6.2. Зерносушилки
Сельскохозяйственные продукты перед закладкой на хранение необходимо просушить. Это касается пшеницы, риса, кофе, копры, пиломатериалов и т.д. В сушилках происходит перенос влаги от продукта к окружающему воздуху.
Водяной пар и воздух
Абсолютной влажностью или «концентрацией водяного пара» χ называется содержание водяного пара в 1м3 воздуха. Если повышать влажность воздуха при заданной температуре, то выше точки насыщения χн водяной пар начнёт конденсироваться. Зависимость χн от Т называется психрометрической диаграммой. Отношение χ /χн называется 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 - mo)/mo; (6.2)
где m – начальная масса образца;
mo- масса абсолютно сухого образца.
Относительная влажность:
Wотн= (m - mo)/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 mв объём воздуха V охлаждается от Т3 до Т2, то
mв*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/м3 и Дж/(кг К).
Температура Т3 не должна быть слишком высока, чтобы зерно не пересыхало.
6.3. Солнечные отопительные системы
Тепловой баланс внутри здания описывается уравнением:
m*c*dT/dt = τп*αп*G*A+Py-(Tr- Tc)/RT, (6.5)
где Ру – 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 потерям RT .
С
истема
должна получить максимальное G*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 (высокое m),
что должно ограничивать изменение
комфортной комнатной температуры Тr.
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.
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.
Рис.6.4. Принцип действия накопительной стенки зимой.
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.