Файл: Теоретические основы эксплуатации средств автоматизированного управления учебник..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 209
Скачиваний: 0
|
|
|
I2I |
нении условия L p |
= pt - p 2 = const, скорость изменения количе |
||
ства воды внутри оболочки определяется выражением [20] |
|||
|
|
|
dQ_ |
|
|
|
(7 .5) |
|
|
|
d t |
где П - |
коэффициент влагопроницаемости оболочки,кг/м*суМ ор; |
||
S |
- |
площадь поверхности оболочки, м^; |
|
d |
- |
толщина оболочки, м; |
|
L p |
—разность |
давлений паров воды вне и внутри оболочки. |
|
В общем случае величина L p зависит от времени t . Нас ин тересует время, в течение которого количество воды внутри обо лочки станет максимально допустимым. Для решения выражения (7.5) воспользуемся следующим приемом [19].
Количество воды, содержащейся в силикагеле и гигроскопич ных материалах,
|
|
А = Рг^кс ^ |
+ кі^і |
+ |
нг ^ |
’ |
(7 .6) |
где |
кс - |
коэффициент равновесной |
влажности силякагеля,і/тор; |
||||
Hf |
и нг - |
коэффициенты равновесной влажности целлюлозных ма |
|||||
|
|
териалов и пластмасс с органическим наполнителем со |
|||||
|
|
ответственно, і/т о р . |
|
|
|
|
|
|
Эти коэффициенты связаны с равновесными влажностями Ц и W2 |
||||||
соотношениями |
|
|
|
|
|
||
|
|
*с |
Wc |
|
|
|
(7 .7) |
|
|
В2 Е |
' |
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Е |
{і |
1,2) |
, |
(7 .8) |
где Е - упругость паров воды при 100%-ной влажности воздуха, тор;
Вг - относительная влажность воздуха внутри оболочки, %. Величины Wc , Wf и W2 , в свою очередь, могут быть опре делены из рис.7 .3 , где представлены зависимости увлажненности различных гигроскопических материалов от относительной влажно сти воздуха ( I - силикагель мелкопористый, 2 - целлюлозные ма териалы, 3 - пластмассы с органическим наполнителем). Из рисун ка видно, что в интересующем нас диапазоне изменений влажности воздуха (0 - 55%) эти зависимости без существенной погрешности
могут быть аппроксимированы прямыми.
122
Для определения упругости водяных паров при насыщении Е можно воспользоваться табл .7 .3 . Из таблицы следует, что в диа*- пазоне температур от -10 до +50°С упругость паров воды при на
сыщении практически совпадает с количеством воды в I м3 воз духа. Таким образом, при любых заданных значениях температуры воздуха (в условиях консерва ции) коэффициенты кс , н1и кг
|
можно считать постоянными. |
|
|
Обозначим сумму величин, |
|
|
стоящих в скобках |
выражения |
|
(7 .6 ), через С. Тогда это вы |
|
|
ражение примет вид |
|
|
Q =р 2 С . |
(7 .9) |
|
Учитывая, что |
согласно |
|
определению |
|
|
Рг = Р , ~ Ь Р , |
|
|
запишем выражение |
(7 .9) в виде |
Рис.7 .3 . Зависимость увлажнен |
Q=(pt - b p ) C . (7 *І0 > |
|
ности гигроскопических материа |
При расчетах обычно исполь |
|
лов от относительной влажности |
||
воздуха |
зуются средние значения давле- |
|
|
||
ния паров воды за определенный период времени (месяц, год ), по
этому приближенно считается pt = c o n s t. |
Тогда скорость |
изменения |
||
количества воды внутри оболочки |
согласно (7.10) |
будет |
|
|
dQ |
d Д/7 |
С. |
|
( 7 .И ) |
d t |
dt |
|
||
|
|
|||
Поскольку первоначальное давление паров pw |
внутри |
оболоч |
||
ки за счет диффузии возрастает, |
существует максимально допусти |
|||
мое (для заданных условий хранения) давление рг0тах‘ Естествен
но, что в этом случае разность давлений |
будет минимально |
допустимой. |
|
Приравняв правые части выражений (7 .5) |
и ( 7 .I I ) , определяю |
щие |
скорость изменения количества воды внутри оболочки, и |
еде-- |
||
чал |
надлежащие |
вычисления, |
получим значение времени t Xp , |
в те |
чение которого |
величина Др |
достигнет значений Дрт-п : |
|
|
123
- |
Ж |
|
, |
(7.12) |
t Xp ~ |
ns |
Ln |
^Pmln |
|
где hp0 * p ,- p 2D ;
^PmLn ~ Pt ~ Ргтах '
На практике удобней пользоваться не величинами давления паров вне и внутри оболочки, а относительной влажностью
|
|
Т а б л и ц а 7. 3 |
Температура, t° С |
Абсолютное содержат |
Упругость водяных па |
ние паров воды,г/м3 |
ров при насыщении Б, |
|
|
|
тор |
-10 |
2,15 |
2,0 |
-5 |
3,24 |
3,0 |
0 |
4,84 |
4,6 |
5 |
6 ,8 |
6,5 |
10 |
9,4 |
9,21 |
15 |
12,8 |
12,8 |
20 |
17,3 |
17,5 |
30 |
28,9 |
31,8 |
40 |
50,6 |
55,3 |
50 |
89,5 |
92,6 |
60 |
131,3 |
149,2 |
воздуха В. Эти параметры связаны между собой соотношениями [19]
4 Л - |
; |
(7.13) |
|
|
ЬРті.^В,
где В, - относительная влажность воздуха вне оболочки; В20и В2тах- начальное и критическое значения относитель
ной влажности воздуха внутри оболочки.
С учетом (7.13) получим выражение для допустимого времени хранения в виде
• _ |
dC |
В/ ~ Вго |
) |
(7.14) |
|
‘ХР |
PS |
|
” &2max ) |
||
|
|
||||
где постоянный множитель С согласно |
(7 .6 ) |
равен |
|
||
|
С = нг М+ к.G. + н,В . |
|
|||
|
с |
I |
I г |
г |
|
124
Учитывая, что для реальных условий хранения зависимость увлажненности гигроскопических материалов от относительной влажности.воздуха может быть аппроксимирована прямыми линиями (рис.7 .2 ), согласно (7 .7) и (7 .8 ) получим:
|
* |
II |
|
о |
|
1 |
. *4 |
2Е |
» |
« / =
II
Тогда с учетом (7.15)
1 |
> |
(7.15) |
5,5 Е * |
||
1 |
|
|
18 Е |
|
|
{М +0,36 Bf + 0,11&z)d 2Е
а величина tXp примет вид |
|
|
* |
_ сМ*азеъ+омъ) . J в,-ва \ |
„ . в , |
V |
uns |
|
Выражение (7.16) позволяет рассчитать время хранения средств автоматизированного управления и связи в органической пленке до перекон сервации.
Решив уравнение (7.16) относительно величины М, получим формулу для расчета количества силикагеля, которое необходимо заложить в оболочку при заданном времени хранения tXp :
М= |
2 Е flStхр |
(7.17) |
|
|
äLn ( Л Ь _ \
Ч- ^2тах
Ввыражениях (7.16) и (7.17) неизвестна величина Вг0 - от
носительная влажность воздуха в оболочке, герметизации. Положив в (7.10) Q = Q и
(7.13) и (7.15) получим
200 Q0
20 М+ 0,380+0,11GZ
Помимо величины Вгопри расчете времени хранения необходимо знать температуру и относительную влажность воздуха окружаю щей среды. Для этих целей используются данные о среднемесячных
125
и среднегодовых значениях температуры и относительной влажно сти, фиксируемых для каждого района СССР. Необходимо, иметь в виду, что расчет по среднегодовым данным менее точен, поэтому результат, полученный при расчете txpпо этим данным, необходи
мо умножать на поправочный коэффициент, равный 0,8 |
- |
0 ,9 . |
|
В заключение параграфа рассмотрим пример расчета величина |
|||
tXp по предложенной методике. |
|
|
|
D р х м |
е р . Определить период переконсервации радиостан |
||
ции Р-105, |
находящейся в картонной упаковке весом |
I |
кг и за |
чехленной полиэтиленовой оболочкой толщиной 0,1 мм с коэффици ентом влагопаропроницаемости П = 0,7*10“® кг/м*сут*тор.„ Пло щадь поверхности пленки 5 = 1 м2. Вместе с радиостанцией в кар тонную коробку заложено 1,2 кг силикагеля с начальной обводнен ностью Z = 2%. В качестве изоляционного материала в радиостан
ции используется пластмасса |
с органическим наполнителем |
общим |
весом &2 = 1,5 кг. Известно |
также, что аппаратура будет |
хра |
ниться в неотапливаемом помещении, среднегодовая температура воздуха в котором составляет 7,7°С при относительной влажности В, = 80$. Относительная влажность воздуха в помещении, где про изводится консервация, равна 60$.
Решение:
1. По рис.7 .3 определяем значения равновесной влажности адсорбционных материалов W, и Wz при относительной влажности
В = 60 |
$. .Эти величины соответственно равны 11$ (для картона) |
|
и 3,5$ (для пластмассы с органическим наполнителем). |
|
|
2. |
По формуле (7 .4 ) определяем количество воды Qq , |
вне |
сенной в оболочку при консервации: |
|
|
|
Q0 = IO"2 [2* І;2 + І І * І ,0 + 3,5*1,5] = 0,187 |
кг. |
3 . |
По формуле (7.18) определяем начальную относительную |
|
влажность Вго , которая установится в оболочке после гермети зации:
|
В |
---------------2Q.Q*0.,I87-------------- --- 21,0%. |
|
|
20 |
1,2 + 0,36*1,0 + 0,1 1 .1 ,5 |
|
4 . По данным табл.7 .3 определяем значение упругости паров |
|||
воды Е, |
соответствующее температуре |
7,7°С: |
|
|
|
Е » 7,9 тор. |
|
5. |
Задаваясь значением В2тах - |
55$ и учитывая, что по |
|
условию задачи |
В1 = 80$, по формуле |
(7.16) находим |
|
