورتر فرصت سرد شدن داشته باشد ميعان بخار صورت ميگيرد .
رطوبت را با متراكم كردن هوا •نيز مي توان كاهش داد . در مدت تراكم فشار جزئئ بخار
افزايش مي يابد و به محض اينكه به فشار بخار اشباع رسيد ميعان
صورت مي گيرد .
a
bd
Y
T
C
9
Coolingبرج هاي خنك كن آب :Tower
حد دمايي كه آب مي تواند •حباب مرطوب دمايسردشود
است هوا در هنگام وروددر پايين برج :•دما هوا ميتواند بيشتر از دماي ( 1•
آب باشد ، اما آب خنك ميشود زيرا دماي سطح مشترك بيشتر از
رطوبت در توده گاز است و در نتيجه نيروي محركي براي انتقال
جرم بخار آب وجود دارد . ( اگر دماي هواي ورودي كمتر از 2•
دماي آب خروجي باشد . شيب ها هم شكلند اما انتقال گرماي
محسوس كمتري در فيلم گاز وجود دارد .
در تمام حالت ها دما در فصل •مشترك بايد بيشتر از دما ي حباب
خيس باشد زيرا اگر برابر باشد تمام گرماي تبخير از گاز گرفته
ميشود و شيب دمايي در آب وجود ندارد و آب خنك نمي شود .
عمل خنك كردن با انتقال گرما ي • محسوس و همچنين سرمايش
تبخيري صورت ميگيرد كه گرماي محسوس آب مقدار گرماي نهان
تبخير را تا مين مي كند در مقياس بزرگ هوا و آب در •
برج خنك كن به طور ناهمسو در تماس با يكديگر قرار مي گيرند ،
ممكن است در برج از وزش طبيعي يا وزش مكانيكي استفاده شود . آب از باال به پايين روي يك
سري تخته هاي چوبي كه سطح تماس بزرگي ايجاد مي كند مي ريزد و آشفتگي بيشتري در مايع
ايجاد ميشود . هوا در حين باال رفتن گرما و رطوبت مي گيرد .
در برج خنك كن دماي مايع پايين •مي آيد و دما و رطوبت گاز
افزايش مي يابد و عمل آن شبيه يك دستگاه رطوبت افزايي به
هوا است .آنتالپي جريان هوا ثابت نمي ماند •
زيرا دماي مايع در باالي برج سريع عوض مي شود .
10
KJ/Kg آنتالپي ))Cدما ••30 10•40 15•60 20•80 25•100 30•130 35•170 40•220 45•280 50•470 60خط كاركرد برج :•خط كاركرد برج خطي است با •
( مي Tl1,Hg1كه از )LCl/Gشيب را قطع Tl2گذرد و خط افقي
ميكند .
در باالي برج :•گرماي انتقال يافته از آب به فصل •
مشترك براي گرمايش هوا و تامين گرماي تبخير بكار مي رود .
گرچه سرمايش آب بر اثر تبخير •خيلي بيشتر از سرمايش ناشي از
انتقال گرماي محسوس به هواست ولي دماي گاز خروجي معموال چند درجه كمتر از دماي
آب ورودي است . :منحني تعادل•منحني تعادل در برج هاي خنك كن •
در منحني نم RH = 100آب منحني سنجي آب است . كه داده هاي
تعادلي آن به شرح مقابل وبصورت ثابت در فشار نرمال
داده شده است :• Hg(sat) = Cs.Tg+Ys.l0 • Cs = (1005+1884Y) J/Kg 11
ارتفاع برج خنك كن :•
dH Ky a Z Z• Hi – H G htg
اگر بتوان تمام مقاومت در •مقابل انتقال گرما و جرم را
در فاز گاز حساب كرد :
• dH Ky.a.Z Z• H* - H G Htog
•G سرعت جرمي گاز•Kyضريب انتقال جرم •.a سطح مشترك در واحد
حجم ستون•Hi آنتالپي گاز در سطح
مشترك•Hآنتالپي گاز در حال تعادل *•Ntgتعداد واحدهاي انتقال •Htgارتفاع هر واحد انتقال •L سرعت جرمي مايع
Hg
Tl
Tl1,Hg1
Tl2,Hg2
Ntg = = =
Ntog = = =
12
روش كار :• Tl1,Tl2 در دماهاي مختلف بين •
خطوط عمودي رسم مينماييم هر و Hكجا خط تبادل را قطع كرد
هر كجا خط تعادل را قطع نمود H خواهد بود . سپس *H*-H را
محاسبه و عكس آن را نيز محاسبه ميكنيم . منحني را بر
رسم كرده و سطح زير Hحسب منحني را محاسبه ميكنيم .
• T H H* 1/(H*-H)
H
H*
T
13
برج هاي رطوبت افزا :[(Y2-Y1)/(Yas-Y1)]=1 – e (-Ky.a.z/G)
اگر كار اصلي برج اين باشد كه •جرياني از هواي مرطوب توليد
نمايد ، الزم نيست دماي نهايي مايع مشخص باشد ، اما رطوبت گاز
خروجي از باالي برج بايد به جاي آن داده شود . بنابراين در طراحي يك برج رطوبت افزايي الزم است
دما و آنتالپي و سرانجام رطوبت گاز خروجي از برج محاسبه مي
شوند .در يك دستگاه رطوبت افزا كه در •
آن كمبود آب فقط بخش كوچكي از كل مايع در گردش را تشكيل
ميدهد . دماي آن به طرف دماي نزديك Tasسير شده آدياباتيك
ميشود و ثابت باقي مي ماند و بنابراين گراديان دما وجود ندارد . گاز در تماس با سطح مايع تقريبا
Hsسير شده و داراي رطوبت است .
• -G.dY = Ky.a.dZ(Y – Yas)• Ln[(Yas – Y1)/(Yas – Y2)]= Ky.a.Z/G
GY1
Y2
Tg1
Tg2
Tas
Tas
L 14
Tg2 Tg1Tas
Yas
•Y1
و رطوبت C درجه 83 (هوا در5•چند مسئله : و فشار اتمسفر با آب 0.03مطلق
در دماي اشباع آدياباتيك مجاور ميشود . در نتيجه مخلوط مرطوب
% اشباع مي 90و سرد شده و به رسد . دما و رطوبت نهايي هوا
چيست ؟( در يك خشك كن به هواي 6•
بخار آب در هر 0.005Kgمحتوي 325kكيلو گرم هواي خشك تا دماي
گرما داده ميشود و سپس هوا به سيني هاي پايين فرستاده ميشود و
% 60از سيني هاي مذكور با رطوبت نسبي خارج مي گردد و
گرم و از روي 325Kدوباره تا سيني هاي ديگري عبور داده
% رطوبت 60ميشود و دوباره با نسبي خارج ميشود . اين عمل دوباره براي سيني هاي سوم و
چهارم تكرار ميشود و هوا از خشك كن خارج ميشود . به فرض اينكه
مواد روي هر سيني به دماي تر مخزن برسد و از گرماي تلف شده
خشك كن صرف نظر شود تعيين نماييد :
الف ( دماي مواد روي هر سيني•ب ( مقدار آب گرفته شده بر •
5m3/s در صورتيكه Kg/Sحسب هواي مرطوب از خشك كن خارج
شود ؟ج(دمايي كه هواي ورودي بايد •
داشته باشد تا خشك كن در يك مرحله كار كند ؟
( در مخلوط بخار بنزن و گاز 1•نيتروژن در فشار كل
800mmHg 60 و دمايF فشار 100mmHgجزئئ بنزن برابر
مي باشد . رطوبت بنزن را حساب كنيد .
و بنزن در b( مخلوطي از گاز 2•فشار اتمسفر و دماي
50C بصورت اشباعميباشد .رطوبت مطلق را
Bبدست آوريد در صورتيكه گاز نيتروژن باشد ؟ درصورتيكه دي
اكسيد كربن باشد ؟( براي مخلوطي از هوا و بخار 3•
65Cآب به دماي حباب خشك 35Cدماي حباب مرطوب
بدست آورده اند . فشار كل 1atm رطوبت هوا را محاسبه كنيد .
داراي 310K(هواي نم دار 4• است . اگر 300Kدماي ترمخزن
گرماي KN/m2 305درفشاركل كلوين 300نهان تبخير آب در
باشد رطوبت 2440Kj/Kgبرلبر هوا و رطوبت نسبي درصدي را
تخمين بزنيد .
15
•0.26Kg/m2.s است . تمام مقومت در مقابل انتقال گرما و جرم را
ممكن است در فاز گاز فرض كرد را برابر Ky.aو حاصلضرب 0.24Kg/m3.s . در نظر گرفت
ارتفاع مواد پركننده چقدر خواهد بود ؟
( يك مخزن پاششي افقي همرا 10•ه با گردش آب را جهت مرطوب
ساختن و سرد كردن آدياباتيك هوا بكار مي برند . قسمت فعال
طول و سطح مقطع 2m2مخزن ميباشد . هوا با شدت 2m2آن نيز در دماي حباب 3.5m3/sجريان سرد 0.017 و رطوبت 65Cخشك
42Cو مرطوب شده و به دماي مي رسد . اگر يك مخزن پاششي
ديگر راكه مطابق مخزن اول عمل ميكند به دنبال آن قرار دهيم
شرايط هواي خروجي چه خواهد شد ؟
( در يك سيستم تهويه مطبوع 7•1Kg/s 350 هوايK درصد 10 با
هواي 5Kg/sرطوبت نسبي با درصد رطوبت 30 كلوين با 300
نسبس مخلوط ميشوند رطوبت و دماي مخلوط چقدر است ؟
كلوين با رطوبت 300( هواي 8•نسبي
را در دو مرحله حرارت 20% ميدهند و دربين دو مرحله آن را سير ميكنند تا به رطوبت نسبي
درصد برسد ، باالخره جريان 90كلوين و 320نهايي داراي دماي
درصد 20رطوبت نسبي ميشود . رطوبت جريان خروجي
و شرايط در انتهاي هر مرحله راتعيين كنيد ؟
( قرار است آب به كمك جريان 9• كلوين با 293نا همسوي هواي
328 درصد از 20رطوبت نسبي كلوين خنك شود . 293كلوين تا
0.68m3/m2.sسرعت جريان هوا و سرعت جريان آب
16
حل :•• 1) =================• Pa =100 , Pb=700 mmHg• Y = (100*78.05)/(700*28.08)• Y = 0.398• 2) =================• Pa(sat)at 50 = 275 mmHg• Y1 = (275*78)/[(760-275)*28]• Y1 = 1.579• Y2 = (275*78)/[(760-275)*44]• Y2 = 1.005• 3) =================• w at 35C = 2419300 J• Y = 0.0365• Hg/Ky= 950 J/Kg• Tg – Tw = (w(Ys – Y))/(hg/Kt\y)• 65-35 = 2419300(0.0365-Y)/950• Y = 0.0247
RH:20%, T=13C ( هوا باشرايط11•را مي خواهيم به هوايي با شرايط
RH:40% , T = 21C تبديل نماييم شرايط كار به چه نحو خواهد
بود ؟ هواي 1416m3/hr(چنانچه 12•
T=60C , Rh=30% 850 را باm3/hr T=32C , Tw = 21هوا با شرايط
مخلوط نماييم . مشخصات نهايي هوا چه خواهد بود ؟
•13)1000 m3/s I هوايي كه داراي مي Rh=80%,T=40Cشرايط
باشد . در درجه حرارت ثابت % آب 35آنقدر فشرده ميشود كه
خود را از دست بدهد . فشار نهايي چقدر است ؟
( درجه حرارت آب يك كولر 14• است و درجه حرارت 24Cآبي
است اين كولر اگر 36Cروز هوا % باشد.تا 70هواي خروجي از آن
چه ميزان مي تواند هوا را خنك كند ؟ 17
• 6 ) T=325K,Y=0.005 شرايط هواي اوليه •
Raw1)T = 301K , Y=0.015 ,Ts=296KRaw2)T = 308K , Y=0.022 ,Ts=301KRaw3)T = 312K , Y=0.027 , Ts=305KRaw4)T = 315K , Y=0.032 , Ts=307K
307و305و301و296پس دماي روي سيني ها ميباشد .
0.027 =0.005-0.032افزايش رطوبت : هواي كه سيستم را ترك مي كند داراي دماي
% است .60كلوين و رطوبت نسبي 315 m3/kg 0.893حجم ويژه هواي خشك :
m3/kg 0.968حجم ويژه هواي سيرشده : Vh=0.6(0.968-0.893)+0.893 = 0.938
جرم هوايي كه از خشك كن عبور مي كند 5/0.938 =5.33 kg/s
جرم هواي خشك خروجي از خشك كن x=X/(1+X) =0.32/1.32=0.0315.33*(1-0.031)=5.16 kg/s
0.139 = 0.027*5.16جرم آب تبخير شده kg/s
ج ( هوا بايد طوري گرم شود كه دمي اشباع با 307 تامين شود محل تالقي خط 307
كلوين 380 دما 0.005رطوبت
• 4 )• Psat at 300K = 3.6 KN/m2• Psat at 310K = 6.33 KN/m2• Ys = 3.6*18/[(105-3.6)*29]= 0.022• Ys – Y = (1/)(T – Tas)• 0.022 – Y = (1/2440)*(310-300)• Y = 0.018• Y= [P/(Pt – P)]*[Mw/Ma]• 0.018 = [P/(105 – P)]*[18/29]• P = 2.959 KN/m2• RH =( 2.959/6.33 )*100 = 46%• 5 ) ==================
خط اشباع آدياباتيك كه از اين نقطه مي • درجه 40گذرد داراي دما اشباع
سلسيوس ميباشد كه همان دما آب مي % اشباع 90باشد . در روي اين منحني
درجه و رطوبت مطلق 41.5در دماي حاصل ميشود .0.0485
18
• 7 )• T1= 350K , RH=10,Y1=0.043• T2= 300K , RH=30,Y2=0.0065• M1Y1+M2Y2=MY• Y= 0.0125
را به 2و1محل تالقي خطي كه نقاط • در Y=0.0125هم متصل مينمايد با خط
خواهد بود .T=309Kدماي • 8) ===================
سير 292Kباشد هوا در Y=0.014وقتي •كلوين داراي رطوبت 293ميشود ودر
% خواهد بود . خط خنك 90نسبي با 293كنندگي آدياباتيك مربوط به
318 در دماي 0.0045خط رطوبت همديگر را قطع ميكنند . پس :
– سير كردن تا 318گرما دادن تا • و گرما 0.014و رطوبت 294.5دماي
كلوين مراحل كار خواهد 320دادن تا بود .
19
• 9)• Hg1=(1005+1884Y1)(T-273)+Y1• Y1=0.003 , =2495kj/kg ,T=293• Hg1 = 27.685 kj/kg• Vh=0.83+(0.86-0.83)*0.003=0.83• L = 0.68/0.83 = 0.819• L.Cl/G = 1.33 شيب خط تبادل
1.33( خطي باشيب 293,27.68از )• را قطع T=328رسم ميگردد تا خط
Hg=76.5كند خطوطي 328 تا 293 از دماي •
* را H ,Hعمدي رسم ميكنيم و مقادير ( را H*-H/)1محاسبه و منحني
رسم ميكنيم و سطح زير Hبرحسب منحني آن را حساب ميكنيم كه
ميگردد . 0.648
12)====================Vh1=0.87+0.3(0.96-0.87)=0.897Vh2=0.86+0.5(0.93-0.86)=0.895M1=14160/0.897=1578Kg/hr ,Mw=74KgM2=850/0.895 =
950Kg/hr ,Mw2=11.4KgY=(74+11.4)/(1578+950) = 0.033
تالقي اين خط با خطي كه دو نقطه را بهم وصل
RH=45 , T=45مينمايد . 13) ====================Y1=0.04 , Y2 =0.65*0.04=0.02655/(P-55)*18/29=0.026 P=1258mmHg
• T H H* 1/(H*-H)• 293 27.7 57.7 0.033• 294.5 30 65 0.0285• 302 40 98 0.0172• 309 50 147 0.0114• 316 60 190 0.0076• 323 70 265 0.0051• 328 76.5 355 0.0035• Z= 0.648*(0.817/0.24) = 2.2 m• 10 ) =================Tg1 = 65 , Y = 0.017 Tas =32, Yas=0.0309Tg2 = 42 ,Y =0.0265 Ln[(0.0309-0.017)/(0.0309-0.0265)]=Kya(2)/GKy.a/G=0.575
ولي z = 4mبا افزودن يك واحد به سيستم Tas,Kya/G . ثابت مي ماند
Ln[(0.0309-.017)/{0.0309-Y2)]=0.575*4 = Y = 0.0295 , Tg2 = 3411) =========================== درجه و اشباع كردن توسط 34حرارت دادن تا
گردش آب