Равновесная относительная влажность воздуха

Относительная влажность воздуха в охлаждаемом помещении j_ПM (%) самоустанавливается в результате стремления к равенству влагопритока в помещение М_ПР (кг/с) и влагоотвода из него М_ОТ (кг/с). Согласно закону сохранения массы

dj_ПM / dt = (М_ПР - М_ОТ)/D, (2.10)

где D - относительная влагоемкость помещения, кг/%, представляющая собой массу влаги, которую надо подвести к помещению или отвести от него, чтобы изменить относительную влажность воздуха в помещении на 1%.

Для расчетов влажности введем условные обозначения: b_П и b_О - соответственно коэффициент испарения влаги с поверхности продуктов и коэффициент конденсации водяного пара на поверхности охлаждающих устройств, кг/(м²×с×Па); F_П и F_О – соответственно площади поверхностей продуктов и охлаждающих устройств, м²; р”_П, р”_О, р_ПМ и р”_ПМ – соответственно давление насыщенного водяного пара над поверхностью продуктов при температуре поверхности, давление насыщенного водяного пара над поверхностью охлаждающих устройств при температуре t_О, парциальное давление водяного пара в воздухе охлаждаемого помещения вдали от продуктов и давление воздуха в охлаждаемом помещении, Па; c=b_ПF_П/b_ОF_О и j_О= р”_О/ р”_П – безразмерные симплексы, характеризующие относительную влажность в охлаждаемом помещении.

Для обеспечения условия j_ПM = const, необходимо dj_ПM / dt = 0, а это возможно при

М_ПР = М_ОТ. (2.11)

Влагоприток в охлаждаемом помещении возникает от нескольких источников, например, испарение влаги с поверхности продуктов (усушка) М_И и подача влаги для увлажнения воздуха М_УВ. Тогда

М_ПР = М_И + М_УВ. (2.12)

Массовый поток испарившейся влаги с поверхности продуктов определяют по формуле

М_И = b_ПF_П(р”_П - р_ПМ). (2.13)

Так как j_ПM = р_ПМ/р”_ПМ, то уравнение (2.13) можно записать так:

М_И = b_ПF_П(р”_П - j_ПM р”_ПМ). (2.14)

Влагоотвод в охлаждаемом помещении осуществляется конденсацией водяного пара из воздуха на поверхности охлаждающих устройств

М_ОТ = b_ОF_О(j_ПM р”_ПМ - р”_О). (2.15)

Подставив выражения (2.14) и (2.15) в (2.11), получим

b_ПF_П(р”_П - р_ПМ) + М_УВ = b_ОF_О(j_ПM р”_ПМ - р”_О). (2.16)

Равновесная относительная влажность воздуха охлаждаемого помещения находится из уравнения (2.16)

j_ПM = (b_ПF_П р”_П + b_ОF_О р”_О + М_УВ) / [(b_ПF_П + b_ОF_О)р”_ПМ ]. (2.17)

В правой части выражения (2.17) содержатся величины, воздействуя на которые можно изменить j_ПM в желаемом направлении. Регулирующим воздействием здесь будет влагоприток М_УВ и влагоотвод М_О. Если не применяют искусственное увлажнение воздуха, то для регулирования j_ПM следует изменять b_О, F_О и р”_О, так как воздействовать на b_П, F_П и р”_П, как правило, нецелесообразно.

С учетом c=b_ПF_П/b_ОF_О и j_О= р”_О/ р”_П уравнение (2.17) преобразуем, разделив числитель и знаменатель на b_ОF_О и р”_О:

j_ПM = [cр”_П / р”_ПМ +j_О + М_УВ /(b_ОF_О р”_ПМ)]/(c + 1). (2.18)

В случае, когда существует единственный источник влагопритока, обусловленный испарением влаги с поверхности продуктов М_И, то есть М_УВ = 0.

j_ПM1 = (cр”_П / р”_ПМ +j_О)/(c + 1). (2.19)

Из уравнения (2.19) следует, что относительная влажность j_ПM1 зависит в основном от c и j_О.

Для случая с М_УВ ¹ 0, преобразуем уравнение (2.18) с учетом (2.19)

j_ПM = j_ПM1 + М_УВ /[(j_О F_О р”_ПМ)(c + 1)]. (2.20)

Из полученного выражения (2.20) можно найти массовую подачу влаги М_УВ, необходимую для поддержания заданного значения j_ПM

М_УВ = (j_ПM - j_ПM1)b_О F_О р”_ПМ(c + 1). (2.21)

Уравнение (2.21) позволяет принять правильное решение при регулировании влажности воздуха.

Максимальный массовый поток влаги, необходимый для доведения воздуха до насыщенного состояния, можно определить по уравнению, полученному из (2.21) при подстановке j_ПM1 из (2.19)

М_УВ.тах = (1 - j_О)b_О F_О р”_ПМ. (2.22)

Если в помещении находятся продукты, не являющиеся источником потока влаги, а относительная влажность больше, чем j_О, то для ее установления потребуется массовая подача влаги

М_УВ = (j_ПM - j_О)b_О F_О р”_ПМ. (2.23)

Дата добавления: 2014-01-05