Суыту және мұздату үрдістеріндегі массаалмасуы

Қазіргі уақыттағы суыту немесе мұздату үрдісіндегі өнімнің салмағының азаюын, жалпы үлкен төрт топқа бөлуге болады:

Бірінші топқа өнімен оны қоршаған орта арасындағы ылғал алмасу тепе – теңдік теңдеуін шешу арқылы өнімнен бөлініп шығатын ылғалдың шамасын анықтау тәсілдері жатады. Осы топтағы негізгі теңдеулердің бірі Тамм теңдеуі

(7.24)

мұндағы: I_өн - өнімнің энтальпиясы, Дж/кг;

I_в - ауаның энтальпиясы, Дж/кг;

С_р - ауаның жылу сиымдылығы, Дж/кг;

F_өн - өнімнің жылуалмасуға қатысатын ауданы, м²;

τ – суыту ұзақтығы, С;

α - конвективті жылу беру коэффициенті, Вт/ (м² К)

Тамм теңдеуіндегі конвективті жылу беру коэффициенті мен камерадағы суық ауа жылдамдығы арасындағы байланыс мына теңдеумен анықталынады

α = 2,32 + 1,39∙υ (7.25)

Там теңдеуінің кемшіліктерінің бірі теңдеуде өнімнің беткі қабатындағы судың термодинамикалық күйі ескерілмеген.

Осы топтағы өнім бетінен бөлініп шығатын ылғал шамасын анықтаудың тағы бір тәсілі бұл Ф. Леви теңдеуі

(7.26)

мұндағы: М _өн – өнімнің массасы, кг;

С_р - ауаның жылу сиымдылығы, Дж/кг;

t_vөн , t_vc - өнім көлемінінің бастапқы және соңғы

температуралары, °С;

Ө_өн - өнімнің беткі қабатының орташа температурасы, °С;

Ө_э- ылғал ұшып шыққан өнім бетінің эквивалетті

температурасы, °С.

Өнім бетінің эквивалетті температурасын мына теңдеумен анықтауға болады

Ө_э = 0,622 (7.27)

мұндағы: – судың булануын әсер ететін кедергі коэффициенті;

– өнім бетіндегі су буының парциалды қысымы, Па;

- ауадағы су буының парциалды қысымы, Па;

В - ауаның барометрлік қысымы, Па

Бірақ бұл топтағы тәсілдердің кемшілігі өнім бетінен бөлініп шығатын ылғал шамасын анықтау барысында теңдеуге кіретін параметрлердің орташа шамаларынан алынады.

Суыту немесе мұздату үрдісіндегі өнім бетінен буланып шығатын су буының судың белсенділік көрсеткішімен ауаның салыстырмалы ылғалдығының айырмасын қозғалыс күші ретінде ала отырып және өнімнің беткі қабатындағы су күйінің өзгеру заңдылығын термодинамикалық теория негізінде қарасыра келе Ә. Ө. Шыңғысов және Ө. Ш. Шоманов вакуумда өнім бетінен бөлініп шығатын ылғал шамасын анықтаудың мына теңдеуін ұсынады

G = 0,622 (7.28)

мұндағы - өнімнің массаалмасуға қатынасатын ауданы, м^2.

Бұл теңдеудің басқа теңдеулерге қарағанда айырмашылығы өнімнің термодинамикалық параметрлері ауаның гигроскопиялық сипаттамаларымен байланыстырылған.

Екінші топқа өнімнен ұшып шыққан ылғал ауа суытқыш аппараттарына толық шықтанады деп ылғалдықтың тепе-теңдік теңдеуін құру арқылы өнім бетінен бөлініп шығатын ылғал шамасын анықтау тәсілдері жатады. Бұл тәсілдің негізін қалаған Д.Г.Рютов. Бұл тәсілде өнім бетінен бөлініп шығатын ылғал шамасын мына теңдеумен анықталады

G = () (7.29)

ал суытқыш аппараты бетіне шықтанатын судың шамасын мына теңдеумен анықтайды

W_б = (7.30)

мұндағы: өнім бетінің ауаға масса беру коэффициенті (кг/м² Па·С);

- ауаның суыту аппарат бетіне масса беру коэффициенті (кг/м² Па С);

- өнімнің масса беру үрдісіне қатысатын ауданы, м²;

- ауаны суыту аппаратының ауданы, м²;

- өнім бетіндегі су буының парциалдық қысымы, Па;

- су буының аудағы парциалдық қысымы, Па;

- су буының суыту аппарат бетіндегі парциалдық қысымы, Па.

Осы екі теңдеуді бірге шешу арқыла өнім бетінен бөлініп шығатын ылғал шамасын анықтауға болады.

Осы топтағы өнім бетінен бөлініп шығатын ылғал шамасын анықтаудың тағы бір тәсілі ол В. А. Верещагин және В. И. Филиппов ұсынған теңдеуі төмендегідей

G = (7.31)

мұндағы: - ауа суытқыш аппаратыда ауадан алынаты жылу мөлшері, Вт;

А, Б – тұрақты аппроксимациалық коэффициенттер;

s w:ascii="Cambria Math" w:h-ansi="Cambria Math"/><wx:font wx:val="Cambria Math"/><w:i/><w:sz w:val="28"/><w:sz-cs w:val="28"/><w:lang w:val="KZ"/></w:rPr><m:t>РІ</m:t></m:r></m:sub></m:sSub></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> -ауадан суыту аппарат бетіне берілетін жылубергіш коэффициенті, Вт/(м² ∙К).

Бұл топтағы өнім бетінен бөлініп шығатын ылғал шамасын анықтау тәсілдердің жалпы бір кемшілігі келтірілген теңдеулер жүргізілген тәжирібиелік өнімдер үшін ғана қолдануға болады.

Үшінші топқа жылумен ылғал арасындағы байланысты қолдана отырып өнім бетінен бөлініп шығатын ылғал шамасын анықтау тәсілдері жатады. Бұл тәсілде жылу мен ылғалдың қатынасын ε_t - деп белгілей отырып өнім бетінен бөлініп шығатын ылғал шамасын мынадай теңдеумен есептеуге болады

= (7.32)

Бұл топтағы тәсілдердің ішіндегі жиі қолданатын теңдеу В. З. Жадан теңдеуі

(7.33)

мұндағы: М - өнімнің массасы, кг.

– жылу мен ылғал қатынасын сипаттайтын көрсеткіш, Дж/кг.

Осы топтағы өнім бетінен бөлініп шығатын ылғал шамасын анықтаудың тағы бір тәсілі бұл Роговая С Н және басқар ұсынған теңдеу

G = / (7.34)

мұндағы: , – температура қысымдары: және = 0,5 () ;

- судың меншікті энтальпиясы, Дж/кг.

Төртінші топқа ылғалдың дифузиялық теңдеуін «сандық әдіс» әдісімен шешу негізінде өнім бетінен бөлініп шығатын ылғал шамасын анықтау тәсілдері жатады. Ол үшін мын ылғалдың дифузиялық теңдеуін «сандық әдіс» көмегімен шешу керек

= D (7.35)

шекаралық шарт

= () (7.36)

мұндағы: D _өн- өнімнің масса өткізгіштік коэффициенті м²/c;

-өнімнің бетінен ауаға масса бергіштік коэффициенті;

Өнімнің бетінен ауаға берілетін массабергіштік коэффициентін Нуссельт критериясы қолдана отырып табуға болады

Nu = (7.37)

Ылғалдың дифузиялық теңдеуін «сандық әдіс» әдісімен шеше отырып мысалы, Герасимов Н. А. және басқалар өнім бетінен бөлініп шығатын ылғал шамасын мынадай теңдеумен анықтауды ұсынған:

G = (7.38)

мұндағы: – аз уақыт аралығындағы есептік қадам, с.

Өнім бетінен ауаға берілетін масса бергіштік коэффициентін табу үшін авторлар мына Нуссельт критериясын қолданған

= 10 (7.39)

мұндағы: Re – Рейнольдс критериясы.

Өнім бетінен бөлініп шығатын ылғал шамасын бұл тәсілмен анықтаудың бір артықшылығы суыту немесе мұздату әдістеріне, қондырғы түрлеріне және суытылатын немесе мұздатын өнімнің пішініне байланысты емес.

Дата добавления: 2015-10-23