книги из ГПНТБ / Хордас, Г. С. Техническое кондиционирование воздуха и инертных газов на судах

Из точки Н, приняв 7V — Тн = 3° С [61 ], на разномасштабных диаграммах приложения IV строим линии процесса увлажнения воздуха НД и процесса десорбции ПР с учетом равенства отрез­

Тв = 57,5° С.

Полученные с помощью диаграмм Id параметры процессов кон­ денсации воды в поверхностных аппаратах, адсорбции, абсорбции и десорбции позволяют определить нагрузки тепло- и массообменных аппаратов (адсорберов, абсорберов, десорберов, подогревателей и охладителей газовых смесей и раствора), температурные напоры, перепады парциональных давлений водяного пара и другие данные, на основе которых производится подбор аппаратов и механизмов или выдается задание на их проектирование.

Следует иметь в виду, что если в системах инертных газов пара­ метры точки О' (см. рис. 96) или А (см. рис. 98) отражают состояние осушенных газов перед входом в грузовые цистерны, то в системах технического кондиционирования воздуха, где осуществляется ре­ циркуляция и подмешивание обработанного воздуха, параметры воздуха на входе в грузовое помещение должны быть в процессе тепловлажностного расчета определены. Предлагаемые выше методы графоаналитического определения параметров адсорбции и абсорбции особенно хорошо сочетаются с разработанными В. А. Загоруйко и Ю. И. Кривошеиным методами графического решения задач. Эти задачи связаны с выбором режимов работы систем технического кон­ диционирования воздуха судов, перевозящих грузы, к сохранению которых предъявляются повышенные требования [22]. Выполненные исследования позволили указанным авторам построить диаграммы Id, на которые нанесены кривые приведенного влагосодержания Wnp

такое содержание воды в нем, когда парциальные давления паров воды на поверхности груза и в окружающем его воздухе равны. В этом

2 0 7

случае массообмен между грузом и воздухом отсутствует и наступает

в воздухе будет выше, чем парциальное давление паров в поверх­ ностном слое гигроскопического груза, то в трюме (твиндеке) будет

Рис. 101. Диаграмма Id с кривыми приведенного влагосодержания древесноволокни­ стых материалов.

происходить процесс перехода водяных паров из воздуха к грузу и увлажнение последнего.

Если же парциальное давление водяных паров в поверхностном слое гигроскопического груза окажется выше их парциального давления в воздухе грузового помещения, то в этом случае будет иметь место процесс перехода воды от груза к воздуху, т. е. будет протекать процесс подсушки груза с одновременным увлажнением воздуха.

208

Значения U0 для некоторых материалов, входящих в группу древесноволокнистых, приведены ниже.

По влагосодержанию груза U, которое должно быть обеспечено во время его транспортировки, и величине U0 нетрудно определить значение Wnp.

Таким образом, для обеспечения динамического влажностного равновесия за весь период рейса с помощью системы технического кондиционирования воздуха должны поддерживаться такие пара­ метры в грузовых помещениях, чтобы WIip было постоянным.

С достаточной для практических целей точностью и с использо­ ванием данных В. А. Загоруйко и Ю. И. Кривошеина можно пред­ ложить следующий порядок построения процессов в диаграмме Id для систем технического кондиционирования воздуха (рис. 102).

1.На диаграмму Id наносят точки: Н, характеризующую рас­ четные параметры наружного воздуха, и О' (см. рис. 96) или А (см. рис. 98), характеризующих состояние воздуха после воздухо­ осушительной установки — в зависимости от ее типа. Если для осушения воздуха используют холодильные машины, то параметры точки О' должны соответствовать либо параметрам воздуха на вы­ ходе из охладителя, либо при работе по схеме системы типа Д (см. гл. II) параметрам воздуха на выходе из воздушного конденсатора.

2.По заданному влагосодержанию груза, для перевозки которого

проектируется судно, и известному для этого груза значению U0 по формуле (49) определяется приведенное влагосодержание Wup. Если судно предназначено для перевозки различных гигроскопиче­ ских грузов, построение производится для наиболее типичных из них.

3. На кривой Wnp задают точку Г, характеризующую конечное состояние воздуха в грузовом помещении, или в соответствии с за­ данием на проектирование, или таким образом, чтобы его темпера­ тура точки росы Трг была на 3—4° С ниже заданной температуры

наружного воздуха, что исключит кон­ денсацию водяного пара на внутренних поверхностях ограждений. Увеличение разности более чем на 3—4° С приведет к завышению производительности воздухо­ осушительной установки. При хорошо организованной вентиляции груза поверх­ ность теплообмена между воздухом и гру­ зом имеет достаточно большую величину. Поэтому температура воздуха Тг на вы-

—Qn (отдача тепла).

Параметры воздуха: А — на выходе из адсорбера, абсорбера; Г — на выходе из грузовых помещений; Н — наружного; О' — на выходе из охладителя; С — после смешения; Т — на входе в трюмы и твиндеки.

210

и обычно задаются техническим заданием на проектирование, то температуры в смежных с грузовыми помещениях могут в определен­ ных пределах варьироваться в процессе проектирования и от их значения во многом зависит величина теплопритоков (и теплопотерь).

Количество теплоты, поступающее от солнечной радиации в лет­

Для прикидочных расчетов можно пользоваться данными фирмы Свенска Флектфабрикен о поступлении теплоты от солнечной радиа­ ции через 1 м2 ограждения трюма или твиндека.

Для горизонтальной поверхности

Количество теплоты, выделяемое при дыхании зерновых куль­ тур, можно определить на основании формулы, полученной В. А. Загоруйко путем обработки приведенных в литературе эксперимен­ тальных данных [33 ]

212

ДГг — максимальное суточное изменение температуры всей массы груза в период рейса, которое на основании прак­ тических данных можно принимать ЛГг = 2н-3° С.1

Произведя соответствующие преобразования получаем

лодного района в теплый подставляется со знаком минус, из теплого

жания dr определит точку Т, характеризующую параметры воздуха на входе в трюм (твиндек).

6 . Проводят линию А Т (или О'Т) до пересечения ее с линией ГН. Полученная точка С, характеризующая параметры воздуха после

1При испытаниях, проведенных В. А. Загоруйко на теплоходе «В. Терешкова»

врейсе Севастополь—Гавана, суточные колебания температуры верхних участков груза достигали 10° С [33].

213

7. Производительность воздухоосушительной установки по осу­ шенному воздуху Ga определяется на основе равенства

с линией ГН окажется вне отрезка ГН, необходимо соответственно изменить значение температуры Тг и провести построение заново. Аналогичные построения могут быть выполнены и при отличных от

Если судно предназначено для перевозки нескольких видов гигроскопичных грузов, то для каждого из них определяют значе­ ния 1Е„р и выполняют построения в диаграммах Id. Производитель­ ность воздухоосушительной установки и вентиляторов определяется по большему из полученных значений.

Для судов, предназначенных для перевозки негигроскопичных грузов — промышленного оборудования, строительной, дорожной, колесной и гусеничной техники —• производят аналогичные построе­ ния на диаграмме Id. При этом точка Г задается не на кривой при­ веденного влагосодержания Wnp, а на кривой относительной влаж­ ности воздуха в грузовых помещениях ф - 50% (если не оговорена эта величина заданием на проектирование). Для прикидочиых расчетов можно принимать, что для предотвращения конденсации водяного пара в грузовых помещениях производительность воздухоосушительной установки по осушенному воздуху Lnoy (м3/с) состав­ ляет при объеме пустых трюмов и твиндеков Ктр(м3):

а по количеству удаляемой из воздуха воды она должна равняться 8— 10 г воды в час па 1 м3 объема трюмов (твиндеков), не занятого грузом.

§ 17. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

Одной из основных задач гидравлических расчетов является

согласование параметров работы нагнетателей (вентиляторов) и

трубопровода воздуха или инертных газов.1 Кроме того, при гидрав­ лических расчетах систем инертных газов необходимо согласование параметров их работы с грузовыми системами. При этом так же, как и при выполнении гидравлических расчетов высоконапорных систем комфортного кондиционирования воздуха, целесообразно исполь­ зовать статистические коэффициенты и обобщающие зависимости.

Как известно, уравнение сопротивления трубопровода (Па)

1 См. § 14 книги: Г. С. Хордас «Высоконапорные системы кондиционирования воздуха на судах». Л., «Судостроение», 1972.

214

Отсюда для круглого трубопровода dnn с достаточной точностью составляет

где а = d jk .

Основываясь на статистических данных, коэффициент а можно

Рассмотрение формул (63), (64) и (65) показывает, что сопротив­ ление трубопровода подчиняется уравнению

где /?тр — коэффициент, зависящий от постоянных величин рас­ сматриваемого трубопровода (длины, коэффициентов мест­ ных сопротивлений, диаметра), который с достаточной для практических расчетов точностью можно получить па основе формулы (66)

1п можно принимать по формуле (67).

Как видим, кривая (характеристика), отражающая функциональ­ ную зависимость (68), представляет собой параболу, и ее нетрудно наложить на характеристику нагнетателя (вентилятора), построен­ ную в координатах р— L [36], [61].

215