Файл: Хордас, Г. С. Техническое кондиционирование воздуха и инертных газов на судах.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.10.2024
Просмотров: 76
Скачиваний: 0
случае массообмен между грузом и воздухом отсутствует и наступает
динамическое влажностное |
равновесие между грузом и воздухом |
в трюме (твиндеке). Если |
парциальное давление водяных паров |
в воздухе будет выше, чем парциальное давление паров в поверх ностном слое гигроскопического груза, то в трюме (твиндеке) будет
Рис. 101. Диаграмма Id с кривыми приведенного влагосодержания древесноволокни стых материалов.
происходить процесс перехода водяных паров из воздуха к грузу и увлажнение последнего.
Если же парциальное давление водяных паров в поверхностном слое гигроскопического груза окажется выше их парциального давления в воздухе грузового помещения, то в этом случае будет иметь место процесс перехода воды от груза к воздуху, т. е. будет протекать процесс подсушки груза с одновременным увлажнением воздуха.
208
Значения U0 для некоторых материалов, входящих в группу древесноволокнистых, приведены ниже.
|
|
|
Uо, кг воды/кг |
|
Древесина: |
|
|
сухой массы |
|
300 |
кг/м3 |
0,2620 |
||
р = |
||||
р = |
400 |
кг/м3 ............... |
0,2775 |
|
р = |
500 |
кг/м3 ............... |
0,3170 |
|
р = |
700 |
кг/м3 ............... |
0,4450 |
|
Торфяные изделия: |
0,3317 |
|||
р = |
300 |
кг/м3 ............... |
||
р = |
400 |
кг/м3 ............... |
0,3625 |
|
р — 500 кг/м3 ............... |
0,4260 |
|||
Пробка: |
|
кг/м3 |
0,1435 |
|
р - 200 |
||||
р = |
300 |
кг/м3 ............... |
0,1363 |
|
р = |
400 |
кг/м3 ............... |
0,1465 |
|
Хлопок: |
|
|
0,2065 |
|
сорт 1 0 8 Ф .................... |
||||
египетский................... |
0,2201 |
|||
Джут ...................................... |
|
|
0,3488 |
|
Войлок шерстяной: |
0,3940 |
|||
р = |
100 кг/м3 ............... |
|||
р = |
200 кг/м3 ............... |
0,2780 |
||
р = |
300 кг/м3 ............... |
0,2620 |
||
р = |
400 кг/м3 ............... |
0,2750 |
||
Фибролит термоизоляционный: |
0,3250 |
|||
р = |
200 кг/м3 ............... |
|||
р = |
300 кг/м3 ............... |
0,3183 |
||
По влагосодержанию груза U, которое должно быть обеспечено во время его транспортировки, и величине U0 нетрудно определить значение Wnp.
Таким образом, для обеспечения динамического влажностного равновесия за весь период рейса с помощью системы технического кондиционирования воздуха должны поддерживаться такие пара метры в грузовых помещениях, чтобы WIip было постоянным.
С достаточной для практических целей точностью и с использо ванием данных В. А. Загоруйко и Ю. И. Кривошеина можно пред ложить следующий порядок построения процессов в диаграмме Id для систем технического кондиционирования воздуха (рис. 102).
1.На диаграмму Id наносят точки: Н, характеризующую рас четные параметры наружного воздуха, и О' (см. рис. 96) или А (см. рис. 98), характеризующих состояние воздуха после воздухо осушительной установки — в зависимости от ее типа. Если для осушения воздуха используют холодильные машины, то параметры точки О' должны соответствовать либо параметрам воздуха на вы ходе из охладителя, либо при работе по схеме системы типа Д (см. гл. II) параметрам воздуха на выходе из воздушного конденсатора.
2.По заданному влагосодержанию груза, для перевозки которого
проектируется судно, и известному для этого груза значению U0 по формуле (49) определяется приведенное влагосодержание Wup. Если судно предназначено для перевозки различных гигроскопиче ских грузов, построение производится для наиболее типичных из них.
14 Г. С. Хордас |
209 |
3. На кривой Wnp задают точку Г, характеризующую конечное состояние воздуха в грузовом помещении, или в соответствии с за данием на проектирование, или таким образом, чтобы его темпера тура точки росы Трг была на 3—4° С ниже заданной температуры
наружного воздуха, что исключит кон денсацию водяного пара на внутренних поверхностях ограждений. Увеличение разности более чем на 3—4° С приведет к завышению производительности воздухо осушительной установки. При хорошо организованной вентиляции груза поверх ность теплообмена между воздухом и гру зом имеет достаточно большую величину. Поэтому температура воздуха Тг на вы-
5) |
в) |
Рис. 102. |
Построение процессов на диаграмме |
Id |
с кривыми |
приведенного |
||
влагосодержания |
груза: а — схема |
циркуляции |
воздуха; б — построение |
|||
процесса |
при ' |
(ассимиляция |
тепла); |
в — построение |
процесса при |
|
—Qn (отдача тепла).
Параметры воздуха: А — на выходе из адсорбера, абсорбера; Г — на выходе из грузовых помещений; Н — наружного; О' — на выходе из охладителя; С — после смешения; Т — на входе в трюмы и твиндеки.
ходе |
нз трюма (твиндека) |
мало отличается от температуры груза, |
||
и точка Г, следовательно, отражает параметры груза. |
||||
4. |
Оценивают количество явной теплоты |
ассимилируемое |
||
или |
отдаваемое воздухом, |
поступающим в грузовые помещения, |
||
|
2 < ? я = |
< ? о г - Ь < ? с + < г д - Г < ? г . |
( 5 0 ) |
|
где Qor — теплопритоки или теплопотери через |
ограждающие по |
|||
|
верхности, |
Вт; |
|
солнечной радиа |
|
Qc — количество |
теплоты, поступающее от |
||
|
ции, Вт; |
|
|
|
210
|
<2Д— количество |
теплоты, выделяемое в процессе |
аэробного |
||||
|
дыхания грузов растительного происхождения, Вт; |
||||||
|
Qг — количество |
теплоты, |
ассимилируемое или |
|
отдаваемое |
||
|
грузом, |
Вт. |
|
через |
ограждающие |
поверхности |
|
|
Теплопритоки |
(теплопотери) |
|||||
(Вт) определяют |
по формуле |
|
|
|
|
||
|
|
Qov— 'bjKoriFovi (Тц — Тг), |
|
(51) |
|||
где |
Kori — коэффициент теплопередачи t'-ro ограждения, |
|
Вт/(м2-°С), |
||||
|
для неизолированных поверхностей Ког — 4,65 Вт/(м2 -°С) |
||||||
|
[4 ккал/(м2-ч • °С) ]; |
|
|
|
|
||
|
F„ri — поверхность |
г-го ограждения, м2; |
|
воды или |
|||
|
Тп — температура |
наружного воздуха, забортной |
|||||
|
воздуха в смежном помещении, °С. |
|
|
||||
от |
Если температуры наружного воздуха и забортной воды зависят |
||||||
района плавания судна, являются |
однозначными |
величинами |
|||||
и обычно задаются техническим заданием на проектирование, то температуры в смежных с грузовыми помещениях могут в определен ных пределах варьироваться в процессе проектирования и от их значения во многом зависит величина теплопритоков (и теплопотерь).
Количество теплоты, поступающее от солнечной радиации в лет
ний период, находят по |
формуле |
|
|
|||
|
|
|
Qc = ^ - q nepFp, |
|
(52) |
|
где а„ = |
2,3 -! • 11,6 | |
— коэффициент теплоотдачи от наружного |
||||
|
воздуха к наружной поверхности ограждения, Вт/(м2 -°С); |
|||||
wc — скорость движения, воздуха относительно судна, |
прини |
|||||
|
маемая |
равной |
эксплуатационной скорости судна, м/с; |
|||
qn — напряжение солнечной |
радиации, Вт/м2 (табл. 31); |
|||||
|
|
|
|
|
Таблица 31 |
|
|
Расчетные величины напряжений солнечной радиации |
|
||||
|
на вертикальную и горизонтальную поверхности, |
|
||||
|
|
|
Вт/м2 [(ккал/(м2 -ч)] |
|
|
|
|
|
Поверхность |
|
Поверхность |
||
Район |
верти |
горизон |
Район |
верти |
горизон |
|
плавания судна |
плавания судна |
|||||
|
|
кальная |
тальная |
|
кальная |
тальная |
Неограниченный |
720 (620) 1050 (900) |
Черное и Азов |
700 (600) |
930 (800) |
||
Черное |
море с |
720 (620) 1050 (900) |
ское моря без вы |
|
|
|
выходом |
в тропи |
|
|
хода в тропические |
|
|
ческие моря |
|
|
моря |
|
|
|
Каспийское мо |
710 (610) |
990 (850) |
Японское, Охот |
700 (600) |
870 (750) |
|
ре |
|
|
|
ское моря и Тихий |
|
|
|
|
|
|
океан без выхода |
|
|
|
|
|
|
в тропические моря |
|
|
14* |
211 |
ер — коэффициент |
поглощения солнечной радиации, который |
||
зависит от характера окраски поверхности; при окраске |
|||
белого цвета |
ер = |
0,4, шарового |
бр — 0,7, черного и су |
риком ер = 0,9, серебрянкой ер |
0,45; |
||
7р — поверхность |
ограждения, подверженная действию сол |
||
нечной радиации, |
м2. |
|
|
Для прикидочных расчетов можно пользоваться данными фирмы Свенска Флектфабрикен о поступлении теплоты от солнечной радиа ции через 1 м2 ограждения трюма или твиндека.
Для горизонтальной поверхности
П о с т у п л е н и е т е п л о т ы , В т / м 2 [ к к а л / ( м 8 - ч ) ] |
С е в е р н а я ш и р о т а |
|
|
30° |
40° |
В марте или сен тя б р е ................................... |
107 (92) |
93 |
(80) |
В апреле или августе ................................... |
122 (105) |
113(97) |
|
Для вертикальной поверхности |
|
|
|
П о с т у п л е н и е т е п л о т ы , В т / м 2 [ к к а л / ( м * * ч > ] |
С е в е р н а я ш и р о т а |
||
|
30° |
40° |
|
В марте или сен тя б р е ................................... |
23 (20) |
40 |
(34) |
В апреле или а в г у с т е ................................... |
21 (18) |
31 |
(27) |
Количество теплоты, выделяемое при дыхании зерновых куль тур, можно определить на основании формулы, полученной В. А. Загоруйко путем обработки приведенных в литературе эксперимен тальных данных [33 ]
|
|
<?д = 10 - 4СгРс,- (2,247?- - |
74,472г -1- |
|
||
|
• |
17087г — 7140) ( y ^rjj — 0,1525) Вт, |
(53) |
|||
где |
Gr — масса |
груза, кг; |
|
кг/м3. |
|
|
|
рсг — плотность сухого груза, |
|
||||
|
Для овощей и фруктов на основании известной формулы А. М. Де- |
|||||
зента это количество теплоты |
|
|
|
|
||
|
<?д = 1 0 ~ 3G r ( 1 3 , 4 + |
0 6 3 7 г + |
0 , 0 8 7 7 г ) В т . |
( 5 4 ) |
||
|
Для более дифференцированного определения фд можно |
поль |
||||
зоваться графиком, приведенным на рис. 103. |
|
|||||
|
Количество теплоты, ассимилируемое или отдаваемое грузом (Вт), |
|||||
|
|
|
Grcr ДТг |
|
(55) |
|
|
|
|
24-3600 |
|
||
|
|
|
|
|
||
где |
сг — удельная теплоемкость |
груза, Дж/(кг-°С); для |
зерна, |
|||
|
поданным [33], сг = |
(1250 + |
3000G/) (1 + Д)Дж/(кг-°С) |
|||
|
при |
0 ==£{/< 0,18 |
и |
сг = |
(1030 + 4190//) (1 -f U) |
|
|
Дж/(кг-°С) при 0 ,1 8 ^ |
U ^ |
0,35; для овощей и фрук |
|||
|
тов, по данным фирмы |
Свенска Флектфабрикен, |
сг = |
|||
|
= 3,76-103 Дж/(кг • °С); |
|
|
|
||
212
ДГг — максимальное суточное изменение температуры всей массы груза в период рейса, которое на основании прак тических данных можно принимать ЛГг = 2н-3° С.1
Произведя соответствующие преобразования получаем
Qr «=г 0,3 • 10~4G,.cr. |
(56) |
В формулу (50) значение Qr для случая перехода судна |
из хо |
лодного района в теплый подставляется со знаком минус, из теплого
в холодный — со |
знаком |
плюс. |
Од,&т[нтл/(нг-ч)] |
|
|
|
||||||
5. |
Определяют энтальпию воз |
|
|
|
||||||||
духа, |
|
поступающего |
в |
трюмы |
|
|
|
|
|
|||
(твиндеки) / т кДж/кг: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
1Г— 10-з 2 |
|
|
(57) |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
-*тр |
|
|
|
|
|
|
|
|
где GTP — массовый расход |
воз |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
духа, |
|
поступающего в |
|
|
|
|
|
|||
В |
|
трюмы (твиндеки), кг/с. |
|
|
|
|
|
|||||
свою очередь, |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
GTp |
ГТр(>ц. |
|
|
(68) |
|
|
|
|
|
|
Здесь |
|
Lrр — объемный |
расход |
|
|
|
|
|
||||
воздуха, м3/с, который регламен |
Рис. 103. |
Зависимость QA |
от |
Тг для |
||||||||
тируется нормативными докумен |
||||||||||||
тами |
в |
зависимости |
от |
объема |
овощей и фруктов (по данным фирмы |
|||||||
Свенска Флектфабрикен). |
|
|||||||||||
пустых |
трюмов |
(твиндеков) |
(см. |
1 — груши; |
2 — дыни; 3 — желтые яб |
|||||||
§ 18 настоящей главы); |
рв— плот |
локи; 4 — помидоры; 5 — бананы зеленые; |
||||||||||
ность воздуха, кг/м3; без большой |
6 — апельсины; |
7 — лимоны; |
8 — лук; |
|||||||||
9 — грейпфрут; |
10 — картофель; |
// — |
||||||||||
ошибки ее можно |
принимать при |
яблоки |
«Винсап»; 12 — виноград. |
|||||||||
параметрах точки Г (см. рис. |
102). |
|
|
|
|
|
||||||
Пересечение |
изоэнтальпы |
/ т с линией постоянного влагосодер- |
||||||||||
жания dr определит точку Т, характеризующую параметры воздуха на входе в трюм (твиндек).
6 . Проводят линию А Т (или О'Т) до пересечения ее с линией ГН. Полученная точка С, характеризующая параметры воздуха после
смешения |
наружного воздуха |
G,, (кг/с) ;и воздуха, поступающего |
|
из трюмов |
и твиндеков СпГ (кг/с), находится на прямой |
НГ и делит |
|
ее на отрезки, обратно пропорциональные GH и GBr: |
|
||
|
О н |
ГС |
(59) |
|
ОвГ |
СН ’ |
|
откуда |
|
|
(60) |
|
Gh |
GbI- сн . |
|
1При испытаниях, проведенных В. А. Загоруйко на теплоходе «В. Терешкова»
врейсе Севастополь—Гавана, суточные колебания температуры верхних участков груза достигали 10° С [33].
213