Microclima na câmara de cultivo do cogumelo ostra. Diagrama de Mollier Determinação do ponto de orvalho d diagrama

NO hora soviética em livros sobre ventilação e ar condicionado, bem como entre engenheiros de projeto e ajustadores, o diagrama i - d era geralmente referido como o "diagrama de Ramzin" - em homenagem a Leonid Konstantinovich Ramzin, um proeminente engenheiro de calor soviético, cujas atividades científicas e técnicas eram multifacetadas e abrangiam uma ampla gama questões científicas da engenharia térmica. Ao mesmo tempo, na maioria dos países ocidentais, sempre foi chamado de "diagrama de Mollier" ...

eu iria-diagrama como uma ferramenta perfeita

27 de junho de 2018 marca o 70º aniversário da morte de Leonid Konstantinovich Ramzin, um proeminente cientista soviético da engenharia de calor, cujas atividades científicas e técnicas eram multifacetadas e abrangiam uma ampla gama de questões científicas da engenharia de calor: a teoria do projeto de energia térmica e usinas, cálculo aerodinâmico e hidrodinâmico de caldeiras, combustão e radiação de combustível em fornos, a teoria do processo de secagem, bem como a solução de muitos problemas práticos, por exemplo, o uso efetivo do carvão perto de Moscou como combustível. Antes dos experimentos de Ramzin, esse carvão era considerado inconveniente para uso.

Uma das inúmeras obras de Ramzin foi dedicada à questão da mistura de ar seco e vapor d'água. O cálculo analítico da interação do ar seco e do vapor de água é um problema matemático bastante complexo. Mas existe eu iria-diagrama. Sua aplicação simplifica o cálculo da mesma forma que é-o diagrama reduz a complexidade do cálculo de turbinas a vapor e outros motores a vapor.

Hoje, o trabalho de um designer ou engenheiro de ar condicionado é difícil de imaginar sem o uso de Eu iria-gráficos. Com a sua ajuda, é possível representar graficamente e calcular os processos de processamento do ar, determinar a capacidade das unidades de refrigeração, analisar detalhadamente o processo de secagem dos materiais, determinar o estado do ar húmido em cada fase do seu processamento. O diagrama permite calcular rápida e claramente a troca de ar em uma sala, determinar a necessidade de condicionadores de ar para frio ou calor, medir a taxa de fluxo de condensado durante a operação do refrigerador de ar, calcular a taxa de fluxo de água necessária para resfriamento adiabático, determinar a temperatura do ponto de orvalho ou a temperatura de um termômetro de bulbo úmido.

Na era soviética, em livros didáticos sobre ventilação e ar condicionado, bem como entre engenheiros de projeto e avaliadores eu iria-o diagrama geralmente era conhecido como "diagrama de Ramzin". Ao mesmo tempo, em vários países ocidentais - Alemanha, Suécia, Finlândia e muitos outros - sempre foi chamado de "diagrama de Mollier". Com o tempo, capacidades técnicas eu iria-os diagramas eram constantemente expandidos e aprimorados. Hoje, graças a ele, são feitos cálculos dos estados do ar úmido em condições de pressão variável, umidade do ar supersaturado, na área de nevoeiros, próximo à superfície do gelo, etc. ...

Primeira mensagem sobre Eu iria-o diagrama apareceu em 1923 em uma revista alemã. O autor do artigo foi o famoso cientista alemão Richard Mollier. Vários anos se passaram e, de repente, em 1927, um artigo do diretor do instituto, professor Ramzin, apareceu no jornal do All-Union Thermal Engineering Institute, no qual ele, praticamente repetindo eu iria-um diagrama de um jornal alemão e todos os cálculos analíticos de Mollier aí citados, declara-se o autor deste diagrama. Ramzin explica isso pelo fato de já em abril de 1918, em Moscou, em duas palestras públicas na Sociedade Politécnica, ter demonstrado um diagrama semelhante, que no final de 1918 foi publicado pelo Comitê Térmico da Sociedade Politécnica em forma litográfica. Nessa forma, escreve Ramzin, o diagrama em 1920 foi amplamente usado por ele na Escola Técnica Superior de Moscou como guia de estudo ao dar palestras.

Admiradores modernos do professor Ramzin gostariam de acreditar que ele foi o primeiro a desenvolver o diagrama, então, em 2012, um grupo de professores do Departamento de Calor e Abastecimento de Gás e Ventilação da Academia Estatal de Serviços Públicos e Construção de Moscou tentou em vários arquivos encontrar documentos que confirmassem os fatos de superioridade declarados por Ramzin. Infelizmente, nenhum material de esclarecimento para o período de 1918-1926 foi encontrado nos arquivos acessíveis aos professores.

É verdade, deve-se notar que o período de atividade criativa de Ramzin caiu em um momento difícil para o país, e algumas edições rotoprint, bem como rascunhos de palestras sobre o diagrama, poderiam ser perdidos, embora o resto de seus desenvolvimentos científicos, mesmo os manuscritos, foram bem preservados.

Nenhum dos ex-alunos do Professor Ramzin, exceto M. Yu. Lurie, também deixou qualquer informação sobre o diagrama. Apenas o engenheiro Lurie, como chefe do laboratório de secagem do All-Union Thermal Engineering Institute, apoiou e complementou seu chefe, o professor Ramzin, em um artigo publicado na mesma revista VTI em 1927.

Ao calcular os parâmetros do ar úmido, os dois autores, LK Ramzin e Richard Mollier, acreditaram com um grau de precisão suficiente que as leis dos gases ideais poderiam ser aplicadas ao ar úmido. Então, de acordo com a lei de Dalton, a pressão barométrica do ar úmido pode ser representada como a soma das pressões parciais do ar seco e do vapor d'água. E a solução do sistema Cliperon de equações para o ar seco e o vapor d'água permite estabelecer que o teor de umidade do ar a uma dada pressão barométrica depende apenas da pressão parcial do vapor d'água.

O diagrama de Mollier e Ramzin é construído em um sistema de coordenadas oblíquas com um ângulo de 135 ° entre os eixos de entalpia e teor de umidade e é baseado na equação da entalpia de ar úmido por 1 kg de ar seco: i \u003d i c + i P dOnde eu c e eu n é a entalpia de ar seco e vapor d'água, respectivamente, kJ / kg; d - teor de umidade do ar, kg / kg.

Segundo os dados de Mollier e Ramzin, a umidade relativa do ar é a razão entre a massa de vapor d'água em 1 m³ de ar úmido e a massa máxima possível de vapor d'água no mesmo volume desse ar e na mesma temperatura. Ou, grosso modo, a umidade relativa pode ser representada como a razão entre a pressão parcial do vapor no ar em um estado insaturado e a pressão parcial do vapor no mesmo ar em um estado saturado.

Com base nas premissas teóricas acima no sistema de coordenadas oblíquas, um diagrama i-d foi desenhado para uma determinada pressão barométrica.

A ordenada mostra os valores de entalpia, a abscissa, dirigida a um ângulo de 135 ° com a ordenada, mostra o teor de umidade do ar seco, e também as linhas de temperatura, teor de umidade, entalpia, umidade relativa e dá a escala da pressão parcial do vapor de água.

Como afirmado acima, Eu iria-o diagrama foi elaborado para uma pressão barométrica específica de ar úmido. Se a pressão barométrica muda, então no diagrama as linhas de teor de umidade e isotérmicas permanecem no lugar, mas os valores das linhas de umidade relativa mudam em proporção à pressão barométrica. Então, por exemplo, se a pressão barométrica do ar diminuir pela metade, então no diagrama i-d na linha de umidade relativa 100%, você deve escrever umidade 50%.

A biografia de Richard Mollier confirma que Eu iria-chart não foi o primeiro diagrama de cálculo que ele escreveu. Ele nasceu em 30 de novembro de 1863 na cidade italiana de Trieste, que fazia parte do império multinacional austríaco governado pela monarquia dos Habsburgos. Seu pai, Edouard Mollier, foi primeiro engenheiro naval, depois se tornou o diretor e co-proprietário de uma fábrica de engenharia local. Mãe, nee von Dick, veio de uma família aristocrática da cidade de Munique.

Depois de se formar no colégio em Trieste com honras em 1882, Richard Mollier começou seus estudos primeiro na universidade em Graz e depois foi transferido para a Universidade Técnica de Munique, onde deu muita atenção à matemática e à física. Seus professores favoritos eram os professores Maurice Schroeter e Karl von Linde. Depois de concluir com sucesso seus estudos universitários e um breve estágio em engenharia na empresa de seu pai, Richard Mollier foi nomeado assistente de Maurice Schroeter na Universidade de Munique em 1890. Seu primeiro trabalho científico em 1892 sob a direção de Maurice Schroeter estava relacionado à construção de diagramas térmicos para um curso de teoria de máquinas. Três anos depois, Mollier defendeu sua tese de doutorado sobre a entropia do vapor.

Desde o início, os interesses de Richard Mollier centraram-se nas propriedades dos sistemas termodinâmicos e na possibilidade de representação fiável dos desenvolvimentos teóricos na forma de gráficos e diagramas. Muitos colegas o consideraram um teórico puro, porque em vez de conduzir seus próprios experimentos, ele se baseou em suas pesquisas em dados empíricos de terceiros. Mas, na verdade, ele era uma espécie de "elo de ligação" entre teóricos (Rudolph Clausius, J. W. Gibbs e outros) e engenheiros práticos. Em 1873 Gibbs, como alternativa aos cálculos analíticos, propôs t-s-diagrama, no qual o ciclo de Carnot se transformou em um simples retângulo, com o qual foi possível estimar facilmente o grau de aproximação dos processos termodinâmicos reais em relação aos ideais. Para o mesmo diagrama em 1902, Mollier sugeriu usar o conceito de "entalpia" - uma certa função de estado, que ainda era pouco conhecida naquela época. O termo "entalpia" foi anteriormente proposto pelo físico e químico holandês Heike Kamerling-Onnes (laureado premio Nobel Física 1913) foi introduzido pela primeira vez na prática de cálculos térmicos por Gibbs. Como a "entropia" (termo cunhado em 1865 por Clausius), a entalpia é uma propriedade abstrata que não pode ser medida diretamente.

A grande vantagem desse conceito é que permite descrever a variação da energia de um meio termodinâmico sem levar em conta a diferença entre calor e trabalho. Usando esta função de estado, Mollier propôs em 1904 um diagrama mostrando a relação entre entalpia e entropia. Em nosso país, ela é conhecida como é-diagrama. Este diagrama, embora mantenha a maioria das vantagens t-s-diagramas, dá algumas possibilidades adicionais, torna surpreendentemente simples para ilustrar a essência da primeira e da segunda lei da termodinâmica. Ao investir em uma reorganização em grande escala da prática termodinâmica, Richard Mollier desenvolveu todo um sistema de cálculos termodinâmicos baseado no conceito de entalpia. Como base para esses cálculos, ele usou vários gráficos e diagramas das propriedades do vapor e de vários refrigerantes.

Em 1905, o pesquisador alemão Müller, para um estudo visual do processamento do ar úmido, construiu um diagrama em um sistema de coordenadas retangulares de temperatura e entalpia. Richard Mollier em 1923 melhorou este diagrama tornando-o oblíquo com os eixos de entalpia e teor de umidade. Nessa forma, o diagrama praticamente sobreviveu até hoje. Durante sua vida, Mollier publicou os resultados de uma série de estudos importantes sobre termodinâmica, educando toda uma galáxia de cientistas notáveis. Seus alunos, como Wilhelm Nusselt, Rudolf Planck e outros, fizeram uma série de descobertas fundamentais no campo da termodinâmica. Richard Mollier morreu em 1935.

LK Ramzin era 24 anos mais novo que Mollier. Sua biografia é interessante e trágica. Está intimamente relacionado com a história política e econômica de nosso país. Ele nasceu em 14 de outubro de 1887 na vila de Sosnovka, região de Tambov. Seus pais, Praskovya Ivanovna e Konstantin Filippovich, eram professores da escola zemstvo. Depois de se formar no ginásio Tambov com a medalha de ouro, Ramzin ingressou na Escola Técnica Superior Imperial (posteriormente MVTU, agora MSTU). Ainda estudante, participa de trabalhos científicos sob orientação do Professor V.I. Grinevetsky. Em 1914, após terminar os estudos com louvor e receber o diploma em engenharia mecânica, foi abandonado na escola para o trabalho científico e pedagógico. Menos de cinco anos depois, o nome de L.K. Ramzin começou a ser mencionado ao lado de cientistas de aquecimento russos famosos como V.I. Grinevetskiy e K.V. Kirsh.

Em 1920, Ramzin foi eleito professor da Escola Técnica Superior de Moscou, onde chefiou os departamentos "Combustível, fornos e caldeiras" e "Estações de calor". Em 1921 passou a integrar o Comitê de Planejamento Estadual do país e se envolveu nos trabalhos do plano GOERLO, onde sua contribuição foi extremamente significativa. Ao mesmo tempo, Ramzin é ativo organizador da criação do Instituto de Engenharia Térmica (VTI), cuja direção foi de 1921 a 1930, bem como seu assessor científico de 1944 a 1948. Em 1927 ele foi nomeado membro do Conselho da União economia nacional (VSNKh), se dedica ao aquecimento e eletrificação em larga escala de todo o país, viaja em importantes viagens de negócios ao exterior: Inglaterra, Bélgica, Alemanha, Tchecoslováquia, Estados Unidos.

Mas a situação no final da década de 1920 está esquentando. Após a morte de Lenin, a luta pelo poder entre Stalin e Trotsky aumentou drasticamente. As partes beligerantes mergulham profundamente na selva das disputas antagônicas, conjurando-se mutuamente em nome de Lenin. Trotsky, como Comissário do Povo da Defesa, tem um exército a seu lado, é apoiado por sindicatos liderados por seu líder MP Tomsky, que se opõe ao plano de Stalin de subordinar os sindicatos ao partido, defendendo a autonomia do movimento sindical. Do lado de Trotsky, praticamente toda a intelectualidade russa, que está insatisfeita com os fracassos econômicos e a devastação no país do bolchevismo vitorioso.

A situação favorece os planos de Leon Trotsky: na liderança do país houve desentendimentos entre Stalin, Zinoviev e Kamenev, o principal inimigo de Trotsky, Dzerzhinsky, morre. Mas Trotsky neste momento não usa suas vantagens. Opositores, aproveitando sua indecisão, em 1925 o destituem comissário do povo defesa, privando o controle do Exército Vermelho. Depois de um tempo, Tomsky foi dispensado da liderança dos sindicatos.

A tentativa de Trotsky em 7 de novembro de 1927, dia da celebração do décimo aniversário da Revolução de Outubro, de trazer seus apoiadores às ruas de Moscou falhou.

E a situação no país continua se deteriorando. Falhas e fracassos da política socioeconômica do país estão obrigando a liderança partidária da URSS a transferir a culpa pelas rupturas no ritmo de industrialização e coletivização de "pragas" de entre os "inimigos de classe"

No final da década de 1920, os equipamentos industriais que permaneceram no país desde os tempos czaristas sobreviveram à revolução, guerra civil e a devastação econômica, estava em um estado deplorável. O resultado foi um número crescente de acidentes e desastres no país: na indústria do carvão, nos transportes, na economia urbana e em outras áreas. E como existem desastres, deve haver culpados. Uma saída foi encontrada: em todos os problemas que ocorrem no país, a intelectualidade técnica - engenheiros-pestes - era a culpada. Os mesmos que tentaram com todas as suas forças evitar esses problemas. Os engenheiros começaram a ser julgados.

O primeiro foi o famoso “caso Shakhty” de 1928, seguido pelos julgamentos do Comissariado do Povo das Ferrovias e da indústria do ouro.

Foi a vez do "Caso do Partido Industrial" - um julgamento em larga escala sobre materiais fabricados no caso de sabotagem na indústria e transporte em 1925-1930, supostamente concebido e executado por uma organização clandestina anti-soviética conhecida como União de Organizações de Engenharia, Conselho da União de Organizações de Engenharia "," Partido Industrial ".

Segundo a investigação, a composição do comitê central do "Partido Industrial" incluía engenheiros: P. I. Palchinsky, que foi baleado pelo veredicto do colégio OGPU no caso de sabotagem na indústria de ouro-platina, L. G. Rabinovich, que foi condenado no "caso Shakhty", e S. A. Khrennikov, que morreu durante a investigação. Depois deles, o professor LK Ramzin foi declarado chefe do "Partido Industrial".

E em novembro de 1930 em Moscou, no Salão da Coluna da Casa dos Sindicatos, uma presença judicial especial do Soviete Supremo da URSS, presidido pelo Procurador A. Ya. Vyshinsky, inicia uma audiência pública sobre o caso da organização contra-revolucionária "União de Organizações de Engenharia" ("Liderança do Partido Industrial"), o centro de e cujo financiamento estava supostamente localizado em Paris e consistia em ex-capitalistas russos: Nobel, Mantashev, Tretyakov, Ryabushinsky e outros. O principal promotor no julgamento é N. V. Krylenko.

Há oito pessoas no banco dos réus: chefes de departamentos da Comissão de Planejamento do Estado, grandes empresas e instituições educacionais, professores de academias e institutos, incluindo Ramzin. A acusação afirma que o "Partido Industrial" planejou um golpe de estado, que os acusados \u200b\u200baté distribuíram cargos no futuro governo - por exemplo, um milionário Pavel Ryabushinsky foi planejado para o cargo de Ministro da Indústria e Comércio, com quem Ramzin, durante uma viagem de negócios ao exterior em Paris, supostamente conduziu negociações secretas. Após a publicação da acusação, jornais estrangeiros relataram que Ryabushinsky havia morrido em 1924, muito antes de um possível contato com Ramzin, mas tais notícias não incomodaram a investigação.

Este processo diferia de muitos outros pelo fato de o procurador da República Krylenko não ter desempenhado o papel mais importante aqui, ele não poderia fornecer nenhuma prova documental, uma vez que não existiam na natureza. Na verdade, o próprio Ramzin se tornou o principal promotor, que confessou todas as acusações contra ele, e também confirmou a participação de todos os acusados \u200b\u200bnas ações contra-revolucionárias. Na verdade, Ramzin foi o autor das acusações contra seus camaradas.

Como mostram os arquivos abertos, Stalin acompanhou de perto o curso do julgamento. Aqui está o que ele escreveu em meados de outubro de 1930 ao chefe da OGPU V.R. Menzhinsky: “ Minhas sugestões: para fazer um dos pontos-chave mais importantes no depoimento da cúpula do Partido Industrial TKP e especialmente Ramzin a questão da intervenção e do momento da intervenção ... é necessário envolver outros membros do Comitê Central do Partido Industrial no caso e questioná-los estritamente sobre o mesmo, deixando-os ler Ramzin ...».

Todas as confissões de Ramzin serviram de base para a acusação. No julgamento, todos os acusados \u200b\u200bconfessaram todos os crimes que foram intentados contra eles, até a ligação com o primeiro-ministro francês Poincaré. O chefe do governo francês fez uma refutação, que chegou a ser publicada no jornal Pravda e anunciada no julgamento, mas a investigação incluiu a declaração na forma de declaração de um conhecido opositor do comunismo, comprovando a existência de uma conspiração. Cinco dos acusados, incluindo Ramzin, foram condenados à morte, depois substituídos por dez anos nos campos, os outros três - a oito anos nos campos. Todos eles foram enviados para cumprir suas penas, e todos eles, exceto Ramzin, morreram nos campos. Ramzin teve a oportunidade de retornar a Moscou e, em conclusão, continuar seu trabalho no cálculo e projeto de uma caldeira de fluxo direto de alta potência.

Para implementar este projeto em Moscou, com base na prisão de Butyrskaya na área da atual rua Avtozavodskaya, foi criado um "Escritório de Projeto Especial para Construção de Caldeiras de Fluxo Direto" (um dos primeiros "sharasheks"), onde o trabalho de design foi realizado sob a liderança de Ramzin com o envolvimento de especialistas livres da cidade. A propósito, um dos engenheiros autônomos envolvidos neste trabalho era o futuro professor do Instituto de Aço e Ligas V.V.Kuibyshev de Moscou M.M.Schegolev.

E em 22 de dezembro de 1933, a caldeira de fluxo direto Ramzin, fabricada na planta de construção de máquinas Nevsky em homenagem a I. Lenin, com uma capacidade de 200 toneladas de vapor por hora, com uma pressão de funcionamento de 130 atm e uma temperatura de 500 ° C, foi colocado em funcionamento em Moscovo no TETs-VTI (actual TETs-9). Várias casas de caldeiras semelhantes foram construídas em outros distritos de acordo com o projeto de Ramzin. Em 1936, Ramzin foi totalmente lançado. Ele se tornou o chefe do recém-criado departamento de engenharia de caldeiras no Instituto de Engenharia de Energia de Moscou e também foi nomeado diretor científico do VTI. As autoridades concederam a Ramzin o Prêmio Stalin de primeiro grau, as Ordens de Lenin e a Ordem da Bandeira Vermelha do Trabalho. Na época, esses prêmios eram altamente considerados.

VAK USSR premiado com L.K. Ramzin grau acadêmico Doutor em Ciências Técnicas sem defesa de tese.

No entanto, o público não perdoou Ramzin por seu comportamento no julgamento. Uma parede de gelo se ergueu em torno dele, muitos colegas não apertaram a mão dele. Em 1944, por recomendação do departamento de ciências do Comitê Central do PCUS (b), ele foi nomeado membro correspondente da Academia de Ciências da URSS. Em votação secreta na Academia, obteve 24 votos contra e apenas um a favor. Ramzin estava completamente quebrado, moralmente destruído, a vida acabou para ele. Ele morreu em 1948.

Comparando os desenvolvimentos científicos e as biografias desses dois cientistas, que trabalharam quase ao mesmo tempo, pode-se supor que eu iria-o diagrama para calcular os parâmetros do ar úmido provavelmente nasceu em solo alemão. É surpreendente que o professor Ramzin começou a reivindicar a autoria eu iria-diagramas apenas quatro anos após o surgimento do artigo de Richard Mollier, embora sempre acompanhasse de perto a nova literatura técnica, inclusive estrangeira. Em maio de 1923, em uma reunião da Seção de Engenharia Térmica da Sociedade Politécnica da Associação de Engenheiros da União, ele chegou a fazer um relatório científico sobre sua viagem à Alemanha. Conhecendo os trabalhos de cientistas alemães, Ramzin provavelmente queria usá-los em sua terra natal. É possível que ele tenha tentado em paralelo conduzir trabalhos científicos e práticos semelhantes na Escola Técnica Superior de Moscou nesta área. Mas nem um único artigo de aplicação sobre eu iria-chart ainda não foi encontrado nos arquivos. Rascunhos preservados de suas palestras sobre usinas térmicas, sobre o teste de vários materiais combustíveis, sobre a economia de unidades de condensação, etc. E nem um único, nem mesmo um rascunho eu iria-o diagrama escrito por ele antes de 1927 ainda não foi encontrado. Portanto, é necessário, apesar dos sentimentos patrióticos, concluir que o autor eu iria-o diagrama é precisamente Richard Mollier.

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Gráfico I-d Para iniciantes (gráfico de ar condicionado úmido ID para manequins) 15 de março de 2013

Original retirado de mrcynognathus no gráfico I-d para iniciantes (gráfico de identificação de ar úmido para manequins)

Bom dia, caros colegas novatos!

No início da minha carreira profissional, me deparei com esse diagrama. À primeira vista, pode parecer assustador, mas se você entende os princípios básicos pelos quais ele funciona, então você pode se apaixonar por ele: D. Na vida cotidiana, é chamado de diagrama i-d.

Neste artigo, tentarei explicar de forma simples (nos dedos) os pontos principais, para que você, então, a partir da base resultante, mergulhe de forma independente nessa teia de características do ar.

Parece algo assim nos livros didáticos. Torna-se de alguma forma assustador.


Vou remover tudo o que for supérfluo e não for necessário para minha explicação e apresentarei o diagrama i-d da seguinte maneira:

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Ainda não está totalmente claro o que é. Vamos dividir em 4 elementos:

O primeiro elemento é o teor de umidade (D ou d). Mas antes de começar a falar sobre umidade do ar em geral, gostaria de concordar em algo com você.

Vamos concordar “na praia” sobre um conceito de uma vez. Vamos nos livrar de um estereótipo que está firmemente arraigado em nós (pelo menos em mim) sobre o que é vapor. Desde a infância eu era apontado para uma panela ou chaleira fervendo e dizia, apontando o dedo para a “fumaça” que saía da vasilha: “Olha! Isso é vapor. " Mas, como muitas pessoas que são amigas da física, devemos entender que “O vapor d'água é um estado gasoso água ... Não tem cores, gosto e cheiro ”. Estas são apenas moléculas de H2O em um estado gasoso que não são visíveis. E o que vemos saindo da caldeira é uma mistura de água no estado gasoso (vapor) e “gotículas de água em um estado de fronteira entre o líquido e o gás”, ou melhor, vemos o último. Como resultado, obtemos isso este momento, cada um de nós está rodeado por ar seco (uma mistura de oxigênio, nitrogênio ...) e vapor (H2O).

Portanto, o teor de umidade nos diz quanto desse vapor está no ar. Em mais i-d diagramas, este valor é medido em [g / kg], ou seja, quantos gramas de vapor (H2O no estado gasoso) há em um quilograma de ar (1 metro cúbico de ar em seu apartamento pesa cerca de 1,2 quilograma). Para condições confortáveis \u200b\u200bem seu apartamento, deve haver 7 a 8 gramas de vapor em 1 quilograma de ar.

No diagrama i-d, o teor de umidade é descrito como linhas verticais e as informações de gradação estão localizadas na parte inferior do diagrama:

(para ampliar a imagem, clique e clique novamente)

O segundo elemento importante a compreender é a temperatura do ar (T ou t). Acho que não há necessidade de explicar nada aqui. A maioria dos gráficos i-d mede esse valor em graus Celsius [° C]. No diagrama i-d, a temperatura é representada por linhas oblíquas e as informações sobre a gradação estão localizadas no lado esquerdo do diagrama:

(para ampliar a imagem, clique e clique novamente)

O terceiro elemento do gráfico de ID é a umidade relativa (φ). A umidade relativa é o tipo de umidade de que ouvimos falar nas televisões e rádios quando ouvimos a previsão do tempo. É medido em porcentagem [%].

Uma pergunta razoável surge: "Qual é a diferença entre umidade relativa e teor de umidade?" Em essa questão Vou responder em etapas:

Primeira etapa:

O ar é capaz de reter uma certa quantidade de vapor. O ar tem uma certa “capacidade de vapor”. Por exemplo, em seu quarto, um quilograma de ar pode “levar para bordo” não mais do que 15 gramas de vapor.

Suponha que sua sala seja confortável e cada quilograma de ar em sua sala contenha 8 gramas de vapor, e cada quilograma de ar pode conter 15 gramas de vapor. Como resultado, obtemos que 53,3% do máximo de vapor possível está no ar, ou seja, umidade relativa do ar - 53,3%.

Segunda fase:

A capacidade do ar é diferente em diferentes temperaturas. Quanto mais alta a temperatura do ar, mais vapor ele pode conter, quanto mais baixa a temperatura, menor a capacidade.

Suponha que aquecemos o ar em sua sala com um aquecedor comum de +20 graus a +30 graus, mas a quantidade de vapor em cada quilograma de ar permanece a mesma - 8 gramas. A +30 graus, o ar pode "levar a bordo" até 27 gramas de vapor, como resultado, em nosso ar aquecido - 29,6% do vapor máximo possível, ou seja, umidade relativa do ar - 29,6%.

O mesmo vale para o resfriamento. Se resfriarmos o ar a +11 graus, obteremos uma "capacidade de carga" igual a 8,2 gramas de vapor por quilograma de ar e uma umidade relativa de 97,6%.

Observe que a umidade do ar era a mesma - 8 gramas, e a umidade relativa saltou de 29,6% para 97,6%. Isso foi devido a picos de temperatura.

Quando você ouve sobre o clima no rádio no inverno, onde dizem que o exterior está abaixo de 20 graus e a umidade é de 80%, isso significa que há cerca de 0,3 grama de vapor no ar. Entrando em seu apartamento, esse ar se aquece até +20 e a umidade relativa desse ar chega a 2%, e esse ar é muito seco (de fato, no apartamento no inverno, a umidade é mantida no nível de 20-30% devido à liberação de umidade dos banheiros e de pessoas, mas que também está abaixo dos parâmetros de conforto).

Terceira etapa:

O que acontecerá se baixarmos a temperatura a um nível em que a “capacidade de carga” do ar seja menor do que a quantidade de vapor no ar? Por exemplo, até +5 graus, onde a capacidade do ar é de 5,5 gramas / quilograma. Aquela parte do H2O gasoso, que não cabe no "corpo" (no nosso caso, é 2,5 gramas), começará a se transformar em um líquido, ou seja, na água. Na vida cotidiana, esse processo é especialmente visível quando as janelas embaçam devido ao fato de a temperatura dos vidros ser inferior a temperatura média na sala, tanto que há pouco espaço para a umidade do ar e o vapor, transformando-se em líquido, se instala no vidro.

Então tudo é simples! O diagrama é fácil de usar! Considere, por exemplo, seu cômodo cômodo, onde a temperatura é de + 20 ° C e a umidade relativa do ar é de 50%. Encontramos a interseção dessas duas linhas (temperatura e umidade) e vemos quantos gramas de vapor estão em nosso ar.

Aquecemos o ar a + 30 ° С - a linha sobe, porque a quantidade de umidade no ar continua a mesma, mas só a temperatura aumenta, a gente coloca um ponto, veja qual é a umidade relativa - acabou sendo 27,5%.

Outros processos que podem ser realizados com ar usando vários dispositivos (desumidificação, resfriamento, umidificação, aquecimento ...) podem ser encontrados em livros didáticos.

Além do ponto de orvalho, outro ponto importante é a “temperatura de bulbo úmido”. Esta temperatura é usada ativamente no cálculo de torres de resfriamento. Grosso modo, esse é o ponto em que a temperatura de um objeto pode cair se envolvermos esse objeto em um pano úmido e começarmos a “soprar” intensamente sobre ele, por exemplo, usando um ventilador. O sistema de termorregulação humano funciona de acordo com este princípio.

O feixe de processo (inclinação, relação calor-umidade, ε) é construído de forma a determinar a mudança no ar a partir da liberação simultânea de alguma fonte (s) de calor e umidade. Normalmente, essa fonte é uma pessoa. Coisa óbvia, mas compreensiva processos i-d os diagramas ajudarão a detectar possíveis erros aritméticos, se houver. Por exemplo, se você plotar um feixe em um diagrama e sob condições normais e a presença de pessoas, seu teor de umidade ou temperatura diminui, então vale a pena pensar e verificar os cálculos.

Neste artigo, muito foi simplificado para uma melhor compreensão do diagrama na fase inicial de seu estudo. Informações mais precisas, mais detalhadas e mais científicas devem ser buscadas na literatura educacional.

Para muitos colhedores de cogumelos, as expressões "ponto de orvalho" e "condensação de captura nos primórdios" são familiares.

Vamos dar uma olhada na natureza desse fenômeno e como evitá-lo.

Pelo curso de física da escola e por nossa própria experiência, todos sabem que, quando fica bem frio lá fora, podem se formar neblina e orvalho. E quando se trata de condensar, a maioria imagina esse fenômeno da seguinte forma: uma vez que o ponto de orvalho seja atingido, a água do condensado drenará do primórdio ou gotas serão visíveis nos cogumelos em crescimento (a palavra "orvalho" está associada às gotas). No entanto, na maioria dos casos, a condensação se forma como uma fina película de água quase invisível que evapora muito rapidamente e nem é sentida ao toque. Por isso, muitos ficam perplexos: qual é o perigo desse fenômeno, se ele nem é visível?

Existem dois perigos:

1. uma vez que ocorre quase imperceptivelmente ao olho, é impossível estimar quantas vezes por dia os primórdios em crescimento foram cobertos por tal película e que danos os causou.

É por causa dessa "invisibilidade" que muitos colhedores de cogumelos não dão importância ao próprio fenômeno da condensação, não entendem a importância de suas consequências para a formação da qualidade dos cogumelos e seu rendimento.

1. A película de água, que cobre completamente a superfície dos primórdios e fungos jovens, evita que a umidade evapore, que se acumula nas células da camada superficial da tampa do cogumelo. A condensação ocorre devido às flutuações de temperatura na câmara de crescimento (veja os detalhes abaixo). Quando a temperatura se estabiliza, uma fina camada de condensação da superfície da tampa evapora e só então a umidade do corpo do cogumelo ostra começa a evaporar. Se a água nas células da tampa do cogumelo estagnar por muito tempo, as células começam a morrer. A exposição de longo prazo (ou de curto prazo, mas periódica) ao filme de água inibe a evaporação da própria umidade do corpo do fungo que os primórdios e os cogumelos jovens morrem de até 1 cm de diâmetro.

Quando os primórdios ficam amarelos, macios como algodão, e saem deles quando pressionados, os catadores de cogumelos geralmente atribuem tudo à "bacteriose" ou "micélio ruim". Mas, via de regra, essa morte está associada ao desenvolvimento de infecções secundárias (bacterianas ou fúngicas) que se desenvolvem em primórdios e fungos que morreram por efeito da condensação.

De onde vem a condensação e quais devem ser as flutuações de temperatura para que o ponto de orvalho venha?

Para a resposta, vamos nos voltar para o diagrama de Mollier. Ele foi projetado para resolver problemas graficamente, em vez de fórmulas complicadas.

Vamos considerar a situação mais simples.

Imagine que a umidade na câmara permanece inalterada, mas por algum motivo a temperatura começa a cair (por exemplo, água com uma temperatura abaixo do normal entra no trocador de calor).

Digamos que a temperatura do ar na câmara seja de 15 graus e a umidade seja de 89%. No diagrama de Mollier, este é o ponto azul A, ao qual a linha laranja conduz a partir do número 15. Se esta linha reta continuar para cima, veremos que o teor de umidade neste caso será de 9,5 gramas de vapor d'água em 1 m³ de ar.

Porque presumimos que a umidade não muda, ou seja, a quantidade de água no ar não mudou, então quando a temperatura cair apenas 1 grau, a umidade já será de 95%, em 13,5 - 98%.

Se baixarmos a linha reta (vermelha) do ponto A, então, na interseção com a curva de umidade de 100% (este é o ponto de orvalho), obteremos o ponto B. Desenhando uma linha reta horizontal até o eixo da temperatura, veremos que a condensação começará a cair a uma temperatura de 13,2.

O que este exemplo nos dá?

Vemos que uma diminuição da temperatura na zona de formação de drusas jovens em apenas 1,8 graus pode causar o fenômeno de condensação de umidade. O orvalho cairá sobre os primórdios, pois eles sempre têm uma temperatura 1 grau menor do que na câmara - devido à constante evaporação de sua própria umidade da superfície da tampa.

Claro, em uma situação real, se o ar sai do duto dois graus abaixo, ele se mistura com mais ar quente na câmara e a umidade não sobe para 100%, mas na faixa de 95 a 98%.

Porém, deve-se notar que além das flutuações de temperatura em uma câmara de cultivo real, também temos bicos de umidificação que fornecem o excesso de umidade e, portanto, o teor de umidade também muda.

Como resultado, o ar frio pode ficar supersaturado com vapor de água e, quando misturado na saída do duto de ar, ficará na área de nebulização. Como não há distribuição ideal dos fluxos de ar, qualquer deslocamento do fluxo pode levar ao fato de que é perto do primórdio em crescimento que se forma a mesma zona de orvalho que o destruirá. Nesse caso, o primórdio que cresce nas proximidades pode não ser afetado por esta zona e a condensação não cairá sobre ele.

O mais triste nessa situação é que, via de regra, os sensores ficam pendurados apenas na própria câmara, e não nos dutos. Portanto, a maioria dos cultivadores de cogumelos nem mesmo estão cientes de que tais flutuações de parâmetros microclimáticos existem em sua câmara. O ar frio, saindo do duto, se mistura com um grande volume de ar da sala, e o ar chega ao sensor com "valores médios" sobre a câmara, e um microclima confortável é importante para os cogumelos na zona de seu crescimento!

Ainda mais imprevisível é a situação de queda de condensação quando os bicos de umidificação não estão localizados nos próprios dutos de ar, mas estão pendurados ao redor da câmara. Então, o ar que entra pode secar os cogumelos, e os bicos que ligam repentinamente podem formar uma película contínua de água na tampa.

De tudo isso, seguem importantes conclusões:

1. Mesmo pequenas flutuações de temperatura de 1,5-2 graus podem causar condensação e a morte de cogumelos.

2. Se você não tiver a oportunidade de evitar flutuações no microclima, você terá que diminuir a umidade para os valores mais baixos possíveis (a uma temperatura de +15 graus, a umidade deve ser de pelo menos 80-83%), então é menos provável que a saturação completa do ar com umidade ocorra quando temperatura.

3. Se na câmara a maioria dos primórdios já passou do estágio de flox * e tem dimensões de mais de 1-1,5 cm, então o perigo de morte de fungos por condensação diminui devido ao crescimento da capa e, conseqüentemente, da área de superfície de evaporação.
Em seguida, a umidade pode ser aumentada para o nível ideal (87-89%), para que o cogumelo fique mais denso e pesado.

Mas para fazer isso gradualmente, não mais do que 2% ao dia, já que, como resultado de um aumento acentuado na umidade, você pode obter novamente o fenômeno da condensação de umidade nos cogumelos.

* O estágio de flox (veja a foto) é o estágio de desenvolvimento da primoria, quando há uma divisão em cogumelos separados, mas o próprio primórdio ainda se parece com uma bola. Externamente, parece uma flor com o mesmo nome.

4. É obrigatório ter sensores de umidade e temperatura não apenas na sala da câmara de cultivo do cogumelo ostra, mas também na zona de crescimento dos primórdios e nos próprios dutos de ar, para registrar as oscilações de temperatura e umidade.

5. Qualquer umidificação do ar (bem como aquecimento e resfriamento) na própria câmara inaceitável!

6. A presença de automação ajuda a evitar flutuações de temperatura e umidade, e a morte de fungos por este motivo. Um programa que controla e coordena a influência dos parâmetros do microclima deve ser escrito especificamente para as câmaras de crescimento do cogumelo ostra.

Para fins práticos, é mais importante calcular o tempo de resfriamento da carga utilizando o equipamento de bordo. Uma vez que as capacidades de uma instalação a bordo para liquefazer gases determinam em grande parte o tempo que uma embarcação fica no porto, o conhecimento dessas capacidades permitirá planejar o tempo de estacionamento com antecedência, evitando tempos de inatividade desnecessários e, portanto, reclamações para o navio.

Diagrama de Mollier. que é mostrado abaixo (Fig. 62), calculado apenas para o propano, mas o método de seu uso para todos os gases é o mesmo (Fig. 63).

O gráfico de Mollier usa uma escala logarítmica de pressão absoluta (R log) - no eixo vertical, no eixo horizontal h - escala natural de entalpia específica (ver fig. 62, 63). A pressão está em MPa, 0,1 MPa \u003d 1 bar, portanto, no futuro, usaremos barras. A entalpia específica é medida em n kJ / kg. No futuro, ao resolver problemas práticos, usaremos constantemente o diagrama de Mollier (mas apenas sua representação esquemática para entender a física dos processos térmicos que ocorrem com a carga).

No diagrama, você pode ver facilmente uma espécie de rede formada pelas curvas. Os limites desta "rede" delineiam as curvas de limite da mudança nos estados agregados do gás liquefeito, que refletem a transição do LÍQUIDO em vapor saturado. Tudo à esquerda da "rede" se refere ao líquido super-resfriado, e tudo à direita da "rede" se refere ao vapor superaquecido (ver Fig. 63).

O espaço entre essas curvas representa os diferentes estados da mistura de vapor de propano saturado e líquido, refletindo o processo de transição de fase. Usando uma série de exemplos, consideraremos o uso prático * do diagrama de Mollier.

Exemplo 1: desenhe uma linha correspondente a uma pressão de 2 bar (0,2 MPa) através da seção do diagrama que mostra a mudança de fase (fig. 64).

Para isso, determinamos a entalpia para 1 kg de propano em ebulição a uma pressão absoluta de 2 bar.

Conforme observado acima, o propano líquido em ebulição é caracterizado pela curva à esquerda do diagrama. No nosso caso, esse será o ponto E, Desenho de um ponto E da linha vertical até a escala A, determinamos o valor da entalpia, que será de 460 kJ / kg. Isso significa que cada quilograma de propano neste estado (no ponto de ebulição à pressão de 2 bar) tem uma energia de 460 kJ. Portanto, 10 kg de propano terão uma entalpia de 4600 kJ.

Em seguida, determinamos o valor de entalpia para o vapor de propano saturado seco na mesma pressão (2 bar). Para fazer isso, desenhe uma linha vertical a partir do ponto NO antes de cruzar a escala de entalpia. Como resultado, descobrimos que o valor máximo de entalpia para 1 kg de propano na fase de vapor saturado será de 870 kJ. Dentro do gráfico

* Para cálculos, são usados \u200b\u200bdados de tabelas termodinâmicas de propano (ver apêndices).

Figura: 64. Por exemplo 1 Fig. 65. Por exemplo 2

Ter
entalpia efetiva, kJ / kg (kcal / kg)

Figura: 63. Curvas principais do diagrama de Mollier

(Fig. 65) as linhas direcionadas para baixo a partir do ponto do estado crítico do gás representam o número de partes de gás e líquido na fase de transição. Em outras palavras, 0,1 significa que a mistura contém 1 parte de vapor de gás e 9 partes de líquido. No ponto de intersecção da pressão de vapor saturado com essas curvas, determinamos a composição da mistura (sua secura ou umidade). A temperatura de transição é constante ao longo de todo o processo de condensação ou vaporização. Se o propano estiver em um sistema fechado (em um tanque de carga), as fases líquida e gasosa da carga estão presentes. Você pode determinar a temperatura de um líquido conhecendo a pressão do vapor e a pressão do vapor a partir da temperatura do líquido. A pressão e a temperatura estão relacionadas se o líquido e o vapor estiverem em equilíbrio em um sistema fechado. Observe que as curvas de temperatura localizadas no lado esquerdo do diagrama descem quase verticalmente, cruzam a fase de vaporização na direção horizontal, e no lado direito do diagrama descem novamente quase verticalmente.

EXEMPLO 2: Suponha que haja 1 kg de propano no estágio de mudança de fase (parte do propano é líquido e parte é vapor). A pressão de vapor saturado é de 7,5 bar e a entalpia da mistura (vapor-líquido) de 635 kJ / kg.

É necessário determinar quanto do propano está na fase líquida e quanto está na fase gasosa. Coloquemos de lado as quantidades conhecidas no diagrama: pressão de vapor (7,5 bar) e entalpia (635 kJ / kg). A seguir, definimos o ponto de intersecção da pressão e da entalpia - fica na curva, que é designada por 0,2. E isso, por sua vez, significa que temos o propano em ebulição, sendo 2 (20%) do propano no estado gasoso e 8 (80%) no estado líquido.

Você também pode determinar a pressão manométrica do líquido no tanque, cuja temperatura é 60 ° F, ou 15,5 ° C (para converter a temperatura, usaremos a tabela de características termodinâmicas do propano do Apêndice).

Deve ser lembrado que esta pressão é menor que a pressão de vapor saturado (pressão absoluta) pelo valor pressão atmosféricaigual a 1,013 mbar. No futuro, para simplificar os cálculos, usaremos o valor da pressão atmosférica igual a 1 bar. No nosso caso, a pressão de vapor saturado, ou pressão absoluta, é de 7,5 bar, então a pressão manométrica no tanque é de 6,5 bar.

Figura: 66. Por exemplo 3

Como pode ser visto na Fig. 62-65, no diagrama de Mollier, as curvas de densidade são direcionadas do canto esquerdo inferior do diagrama "líquido" para o canto superior direito. O valor da densidade no diagrama pode ser dado em Ib / ft 3. Para conversão para SI, um fator de conversão de 16,02 é usado (1,0 Ib / ft 3 \u003d 16,02 kg / m 3).

Exemplo 3: Neste exemplo, usaremos curvas de densidade. Você deseja determinar a densidade do vapor de propano superaquecido a 0,95 bar absoluto e 49 ° C (120 ° F).
Também determinaremos a entalpia específica desses vapores.

A solução do exemplo é mostrada na Fig. 66.

Nossos exemplos usam as características termodinâmicas de um gás, o propano.

Em tais cálculos, para qualquer gás, apenas os valores absolutos mudarão parâmetros termodinâmicos, o princípio permanece o mesmo para todos os gases. No futuro, por simplicidade, maior precisão dos cálculos e redução do tempo, usaremos tabelas de propriedades termodinâmicas dos gases.

Quase todas as informações contidas no diagrama de Mollier são apresentadas em forma tabular.

DE
usando tabelas, você pode encontrar os valores dos parâmetros da carga, mas difícil. Figura: 67. Por exemplo, 4 imagine como está o processo. ... refrigeração, se você não usar pelo menos uma exibição de diagrama esquemático p- h.

Exemplo 4: Há propano em um tanque de carga a uma temperatura de -20 "C. É necessário determinar com a maior precisão possível a pressão do gás no tanque em uma determinada temperatura. Em seguida, é necessário determinar a densidade e a entalpia de vapor e líquido, bem como a diferença" entalpia entre líquido e vapor. Os vapores acima da superfície do líquido estão em um estado de saturação na mesma temperatura do próprio líquido. A pressão atmosférica é de 980 mlbar. É necessário construir um diagrama de Mollier simplificado e exibir todos os parâmetros nele.

Usando a tabela (consulte o Apêndice 1), determinamos a pressão de vapor saturado do propano. A pressão de vapor absoluta do propano a -20 ° C é 2,44526 bar. A pressão no tanque será igual a:

pressão no tanque (medidor ou medidor)

1,46526 bar