هناخرس و دیربت یاهمتسیس یحارطdl.mohandes-iran.com/mekanik/Article/TARAHI...

42
1 یستم طراحی س و سردخانه تبرید های من ا بع1 - یستمی و محاسبات سطراح( اصول تبرید) کننده های سردصغر حاج سقطی: مهندس اترجم معت یرانشگاه علم و صنرات داننتشا افصل درس سر م پایه و مفاهی تعاریف ت هوای مرطوب مشخصا ری تبخیل تراکمید و سیک تبری تبریدبردهای کار ات ب محاسبی سرمای ار نسورها و کنداسورهاها، کمپراتور اواپرhttp://www.mohandes-iran.com A-PDF Watermark DEMO: Purchase from www.A-PDF.com to remove the watermark

Transcript of هناخرس و دیربت یاهمتسیس یحارطdl.mohandes-iran.com/mekanik/Article/TARAHI...

  • 1

    های تبرید و سردخانهطراحی سیستم بعامن های سرد کننده( اصول تبرید )طراحی و محاسبات سیستم -1

    انتشارات دانشگاه علم و صنعت یران –مترجم: مهندس اصغر حاج سقطی

    سرفصل درس

    تعاریف و مفاهیم پایه مشخصات هوای مرطوب تبرید و سیکل تراکمی تبخیری کاربردهای تبرید ار سرماییمحاسبات ب اواپراتورها، کمپرسورها و کندانسورها

    http://www.mohandes-iran.com

    A-PDF Watermark DEMO: Purchase from www.A-PDF.com to remove the watermark

    http://www.mohandes-iran.comhttp://www.a-pdf.com/?wm-demo

  • 2

    گرما حرکت اجسام های مولکول چون اند شده تشکیل مولکول نام به یریز ذرات از اجسام همه مولکولی - جنبشی نظریه طبق را جسمی تیوق. دارند نیز یلسپتان ژی، انر ردارندگیکدی به بتسن که حالتی و وضع سبب به و دارند جنبشی، ژیانر کنند، می

    مجموع گرمامولکولی، جنبشییه نظر طبق. یابدیم شیافزا آن هایمولکول یلپتانس ژیانر و جنبشی ژینرا کنیممی رمگ .هاست مولکول جنبشی ژیانر و یلپتانس ژیانر

    است. (J)ژول SIگیری گرما در سیستم واحد اندازه

    یکBtu شود.وب کبریت آزاد میتقریباً برابر گرمایی است که از سوختن یک چ

    دما )درجه حرارت(یابد. این افزایش به صورت افزایش دما بروز ها افزایش میها و انرژی داخلی آندهیم سرعت مولکولوقتی به جسمی گرما می

    کند.می یابد.ها و دمای جسم کاهش میبا گرفتن گرما )انرژی( از جسم، سرعت مولکول

    های یک جسم است.لکولدما معرف میزان سرعت حرکت موهایی است که تحت تاثیر آن قرار گرما نه تنها نشان دهنده میزان سرعت حرکت مولکولهاست بلکه تعیین کننده تعداد مولکول

    اند.گرفتهگرم شده ℃200کیلوگرمی که تا 5است به اندازه یک شمش مسی ℃800گرمی( که دمای آن 100یک قاشق مسی )

    تر است.از آن گرم است، گرما ندارد ولی

    گیری دماابزار اندازه

    ایدماسنج عقربه ایدماسنج شیشه

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 3

    دماسنج الکترونیکی

    با شده بندی آب و باریک شیشه لوله دارای و است شیشه در مایع دماسنج دماسنج، نوع ترین متداول ای:دماسنج جیوه مایع مواد بعضی یا( کند می پذیر امکان سادگی به را آن مشاهده که است قرمز رنگ به معموال) الکل جیوه، با که است پیازی شود می باعث دما کاهش. رود می باال لوله در و شود می منبسط مایع یابد می افزایش دما که همانطور. است شده پر دیگر .آید می پایین لوله در آن سطح و شده منقبض مایع

    معموال نوار. است( ی فلزیآلیاژها یا فلزات) متفاوت فلزی مواد از نوار که است ینوار دارای دماسنجاین ای:دماسنج عقربه یا منبسط دیگران از بیش فلزی مواد کند می تغییر دما که هنگامی. است ثابت انتها یک در است ایمیله یا مارپیچی فرم در

    می نشان را دما نوار آزاد انتهای به شده متصل عقربه. شود خم یا نپیچد یا بپیچد نوار تا شود می باعث که شوند می منقبض دماسنج دیگر نوع. شوند می استفاده ها ترموستات در و ای عقربه های دماسنج در ای گسترده طور به دوفلزی نوارهای. دهد .است ترموکوپل برند می بهره غیرمشابه فلزات از که

    واحدهای سنجش دما: ℃سلسیوس

    Kکلوین 𝐾 = 273 + ℃

    ℉ فارنهایت ℉ − 32

    180 =℃

    100 Rرانکین

    𝑅 = ℉ + 459/67 (Pressure) فشار

    فشار عبارتست از مقدار نیروی وارد بر سطح:

    𝑃 =𝐹

    𝐴

    شود.در جامدات تحت عنوان تنش شناخته میشود. فشار در یک سیال ساکن در هر نقطه به صورت مولفه عمودی نیرو بر واحد سطح تعریف میدر سیال فشار نکته:

    در تمام جهات یکسان است. مشخص

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 4

    انواع فشار

    فشار مطلق (Absolute) فشار نسبی (Gauge)

    𝑃𝑔 = 𝑃𝑎 − 𝑃0

    دهد.فشار سنج فشار نسبی را نشان می نکته:

    گیری فشارواحدهای اندازه بار(bar) اتمسفر(atm) psi

    1 𝑃𝑎 = 1 𝑁 𝑚2⁄

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 5

    به گرمایی که سبب باال رفتن دمای جسم شود گرمای محسوس گویند. س:گرمای محسوشود تا سبب تغییر حالت آن جسم شود گرمای نهان گفته به گرمایی که در دمای ثابت به یک جسم داده می گرمای نهان:

    شود و به صورت گرمای نهان ذوب و گرمای نهان تبخیر وجود دارد.می𝑄𝐿𝑓 = 𝑚 × ℎ𝑖𝑓

    𝑄𝐿𝑓 مقدار گرمای آزاد شده حین ذوب 𝑚 جرم

    ℎ𝑖𝑓 گرمای نهان ذوب 𝑄𝐿𝑣 = 𝑚 × ℎ𝑓𝑔

    𝑄𝐿𝑣 مقدار گرمای آزاد شده حین تبخیر 𝑚 جرم

    ℎ𝑓𝑔 تبخیرگرمای نهان

    حجم مخصوص –نمودار دما

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 6

    سیکل تبرید نعت تبرید، نگهداری از مواد غذایی است.صترین کاربرد مهم

    یابد زیرا کند شدن حرکت مولکولی، سرعت فاسد شدن مواد غذایی با کند شدن حرکت مولکولی در نتیجه سرما کاهش می کند.رشد باکتری فاسد کننده مواد غذایی را کم می

    تبرید )سرد سازی(تر که تغییر محسوسی گخواهیم آنرا خنک کنیم و انتقال آن به محیطی بزرتبرید عبارت است از گرفتن گرما از محلی که می

    شود.در دمای آن ایجاد نمی تن تبرید تر از کیلووات استفاده های بزرگهای سرد کننده کوچک از وات و در دستگاهگیری قدرت سرمایی در دستگاهبرای اندازه

    شود.می𝑊

    𝐾𝑊 و در ساعت است.یتیهای سرد کننده کوچک وجود دارد بیواحد دیگری که برای ارزیابی قدرت دستگاه

    𝐵𝑡𝑢

    ℎ𝑟

    ها را فراهم باشد که امکان مقایسه آنهای سرد کننده وجود دارد تن تبرید میواحد دیگری که برای سنجش قدرت دستگاه سازد.می

    𝑇𝑅 یو در تیبی 12000کند و معادل ساعت تولید می 24یک تن تبرید معادل سرمایی است که یک تن یخ در اثر ذوب شدن در

    ساعت است.

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 7

    چرخه تبرید

    مبردی مانند در سیکل یخچال سیال فعال ،𝑅 − 134𝑎 .یا آمونیاک است یابد که فشار و دمای آن کم است.حرارت در تبخیر کننده به مبرد انتقال می یابد.در کمپرسور فشار و دمای مبرد افزایش می شود.ت از مبرد با فشار و دمای باال منتقل میدر چگالنده حرار کند.طی عبور از شیر اختناق یا لوله مویین فشار افت می

    β =�̇�𝐿 (انرژی قابل فروش)�̇�(انرژی هزینه ساز)

    =�̇�𝐿

    �̇�𝐻 − �̇�𝐿=

    1�̇�𝐻 �̇�𝐿⁄ − 1

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 8

    دما در چرخه تبرید سادهنمایش تغییرات فشار و

    اواپراتور یخچال خانگی

    لوله مویین و فیلتر درایر یخچال خانگی

    کولر گازی

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 9

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 10

    ومتریک(رمشخصات هوای مرطوب )سایک :هوای خشکاجزای تشکیل دهنده

    78حجمی نیتروژن % 21حجمی اکسیژن % 1 %اکسید کربن و مقادیری جزیی از هیدروژن، هلیوم، نئون و آرگوندی

    : (Dew Point) دمای نقطه شبنم نامند.می (DP)آید دمای نقطه شبنم دمایی را که در آن، بخارآب موجود در هوا به صورت اشباع در می

    باشد.جزیی بخار آب می دمای نقطه شبنم هوا همواره برابر با دمای اشباع در فشارتوان از جداول بخار دمای نقطه شبنم و بالعکس با معلوم بودن دمای نقطه شبنم، با معلوم بودن فشار جزیی بخار آب می

    میتوان فشار جزیی بخار آب را تعیین نمود.

    نمودار نمایش نقطه شبنم

    : (Relative Humidity) رطوبت نسبیشود و عبارتست از نسبت فشار جزیی واقعی بخار آب موجود در هوا به فشار صد بیان میبر حسب در (𝑅𝐻)رطوبت نسبی

    جزیی اعمال شده به وسیله بخار آب در دمای اشباع:

    𝑅𝐻 =فشار جزیی واقعی بخار در مخلوط

    فشار جزیی در دمای اشباع× 100 = 𝑃𝑣

    𝑃𝑔× 100

    شود.نیز نشان داده می (𝜙)رطوبت نسبی با وبت نسبی طبق نمودار شکل زیر عبارتست از:رط

    𝑅𝐻 =𝑃1𝑃4

    × 100

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 11

    𝑃𝑉)توان با استفاده از قانون گاز کامل رطوبت نسبی را می = 𝑚𝑅𝑇, 𝑃 = 𝜌𝑅𝑇) :به صورت زیر نیز بیان نمود

    𝑅𝐻 =𝑃𝑣𝑃𝑔

    × 100 = 𝑣𝑔𝜌𝑣

    × 100 = 𝜌𝑣𝜌𝑔

    × 100

    ع اشباع آبخواص بخار و مای

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 12

    )ادامه( خواص بخار و مایع اشباع آب

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 13

    مثال: چقدر است؟ ℃10با نقطه شبنم ℃26رطوبت نسبی هوای

    حل:با استفاده از خط فشار ثابت نقطه ℃10توان با استفاده از نقطه شبنم تعیین نمود. زیرا در دمای فشار جزیی واقعی را می

    شود. شبنم تعیین می

    برابر ℃26و در دمای 𝑏𝑎𝑟 0/01227فشار جزیی بخارآب برابر با ℃10ول بخار، در دمای نقطه شبنم با استفاده از جد

    0/0336 𝑏𝑎𝑟 توان نوشت:باشد. پس میمی

    𝑅𝐻 =𝑃𝑣|10℃𝑃𝑔|26℃

    × 100 = 0/012270/0336 × 100 = 36/5 %

    نسبت رطوبت شود:تعریف میبه صورت زیر (𝑊)نسبت رطوبت یا رطوبت ویژه

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 14

    𝑊 =جرم بخارآب

    جرم هوای خشک=

    𝑚𝑣𝑚𝑎

    .به ازای فشار بارومتریک معین، نسبت رطوبت تنها تابعی از دمای نقطه شبنم است یابد.به ازای نقطه شبنم معین، نسبت رطوبت با تغییر فشار بارومتریک کل تغییر کرده و با کاهش آن افزایش می

    توان نوشت:گاز کامل برای هوای خشک و بخارآب می با استفاده از قانون

    توان به صورت زیر بیان نمود:بنابراین نسبت رطوبت را می

    𝑊 نسبت رطوبت 𝑃𝑣 فشار جزیی بخارآب در دمای نقطه شبنم 𝑃𝑎 فشار جزیی هوای خشک

    𝑃𝑡𝑜𝑡 فشار بارومتریک مثال:

    در فشار بارومتریک استاندارد چقدر است؟ ℃10 با نقطه شبنم ℃26هوای نسبت رطوبت حل:

    باشد. می 𝑏𝑎𝑟 0/01227فشار جزیی بخارآب برابر با ℃10با استفاده از جدول بخار، در دمای نقطه شبنم 𝑃𝑣 = 0/01227 𝑏𝑎𝑟 𝑃𝑡𝑜𝑡 = 101325 𝑝𝑎 = 1/01325 𝑏𝑎𝑟

    𝑊 = 0/622 × 0/012271/01325 − 0/01227 = 0/00762 𝑘𝑔/𝑘𝑔

    نسبت اشباع: شود:به صورت زیر تعریف می نسبت اشباع یا درصد رطوبت

    نسبت اشباع =نسبت رطوبت واقعی

    نسبت رطوبت مخلوط اشباع در همان دما و فشار=

    W

    𝑊𝑠𝑎𝑡

    W = 0/622 𝑅𝐻 × 𝑃𝑔𝑃𝑡𝑜𝑡 − 𝑅𝐻 × 𝑃𝑔

    𝑊𝑠𝑎𝑡 = 0/622𝑃𝑔

    𝑃𝑡𝑜𝑡 − 𝑃𝑔

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 15

    :مثال100𝑚3 0/1بخارآب در فشار –مخلوط هوا 𝑀𝑃𝑎 داریم. نسبت رطوبت، نقطه شبنم، 70و رطوبت نسبی ℃35، دمای %

    جرم هوا و جرم بخار را محاسبه نمایید. حل:

    است. از جداول ترمودینامیکی: 𝑃𝑣نقطه شبنم، دمای اشباع در فشار

    𝐷𝑃 = 28/6℃

    توان استفاده نمود.آل نیز میاز رابطه گاز ایدهبرای محاسبه جرم بخار

    دمای خشک باشد.می (DB)شود دمای خشک هوا دمایی که به وسیله یک دماسنج معمولی اندازه گرفته می

    ت که شود. دماسنج تر یک دماسنج معمولی اسبه وسیله دماسنج یا کپسول تر اندازه گرفته می (WB)دمای مرطوب هوا ای خیسی قرار گرفته است.تیله پارچهل کیسه یا فکپسول آن در داخ

    هنگامی که هوای غیراشباعی با کپسول انتهایی دماسنج تماس یابد، آب با شدتی متناسب با اختالف فشار بین فشار بخار هوا -تیله میر فباعث خنک شدن آب باقیمانده دتیله تبخیر شده و شود. بنابراین آب فو فشار بخار آب موجود در هوا تبخیر می

    شود. DBشود تا دما کمتر از دمای

    در هوای صددرصد اشباع دماهایDB وWB باشند.با یکدیگر برابر می

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 16

    .دمای مرطوب هوا به دمای خشک و مقدار بخارآب موجود در آن بستگی دارد .دمای مرطوب شاخصی از گرمای کل هوا )انتالپی( است

    حرارت یا انتالپی هوا باشد.های محسوس و نهان میر هر شرایطی مجموع حرارتحرارت کل هوا د حرارت محسوس هوا تابعی از دمایDB .است حرارت نهان هوا تابعی از دمای نقطه شبنم(DP) .است حرارت کل تابعی از دمایWB .است

    حرارت محسوس هوا شود:حرارت محسوس هوا از رابطه زیر تعیین می

    𝐻𝑠 = 𝑚𝐶𝑝(𝐷𝐵) 𝐻𝑠 = 𝑚ℎ𝑠

    𝑚 جرم هوای خشک 𝐶𝑝 گرمای ویژه متوسط هوا در فشار ثابت

    𝐷𝐵 دمای هوای خشک ℎ𝑠 )انتالپی ویژه هوای خشک )حرارت محسوس به ازای هر کیلوگرم هوای خشک

    تنها تابعی از حرارت محسوسDB .است سرد شود، مقدار حرارت محسوس منتقل شده به هنگامی که جرم معینی از هوا بین دماهای خشک اولیه و نهای گرم یا

    گردد:صورت زیر بیان می𝑄𝑠 = 𝑚𝐶𝑝(∆𝐷𝐵)

    𝑄𝑠 حرارت محسوس منتقل شده ∆𝐷𝐵 اختالف بین دماهایDB اولیه و نهایی مثال:

    یین نمایید.را تع℃14و دمای نقطه شبنم 𝑘𝑔/𝑘𝑔 0/01و نسبت رطوبت ℃26هوا با دمای خشک kg 12حرارت محسوس حل:

    𝐶𝑝 = 1 𝑘𝑗/𝑘𝑔 𝐾 𝐻𝑠 = 𝑚𝐶𝑝(𝐷𝐵) = 12 × 1 × 26 = 312 𝑘𝑗

    مثال: را تعیین نمایید. ℃50تا دمای ℃15هوای kg 20حرارت محسوس الزم برای گرم کردن

    حل:𝑄𝑠 = 𝑚𝐶𝑝(∆𝐷𝐵) = 20 × 1 × (50 − 15) = 700 𝑘𝑗

    حرارت نهان هوا نهان تبخیر آب در دمای اشباع بخارآب بستگی دارد. حرارت نهان هوا صرفاً به حرارت

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 17

    باشد دمای نقطه شبنم نه تنها جرم بخارآب بلکه مقدار چون دمای اشباع بخارآب، دمای نقطه شبنم هوا نیز می کند.حرارت نهان تبخیر را نیز تعیین می

    کند.حرارت نهان تنها با تغییر نقطه شبنم تغییر می 𝐻𝐿 = 𝑚 × 𝑊𝑠𝑎𝑡 × ℎ𝑤

    𝐻𝐿 حرارت نهان جرم معینی از هوای خشک 𝑚 جرم هوای خشک

    𝑊𝑠𝑎𝑡 در دمای اشباع نسبت رطوبت ℎ𝑤 ود در هواجانتالپی ویژه بخارآب مو

    توان به صورت زیر بیان نمود:حرارت نهان مخصوص را میℎ𝐿 = 𝑊𝑠𝑎𝑡 × ℎ𝑤

    توان با رابطه زیر محاسبه نمود:افزودن یا گرفتن بخارآب از جرم معینی از هوا را می منتقل شده در اثر (𝑄𝐿)حرارت نهان 𝑄𝐿 = 𝑚(ℎ𝐿2 − ℎ𝐿1)

    ℎ𝐿1 = 𝑊𝑠𝑎𝑡1 × ℎ𝑤1

    ℎ𝐿2 = 𝑊𝑠𝑎𝑡2 × ℎ𝑤2

    𝑄𝐿 = 𝑚(𝑊𝑠𝑎𝑡2 × ℎ𝑤2 − 𝑊𝑠𝑎𝑡1 × ℎ𝑤1) مثال:

    را تعیین کنید. ℃20و دمای نقطه شبنم ℃30دمای خشک کیلوگرم هوا با 10حرارت نهان حل:

    ℎ𝑔,20℃ = 2538/2 𝑘𝑗/𝑘𝑔 𝑃𝑔,20℃ = 2337 𝑝𝑎 𝑃𝑎𝑡𝑚 = 101325 𝑝𝑎

    𝑊𝑠𝑎𝑡 = 0/622𝑃𝑔

    𝑃𝑡𝑜𝑡 − 𝑃𝑔= 0/622 2337101325 − 2337 = 0/01468 𝑘𝑔/𝑘𝑔

    𝐻𝐿 = 𝑚 × 𝑊𝑠𝑎𝑡 × ℎ𝑤 = 10 × 0/01468 × 2538/2 = 372/6 𝑘𝑗 مثال:

    کند و تا دمای خشک یی عبور میاز کویل سرما ℃20و دمای نقطه شبنم ℃35هوا با دمای خشک kg 45در هر دقیقه ( و نسبت DPو DB ،DWشود. با فرض اشباع بودن هوای خروجی از کویل )برابر بودن دماهای خنک می ℃12نهایی

    محاسبه کنید:موارد زیر را ℃12در دمای 𝑘𝑔/𝑘𝑔 0/00872و ℃20 در دمای 𝑘𝑔/𝑘𝑔 0/01468رطوبت الف( جرم بخار تقطیر شده بر حسب کیلوگرم

    ب( حرارت نهان منتقل شده بر حسب کیلوژول بر ثانیه )کیلووات( حل:

    ℎ𝑤1,20℃ = ℎ𝑔,20℃ = 2538/2 𝑘𝑗/𝑘𝑔 ℎ𝑤2,12℃ = ℎ𝑔,12℃ = 2523/6 𝑘𝑗/𝑘𝑔

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 18

    �̇� = 45 𝑘𝑔/𝑚𝑖𝑛 = 0/75 𝑘𝑔/𝑠 الف(

    جرم بخارآب تقطیر شده در هر ثانیه = �̇�(𝑊1 − 𝑊2) = 0/75(0/01468 − 0/00872) = 0/00447 𝑘𝑔/𝑠

    = 16/09 𝑘𝑔/ℎ𝑟

    ب(𝑄𝐿 = �̇�(𝑊2 × ℎ𝑤2 − 𝑊1 × ℎ𝑤1) = 0/75(0/00872 × 2523/6 − 0/01468 × 2538/2) = 11/44 𝑘𝑗/𝑠

    = 11/44 𝑘𝑤

    حرارت کل هوارارت کل هوا )انتالپی( مجموع حرارت محسوس )انتالپی هوای خشک( و حرارت نهان )انتالپی بخارآب( است و برای هر ح

    توان نوشت:کیلوگرم هوا میℎ𝑡 = ℎ𝑠 + ℎ𝐿

    ℎ𝑡 انتالپی هوای مرطوب برحسب𝑘𝑗/𝑘𝑔 ℎ𝑠 انتالپی هوای خشک بر حسب𝑘𝑗/𝑘𝑔 ℎ𝐿 ر حسب ب انتالپی بخارآب𝑘𝑗/𝑘𝑔

    توان نوشت:کیلوگرم هوا می 𝑚برای 𝐻𝑡 = 𝑚ℎ𝑡

    توان با رابطه زیر بیان نمود:منتقل شده یا گرفته شده از هوا به دلیل گرم یا سرد شدن را می (𝑄𝑡)حرارت کل 𝑄𝑡 = 𝑚(ℎ𝑡2 − ℎ𝑡1)

    هوای استاندارد مشخصات هوای استاندارد عبارتست از:

    𝜌𝑠 = 1/2 𝑘𝑔/𝑚3 𝑣𝑠 = 0/833 𝑚3/𝑘𝑔 𝑇𝑠 = 21 ℃

    توان حجم استاندارد هوا را در هر شرایطی به دست آورد:با استفاده از معادالت زیر می

    𝑉𝑠 = 𝑉𝑎𝑣𝑠𝑣𝑎

    𝑉𝑠 = 𝑉𝑎𝑇𝑠𝑇𝑎

    𝑉𝑠 حجم هوای استاندارد 𝑉𝑎 حجم واقعی هوا 𝑣𝑠 ( حجم ویژه هوای استاندارد𝑣𝑠 = 0/833 𝑚3/𝑘𝑔) 𝑣𝑎 حجم ویژه واقعی هوا

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 19

    𝑇𝑠 294)دمای هوای استاندارد K) 𝑇𝑎 دمای واقعی هوا

    مثال: را تعیین نمایید. ℃15هوا با دمای خشک 150𝑚3حجم هوای استاندارد معادل

    حل:

    𝑉𝑠 = 𝑉𝑎𝑇𝑠𝑇𝑎

    = 150 × 294273 + 15 = 153 𝑚3

    ومتریک(رنمودار مشخصات هوای مرطوب )نمودار سایک باشند.در این نمودار خطوط عمودی بیانگر دمای خشک هوا می

    خطوط افقی بیانگر دمای نقطه شبنم و نسبت رطوبت ثابت هستند. دهند.خطوط مورب نزدیک به هم دمای مرطوب هوا را نشان می

    باشند.دار حجم ویژه ثابت میلهخطوط مورب فاصاند رطوبت نسبی را نشان خطوط منحنی که از قسمت پایین سمت چپ نمودار به قسمت باالی سمت راست آن کشیده شده

    شود.% است ومنحنی اشباع نامیده می100دهند. آخرین منحنی سمت چپ از خطوط رطوبت نسبی، رطوبت نسبی میباشند. انحراف انتالپی، اختالف بین انتالپی ر وجود دارند، بیانگر خطوط انحراف انتالپی میخطوط منحنی دیگری که در نمودا

    باشد.اع در همان دمای مرطوب میبویژه واقعی یا حقیقی هوا در هر شرایطی با انتالپی ویژه هوای اش آید.دمای خشک با حرکت عمودی به سمت پایین به دست می آید.قطه شرایط هوا به سمت چپ در محل تالقی آن با منحنی اشباع به دست مینقطه شبنم با حرکت افقی از ن آید.به دست می محور عمودینسبت رطوبت با حرکت افقی از نقطه شرایط هوا به سمت راست در محل تالقی آن با اشباع از روی مرطوب به طرف منحنی انتالپی ویژه هوای اشباع در هر دمای مرطوبی، با حرکت در امتداد خط دمای

    شود.مقیاس انتالپی تعیین می انحراف رطوبت نسبی، حجم مخصوص و انحراف انتالپی با میان یابی بین خطوطرطوبت نسبی، حجم مخصوص و

    د.نشوانتالپی تعیین می آید.انتالپی واقعی هوا در هر شرایطی با جمع جبری انحراف انتالپی و انتالپی ویژه اشباع به دست می

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 20

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 21

    شکل ساده نمودار سایکرومتریک مثال:

    با استفاده از نمودار سایکرومتریک نسبت رطوبت، دمای نقطه شبنم، حجم ویژه تقریبی، انتالپی ویژه اشباع، انحراف انتالپی، بیابید. ℃25و دمای مرطوب ℃39انتالپی ویژه واقعی را در دمای خشک

    حل:𝑤 = 0 0144 𝑘𝑔 𝑘𝑔هوای خشک⁄⁄ 𝐷𝑃 = 19 4℃⁄ 𝑣 = 0 904 𝑚3 𝑘𝑔هوای خشک⁄⁄ ℎ𝑡 = 75 4 𝑘𝑗 𝑘𝑔⁄⁄ انحراف انتالپی = −0 62 𝑘𝑗 𝑘𝑔⁄⁄ انتالپی ویژه = 75 4 −0 62 = 74 78⁄ 𝑘𝑗 𝑘𝑔⁄⁄⁄ 𝑅𝐻 = 32%

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 22

    اند.شان داده شدهافتد در نمودار سایکرومتریک زیر نبخارآب اتفاق می –فرایندهای متفاوتی که برای یک مخلوط هوا

    بر آغاز شده 1که از نقطه ماند. این فرایندفشار بخار تا نقطه شبنم ثابت می ثابت کلی فشار در فرایند سرمایشدربر روی آن قرار دارد 2خطی که نقطه برسد. 2رود تا به نقطه شبنم در حالت روی خط نسبت رطوبت ثابت پیش می

    یابد و ادامه یابد نسبت رطوبت حداکثر کاهش میاگر سرمایش همچنان .باشدمنحنی نسبت رطوبت حداکثر میفرایند بر روی خط گردد در حالی که بخار موجود در مخلوط همواره اشباع است بنابراینبخشی از بخار تقطیر می

    5و مایع در حالت بوده 𝑃𝑔فشار جزیی برابر با 3در نقطه پیش خواهد رفت. 3%( تا نقطه 100اشباع )رطوبت نسبی با این بخار در حالت تعادل خواهد بود.

    𝑊 = 0/622𝑃𝑣

    𝑃𝑡𝑜𝑡 − 𝑃𝑣

    𝑃𝑣 = ثابت → 𝑊 = ثابت

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 23

    مثال:

    𝜙با رطوبت نسبی ℃35در یک فرایند هوای خشک = 𝑊و نسبت رطوبت ℃25باید به حالت دمای 40% = برسد. 0/01 ود.آیا آب باید اضافه شود یا گرفته ش

    حل: نسبت رطوبت بیانگر میزان بخار موجود درمخلوط است:

    𝑊بنابراین برای رسیدن به = رطوبت باید گرفته شود. 0/01

    مثال: بیابید. 𝑘𝑃𝑎 100را در فشار کلی با استفاده از نمودار سایکرومتریک مقادیر نامعلوم

    𝑅𝐻الف( = 𝑊و 50% = 0/01 𝐷𝐵ب( = 𝑊𝐵و ℃25 = 21℃ حل: الف(

    𝐷𝐵 = 25℃ 𝑣 = 0/8583 𝑚3/𝑘𝑔 ℎ = 50/5 𝑘𝐽/𝑘𝑔 𝑊𝐵 = 17/9℃ 𝐷𝑃 = 14/2℃

    ب(𝑅𝐻 = 70/3 % 𝑊 = 0/0141 𝑘𝑔/𝑘𝑔 𝑣 = 0/8638 𝑚3/𝑘𝑔

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 24

    ℎ = 60/6 𝑘𝐽/𝑘𝑔 𝐷𝑃 = 19/4℃

    مخلوط هوابا Bو Aگر دو جریان باشد. ایکی از تحوالت سایکرومتریک مخلوط شدن دو یا چند جریان هوا با شرایط اولیه مختلف می

    ت:وجود آورند خواهیم داش را به Cیکدیگر مخلوط شوند و مخلوط 𝑚𝐶 = 𝑚𝐴 + 𝑚𝐵

    شود:های هوا به صورت آدیاباتیک )بدون جذب یا اتالف حرارت( و بدون جذب یا اتالف رطوبت انجام میچون اختالط جریان𝐻𝑠,𝐶 = 𝐻𝑠,𝐴 + 𝐻𝑠,𝐵

    𝐻𝐿,𝐶 = 𝐻𝐿,𝐴 + 𝐻𝐿,𝐵

    → 𝐻𝑡,𝐶 = 𝐻𝑡,𝐴 + 𝐻𝑡,𝐵 ماند:چون حین اختالط رطوبت ثابت می

    𝑚𝐶 × 𝑊𝐶 = 𝑚𝐴 × 𝑊𝐴 + 𝑚𝐵 × 𝑊𝐵 → 𝑊𝐶 =𝑚𝐴 × 𝑊𝐴 + 𝑚𝐵 × 𝑊𝐵

    𝑚𝐶

    طبق تعریف:

    𝐻𝑠,𝐶 = 𝑚𝐶𝐶𝑃𝑇𝐶

    𝐻𝑠,𝐴 = 𝑚𝐴𝐶𝑃𝑇𝐴

    𝐻𝑠,𝐵 = 𝑚𝐵𝐶𝑃𝑇𝐵

    → 𝑚𝐶𝐶𝑃𝑇𝐶 = 𝑚𝐴𝐶𝑃𝑇𝐴 + 𝑚𝐵𝐶𝑃𝑇𝐵 → 𝑇𝐶 =𝑚𝐴𝑇𝐴 + 𝑚𝐵𝑇𝐵

    𝑚𝐶

    مثال:20 𝑘𝑔 0/01و نسبت رطوبت ℃27هوا با دمای خشک 𝑘𝑔/𝑘𝑔 10با 𝑘𝑔 بت رطوبت و نس ℃35هوا با دمای خشک

    0/02 𝑘𝑔/𝑘𝑔 شود. دمای خشک هوا و نسبت رطوبت مخلوط حاصل را تعیین کنید.مخلوط می

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 25

    حل:

    𝑚𝐶 = 𝑚𝐴 + 𝑚𝐵 → 𝑚𝐶 = 20 + 10 = 30 𝑘𝑔

    𝑇𝐶 =𝑚𝐴𝑇𝐴 + 𝑚𝐵𝑇𝐵

    𝑚𝐶=

    20 × 27 + 10 × 3530 = 29/67℃

    𝑊𝐶 =𝑚𝐴 × 𝑊𝐴 + 𝑚𝐵 × 𝑊𝐵

    𝑚𝐶=

    20 × 0/01 + 10 × 0/0230 = 0/0133 𝑘𝑔/𝑘𝑔

    بر کویلضریب میاناگر تمام هوای خشک عبوری از روی یک کویل گرمکن با سطح آن تماس نزدیک یابد و به قدر کافی با آن در تماس بماند،

    هوای خروجی از کویل با دمای سطح گرمکن تقریبا برابر خواهد بود. 𝐷𝐵دمای گیرد. این قسمت از هوا یابد و تحت تاثیر کویل قرار نمیی عبوری از کویل گرمکن با سطح کویل تماس نمیاما بخشی از هوا

    لبر کویقدار کل هوا را ضریب میانبر و نسبت آن به مکند، هوای میانرا که بدون تماس با سطح کویل از آن عبور می(𝐵𝑃𝐹) نامند.می

    دهد به عنوان شرایط مخلوط حاصل از اختالط هوای ی از کویل گرمکن را نشان میکه شرایط هوای خروج Bاگر نقطه حالت شود:از رابطه زیر محاسبه می (𝐵𝐹𝑃(𝐵𝑦𝑃𝑎𝑠𝑠 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 در نظر بگیریم ضریب Cو Aبا شرایط

    𝐵𝑃𝐹 =𝑇𝐶 − 𝑇𝐵𝑇𝐶 − 𝑇𝐴

    𝑇𝐴 دمای خشک هوای ورودی به کویل 𝑇𝐵 دمای خشک هوای خروجی از کویل 𝑇𝐶 دمای موثر متوسط سطح کویل

    مثال:دمای موثر متوسط از آن خارج شود و ℃33وارد کویل شده و با دمای خشک ℃21در صورتی که هوای با دمای خشک

    بر را محاسبه نمایید.باشد ضریب میان ℃36سطح کویل مورد استفاده برای گرمایش برابر حل:

    𝐵𝐹𝑃 =𝑇𝐶 − 𝑇𝐵𝑇𝐶 − 𝑇𝐴

    =36 − 3336 − 21 = 0/2

    ضریب حرارت محسوس کویل نامیده (𝐶𝑜𝑖𝑙 𝑆𝑒𝑛𝑠𝑖𝑏𝑙𝑒 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟) نسبت حرارت محسوس به کل حرارت منتقل شده ضریب حرارت محسوس کویل

    شود:می

    𝐶𝑆𝐻𝐹 =𝑄𝑠𝑄𝑡

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 26

    (Vapor Compression System)ی تبرید و سیستم تراکمی تبخیر سیکل تراکمی تبخیری ساده از چهار تحول زیر تشکیل شده است:

    انبساط )شیر انبساط یا لوله مویین( -1 تبخیر )اواپراتور یا تبخیر کننده( -2 تراکم )کمپرسور( -3 تقطیر )کندانسور یا چگالنده( -4

    سیستم تبرید تراکمی تبخیری ساده

    تبریدای از علم که در آن به کاهش و ثابت نگه داشتن گویند. به شاخهشود تبرید میحرارت گرفته میبه هر تحولی که در آن

    گردد.شود تبرید اطالق میتر از دمای محیط پرداخته میدمای یک ماده یا فضا، در دمای پایین

    های حرارتیلزوم استفاده از عایقط سردتر وجود دارد برای جلوگیری از این روند معموالً محیط در تبرید چون امکان انتقال گرما از محل گرمتر به محی

    کنند.از محیط جدا می (Thermal insulation)سردشونده را به وسیله عایق حرارتی

    بار برودتیشدت جذب حرارت از یک ماده یا فضا را برای به وجود آوردن شرایط دمایی مورد نظر و اثبت نگه داشتن آن بار برودتی

    (Refrigeration load) باشد:های حاصل از چندین منبع مختلف مینامند. بار سرمایی کل تجهیزات تبرید مجموع حرارتمی حرارت منتقل شده از طریق دیوارهای عایق کاری شده به وسیله هدایت (1 شودها وارد سردخانه میحرارتی که به وسیله هوای گرم ورودی از درزها و درب (2 سردشونده ورودی گرفته شود تا دمای آن به دمای سردخانه برسد حرارتی که باید از جسم (3 ها و سایر وسایل گرمازای داخل سردخانهحرارت حاصل از کار افراد، موتورها، المپ (4

    عامل سرمایی نامند.یا ماده سرمازا می (Refrigerant)در تحوالت برودتی ماده جذب کننده حرارت یا عامل سرمایی را مبرد

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 27

    تبریدکاربردهای شوند:کاربردهای تبرید به شش گروه اصلی تقسیم می

    تبرید خانگی -1 تبرید تجاری -2 تبرید صنعتی -3 تبرید حمل و نقل -4 هاتهویه مطبوع ساختمان -5 تهویه صنعتی -6

    های تهویه مطبوع صنعتی عبارتند از:وظیفه سیستم الف( کنترل میزان رطوبت مواد مرطوب

    شیمیاییهای شیمیایی و بیوب( کنترل شدت واکنش ج( محدود نمودن میزان تغییرات مواد ظریف از لحاظ انبساط و انقباض حرارتی

    باشد.د( فراهم نمودن هوای تمیز و تصفیه شده که اغلب برای کار راحت و تولید محصوالتی با کیفیت بهتر الزم می

    نگهداری غذا بردهای تبرید است.ترین کارنگهداری مواد فاسد شدنی به ویژه مواد غذایی یکی از رایج

    فاسد شدن مواد غذایی باشد.ها میمنظور از نگهداری مواد غذایی بدون توجه به روش به کار رفته، جلویگری یا کند کردن فساد آن

    کیفیت محصول، درجات مختلفی دارد و تمام مواد فاسد شدنی قبل از این که کامالً غیرقابل مصرف شوند باید از مراحل بگذرند. مختلف فاسد شدن

    در نگهداری مواد غذایی نه تنها الزم است محصول در شرایط قابل خوردن نگه داشته شوند بلکه باید در شرایط کامالً نزدیک به بهترین کیفیت از نظر ظاهر، بو، طعم و میزان ویتامین باشد یعنی در شرایط کامالً نزدیک به حالت تازه اولیه.

    شود که معموالً پس از چیدن یا کشتار شروع ای از تغییرات شیمیایی پیچیده انجام میوعهفاسد شدن مواد غذایی در اثر مجم شود.گردد. این تغییرات شیمیایی به وسیله عوامل داخلی و خارجی انجام میمی

    هستند که هایی هایی هستند که در تمام مواد آلی وجود دارند در حالی که عوامل خارجی میکروارگانیسمعوامل داخلی آنزیم کنند.در خارج یا داخل سطوح مواد غذایی رشد می

    هاآنزیمگیرد نقش های شیمیایی که در بدن موجودات زنده صورت میباشند و در واکنشها میها گروه خاصی از پروتئینآنزیم

    دهند.افزایش می های شیمیایی رانمایند و سرعت واکنشکاتالیزور را ایفا می هامیکروارگانیسم

    گردد که در نگهداری مواد غذایی، روارگانیسم به گروه وسیعی از گیاهان و حیوانات ریز میکروسکوپی اطالق میکاصطالح می سه نوع زیر حایز اهمیت هستند:

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 28

    هاباکتری -1 مخمرها -2 هاکپک -3

    باکتریها به وسیله تقسیم ید مثل آناند. تولای از زندگی گیاهی هستند و تنها از یک سلول زنده تشکیل شدهها صورت سادهباکتری

    آل نیز ها نسبتاً کوتاه است )در حد دقیقه یا ساعت( و حتی در شرایط ایدهباشد. خوشبختانه مدت زندگی باکتریسلولی می توانند به سرعت تکثیر شوند.نمی

    مخمرهاهای تر از سلولها هستند و از نظر میکروسکوپی قدری بزرگتر و پیچیدهمخمرها گیاهان تک سلولی ساده از خانواده قارچ

    باشد.باشند. تکثیر مخمرها معموالً از طریق جوانه زدن میباکتری می هستند.محیط حساس PHمخمرها برای رشد به هوا، غذا و رطوبت نیاز دارند و نسبت به دما و میزان

    هاکپکها و تر از باکتریباشند ولی ساختمانی به مراتب پیچیدهها میای از خانواده قارچها نیز مانند مخمرها گیاهان سادهکپک

    مخمرها دارند.ها نسبت به افزایش دما مقاومت کمتری دارند ولی در مقابل کاهش آن تحمل بیشتری از خود ها در مقایسه با باکتریکپک

    دهند.ینشان م

    نگهداری محصول به وسیله تبرید منظور نگهداری به دو شاخه عمده تقسیم نمود:توان به مواد غذایی را می

    هامحصوالتی که در زمان نگهداری و توزیع زنده )فعال( هستند نظیر سبزی و میوه (1 محصوالتی که غیرفعالند نظیر گوشت، مرغ و ماهی (2

    های طبیعی کنترل نمود به این فضای سرد، ن محصول در فضای سرد و کاهش فعالیت آنزیمتوان با قرار دادفرایند فساد را می شود.گفته می سردخانه

    تر باشد زمان نگهداری محصول بیشتر خواهد بود.به طور کلی هر چه دمای سردخانه پایین شوند:ها به سه دسته عمده تقسیم میسردخانه

    های کوتاه مدت و موقتسردخانه -1 های بلند مدتهسردخان -2 های انجمادسردخانه -3

    های شود ولی در سردخانههای کوتاه مدت و بلند مدت، محصول تا دمایی باالتر از نقطه انجمادش سرد میدر سردخانهمعموالً مورد ℃18−شود )دمای گراد نگهداری میدرجه سانتی 23−تا 12−، محصول منجمد شده و در دماهای بین انجماد

    گیرد(.ر میاستفاده قرا

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 29

    شرایط نگهداری محصولشرایط بهینه نگهداری کوتاه مدت و بلند مدت محصول بستگی به نوع، زمان نگهداری و شرایط محصول از نظر بسته بندی

    باشند.دارد. به طور کلی شرایط کوتاه مدت از شرایط بلند مدت انعطاف پذیرتر میکتاب 12 – 10تا 9 – 10ر تقریبی محصوالت مختلف در جداول شرایط نگهداری موقت و بلند مدت پیشنهادی و عم

    Dossat .به همراه سایر اطالعات الزم ارایه شده است

    حیجی

    ترحد

    ع وانو

    ت سرع

    ن تری

    یشب

    اق

    ر اتا د

    هوت

    رکح

    𝑚

    /𝑠

    مادانج

    طه نق

    ب % ی آ

    توامح

    وب ن ذ

    نهای

    رماگ

    یژهی و

    رماگ

    نی می

    تخن

    نهای

    رماگ

    𝑘

    𝐽/𝑘

    𝑔

    ادهد

    ییرما

    سای

    ه

    ترییش

    بیره

    ذخن

    زمان

    دینها

    یشت پ

    طوبت ر

    سبن

    𝑔

    /𝑘𝑔

    شرایط طراحی اتاق

    زیسا

    ره خی

    ع ذنو

    ولحص

    م منا

    رطوبت نسبی

    دما℃

    S یاB S یاB

    0/75 0/75 −15/5 18 60 1/46

    0/23 0/12

    3 − 6 ماه

    2/92 2/2

    70 70

    75/1 0

    کوتاه خرما بلند

    دمای نگهداری محصول

    گردد که دمای بهینه نگهداری محصوالت، مگر در چند مورد استثنایی، کمی بیشتر از نقطه میبا بررسی جداول مشاهده هاست.انجماد آن

    تر از دمای بحرانی ها و سبزیجات به دمای نگهداری حساسیت خاصی دارند و هنگامی که در دمای باالتر یا پایینبعضی از میوه .شوندای مبتال مینگهداری شوندبه مرض سردخانه

    شود در حالی که اگر کرفس در دمای باالتر از نگهداری شود پوست آن خراب می ℃13مثالً هنگامی که موز در دمای کمتر از گندد.نگهداری شود می ℃1

    حیجی

    ترحد

    ع وانو

    ت سرع

    ن تری

    یشب

    اق

    ر اتا د

    هوت

    رکح

    𝑚/𝑠

    مادانج

    طه نق

    ب % ی آ

    توامح

    وب ن ذ

    نهای

    رماگ

    یژهی و

    رماگ

    ی مین

    تخن

    نهای

    رماگ

    𝑘𝐽/

    𝑘𝑔

    ادهد

    ییرما

    سای

    ه

    ب ضری

    و ان

    زمما،

    )دس

    کرد ن(

    رد

    یرهذخ

    ن زما

    ن تری

    یشب

    دی

    نهایش

    ت پطوب

    ت رسب

    ن𝑔

    /𝑘𝑔

    شرایط طراحی اتاق

    زیسا

    ره خی

    ع ذنو

    ولحص

    م منا

    رطوبت نسبی

    دما℃

    S 0/45 −3/25 13/5 92 8/75 روز 10 1−تا سبز

    موز نگهداشتن

    S

    S یاB 0/45 0/30 −1/25 … … … …

    2 − 4 ماه

    3/82 3/38

    90 90

    75/1 0

    کوتاه کرفس بلند

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 30

    هارطوبت و حرکت هوا در سردخانهنگهداری تمام مواد فاسد شدنی در حالت طبیعی خود )بدون بسته بندی( نه تنها به کنترل دقیق دما بلکه به رطوبت و سرعت

    حرکت هوا بستگی دارد. هادفع رطوبت به وسیله تبخیر از سطوح جانبی آنی یکی از دالیل اصلی فساد مواد غذایی تازه نظیر گوشت، مرغ و ماه

    شود.نامیده می خشک شدنباشد. این عمل به هوای اطراف میگیرد. بالعکس با زیاد بودن میزان رطوبت فضای با کاهش رطوبت نسبی و افزایش سرعت هوا دفع رطوبت از محصول شدت می

    اهد رسید.سردخانه و کم بودن سرعت هوا، دفع رطوبت به حداقل خونماید آل برای جلوگیری از خشک شدن محصول را فراهم میدرصد شرایط ایده 100بنابراین هوای ساکن با رطوبت نسبی

    گردد. همچنین برای سرد کردن مناسب ولی متاسفانه این شرایط سبب رشد سریع کپک و تشکیل لجن بر روی محصول می اطراف محصوالت ضرروی است.محصوالت، جریان خوب هوا در فضای سردخانه و

    Dossatکتاب 12 – 10تا 9 – 10رطوبت نسبی و سرعت هوای پیشنهادی برای نگهداری محصوالت مختلف در جداول و برای 𝑚/𝑠 0/45% و 92مثالً مطابق جدول صفحه قبل رطوبت نسبی و سرعت هوای سردخانه برای موز اند.ارایه گردیده

    باشدمی 𝑚/𝑠 0/45% و 90نگهداری کوتاه مدت کرفس شوند رطوبت نسبی و سرعت هوا مشکل آفرین نخواهد بود. محصوالتی هنگامی که محصوالت در ظروف ضد آب نگهدار می

    ای با رطوبت نسبی پایین نیازمندند.های خشک تمایل به جذب آب دارند لذا به سردخانهنظیر میوه های مختلطسردخانه

    باشد.های مجزایی دارد که از نظر اقتصادی امکان پذیر نمیشرایط بهینه نیاز به سردخانهنگهداری محصوالت مختلف در شوند. طبعاً اختالف در در اکثر کاربردهای عملی محصوالت مختلفی با شرایط نگهداری متنوع در یک سردخانه نگه داشته می

    ها معموالً ثابت است مشکالتی را به وجود شرایط نگهداری محصوالت در عین آن که طراحی فضای نگهداری مشترک آن خواهد آورد.

    ای نگهداری قدری از مدهایی به یک مصالحه نیاز دارد و معموالً به طور کلی شرایط نگهداری محصول در چنین سردخانه است. دمای بهینه برای بعضی از محصوالت بیشتر

    شود به که تغییراتی که موجب فساد محصوالت حساس می ها این استعلت استفاده از دمای بیشتر در این گونه سردخانهمبتال ایامراض سردخانهتر از دمای بحرانی خود نگه داشته شوند به حداقل برسد زیرا این محصوالت اگر در دمایی پایین

    شوند.می. در این موارد های بزرگ تجاری دارای تعدادی فضای مجزا هستندبرای نگهداری بلند مدت محصوالت، بیشتر سردخانه

    هایی را که شرایط نگهداری تقریباً یکسانی دارند در یک فضای مشترک از نمایند و آنمحصوالت مختلف را گروه بندی می کنند.سردخانه نگهداری می

    دهند یا بو باشد لذا محصوالتی که بو میگرفتن محصول می آید بوهای مختلط پیش میمشکل دیگری که در سردخانه رند نباید حتی برای مدت کوتاه در کنار یکدیگر نگهداری شوند.گیمی

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 31

    حساسیت محصوالت لبنی نسبت به جذب بو از سایر محصوالت موجود در سردخانه بیشتر است. از طرف دیگر سیب زمینی .. در یک جا جات، تخم مرغ، محصوالت لبنی و .تمایل شدیدی به انتشار بو به سایر محصوالت دارد و هرگز نباید با میوه

    نگهداری شود. ول در ورود به سردخانهصشرایط مح

    باشد. باید توجه نمود که یکی از فاکتورهای اساسی تعیین کننده عمر محصول سرد شونده، شرایط ورود آن به سردخانه میصولی را که قبالً فاسد شده تواند محاندازد و نمیتبرید صرفاً از فرایندهای طبیعی فساد جلوگیری نموده یا آن را به تاخیر می

    به شرایط خوب برگرداند. همچنین قادر نیست از محصولی با کیفیت اولیه پایین، محصولی با کیفیت باال فراهم نماید.ها باید محصول پس از چیده شدن یا کشتار سریعاً برای اطمینان از طوالنی بودن عمر محصوالت با حداقل افت در کیفیت آن

    دار صورت گیرد.ی سرد شود یا در صورت طی مسافت طوالنی بایستی خنک شده و انتقال آن با وسایل یخچالتا دمای نگهدار سرد کردن یا پیش سرد کردن محصول

    برداشت)معموالً دمای با نگهداری محصول از این جهت متمایز است که محصول دردمایی باالسرد کردن یا پیش سرد کردن شود و بایستی با سرعت هر چه بیشتر تا می (precooler) یا پیش سردکن (chilling room)کن یا کشتار( وارد اتاق سرد

    خارج و برای نگهداری در سردخانه در سالن محصول پس از رسیدن به آن دما از اتاق سردکندمای نگهداری سرد شود. گیرد.نگهداری قرار می

    اند.ارایه شده Dossatکتاب 11-10تا 8-10ل های سردکن محصول در جداوشرایط پیشنهادی برای اتاققرار داشته باشد. حین بارگذاری و chill finishپیش از ورود محصول گرم به اتاق سردکن، دمای اتاق سردکن باید در مقدار

    باشد تا دما و اختالف فشار بخار بین محصول و هوای اتاق سردکن باید به اندازه کافی زیادبخش ابتدایی زمان سردکردن، محصول حرارت و رطوبت خود را با شدت زیادی از دست بدهد. در این زمان دما و رطوبت اتاق سردکن به مقدار حدی خود

    یابد. در پایان کار دمای اتاق سردکن مجدداً به شرایطنشان داده شده است افزایش می Chill-startکه در جدول با Chill-finish کند.افت می مهم است که تجهیزات تبرید ظرفیت کافی برای جلوگیری از افزایش اضافی دمای اتاق سردکن در طول زمان این امر خیلی

    سرد کردن را داشته باشد. های انجمادروش

    گیرد و مواد غذایی ممکن است بطور آهسته یا سریع منجمد شوند. در انجماد آرام، محصول در اتاقی با دمای پایین قرار میباشد.چون جریان هوا می ℃40−تا ℃18−شود. در این روش دمای فضا بین وایی ساکن بطور آرام منجمد میمعموالً در ه

    کند. روز تغییر می 3ساعت تا 3در روش انجماد آرام، به صورت جابجایی طبیعی است زمان انتقال حرارت از محصول از باشد.ای و تخم مرغ میای، ماهی، میوه جعبهای از موارد استفاده آرام، انجماد گوشت گاو، مرغ جعبهنمونه

    های زیر است:انجماد سریع ترکیبی از روش ور نمودنغوطه (1 تماس غیرمستقیم (2 وزش هوا (3

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 32

    انجماد با وزش هوا شود.در این روش برای ایجاد شدت انتقال حرارت زیاد، از اثر ترکیبی دمای پایین و سرعت هوای زیاد استفاده می

    یرمستقیمانجماد با تماس غ ات فلزی که از داخل ود. در این فریزرها محصول روی صفحشای انجام میغیرمستقیم معموالً در فریزرهای صفحهاد مانجباشد گیرد. در این روش چون محصول در تماس حرارتی مستقیم با صفحه سرد شونده میکند، قرار میها مبرد عبور میآن

    شود و راندمان انجماد تا حد زیادی به سطح تماس بستگی دارد.ه هدایت انجام میانتقال عمده حرارت از محصول به شیو باشد مناسب است.این روش در مواردی که مقدار محصول منجمد شونده کم می

    ورانجماد غوطهباشد می ور نمودن محصول در محلول آب نمک با دمای پایین که معموالً کلرید سدیم یا شکردر این روش، انجماد با غوطه

    شود. چون مایع سرد شده هادی خوبی است و با محصول تماس حرارتی خوبی دارد انتقال حرارت سریع بوده و انجام می شود.محصول در مدت زمان کوتاه کامالً منجمد می

    دند.گرشوند و روی هم انباشته نمیور این است که محصوالت در واحدهای مستقلی منجمد میمزیت دیگر انجماد غوطهور تمایل خروج عصاره محصول در اثر خاصیت اسمزی است که به آلودگی و رقیق شدن محلول عیب اصلی روش انجماد غوطه

    شود. همچنین در صورت استفاده از محلول کلرید سدیم امکان نفوذ نمک اضافی به محصول نیز وجود خواهد انجماد منجر می کر به میوه کامالً سودمند است.داشت ولی در صورت استفاده از شکر، نفوذ ش

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 33

    محاسبات بار سرمایی بار سرمایی

    کنند عبارتند از:ترین منابع حرارتی که به فضای سرد شونده بار وارد میعمده ها و سایر سطوح به داخل فضای سرد شوندهحرارت ورودی از دیواره -1 ها یا سایر مواد شفافحرارت ورودی از طریق تشعشع از شیشه -2 ها و درهاهای باز یا درز پنجرهحاصل از هوای گرم ورودی از دربحرارت -3 حرارت حاصل از محصوالت گرم ورودی به فضا -4 حرارت حاصل از افراد داخل فضا -5ها، تجهیزات حرارت حاصل از هر یک از وسایل مولد حرارت واقع در داخل فضا، مانند موتورهای الکتریکی، المپ -6

    های بخار و غیرههها، لولالکترونیک، قهوه جوش

    زمان کار تجهیزات تبرید ساعته امکان پذیر 24های تبرید برای کار مداوم به دلیل برفک زدن اواپراتورها و نیاز به برفک زدایی، طراحی سیستم

    باشد.نمیت تعیین و در ساعت امکان پذیر نباشد، بار سرمایی مستقیماً بر حسب کیلووا 24در صورتی که محاسبه بار تبرید بر اساس

    شود تا برای زمان کار مورد نظر تصحیح گردد:ضریب مناسبی به صورت زیر ضرب می

    𝑄 =24𝑅𝑇

    (𝑞𝑡) 𝑄 ظرفیت الزم تجیزات بر حسب کیلووات

    𝑅𝑇 زمان کار بر حسب ساعت 𝑞𝑡 )بار سرمایی کل بر حسب کیلووات )مجموع بارهای حرارتی

    محاسبات بار سرمایی کنند:گی بار سرمایی کل را نسبت به منابع حرارتی اعمال کننده بار به چهار دسته زیر تقسیم میبرای ساد

    بار حاصل از دیوارها و سقف -1 بار تعویض هوا -2 بار محصوالت -3 بارهای اضافی یا متفرقه -4

    بار حاصل از دیوارهاعوامل تعیین کننده حرارتی که به طریق هدایت، از سطوح خارجی به فضای سرد شونده بار حاصل از دیوارها یا بار نشت دیوار عبارتست از میزان

    شود.وارد میباشد که با رابطه زیر شود تابعی از سه عامل میمقدار حرارتی که در واحد زمان به وسیله دیوارها به فضای سردشونده وارد می

    گردد:بیان می

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 34

    𝑄 = (𝐴)(𝑈)(𝑇𝐷) 𝑄 شدت حرارت انتقال یافته بر حسب وات(𝑊) 𝐴 سطح خارجی دیوار بر حسب مترمربع(𝑚2) 𝑈 ضریب کلی انتقال حرارت بر حسب(𝑊 𝑚2. 𝐾⁄ )

    𝑇𝐷 اختالف دمای دو طرف دیوار بر حسب(𝐾) مثال:

    3برای دیواری به ابعاد 𝑈در صورتی که ضریب × 𝑤 0/37متر برابر 6 𝑚2. 𝐾⁄ و دمای ℃4بوده و دمای یک طرف آن شدت عبور حرارت را بر حسب وات تعیین کنید.باشد، ℃35دیگر طرف حل:

    𝐴 = 3 × 6 = 18𝑚2 𝑇𝐷 = 35 − 4 = 31℃ 𝑄 = (𝐴)(𝑈)(𝑇𝐷) = 18 × 0/37 × 31 = 206 W = 0/206 kW

    𝑼تعیین ضریب ه راحتی ها را بتوان ضریب کلی انتقال حرارت آنبه کار رفته در ساختمان دیوارها، می (𝑘)با معلوم بودن ضریب هدایتی مواد

    کتاب 1-10رود در جدول محاسبه نمود. ضریب هدایتی بعضی از موادی که غالباً در ساختمان دیوارهای سردخانه به کار میDossat .ارایه شده است

    گردد:به ازای ضخامت معینی از مواد با استفاده از رابطه زیر تعیین می (𝐶)هدایت حرارتی

    𝐶 =𝑘

    𝑋

    𝑋 مترضخامت ماده بر حسب برای 𝐶های سیمانی متفاوت است ضریب های مختلف مواد غیرهمگن مثل بلوکبه دلیل این که انتقال حرارت در قسمت

    اند.ارایه گردیده 1-10شود که در جدول مواد غیرهمگن به وسیله آزمایش تعیین می

    بلوک سیمانی با مخلوط ماسه

    باشدمیمقاومت حرارتی کل دیوار عکس ضریب انتقال حرارت

    𝑅 =1𝑈

    𝑅 مقاومت حرارتی کل

    مقاومت حرارتی یک ماده بخصوص =X

    𝑘 یا

    1𝐶

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 35

    دربرای تعیین مقاومت حرارتی کل در انتقال حراررت از یک طرف به طرف دیگر، مقاومت هوا در هر دو طرف دیوار نیز باید ارایه Dossatکتاب 1-10های متوسط در جدول در سرعت ضرایب هدایتی فیلم هوا یا هدایت سطحینظر گرفته شود.

    اند.گردیده شود:در صورتی که دیواری از چند الیه مختلف ساخته شده باشد، مقاومت حرارتی کل دیوار از رابطه زیر محاسبه می

    1𝑈

    =1𝑓𝑖

    +𝑋1𝑘1

    +𝑋2𝑘2

    + ⋯ +𝑋𝑛𝑘𝑛

    +1𝑓𝑜

    → 𝑈 =1

    1𝑓

    𝑖

    +𝑋1𝑘1

    +𝑋2𝑘2

    + ⋯ +𝑋𝑛𝑘𝑛

    +1𝑓

    𝑜

    𝑓𝑖 ضریب جابجایی فیلم هوای داخلی دیوار، سقف یا کف و𝑓𝑜 .ضریب جابجایی فیلم هوای خارجی دیوار یا بام است اده شود.استف 𝑋/𝑘به جای 𝐶/1در صورت استفاده از مواد غیرهمگن باید از توجه: مثال:

    میلیمتر را محاسبه کنید. 125هدایت حرارتی پلی یورتان به ضخامت حل:

    :1-10از جدول 𝑘 = 0/025 𝑊 𝑚. 𝐾⁄

    𝐶 =𝑘

    𝑋=

    0/0250/125 = 0/2 𝑊 𝑚

    2. 𝐾⁄

    مثال: میلیمتر 75 ای عایقکاری شده بامیلیمتر بلوک سیمانی ماسه 200دیواری با 𝑈ضریب 𝑚/𝑠 3/35با فرض سرعت باد

    میلیمتر پوشانیده شده است را محاسبه نمایید. 13ای از سیمان به ضخامت یورتان که داخل آن با الیهپلی حل:

    خواهیم داشت: 1-10با استفاده از جدول 𝐶بلوک سیمانی = 5/11 𝑘پلی یورتان = 0/025 𝑘سیمان = 0/72

    𝑓𝑖 هوای ساکن = 9/37 𝑚/𝑠 𝑓𝑜 3/35باد با سرعت = 22/7

    1𝑈

    =1𝑓𝑖

    +1

    𝐶بلوک سیمانی+

    𝑋پلی یورتان

    𝑘پلی یورتان+

    𝑋سیمان

    𝑘سیمان+

    1𝑓𝑜

    1𝑈

    =1

    22/7 +1

    5/11 +0/0750/025 +

    0/0130/72 +

    19/37 = 0/044 + 0/196 + 3 + 0/018 + 0/107 = 3/37

    → 𝑈 =1

    3/37 = 0/297 𝑊 𝑚2𝐾⁄

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 36

    شود و از ضرایب ، اغلب فقط ماده عایق به کار رفته در دیوارها در نظر گرفته می𝑈ها برای محاسبه ضریب انهدر سردخشود زیرا مقاومت حرارتی ماده عایق در مقایسه با های هوا و سایر مواد موجود در دیوارها که اثر ناچیزی دارند صرفنظر میالیه

    الح به کار رفته در ساختمان دیوار خیلی بیشتر است.های هوا و سایر مصمقاومت حرارتی الیه-اند که نمونهبرای انواع مختلف دیوارها تهیه و در جداول ارایه شده 𝑈برای سهولت کار، ضرایب کلی انتقال حرارت یا ضرایب

    درج شده است. 2-10ها در جدول ای از آن برای دیوار، کف و سقف و بام سردخانه

    2-10جدول

    مثال:تعیین 2-10ای را با استفاده از جدول میلیمتر عایق چوب پنبه 150میلیمتر آجر سفالی با 150دیواری متشکل از Uریب ض

    کنید. حل:

    از 𝑚𝑚 150ضخامت عایق به ازای 2-10باشد. در جدول می 𝑊/𝑚𝐾 0/043برای چوب پنبه 𝑘ضریب 1-10از جدول کنیم که این مقدار قرائت می 𝑊/𝑚𝐾 0/045ن زیر ضریب هدایت حرارتی ستون سمت چپ، مقدار مربوطه را از ستو

    عبارتست از:𝑈 = 0/267 𝑊/𝑚2𝐾

    اختالف دمای دیوارهای سردخانهشود. دمای طراحی اختالف دمای طرفین دیوار سردخانه معموالً برابر اختالف دمای طرح داخل و خارج در نظر گرفته می

    ده است و معموالً به نوع محصول انبار شونده و مدت نگهداری آن بستگی دارد. درجات حرارت داخل، دمای فضای سرد شون ارایه شده است. 11-10تا 8-10توصیه شده برای نگهداری محصوالت مختلف در جداول

    گیرند ر میهایی که در داخل ساختمان قرادمای طراحی خارج سردخانه به محل استقرار آن بستگی دارد و در مورد سردخانه شود.ر گرفته میوان دمای محیط خارج سردخانه در نظدمای داخل ساختمان به عن

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 37

    به عنوان دمای طرح 3a ،3b-10گیرند دمای محیط خارج از جداول هنگامی که دیوارهای سردخانه در فضای آزاد قرار می شود.خارج سردخانه محسوب می

    : شرایط آب و هوایی ایران3a-10جدول

    طول رنام شه جغرافیایی

    عرض جغرافیایی

    ارتفاع از سطح دریا

    متوسط تابستان زمستان % .D.B. R.H. % D.B. R.H روزانه

    24 33 32/3 81 5/5− 1074 28 37 20 57 بجنورد

    اختالف دمای سقف و کف سردخانهختمان، فضای کافی برای جریان آزاد هرگاه سردخانه در داخل ساختمان طوری قرار گیرد که بین سطح فوقانی آن و سقف سا

    شود.هوا وجود داشته باشد سقف سردخانه مانند یک دیوار داخلی در نظر گرفته می شود.هنگامی که سطح فوقانی سردخانه با محیط خارج در تماس باشد مانند یک دیوار خارجی در نظر گرفته می

    رود بر اساس دمای خشک هوای بیرون در ردخانه به کار میهای سدمای زمین که برای تعیین تغییرات دما در کف اتاق اند.ارایه شده Dossatکتاب 4-10شود که در جدول زمستان تعیین می

    هادمای زمین برای سردخانه (4-10جدول

    زمیندمای طراحی دمای طراحی خارجی

    در زمستان7℃ −40℃ 10℃ −35℃ 12℃ −30℃ 15℃ −25℃ 17℃ −20℃ 20℃ −15℃ 22℃ −10℃ 25℃ −5℃ 27℃ 0℃

    تاثیر تشعشع خورشیدی

    ای در معرض تشعشع حرارتی خورشید یا سایر منابع حرارتی قرار گرفته باشند دمای سطوح خروجی اگر دیوارهای سردخانهاعث افزایش گردد. چون هرگونه افزایش در دمای سطح خارجی دیوار بای از دمای محیط بیشتر میها به طور قابل مالحظهآن

    شود، در دیوارهای آفتابگیر برای احتساب تاثیر خورشید باید اختالف دما تصحیح شود.اختالف دما میاند. ضرایب تصحیح دیوارهایی که در جهات درج درج شده Dossatکتاب 5-10ضرایب تصحیح دیوارهای آفتابگیر در جدول

    جهت تصحیح اثر 5-10آید. مقادیر حاصل از جدول به دست مییابی جهات موجود شده در جدول نیستند از طریق میان شود.خورشید بوده و به اختالف دمای معمولی دیوار افزوده می

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 38

    رشیدی: تصحیح تشعشع خو5-10جدول

    محاسبه بار حاصل از دیوار

    ها حرارت حاصل از تمام دیوارها از جمله سقف و کف در نظر گرفته میدر محاسبه بار حرارتی حاصل از دیوار سردخانه- شود.

    هایی از دیوار دارای ساختار متفاوتی بوده و ضرایبی مختلفی داشته باشند، نفوذ حرارت چند دیوار و یا قسمت هنگامی که شود..های مختلف بطور جداگانه محاسبه میاز قسمت

    توان دیوارهایی که ضرایب هدایت یکسانی دارند به شرط یکسان بودن اختالف دمایشان با هم در نظر گرفت.می که ضرایب انتقال حرارت دیوارهایی𝑈 ها به مقدار جزیی با هم اختالف داشته یا داری مساحت کمی باشند صرفنظر از آن

    شوند.در محاسبه نفوذ حرارت دریک گروه دسته بندی می 𝑈تفاوت یا اختالف ضرایب مثال:

    7ای با ابعاد سردخانه × 5 × احی هوای بیرون آن در متر در گوشه جنوب شرقی انباری در محلی که دمای خشک طر 3دیوارهای جنوبی و شرقی سردخانه با باشد، قرار گرفته است )مطابق شکل(. می ℃6−و ℃35تابستان و زمستان به ترتیب

    باشد به طوری که بین سطح فوقانی سردخانه و سقف انبار یک متر فاصله وجود دارد. متر می 4انبار مشترک است. ارتفاع انبار باشد. دیوارهای شمالی و غربی می ℃2است. دمای طراحی داخل سردخانه ℃26شود و دمای داخل آن تقریباً انبار تهویه می

    عایق کاری (smooth) میلیمتر پلی استایرن فشرده 100میلیمتر و دیوارهای جنوبی وشرقی با 75داخلی، کف و سقف با .اند. بار حاصل از دیوارها را بر حسب کیلووات تعیین کنیدشده

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 39

    حل:

    برای پلی استایرن: 1-10از جدول 𝑘 = 0/029 𝑊/𝑚 𝐾

    های هوا و سایر مصالح به کار رفته در ساختمان دیوار چون مقاومت حرارتی ماده عایق در مقایسه با مقاومت حرارتی الیه ها در نظر گرفته نهها اغلب فقط ماده عایق به کار رفته در سردخادر سردخانه 𝑈خیلی بیشتر است برای محاسبه ضریب

    تقریبی 𝑘و 75mmبا ضخامت برای دیوارهای شمالی، غربی، سقف و کف 𝑈ضریب 2-10از جدول شود لذا می0/03 𝑊/𝑚 𝐾 :داریم

    𝑈1 = 0/346 𝑊/𝑚2𝐾 :داریم 𝑊/𝑚 𝐾 0/03 تقریبی 𝑘و 100mmبرای دیوارهای جنوبی و شرقی با ضخامت 𝑈ضریب 2-10از جدول

    𝑈2 = 0/267 𝑊/𝑚2𝐾 است. ℃25در زمستان، تقریباً ℃6−دمای طراحی زمین بر اساس دمای خشک هوای خارج 4-10از جدول

    تصحیح تشعشع خورشیدی برای دیوارهای جنوبی و شرقی )که به اختالف دمای داخل و خارج افزوده 5-10از جدول باشد.می ℃3و ℃2شود( به ترتیب می

    ارهای شمالی، غربی و سقف مقدار حرارت انتقالی عبارتست از:برای دیو𝑄1 = (𝑈1)(𝐴1)(𝑇𝐷1) = 0/346 × (5 × 3 + 7 × 3 + 5 × 7) × (26 − 2) = 589/6 𝑊

    برای دیوار جنوبی:𝑄2 = (𝑈2)(𝐴2)(𝑇𝐷2) = 0/267 × (5 × 3) × [(35 + 2) − 2] = 140/2 𝑊

    برای دیوار شرقی:𝑄3 = (𝑈3)(𝐴3)(𝑇𝐷3) = 0/267 × (7 × 3) × [(35 + 3) − 2] = 201/9 𝑊

    برای کف:𝑄4 = (𝑈4)(𝐴4)(𝑇𝐷4) = 0/267 × (7 × 5) × (25 − 2) = 215 𝑊

    بنابراین مقدار کل برابر است با:𝑄 = 589/6 + 140/2 + 201/9 + 215 = 1146/7 𝑊

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 40

    محاسبه بار تعویض هواشود کار مشکلی معینی از هوا به منظور تهویه وارد فضا میمحاسبه دقیق بار حاصل از تعویض هوا به جز در مواردی که مقدار توان حرارت حاصل از تعویض هوا را با استفاده از رابطه زیر است. هنگامی که دبی جرمی هوای ورودی به فضا معلوم باشد می

    محاسبه نمود:𝑄 = 𝑚(ℎ𝑜 − ℎ𝑖)

    𝑄 )بار تعویض هوا )کیلووات 𝑚 وگرم بر ثانیه(جرم هوای ورودی به فضا )کیل ℎ𝑜 )انتالپی هوای خارج )کیلوژول بر کیلوگرم ℎ𝑖 )انتالپی هوای داخل )کیلوژول بر کیلوگرم

    حرارت حاصل از هر لیتر هوای ورودی در شرایط مختلف داخل و خارج در به منظور ساده کردن محاسبات تغییر انتالپی درج شده است. Dossatکتاب 6bو 6a-10جداول

    تعیین بار تعویض هوا )بر حسب کیلووات( شدت نفود هوا )بر حسب لیتر بر ثانیه( را در ضریب تغییر انتالپی مناسبی که جهت

    کنند.آید ضرب میبه دست می Dossatکتاب 6bو 6a-10از جداول توان با معادله زیر تعیین نمود:حرارت حاصل از نفوذ هوا را می 7-10و 6-10های با استفاده از ضرایب جدول

    (𝑘𝑤) بار تعویض هوا = (𝐿 𝑠⁄ (شدت نفوذ هوا × (𝑘𝑗 𝐿⁄ (تغییر انتالپی مثال:

    ک و رطوبت نسبی خارج به و دمای خش ℃2باشد. اگر دمای داخل سردخانه می 𝐿/𝑠 8ای شدت نفوذ هوا به فضای سردخانه % باشند بار تعویض هوا را بر حسب کیلووات تعیین کنید.50و ℃30ترتیب

    حل: آیدبه دست می kj/L 0/0598ضریب تغییر انتالپی 6a-10با میان یابی در جدول

    بار تعویض هوا = 8 × 0/0598 = 0/478 kW

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 41

    گردد، تعویض هوا صرفاً با نفوذ از رد فضای سرد شونده میبه جز موارد معدودی که به منظور تهویه سالن، مقداری هوا عمداً وا ها بستگی دارد.شود و مقدار آن به اندازه و محل درها و نیز دفعات باز و بسته شدن آندرها انجام می

    دهد )به زیرنویس جدول ها نشان میهای مختلف سردخانهشدت تقریبی نفوذ هوا را برای اندازه Dossatکتاب 7-10جدول توجه شود(.

    به مقادیر جدول 50% کم و در کاربردهای سنگین 50های با اتاق سردکن اولیه مقادیر حاصل از جدول سردخانهدر % شود.اضافه می

    مثال:4ای دارای ابعاد خارجی سردخانه × 5 × ℃2%، دمای داخل سردخانه 50نسبی ، رطوبت ℃25باشد. دمای بیرون متر می 3

    باشد. بار تعویض هوا را بر حسب میلیمتر می 150و نوع کاربرد متوسط است. دیوارهای سردخانه تقریباً دارای ضخامت کیلووات محاسبه کنید.

    حل:2باشد، ابعاد داخلی سردخانه از ابعاد خارجی میلیمتر می 150چون ضخامت دیوارهای سردخانه × 0/15 = 0/3𝑚 کمتر3/7خواهد بود. بنابراین حجم داخلی × 4/7 × 2/7 = 47 𝑚3 شدت نفوذ هوا برای حجم داخلی 7-10باشد. از جدول می

    47 𝑚37/3یابی ، با میان L/s 6-10یابی در جدول باشد. با میانمیa 0/0451ضریب انتالپی هوا 𝑘𝑗/𝐿 آید. لذا به دست می توان نوشت:می

    (𝑘𝑤) یضتعو هوا بار = (𝐿 𝑠⁄ (شدت نفوذ هوا × (𝑘𝑗 𝐿⁄ (تغییر انتالپی = 7/3 × 0/0451 = 0/329 𝑘𝑤

    محاسبه بار محصولشود تا رسیدن به دمای فضا مقداری حرارت از هنگامی که محصول با دمایی بیشتر از دمای فضای سرد، وارد سردخانه می

    ی ورود محصول بستگی دارد.دهد که میزان آن به دمای فضا، جرم، گرمای ویژه و دمادست می شود:مقدار حرارت دفع شده توسط محصول از معادله زیر محاسبه می

    𝑄 = 𝑚𝐶∆𝑇 𝑄 مقدار حرارت دفع شده بر حسب کیلوژول 𝑚 جرم محصول بر حسب کیلوگرم 𝐶 بر حسب کیلوژول بر کیلوگرم کلوینگرمای ویژه

    ∆𝑇 نتغییر دمای محصول در سردخانه بر حسب درجه کلوی مثال:شود. بار محصول را بر حسب سرد می ℃7گردد وتا به سردکنی وارد می ℃39کیلوگرم گوشت تازه گاو با دمای 3500روزانه

    کیلوژول محاسبه نمایید. حل:

    توان نوشت:لذا می باشدمی 3/14𝑘𝐽/𝑘𝑔 𝐾گرمای ویژه گوشت گاو قبل از انجماد 8-10جدول از 𝑄 = 𝑚𝐶∆𝑇 = 3500 × 3/14 × (39 − 7) = 351680 𝑘𝐽

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com

  • 42

    ارد لذا نتیجه حاصل، مقدار حرارتی است که که محصول به هنگام سرد شدن تا در معادله باال عامل زمان وجود ند توجه:این گونه موارد بار ساعت باشد. در 24زمان سرد کردن ممکن است کمتر از بیشتر موارد دهد. در دمای محیط از دست می

    شود:سرد کردن از معادله زیر تعیین می محصول یا شدت

    𝑄 =𝑚 × 𝐶 × ∆𝑇

    رحسبب ثانیه ظرن وردم ردنک ردس مانز

    مثال: شود، شدت بار محصول را برحسب کیلووات تعیین نمایید.ساعت سرد 20فرض این که گوشت گاو مثال قبل در مدت با

    حل:

    𝑄 =𝑚 × 𝐶 × ∆𝑇

    رحسبب ثانیه ظرن وردم ردنک ردس مانز =

    3500 × 3/14 × (39 − 7)20 × 3600 = 4/88 𝑘𝑊

    http://www.mohandes-iran.com

    http://www.mohandes-iran.com