thermodynamics, termodinamika nagib neimarlija ch 10

196 GLAVA 10........TERMODINAMIKA.......Vlani zrak.......

GLAVA 10 VLANI ZRAK 10-1 Osnovna svojstva vlanog zraka 10-2 Entalpija vlanog zraka 10-3 Mollierov h-x dijagram 10-4 Grijanje i hlaenje vlanog zraka 10-5 Mijeanje zranih struja 10-6 Suenje materijala 10 VLANI ZRAK

10-1 Osnovna svojstva vlanog zraka Suhi zrak je mjeavina konstantnog sastava oko desetak plinova s najveim

procentualnim udjelima, bilo maseno ili volumno, duika i kiseonika, to se vidi iz tabele 10-1. U ininjerskoj praksi suhi zrak se tretira kao idealan plin za pritiske do 100bara i temperature ne nie od 100 0C. Osnovne termodinamske osobine suhog zraka jesu: molekularna masa Mzr = 28,96 kg/kmol, plinska konstanta Rzr = 287 J/kgK i eksponent adijabate 41,= . U prirodi i ininjerskoj praksi zrak nikada nije potpuno suh, zapravo on uvijek sadri zavisno od okolnosti odreenu koliinu vlage (vode), najee u

obliku pregrijane pare. Naime, udio vlage u mjeavini suhi zrak - vodena para takav je da joj je parcijalni pritisak svega nekoliko stotina paskala, a s obzirom da je temperatura vlage jednaka temperaturi mjeavine, moe se zakljuiti da

je ona u zraku u pregrijanom stanju. Pregrijana para se ponaa kao idealan plin, stoga se vlani zrak moe smatrati kao mjeavina dva idealna plina.

Osnovne termodinamske veliine za vodenu paru, kao idealan plin,

jesu: molekularna masa Mp = 18,016 kg/kmol, plinska konstanta Rp = 461,4 J/kgK i eksponent adijabate 311,= .

Apsolutna vlanost zraka (x)

Udio vodene pare u vlanom zraku je promjenljiv, pa je uobiajeno da

se vlani zrak iskazuje kao 1kg suhog zraka i x kg vlage, to jest (1+x) kg vlanog zraka, gdje

zr

p

m

mx = , [ ]110

GLAVA 10........TERMODINAMIKA.......Vlani zrak.......

197

predstavlja apsolutnu vlanost zraka. Ako se pretpostavi da je vlaga u vlanom zraku u obliku pregrijane

pare i ako se iskoriste principi za mjeavine idealnih plinova, onda se apsolutna vlanost zraka moe izraziti preko ukupnog pritiska mjeavine i

parcijalnih pritisaka pare i suhog zraka. S tim ciljem, prvo je potrebno napisati jednaine stanja za svaku komponentu vlanog zraka na slijedei nain

==

==

TM

RmTRmVP

TM

RmTRmVP

zr

zrzrzrzr

p

pppp

0

0

, [ ]210

a zatim ih kombinirati s jednainom [ ]110 , te konano dobiti

zr

p

zr

p

zr

p

P

P,

P

P

M

Mx 6220== ,

odnosno

p

p

PP

P,x

= 6220 . [ ]310

Zrak na odreenoj temperaturi moe primiti samo odgovarajuu

koliinu vodene pare. Vlani zrak s maksimalno moguom koliinom vodene

pare naziva se zasieni zrak. Taka zasienja definira se tako da parcijalni

pritisak vodene pare i ne moe biti vei nego to je pritisak zasienja na toj

temperaturi. Ako bi se zasienom zraku dodalo jo pare, ona bi se odmah kondenzovala i ostala da lebdi u zraku u obliku sitnih kapljica, to je u prirodi poznato kao magla. Viak pare zasien zrak ne moe primiti, jer dolazi do

neravnotee izmeu pritiska i temperature zasienja pare. Iz tablica za vodenu paru moe se oitati pritisak zasienja pare za datu temperaturu, tako da se

moe izraunati stepen vlanosti zasienog zraka na slijedei nain

z

z

z

PP

P,x

= 6220 . [ ]410

Iz ovog izraza mogue je izvesti jo jedan zakljuak o vlanom zraku. Naime, kada je ukupni pritisak vlanog zraka jednak pritisku zasienja, to jest P=Pz, tada 1kg suhog zraka moe primiti bilo koju koliinu vodene pare.


Relativna vlanost zraka

U meteorologiji umjesto apsolutne rauna se relativna vlanost zraka,

koja se definira kao odnos parcijalnog pritiska pare u vlanom zraku i pritiska

zasienja za datu temperaturu

z

p

P

P= . [ ]510

Vrijednosti za relativnu vlanost kreu se od 0= za suhi zrak, do 1= za potpuno zasien zrak.

Tabela 10-1 Sastav suhog zraka Komponenta Formula Volumno % Maseno %

Duik N2 78,03 75,47 Kiseonik O2 20,9 23,1 Argon Ar 0,93 1,28 Udljendioksid CO2 0,03 0,05 Vodik H2 0,01 - Neon Ne 0,0012 - Helij He 0,0005 - Kripton Kr 0,0003 - Ksenon Xe 0,00004 -

10-2 Entalpija vlanog zraka Entalpija vlanog zraka jednaka je sumi entalpija suhog zraka i vodene pare

ppzrzrhmhmH += . [ ]610

Ako se entalpija vlanog zraka svede na jedinicu mase suhog zraka, to

je ininjerska praksa, dobit e se izraz za specifinu entalpiju

pzr

zr

xhxh

m

Hh +==+1 . [ ]710

Specifina entalpija suhog zraka, kao idealnog plina, zavisi samo od

temperature tch zr,pzr = , [ ]810


199

gdje je cp, zr = 1,005 kJ/kg K - izobarna specifina toplota suhog zraka. Specifina entalpija pregrijane pare, takoer kao idealan plin, moe se

izraziti kao suma toplote isparavanja na 00C i entalpije pregrijavanja od 00C do t 0C na slijedei nain

tcrhp,pp

+=0

, [ ]910 gdje je r0 = 2500 kJ/kg - toplota isparavanja vode na 00C, a cp,p =1,93 kJ/kgK - izobarna specifina toplota pregrijane pare.

Ako se jednaine [ ]810 i [ ]910 uvrste u jednainu [ ]710 , dobit e se izraz za specifinu entalpiju nezasienog vlanog zraka

( )tcrxtch p,pzr,px ++=+ 01 , [ ]1010 a za potpuno zasini vlani zrak je

( )tcrxtch p,pzzr,px ++=+ 01 . [ ]1110

Kada je vlani zrak prezasien, to jest zxx > , tada zavisno od njegove temperature mogu biti tri karakteristina sluaja:

Ako je zxx > i t > 00C, vlani zrak se sastoji od: suhog zraka, pregrijane

pare i kapljica vode. Entalpija je data slijedeim izrazom

( ) tcxtcrxtch wwp,pzzr,px +++=+ 01 , [ ]1210 gdje je xw = (x-xz) - sadraj vode u mjeavini, a cw = 4,18 kJ/kgK - specifina toplota vode. Ako je zxx > i t < 0

0C, vlani zrak se sastoji od: suhog zraka, pare i leda.

Entalpija je data slijedeim izrazom

( ) ( )tcrxtcrxtch lllp,pzzr,px ++=+ 01 , [ ]1310 gdje je: xl = (x-xz) - sadraj leda u mjeavini, 334=lr kJ/kg - toplota mrnjenja i cl = 2,09 kJ/kgK - specifina toplota leda. Trei lan na desnoj strani u jednaini [ ]1310 negativan je, jer se entalpija ispod 00C rauna kao negativna. Ako je zxx > i t = 0

0C, vlani zrak se sastoji od: suhog zraka, pare, vode

i leda. Entalpija je data slijedeim izrazom


( ) llwwp,pzzr,px rxtcxtcrxtch +++=+ 01 . [ ]1410

10-3 Mollierov h-x dijagram Promjene stanja vlanog zraka vezane su za promjene slijedeih veliina: temperature, relativne vlanosti, stepena vlanosti i entalpije. Sve ove

parametre, odnosno njihove promjene u h-x dijagramu je 1923. godine predstavio njemaki naunik Richard Mollier (1863-1935). Kod crtanja h-x dijagrama vezu izmeu navedenih veliina stanja vlanog zraka daju tri

osnovna naela: zakon o idealnim plinovima, Daltonov zakon i prvi zakon

termodinamike. Iz prethodne analize moe se zakljuiti da e u h-x dijagramu biti dva karakteristina podruja: nezasieno i zasieno. Linija zasienja je linija koja dijeli ova dva podruja i vrlo je vana u termodinamici vlanog

zraka. Za nezasieno podruje, koristei jednainu [ ]1010 , za svaku

temperaturu je mogue nacrtati po jednu liniju, koja daje vezu izmeu

entalpije i apsolutne vlanosti. Nagib tih izotermi dobije se diferenciranjem

jednaine [ ]1010 na slijedei nain

tcrx

h

p,p

t

x +=

+

0

1 . [ ]1510

Izoterme u nezasienom podruju vrlo su strme i njihov nagib se poveava s

poveanjem temperature. Razlog zato su one takve lei u injenici da je

entalpija isparavanja vode vrlo velika. Izoterme nezasienog podruja teku sve

do linije zasienja, a koja se dobije kada se spoje sve take zasienog stanja

(h1+x, z , xz), kako je to ve ilustrirano na slici 10-1. Koordinate tih taaka mogue je dobiti pomou jednaina [ ]410 i [ ]1110 . Na liniji zasienja relativna vlanost je 100% i ona dijeli dijagram na dva karakteristina podruja: nezasieno i zasieno.

U zasienom podruju h-x dijagrama mogue je nastaviti crtati izoterme koristei jednainu [ ]1210 . Nagib tih izotermi dobije se diferenciranjem jednaine [ ]1210 , uz uvjet da prva dva lana u jednaini predstavljaju konstantu za datu temperaturu


201

tcx

h

w

t

x =

+1 , [ ]1610

i, kao to se vidi, dobijena vrijednost je znatno manja od prethodne, pa se izoterme lome i u ovom podruju su gotovo horizontalne.

Dijagram konstruiran na ovakav nain nije prikladan za praktinu

upotrebu, jer najinteresantnije nezasieno podruje ostaje zbijeno i

nepregledno. Mollier je ovaj problem rijeio crtanjem dijagrama u kosokutnim koordinatama. Naime, apscisu x nageo je toliko da se ona poklopila s izotermom 00C u zasienom podruju, a u nezasienom podruju ona je horizontalna. Ova varijanta h-x dijagrama prezentirana je na slici 10-2. Na dijagramu se obino ucrtavaju izoterme, izentalpe, linija zasienja i linije

konstantne relativne vlanosti. Linija suhog zraka, to jest 0= , poklapa se s ordinatom koordinatnog sistema. Pored ova dva ekstremna sluaja, za

relativnu vlanost u h-x dijagram, kako je to ve i navedeno, ucrtavaju se i ostale vrijedosti odnosno linije konstantne relativne vlanosti. Naime, izmeu

taaka A i C, shematski prikazane na slici 10-2, za odabranu temperaturu mogue je dobiti linearnim dijeljenjem proizvoljan broj taaka relativne vlanosti, naprimjer za taku B, na slijedei nain

AC

ABB = . [ ]1710

Slika 10-1 h-x dijagram vlanog zraka u ortogonalnim koordinatama

h1+x (ti)

x

h1+x

t

t0

xz (ti)

zasieno

podruje

linija zasienja

nezasieno

podruje


Ako se spoje take istih vrijednosti za relativnu vlanost, a za razliite

temperature, onda e se dobiti linije konstantne relativne vlanosti. Linija

zasienja asimptotski tei izotermi zasienja, odnosno temperaturi kljuanja

vode koja odgovara pritisku vlanog zraka za koji vrijedi h-x dijagram. Za praktinu upotrebu najee se crta dijagram za ukupni pritisak od 1bar, pa linija zasienja tei izotermi od 1000C iz nezasienog podruja.

Mollierov dijagram za vlani zrak potrebno je analizirati za podruje

oko 00C i nie. Jedna od specifinosti ovog podruja jeste ta da se linija zasienja lomi, jer se dogaa prijelaz od ravnotee voda - para na ravnoteu led - para. Druga je posebnost ta da u zasienom podruju egzistiraju dvije izoterme za temperaturu 00C. Crtanje izotermi za temperature nie od 00C mogue je nastaviti korienjem jednaine [ ]1010 za nezasieno, a jednaine [ ]1310 za zasieno podruje. Nagib izotermi za zasieno podruje i temperature nie od 00C je

tcrx

h

ll

t

x +=

+1 [ ]1810

Nagib za dvije karakteristine izoterme za 00C, shematski prikazane na

slici 10-3, mogue je dobiti ako se u jednaine [ ]1610 i [ ]1810 uvrsti

B

=1

C A

x

h1+x

t = const.

tz

t

t

t = 00C x

r0 . x x

B

Slika 10-2 h-x dijagram vlanog zraka u kosokutnim koordinatama


203

vrijednost za temperaturu. Tako, iz jednaine [ ]1610 dobije se nagib izoterme vlane magle

01 =

+

t

x

x

h, [ ]1910

a jednaina [ ]1810 nagib izoterme ledene magle

l

t

xr

x

h=

+1 . [ ]2010

Podruje izmeu ovih dviju izotermi, na slici 10-3, predstavlja stanje vlanog zraka kao mjeavine: suhog zraka, pare, vodene i ledene magle.

Za praktinu upotrebu h-x dijagram se uobiajeno crta bez donjeg

trokutastog dijela sa slike 10-2, jer se procesi s vlanim zrakom u procesnoj i klima tehnici odvijaju preteno u nezasienom podruju. Pri korienju

dijagrama treba voditi rauna o tom pojednostavljenju, odnosno treba znati da

su linije konstantne entalpije paralelne kose linije nagnute za ugao xrtg0

= . Zatim, svaki h-x dijagram vai samo za odreeni pritisak vlanog zraka. S obzirom da je entalpija idealnih plinova nezavisna od promjene pritiska, onda se nee mijenjati poloaj izotermi u nezasienom podruju kada se promijeni

pritisak vlanog zraka. Meutim, poloaj izotermi u zasienom podruju se

Izoterma ledene magle

t


mijenja s promjenom pritiska vlanog zraka. U nezasienom podruju kada se

mijenja pritisak vlanog zraka mijenja se i poloaj linija konstantne relativne vlanosti. Kriva .const= pri pritisku P dobija novu vrijednost kada se pritisak promijeni na P1

P

P1

1= . [ ]2110

Tako, naprimjer, kriva 50,= pri pritisku P = 1bar postala bi kriva 1= , to jest kriva zasienja, kada bi se pritisak promijenio na P1 = 2bar.

10-4 Grijanje i hlaenje vlanog zraka Grijanjem vlanog zraka raste mu temperatura i entalpija, a sadraj vlage ostaje nepromijenjen. Iako je sadraj vlage u zraku ostao isti, relativna

vlanost mu se smanjila tako da je 12


205

10-5 Mijeanje zranih struja U prirodi i ininjerskoj praksi bezbroj je primjera mijeanja zranih struja

razliitih termodinamskih stanja. Slijedi analiza onih primjera koji su najei

u ininjerskoj praksi.

Mijeanje dviju zranih struja

Ako se pri konstantnom pritisku mijeaju dvije struje vlanog zraka stanja

1 i stanja 2, dobit e se vlani zrak stanja m, kako je to shematski prikazano na slici 10-6.

Slika 10-4 Zagrijavanje vlanog zraka

Slika 10-5 Hlaenje vlanog zraka

3

1

2 4 h4 t2 = t4

42

h2

h1

x

h1+x

t1 = t3

x1 = x2

1 h3

x3 = x4

2t2

11

2

3

=1

t1 = t3 A

x

h1+x

x1

h = const.

x3


S pretpostavkom da se proces u komori za mijeanje odvija bez razmjene

toplote i rada s okolicom, mogue je postaviti slijedee bilanse:

bilans za suhi zrak

m,zr,zr,zr mmm &&& =+ 21 , [ ]2310 bilans za vlagu

mm,zr,zr,zr xmxmxm &&& =+ 2211 , [ ]2410

bilans za vlani zrak

( ) ( ) ( )mm,zr,zr,zr xmxmxm +=+++ 111 2211 &&& , [ ]2510

bilans za koliinu toplote

( ) ( ) ( )mxm,zrx,zrx,zr

hmhmhm +++ =+ 1212111 &&& . [ ]2610

Ako se prethodne jednaine meusobno kombiniraju, mogue je dobiti

parametre mjeavine, to jest stanje m, na slijedei nain

m,zr

,zr,zr

mm

xmxmx

&

&&2211

+= , [ ]2710

( ) ( ) ( )m,zr

x,zrx,zr

mxm

hmhmh

&

&&212111

1

+++

+= . [ ]2810

Sasvim je jasno da je stanje mjeavine na izlazu iz komore s ova dva parametra jednoznano odreeno i da je korienjem h-x dijagrama mogue odrediti i ostale. Kombiniranjem predhodna dva izraza, ali tako da se eliminiraju

1,zrm& i 2,zrm& dobit e se izraz

Komora za

mijeanje [mzr, x,t,h1+x]m

[mzr, x, t, h1+x]1

[mzr, x,t,h1+x]2

Slika 10-6 Shematski prikaz mijeanja dviju zranih struja


207

( ) ( ) ( ) ( )x

h

xx

hh

xx

hh

m

xmx

m

mxx

=

+ ++++

1

111

2

121 , [ ]2910

iz kojeg je lahko zakljuiti da stanje mjeavine na izlazu iz komore, taka

( )[ ]mxm

h,xM +1 , lei na liniji spajanja stanja 1 i stanja 2 u h-x dijagramu.

Ako se jednaine [ ]2310 i [ ]2410 podijele sa m,zrm& , dobit e se dvije nove

=+=+

mxxgxg

gg

2211

211

, [ ]3010

a nakon njihovog meusobnog kombiniranja i maseni udjeli za stanja 1 i 2

=

=

12

1

2

12

2

1

xx

xxg

xx

xxg

m

m

. [ ]3110

Slika 10-7 Grafiki prikaz mijeanja zranih struja u h-x dijagramu

x

h1+x

g1

hm M

2

h1 1

=1

h2

x - x x - x

g2

t1

tm

t2


Mijeanje zranih struja uz dovoenje toplote

Poseban sluaj mijeanja zranih struja moe se odvijati pri dovoenju

toplote Q. Ako se analizira prethodni sluaj, shematski prikazan na slici 10-6, ali s jednom dodatnom pretpostavkom da se struji 1 dovodi toplota Q pa joj entalpija poraste za Q/mzr,1, ili struji 2 kojoj entalpija poraste za Q/mzr,2, ili mjeavini kojoj entalpija poraste za Q/mzr,m, dobit e se grafiko rjeenje prezentirano u h-x dijagramu na slici 10-8. U sve tri varijante krajnji efekat je jednak; naime, mijeanjem bez dovoenja toplote nastaje stanje M, kao u prethodnom sluaju, a kada se dovodi ista koliina toplote Q bilo kojoj struji, nastaje stanje M.

Mijeanje vlanog zraka i vode

Poseban primjer mijeanja nastaje kada se vlanom zraku dovodi voda ili

para, shematski prikazan na slici 10-9. Posebnost mijeanja ove dvije struje ogleda se u tome to se mijeaju dvije struje od kojih je jedna normalnih parametara, a druga s beskonano velikim sadrajem vode ili pare. Ako se

masenom protoku vlanog zraka stanja 1 dodaje maseni tok vode ili pare, onda je mogue dobiti slijedeu bilansu za vlani zrak

( ) ( )mzrwzr xmmxm +=++ 11 1 &&& , [ ]3210

Slika 10-8 Grafiki prikaz mijeanja zranih struja s dovoenjem toplote

M

1 M

x

h1+x

2

1

=1

2

Q mzr,1

Q mzr,2

mQ


209

iz koje je mogue odrediti poveanje vlanosti zraka nakon mijeanja

zr

w

mm

mxxx

&

&==

1. [ ]3310

Energetski bilans, s pretpostavkom da je proces mijeanja adijabatski, dat je slijedeom relacijom

( ) ( )mxzrwwxzr

hmhmhm ++ =+ 111 &&& , [ ]3410 iz koje, koristei jednainu [ ]3310 , priozlazi

( ) ( )w

x

m

xmx hx

h

xx

hh=

= +++ 1

1

111 . [ ]3510

Posljednji izraz pokazuje da je prilikom ubrizgavanja vode u vlani zrak nagib

linije mijeanja u h-x dijagramu je jednak entalpiji ubrizgane vode. U h-x dijagram za vlani zrak po obodu dijagrama se redovno ucrtavaju smjernice

ubrizgavanja, odnosno entapija ubrizgane vode, koje imaju ishodite u taki

x = 0 i t = 00C.

Na slici 10-10 dat je grafiki prikaz procesa mijeanja vlanog zraka i vode. Naime, da bi se odredilo stanje vlanog zraka nakon ubrizgavanja vode,

prvo je potrebno odrediti nagib linije mijeanja, koristei jednainu [ ]3510 , a zatim porast vlage, koristei jednainu [ ]3310 . Prema tome, moe se konstatirati da je s ova dva parametra stanje mjeavine jednoznano odreeno

u h-x dijagramu.

Slika 10-9 Shematski prikaz mijeanja vode i vlanog zraka

Komora za

mijeanje

[mzr, x,t, h1+x]1 [mzr, x, t, h1+x]2

[mw, tw, hw]


10-6 Suenje materijala

Mnogi industrijski, poljoprivredni i drugi proizvodi da bi se korisno upotrijebili ili sauvali za dui period, zahtijevaju u odreenoj fazi prerade

proces suenja. Suenje je proces odstranjenja grube vlage iz materijala, odnosno robe. Primjeri su mnogobrojni, a tipino je suenje drveta, duhana,

cigle, kukuruza, penice, voa, itd. U postrojenjima za suenje medij koji prima grubu vlagu iz materijala, odnosno robe, jeste vlani zrak.

Jednostepeno suenje

Na slici 10-11 data je shema adijabatske jednostepene suare. U suaru ulazi mokra roba mase (mrobe+mw) s temperaturom tul i masa vlanog zraka mzr, stanja 1. Iz suare izlazi osuena roba bez grube vlage mase mrobe s temperaturom tiz i vlani zrak iste mase, ali stanja 2.

Slika 10-10 Shematski prikaz mijeanja vode i vlanog zraka

x x

h1+x

M

1

=1

x1 xm

h

0


211

Za jednostepenu suaru prema slici 10-11 mogu se postaviti slijedei bilansi:

za vlagu ( ) wzr mxxm = 12 , [ ]3610

za energiju

( ) ( ) ( )2111 xzrizroberobexzrulwwroberobe

hmtcmhmtcmcm ++ +=++ , [ ]3710 gdje su crobe i cw specifini toplotni kapaciteti robe i vode. Posljednju jednainu je mogue preurediti, koristei jednainu [ ]3610 , na slijedei nain

( ) ( ) ( )

=

++

ulwulizrobe

w

robexx tcttcm

m

xx

hh

12

1121 [ ]3810

i u kojoj desna strana jednaine predstavlja razmijenjenu toplotu izmeu

vlanog zraka i vlane robe. Ova toplota je najee veoma mala, te se ovaj lan u jednaini moe zanemariti, tako da ona u pojednostavljenom obliku

glasi

( ) ( )1121 xx

hh ++ , [ ]3910 to praktino znai da je proces u suari izentalpijski.

Slika 10-11 Shematski prikaz jednostepenog suenja

[mzr, x, t, h1+x]2

Suara

[mzr, x, t, h1+x]1

[mrobe+ mw, tul] [mrobe, tiz ]


Teoretski, najbolje stanje vlanog zraka na izlazu iz suare nalazi se u

presjeku izentalpe i linije zasienja; meutim, stvarno stanje je malo

odmaknuto od linije zasienja, to je i ilustrirano na slici 10-12.

Jednostepeno suenje s predgrijanim zrakom Ako se za proces suenja koristi okolni zrak, ija je entalpija relativno

mala, onda su u tom sluaju potrebne velike koliine zraka. Meutim,

smanjenje koliine zraka u procesu suenja mogue je ukoliko se okolni zrak predgrijava ime mu se poveava entalpija i smanjuje relativna vlanost i na

taj nain poveava njegova sposobnost primanja grube vlage od materijala koji

se eli osuiti. Predgrijavanje vlanog zraka izvodi se u zagrijaima, koji se nalaze izvan komore za suenje. Na slici 10-13 dat je shematski prikaz postrojenja suare s predgrijavanjem vlanog zraka, a na slici 10-14 odgovarujui shematski prikaz procesa u h-x dijagramu.

Slika 10-12 Shematski prikaz procesa jednostepenog suenja

1

x

2

x x

h1+x

1

=1

h = const.

2

h = const.


213

Viestepeno suenje

Neki materijali iz tehnolokih razloga u toku procesa suenja ne dozvoljavaju zagrijavanje vlanog zraka iznad odreene temperature. U

takvim sluajevima nije mogue u potpunosti iskoristiti, kao u prethodnom

sluaju, princip smanjenja potrebne koliine vlanog zraka njegovim

predgrijavanjem. Ukoliko je zadata tehnoloki dozvoljena temperatura vlanog

zraka, onda smanjenje njegove koliine za proces suenja mogue je osigurati

viestepenim predgrijavanjem. Na slici 10-15 data je shema dvostepene protone suare, a na slici 10-16 odgovaraujui shematski prikaz dvostepenog procesa suenja u h-x dijagramu.

Slika 10-13 Shematski prikaz suare s predgrijavanjem zraka

Suara

[mzr, x,t,h1+x]1 [mzr, x,t,h1+x]2

[mrobe+mw, tul] [mrobe, tiz ]

[mzr, x,t,h1+x]3

Slika 10-14 Shematski prikaz procesa suenja s predgrijanim zrakom

2

x x

h1+x

1

=1

3

h = const.

Q mzr


Slika 10-15 Shematski prikaz dvostepene suare

Slika 10-16 ematski prikaz dvostepenog procesa suenja.

4

Suara-I

[mzr, x, t, h1+x]1

[mrobe+mw, tul] [mrobe, tiz ] Suara-II

Q2

Q1

1

2

5

3

Qmzr

4 2

1

x x

h1+x =1

3 h = const. Q

mzr

5

h = const.

t1 = const.

tmax. = tdoz.


215

Suenje s djeliminom cirkulacijom vlanog zraka

Neki proizvodi zahtijevaju suenje tano odreenom brzinom, a na tok procesa ne smije uticati trenutno stanje zraka iz okolice. Ova dva uvjeta je mogue ispuniti ukoliko vlani zrak djelimino krui unutar postrojenja, to je

shematski prikazano na slici 10-17. Naime, proces je tako organiziran da se manji dio upotrijebljenog zraka isputa u atmosferu, a dovodi se ista koliina

svjeeg zraka iz okolice. Koliina isputenog, odnosno dovedenog svjeeg

zraka regulira se pomou zasuna, a koja direktno ovisi od njihovih stanja.

Odgovarujui h-x dijagram za ovaj proces shematski je prikazan na slici 10-18.

Suenje s potpunom cirkulacijom vlanog zraka

Ovakav proces suenja organizira se iz istih razloga kao i prethodni sluaj.

Kod ovakvog postrojenja, shematski prikazanog na slici 10-19, potrebno je vlani zrak ohladiti da bi se izdvojila oduzeta vlaga iz materijala. Naime,

procesom hlaenje - odvajanje vlage - zagrijavanje, proces 2-2-3-1 na slici 10-20, vlani zrak postaje apsolutno i relativno suhlji i na taj nain efikasniji za proces suenja, to jest proces 1-2 na slici 10-20.

Slika 10-17 Shematski prikaz suare s djeliminom cirkulacijom vlanog zraka

zasun

zasun

Suara

[mzr, x, t, h1+x]1

[mrobe+ mw, tul] [mrobe , tiz ]

svjei zrak

iz okolice

1

2 ispust zraka u

okolicu

4 3 ventilator

Q


Slika 10-18 Shematski prikaz procesa suenja s djeliminom cirkulacijom vlanog zraka

Slika 10-19 Shematski prikaz suare s potpunom cirkulacijom vlanog zraka

Suara

[mzr, x, t,h1+x]1

[mrobe+mw , tul] [mrobe , tiz ]

odvaja

vlage

1

2

2

3 ventilator

Q1

Q2

4

2

1

x x

h1+x

=1

3

Qmzr

h = const.

tmax. = t1


217

Slika 10-20 Shematski prikaz procesa suenja s potpunom cirkulacijom vlanog zraka

1

Qmzr

2

x

h1+x

=1

3

h = const.

Qmzr

tmax. = tdoz.

2

Documents

thermodynamics, termodinamika nagib neimarlija ch 10