CC BY
16УДК 631.234:620.92:628.8
ТЕМПЕРАТУРНО-ВЛАЖНОСТНЫЙ РЕЖИМ ГЕЛИОТЕПЛИЦЫ
Ж.Д. Садыков, И.М. Файзуллаев, Ш.Й. Саматова Каршинский инженерно-экономический институт
Аннотация: В работе рассмотрена среднестатистическое изменение температуры воздуха в солнечных сушильных установках, приведена корреляционная зависимость изменения температуры воздуха по высоте сушильной камеры. При массообменном процессе температура внутреннего воздуха принимается неизменной и в результате такого единого подхода температурно-влажностного режима парагазовой смеси получим процессы изменения температуры и относительной влажности, независящие друг от друга, для которых находятся передаточные функции.
Ключевые слова: солнечная энергия, солнечная сушильная установка, температура, влажность, конвекция.
Введение. Как известно, что солнечная теплица является сложным объектом с распределенными параметрами, в котором одновременно протекают теплообменные и массообменные процессы [1,2].
Создание и реализации эффективных систем автоматического управления и регулирования температурно-влажностного режима солнечной теплицы требует решения вопроса разработки математической модели процесса тепло -и массообмена происходящего в сооружении как объекта автоматического управления.
Определение динамических характеристик объекта может быть достигнуто либо экспериментальным, либо аналитическим методом, мы выбрали аналитический метод исходя из следующих соображений:
-а) ни в одной из функционирующих и рекомендуемых теплиц до сих пор нет даже неавтоматизированных устройств для поддержания необходимого микроклимата, принудительной вентиляции обогрева;
б) число типов тепличных построек весьма велика, причем типовые проекта отсутствует (строится преимущественно по индивидуальному заказу) и постройки имеют существенные различия (по конструкциям, по применяемым аккумуляторам тепла и.т.д.). Эти различия в значительной мере определяют динамику объекта регулирования;
с) аналитический метод позволяет получить динамические характеристики разработанной, но еще не построенной теплицы, а поэтому можно конструировать регулятор микроклимата одновременно с проектированием сооружения.
Основная часть. Динамические характеристики теплиц будем находить в форме передаточных функций. Подобная задача впервые применительна к солнечной теплице была решена в [3]. Однако в этой работе во -первых не учитывается такой важный параметр микроклимата как влажность, во -вторых для упрощения вывода и понижения порядка степени дифференциального уравнения описывающего теплообменные процессы теплицы, рассматривается как двухемкостный объект регулирования температуры. Не учтены такие особенности теплицы как:
1. Солнечная теплица -это сооружение с интенсивным выделением водянных паров, он зависит от внутренней температуры;
2. Сооружение имеет большую поверхность испарения воды из почвы, поступающей по отношению в микроклимату извне (полив и другие.);
3. При анализе динамики температурного режима теплицы недостаточно учитывать лишь теплоаккумулирующие свойства подпочвенного аккумулятора и внутреннего воздуха, как это принято в работе [3,4].
Ввиду того, что порядок дифференциального уравнения описывающего температуру воздуха в сооружении, определяется числом теплоаккумулирующих веществ, то порядок уравнения для теплицы данной конструкции нашего случая должен быть равен шести (если учесть теплоемкость внутреннего воздуха, водяного и подпочвенного аккумулятора тепла, почву, растительного покрова и светопрозрачного ограждения).
При выводе дифференциальных уравнений объекта регулирования примем следующие упрощения[4,5]:
а) солнечная теплица является объектом с распределенными параметрами. Но, как показал анализ, ее можно описать дифференциальными уравнениями в обыкновенных производных в сочленении со звеном чистого запаздывания. Так как время по сравнению временем переходного процесса объекта составляет ничтожную долю, то его влиянием (без ущерба для расчета) можно пренебречь (и = 5-10 мин., ¿пер =100-120 мин.). Кроме того, воздух внутри солнечной теплицы хорошо перемешается, т.е. разностью температур и относительных влагосодержаний в различных точках принебрегаем (объект с сосредоточенными параметрами);
б) при теплообмене величина относительного влагосодержания внутреннего воздуха величина постоянная (это соответствует случаю, когда в теплице работает регулятор относительного влагосодержания воздуха). При массообменном процессе температура внутреннего воздуха принимается неизменной, что соответствует работе регулятора температуры. В результате такого единого подхода температурно-влажностного режима парагазовой смеси получим процессы изменения температуры и относительной влажности, независящие друг от друга, для которых находятся передаточные функции.
Как было отмечено выше, в сооружении имеют место шесть емкостей способных аккумулировать тепловую энергию. Но во многих практических расчетах энергетического режима теплиц теплоаккумулирующими способностями светопрозрачного ограждения принебрегают из-за ее относительно незначительностью по сравнению с другими емкостями сооружения. Мы тоже будем придерживаться этой точки зрения, и исключаем из рассмотрения поглощательную способность тепла светопрозрачных ограждений, тогда в нашем случае в сооружении будут пять емкостей -аккумуляторов тепловой энергии, и соответственно при составлении дифференциального уравнения сооружения (теплицы) в целом для каждой из них составляем уравнения теплообмена.
Выводы. При этом учитываем следующие факторы:
-поступление тепла за счет радиации;
-тепловыделение почвы;
-теплопотери через светопрозрачные ограждения;
-теплопотери с рециркулируемым воздухом;
-затраты тепла на испарение влаги с почвы и растительности. Там же приводится тепловой баланс каждого теплоаккумулирующего элемента. Он включает поступление тепла
от внутреннего воздуха, потерю тепла в процессе теплопередачи и аккумулирование тепла водяным и подпочвенным аккумуляторами.
Список использованных источников:
1. Байрамов Р.Б., Рыбакова Л.Б. Микроклимат теплиц на солнечном обогреве. Ашхабад, 1983 г., 85 с.
2. Вардияшвили А.Б. Теплообмен и гидродинамика в комбинированных солнечных теплицах с субстратом и аккумулированием тепла. Ташкент, Фан, 1990 г., 194 с.
3. Хайриддинов Б.Э., Исаев С.М., Аширбаев М.У. Математическая модель блочной гелиотеплицы-сушилки с подпочвенным аккумулятором тепла. // Гелиотехника. 1990. №5. 80-83 с.
4. Исаев С.М. К вопросу аналитического определения удельного влагосодержания воздуха гелиотеплицы. Сб.научно-теоретической конференции в честь 600-летия Мирзо Улугбека. Карши., 1994 г. Т.4., 28-32 с.
5. Исаев С.М. Моделирование и управление температурно-влажностными режимами гелиотеплиц: Дисс..к.т.н. Т.: ТГТУ, 1997. с 126.
Садыков Жамал Джаббарович, старший преподаватель, sadikovjd57@inbox. ru, Файзуллаев Ихтиёр Мукимович, старший преподаватель, Саматова Шоира Йулдошевна, доцент, Каршинский инженерно-экономический институт, г. Карши, Узбекистан
TEMPERATURE AND HUMIDITY REGIME OF THE SOLAR GREENHOUSE
Sadykov Zhamal Jabbarovich, Fayzullaev Ikhtiyor Mukimovich, Samatova Shoira
Yuldoshevna
Abstract: The paper considers the average change in air temperature in solar drying plants, shows the correlation dependence of the change in air temperature along the height of the drying chamber. During the mass transfer process, the temperature of the internal air is assumed unchanged and as a result of such a unified approach of the temperature and humidity regime of the steam gas mixture, we obtain processes of temperature and relative humidity changes independent of each other, for which transfer functions are found.
Keywords: solar energy, solar drying plant, temperature, humidity, convection.
Sadykov Zhamal Jabbarovich, senior lecturer, sadikovid57@inbox. ru, Fayzullaev Ikhtiyor Mukimovich, senior lecturer, Samatova Shoira Yuldoshevna, associate professor, Karshi Engineering and Economic Institute, Karshi, Uzbekistan
