МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА И ХРАНЕНИЯ КАРТОФЕЛЯ

ПСИХРОМЕТРИЯ

Для разработки и реализации методики хранения картофеля необходимы определенные знания в облас­ти психрометрии. Психрометрия — наука о термодина­мике воздуха в его взаимосвязи с другими компонен­тами окружающей среды. В процессе хранения кар­тофеля температура воздуха в помещении и его влажность меняются, и знание этих изменений помо­гает прогнозировать термодинамические взаимодей­ствия параметров среды в различных ее состояниях. Важно помнить, что в смысле термодинамики воз­дух — это смесь двух составляющих: сухого воздуха и паров воды.

Предсказание поведения среды при различных со­четаниях температуры и влажности воздуха делается при помощи психрометрической карты, и прежде чем показать, как ею пользоваться, нужно определить термины, которыми она оперирует.

Упругость водяного пара. Это парциальное давле­ние, возникающее за счет энергии молекул паров во­ды, содержащихся во влажном воздухе. Давление на­сыщенного пара соответствует такому состоянию, при котором воздух не может удержать влаги больше, чем уже содержит.

Процентное насыщение. Это отношение фактиче­ской упругости водяного пара к давлению, которое имело бы место при насыщении воздуха парами чис­той воды при той же температуре. Обычно это отно­шение выражается в процентах и часто фигурирует под названием относительная влажность. При хране­нии картофеля этот параметр следует поддерживать на максимально возможном уровне.

Содержание влаги. Влагосодержание — это масса водяных паров в смеси их с сухим воздухом, прихо­дящаяся на единицу массы сухого воздуха.

Температура по сухому термометру. Температура по сухому термометру — это показания обычного тер­мометра (ртутного, термопары), то есть фактическая температура воздуха. Когда произносится слово «температура» без каких бы то ни было пояснений или приставок, то имеется в виду как раз та самая температура по сухому термометру, о которой идет речь.

Температура по влажному термометру. Темпера­тура по влажному термометру — это температура, регистрируемая термометром, чувствительный эле­мент которого покрыт влажным тампоном, находив^ шимся в контакте с окружающим воздухом по край­ней мере в течение минуты. Слово «подвеска», указы­ваемое в скобках после термина «температура по влажному термометру», обозначает, что термометр этот находился под действием осушающей воздушной' струи в течение достаточного времени.

Точка росы. Точка росы соответствует температу­ре, при которой начинается конденсация паров, когда проба воздуха с постоянным влагосодержанием ох­лаждается при атмосферном давлении.

Энтальпия. Энтальпия пробы воздуха — это тепло­содержание смеси сухого воздуха и паров воды, при­ходящееся на единицу массы сухого воздуха и опре­деляющее превышение температуры над некоторым ее эталонным значением. В картофелехранилищах представляет интерес только приращение энтальпии, так что эталонная температура малосущественна.

Пользование психрометрической картой. Хотя су­ществует целый ряд различных психрометрических карт, наиболее широкое распространение на практи­ке в Великобритании получила карта Управления строительства.

Эта карта позволяет определять значения следу­ющих шести термодинамических переменных: темпе­ратуру по влажному термометру, °С (подвеска), тем­пературу по сухому термометру, °С, удельную энталь­пию, кДж/кг, влагосодержание, кг/кг сухого воздуха, Удельный объем и относительную влажность. Если из­вестны любые две из перечисленных переменных, Можно определить точку состояния и затем найти остальные четыре параметра. Методику работы с психрометрической картой лучше всего проиллюстри­ровать на примере.

Пример 1. Температура по сухому термометру 15 °С; температура по влажному термометру 12 °С.

Необходимо найти точку пересечения вертикаль­ной линии для температуры 15 °С по сухому термо­метру с наклонной линией, соответствующей темпе­ратуре 12 °С по влажному термометру. Относитель­ная влажность определяется по кривой, проходящей через ту же точку (в данном случае относительная влажность равна 70 %). Если же двигаться вдоль го­ризонтальной прямой, то можно определить, что рас­сматриваемому состоянию соответствует влагосодер - жание 0,0074 кг/кг сухого воздуха. По наклонным ли­ниям, более крутым, чем прямые температуры по влажному термометру, можно найти, что удельный объем равен 0,825 м3/кг, а продолжая (например, по линейке) линию температуры по влажному термомет­ру,— убедиться, что энтальпия равна 34 кДж/кг.

Пример 2. Какими окажутся результирующие температура и влажность при смешивании двух рав­ных воздушных потоков, если до смешивания первый имел температуру 10 °С и относительную влажность (ОВ) 70 %, а второй — соответственно 5 °С и 90 % ОВ.

Точка состояния для каждого потока определяет­ся по карте, и так как удельные объемы равны по ус­ловию, можно допустить, что в каждой точке масса влажного воздуха постоянна.

В конечной смеси удельная энтальпия усредняет­ся:

Удельная энтальпия воздуха при 10 °С и 70% ОВ

=23,5 кДж/'кг;

Удельная энтальпия воздуха при 5 °С и 90 % ОВ

= 17,5 кДж/кг;

Средняя удельная энтальпия =20,5 кДж/ет.

Таким образом, получен один параметр точки ре­зультирующего состояния. В конечной смеси влагосо - держание также усредняется:

Влагосодержание воздуха при 10 °С и 70% ОВ

= 0,0054 кг/кг;

Влагосодержание воздуха при 5 °С и 90% ОВ

=0,0048 кг/кг;

Среднее влагосодержание воздуха =0,0052 кг/кг.

По этим двум параметрам результирующей воз­душной смеси можно по карте найти ее температу­ру —7,5 °С и относительную влажность —78 %.

Другие примеры использования психрометриче­ских карт даны в разделах по увлажнению и теорети­ческому определению времени охлаждения.