Строительство и архитектура/5. Теплогазоснабжение и вентиляция

Аспирант Кузнецов Е.П., к.т.н. Кучеренко М.Н.

Тольяттинский государственный университет, Россия

Применение I-d-q-диаграммы и понятия потенциал влажности в расчетах систем вентиляции хранилищ сочного растительного сырья

В настоящее время, решение проблемы снижения потерь и повышения сохранности сочного растительного сырья за счет поддержания оптимальных температурно-влажностных параметров вентиляционного воздуха, является актуальной задачей. Расчет параметров подаваемого воздуха в хранилище (температуры, относительной влажности и режимов работы систем вентиляции) необходимо вести с учетом оценки интенсивности процессов тепломассообмена в слое хранящейся продукции. Комплексный учет всех факторов, влияющих на процессы тепломассообмена в хранилище, наиболее полно и точно производится при использовании в качестве движущей силы тепломассообмена потенциала влажности q [1].

Расчет параметров вентиляционного воздуха наиболее удобно выполнять с помощью I-d-диаграммы. Для инженерного применения линии постоянных потенциалов влажности нанесены на I-d диаграмму влажного воздуха (рис.1) [2]. Проведенные аналитические исследования [3] обосновали нанесение линий q=const на I-d-диаграмму в области температур более 10^оС и дали возможность использовать I-d-q-диаграмму для инженерного расчета процесса сушки растительного сырья.

Следует отметить, что процессы хранения сочного растительного сырья протекают в диапазоне температур менее 10^оС. Для более точного описания процессов тепломассообмена в данной области температур нами были проведены дополнительные аналитические исследования, направленные на обоснование положения линий q=const на I-d-диаграмме в области низких температур. В результате проведенных исследований были получены аналитические зависимости, определяющие связь между потенциалом влажности q, упругостью водяного пара p_п, температурой t и относительной влажностью воздуха j :

, при и ;	(1)
,при и ;	(2)
; при КПа и ;	(3)
; при КПа и .	(4)

На основе зависимостей (1) - (4) было произведено уточнение линий q=const на I-d-диаграмме, которая представлена на рис.1.

Рис.1 I-d-q диаграмма

Представленная I-d-q диаграмма может применяться при расчетах параметров подготавливаемого воздуха в приточно-смесительных агрегатах систем вентиляции хранилищ сочного растительного сырья.

Корректирование параметров воздуха, подаваемого в хранилище, как правило, основывается на температурном аспекте. В расчетах систем вентиляции не учитывается влажностная составляющая, которая играет не менее важную роль.

Согласно теории потенциала влажности, влагопоток W, г, от насыпи сочного растительного сырья массой G_мат,т, к продувочному воздуху равен:

W=aq (qн - qк)Gмат,

(5)

где q_н, q_к – начальный и конечный потенциал влажности воздуха в слое продукции, в процессе хранения, °В.

Коэффициент a_q по своему физическому смыслу является показателем интенсивности процесса влагопереноса. Для определения коэффициента массопереноса a_q нами предложены следующие зависимости:

при	;	(6)
при	;
при	,

где - температурный перепад уходящего и подающего воздуха системы вентиляции, ^оС; g_в – удельный расход воздуха, кг/(ч×т)

Определение влагопотока W, и коэффициента массопереноса a_q, позволяет с высокой степенью точности определять количество влаги, ассимилируемое при работе систем вентиляции в хранилище, а также оперативно корректировать параметры подаваемого в хранилище воздуха и, в конечном итоге, добиться высокой степени сохранности хранящейся продукции.

Литература:

1. Богословский, В.Н. О потенциале влажности / В.Н. Богословский // ИФЖ. –1965. –Т.8. –С.216–222.

2. Богословский, В.Н. Применение потенциала влажности к расчету теплообмена между воздухом и жидкостью/ В.Н. Богословский, А.Н. Гоздков // Водоснабжение и санитарная техника. –1985. –№ 10. – С. 8–9.

3. Кучеренко М.Н. Термодинамическое обоснование графо-аналитического решения задачи влагопереноса в слое биологически активной продукции: автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.23.03 : защищена 27.05.05 : утв. 18.11.05 / Кучеренко Мария Николаевна. – Нижний Новгород, 2005. – 21 с.