Практическое занятие № 8

Расчет расхода энергоносителей

3.2. Расчет расхода воздуха.

При проектировании участков и цехов, в которых производится тепловая обработка продуктов, необходимо узнать количество воздуха подаваемого на тепловой аппарат или отводимого от него и его свойства.

Воздух в процессе конвективной сушки выполняет функции теплоносителя и влагопоглотителя. В естественных условиях он представляет собой влажный газ, состоящий из смеси сухих газов с парами воды в перегретом состоянии. Водяные пары в таком состоянии имеют температуру, превышающую температуру кипения воды при одном парциальном давлении.

В сушильной технике воздух представляется как смесь сухой части и перегретого водяного пара, т.е. как ненасыщенный газ. К нему с достаточной для технических расчетов точностью применимы термодинамические законы идеальных газов. К термодинамическим параметрам воздуха относятся влажность (абсолютная и относительная), плотность, объем и энтальпия.

Абсолютная влажность - масса водяного пара в 1 м³ воздуха, которая равна плотности пара _п. Абсолютная влажность воздуха может возрастать до своего предела _н - плотности насыщенного пара. Дальнейшее увлажнение воздуха в данном объеме невозможно в связи с конденсацией водяного пара. Насыщенное состояние водяного пара может наступить либо при непрерывном испарении влаги, либо при постоянном охлаждении в

замкнутом объеме воздуха. Температура при которой воздух данного состояния становится насыщенным, называется точкой росы t_{н .}

_н определяют по таблицам водяного пара М.П. Вукаловича либо рассчитывают по формуле Г.К. Филоненко:

lg _н = 0,686 + 6,9t_н /(230+t_н ) (8.1)

В формуле (8.1) _н дано в г/м³ . Относительная влажность  определяет степень насыщения воздуха паром:

 = _п /_н = h / h_н , (8.2)

где _п и _н - абсолютная влажность и плотность насыщенного воздуха, кг/ м³ ;

h и h_н - парциальное давление водяного пара и насыщенного водяного пара, Па.

h_н рассчитывают по формуле Г.К. Филоненко:

lg h_н = 0,662 +7,5 t_н /(238 + t_н) (8.3)

Здесь h_н в мм рт. ст. При переводе в единицы СИ 1 мм рт.ст.=133,322 Па. Влагосодержание воздуха d выражается массой водяного пара, отнесенной к 1 кг сухого воздуха:

d = 622h / (B-h), (8.4)

где В- общее барометрическое давление, Па.

Для сухих топочных газов при полном горении:

d = 580 h/(B - h), (8.5)

где (В-h) - парциальное давление сухих газов, Па.

Объем влажного воздуха определяют по уравнению

V_в.в (8.6)

Плотность влажного воздуха можно рассчитать по формуле

_в.в. = 2,17, (8.7)

Энтальпия влажного воздуха I выражается в кДж/кг и характеризует состояние тела. Энатальпия влажного воздуха определяется из уравнения:

I_в.в. = I_с.в. + I_п = с_с.в.t + i_п d/1000, (8.8)

где I_с.в., I_п , i_п - энтальпия соответственно сухого воздуха, пара и перегретого пара в воздухе, кДж/кг;

с_с.в. - удельная теплоемкость сухого воздуха; с_с.в.= 1 кДж/(кг^. К);

t - температура сухого воздуха, С.

i _п = 2500 + 1,875t, (8.9)

Энтальпию влажного воздуха можно рассчитать либо по уравнениям (8.8; 8.9), либо по уравнению

I_в.в. = с_в.в. t +2500 ^. d /1000, (8.10)

где с_в.в. - теплоемкость влажного воздуха:

с_вв. = с_с.в. +1,875d /1000, (8.11)