Reprezentarea proceselor in diagrame termodinamice

Reprezentarea proceselor in diagrame termodinamice

Procesele termodinamice, care au loc in diferitele tipuri de vaporizatoare analizate anterior, pot fi reprezentate in diagramele termodinamice T-s si lgp-h, ca in figurile 63, 64, 65 si 66.

Racitoarele de aer sunt vaporizatoare in care se realizeaza vaporizarea completa a agentului frigorific, urmata de o usoara supraincalzire. Starea 1 reprezinta intrarea agentului frigorific in vaporizator (amestec de lichid si vapori), starea 2 reprezinta sfarsitul vaporizarii propriu-zise (vapori saturati uscati), iar starea 3 reprezinta iesirea agentului frigorific din vaporizator (vapori supraincalziti).

Vaporizatoarele imersate in bazine pentru racirea lichidelor, sunt caracterizate prin faptul ca la intrarea in aparat agentul frigorific se gaseste in stare de lichid saturat, iar vaporizarea este incompleta, obtinandu-se un amestec de lichid si vapori. Starea 1 reprezinta intrarea agentului frigorific in vaporizator (lichid saturat), iar starea 2 reprezinta iesirea agentului frigorific din vaporizator (vapori umezi).

Vaporizatoarele multitubulare orizontale sunt caracterizate prin faptul ca la intrarea in aparat agentul frigorific se gaseste in stare de lichid saturat, iar vaporizarea este completa.

Starea 1 reprezinta intrarea agentului frigorific in vaporizator (lichid saturat), iar starea 2 reprezinta iesirea agentului frigorific din vaporizator (vapori saturati uscati). Pentru vaporizatoarele destinate racirii lichidelor, reprezentarea regimului termic, in diagrama temperatura (t) - suprafata de transfer termic (S), ofera toate informatiile necesare pentru determinarea parametrilor termodinamici ai lichidului respectiv.

In cazul vaporizatoarelor racitoare de aer, datorita prezentei umiditatii in aerul care preia caldura degajata de agentul frigorific, in vederea studierii procesului termodinamic suferit de aer, este necesara reprezentarea acestuia in diagrama entalpie (h) - umiditate (x) a aerului umed, ca in figurile 67 si 68.

Notatiile au aceeasi semnificatie ca si cele utilizate anterior:

- ai - starea aerului la intrarea in condensator;

- ae - starea aerului la iesirea din condensator;

- R - punctul de roua;

- P - starea de saturatie aflata la temperatura peretelui.

Comportarea aerului umed in timpul procesului de racire, este diferita in functie de relatia existenta intre temperatura medie exterioara a peretelui suprafetei racitorului de aer (t_p) si temperatura punctului de roua (t_r), corespunzator aerului la intrarea in vaporizator. Daca temperatura peretelui este mai mare decat temperatura punctului de roua, atunci racirea se

realizeaza la umiditate absoluta constanta, deoarece cantitatea de vapori de apa continuta de aer, ramane constanta. Aceasta situatie este reprezentata in figura 67. Daca temperatura peretelui este mai mica decat temperatura punctului de roua, atunci se produce uscarea aerului. In acest caz, procesul de racire este insotit, pe langa reducerea temperaturii aerului si de fenomenul de depunere a unei cantitati semnificative de condens, care determina scaderea umiditatii absolute a aerului, asa cum se observa in figura 68. Racirea aerului se reprezinta in acest caz, pe diagrama h-x a aerului umed, printr-o dreapta, care uneste punctul reprezentand starea aerului la intrarea in vaporizator (ai), cu punctul caracterizat prin temperatura exterioara a peretelui racitorului de aer si curba de saturatie a aerului umed (P). Punctul reprezentand starea aerului la iesirea din vaporizator (ae), se va gasi pe aceasta dreapta, si va avea temperatura ceva mai ridicata decat temperatura peretelui:

- Pentru racitoare de aer utilizate in climatizare:

t_ae = t_p + 4.8°C                                                                                                                           (89)

- Pentru racitoare de aer utilizate in aplicatii industriale:

t_ae = t_p + 2.3°C                                                                                                                           (90)

Temperatura peretelui racitorului de aer, este foarte apropiata de temperatura de

vaporizare:

t_p = t₀ + 2.3°C                                                                                                                            (91)

In climatizare, cea mai des intalnita situatie, este cea in care temperatura peretelui este mai mica decat temperatura punctului de roua.

In aplicatiile industriale, temperatura peretelui este cel mai des negativa, ca si temperatura de vaporizare. In acest caz, umiditatea se va depune sub forma de bruma, zapada, sau gheata.