Водяной пар и воздух

Абсолютной влажностью или «концентрацией водяного пара» χ называется содержание водяного пара в 1м³воздуха. Если повышать влажность воздуха при заданной температуре, то выше точки насыщения χ_нводяной пар начнёт конденсироваться. Зависимость χ_нот Т называется психрометрической диаграммой. Отношение χ /χ_нназывается относительной влажностью и меняется от 0 до 100% (насыщенный парами воздух).

Рис.6.2. Психрометрическая диаграмма (для давления 101,3 кПа)

Если воздух в т. В охлаждать без изменения влажности воздуха, то т.В будет перемещаться в т. А. Если воздух охлаждать при испарении воды, то т.В переместится в т. С.

Влажность сельскохозяйственных продуктов

Абсолютная влажность в пробе зерна определяется:

W= (m-m_o)/m_o; (6.2)

где m– начальная масса образца;

m_o - масса абсолютно сухого образца.

Относительная влажность:

W_отн= (m-m_o)/m=W/(W+1), (6.3)

Температура и время просушивания ограничены для получения качественного продукта. Сушка протекает до равновесия влажности продукта и воздуха при заданных температуре и влажности воздуха.

Энергетический баланс и температура просушки

Тепло, необходимое для испарения влаги, содержится в воздухе и в просушиваемом материале. Если в процессе выпаривания массы воды m_в объём воздухаVохлаждается от Т₃до Т2, то

m_в*М = ρ*с*(Т₃ - Т₂), (6.4)

где М – удельная теплота парообразования воды, (скрытая теплота испарения) - 2,4МДж/кг;

ρ и с – плотность и теплоёмкость воздуха, кг/м³и Дж/(кг К).

Температура Т₃не должна быть слишком высока, чтобы зерно не пересыхало.

6.3. Солнечные отопительные системы

Тепловой баланс внутри здания описывается уравнением:

m*c*dT/dt = τ_п*α_п*G*A+P_y-(T_r- T_c)/R_T, (6.5)

где Р_у– количество искусственного тепла.

Пассивные солнечные системы

Пассивная отопительная солнечная система состоит из приёмной площадки массой (m) с площадью, обращённой к Солнцу, поверхности А и сопротивлением потерямR_T.

Система должна получить максимальноеG*A. Большая часть солнечных лучей попадает на вертикальные стены, а не на крыши зданий. Обращённые к Солнцу поверхности должны быть чёрного цвета с α > 0,8. Здание должно иметь массивные внутренние стены (высокоеm), что должно ограничивать изменение комфортной комнатной температуры Т_r.

Рис.6.3. Пассивный солнечный нагреватель: основная система (а) и окно в фонаре (б) для прямого нагрева задней стенки здания. Стрелками указано, где использованы массивные, окрашенные в чёрный цвет поверхности с усиленной теплоизоляцией для поглощения и накопления солнечного тепла. Недостатком простых систем прямого нагрева является то, что в таком доме может быть слишком жарко в течение дня, особенно летом. Это неудобство может быть уменьшено, если делать достаточно большим козырёк крыши. Если строить здания с накопительной стенкой, можно получить большой приход тепла.

Рис.6.4. Принцип действия накопительной стенки зимой.

На рис.6.4. показана стена – бетонная плита толщиной 30 см с внешним стеклянным покрытием и щелями внизу и вверху. Система работает как встроенный воздушный нагреватель с тепловой циркуляцией. Летом такую стену может затенять козырёк крыши, или можно пропускать по дому холодный воздух с теневой стороны.

Активные солнечные системы

В активных солнечных системах используются внешние нагреватели воздуха или воды. Такие системы легче контролировать, чем чисто пассивные, кроме того, их можно устанавливать на существующие здания. Активные солнечные системы, так же как и пассивные, хорошо работают только при минимальных потерях тепла. На практике,״пассивные» дома обогреваются лучше, если есть вентиляторы, т.к. воздух циркулирует между комнатами. Термин «пассивные» используется тогда, когда солнечная энергия аккумулируется непосредственно в комнате. Термин «активные» означает, что тепло накапливается в нагревателях, расположенных вне отапливаемого помещения.