При хранении скоропортящихся грузов на холодильных складах, помимо температурных условий, контролируют относительную влажность воздуха в камерах и хранения и влажность самого продукта.
Атмосферный воздух представляет собой смесь сухого воздуха и водяного пара. В расчётах сухой воздух рассматривают как смесь азота и кислорода. Содержание азота принимают равным 79 % по объёму или 77 % по массе, кислорода соответственно 21 и 23 %. Водяные пары составляют от 0,2 до 2,6 % по объёму.
Атмосферный воздух в естественных условиях всегда является влажным. Воздух, в котором водяные пары находятся в состоянии насыщения, называется насыщенным. Влажный воздух всегда будет насыщенным, если водяные пары в нём находятся в перегретом состоянии. Избыток влаги в насыщенном воздухе конденсируется в виде мелких капель – тумана (облаков) и находится в воздухе. При отрицательных температурах влага в воздухе замерзает, образуя ледяной туман.
Масса влажного воздуха (m вл) получается сложением массы пара (m п) и массы сухого воздуха в смеси (m c).
Влагосодержание воздуха представляет собой отношение массы пара к массе сухого воздуха в смеси. Если массу пара (m п) выражать в граммах, а массу сухого воздуха (m c) в килограммах, то влагосодержание в г/кг сухого воздуха обозначают d. Если же обе массы выражать в килограммах, то влагосодержание в кг/кг сухого воздуха обозначают c, т. е. c= d/ 1000.
Плотность влажного воздуха определяют как отношение его массы к объёму смеси V:
.
Масса водяного пара, содержащаяся в 1 м3 воздуха, численно равная плотности пара (rп), называется абсолютной влажностью. Отношение абсолютной влажности ненасыщенного воздуха к абсолютной влажности насыщенного воздуха при одинаковых значениях температуры и давления называется относительной влажностью и обычно выражается в процентах:
.
Основные характеристики влажного воздуха (удельная теплоёмкость, плотность и энтальпия) при разных температурах приведены в приложении У.
3.2 Принципы и способы контроля относительной влажности
воздуха и груза
Существует четыре принципа определения относительной влажности воздуха: психрометрический, гигрометрический, массовый и метод точки росы. При хранении скоропортящихся грузов на складах применяют приборы, работа которых основана на первых двух принципах.
Психрометрический метод основан на измерении относительной влажности воздуха с помощью психрометров.
Стационарный психрометр Августа (рисунок 9, слева и в центре) состоит из двух термометров: сухого и мокрого. Сухой термометр показывает температуру окружающего воздуха. Термочувствительный патрон второго термометра обёрнут гигроскопической тканью, конец которой опущен в сосуд с водой. Этот термометр показывает температуру воды, находящейся в порах ткани. Вследствие испарения влаги с ткани её температура понижается.
В установившемся состоянии процесса испаряющаяся вода в ткани примет определённую температуру, называемую температурой по мокрому термометру. В этом процессе количество теплоты, израсходованной на испарение влаги, равно количеству теплоты, переданной от воздуха вследствие непосредственного теплообмена. Такой процесс происходит при постоянном теплосодержании и называется адиабатическим насыщением воздуха. Температура испаряющейся воды будет зависеть от относительной влажности воздуха. Чем ниже значение j, тем интенсивнее идёт процесс испарения влаги и тем ниже будет температура по мокрому термометру. Разность показаний сухого и мокрого термометров называют психрометрической разностью. Если показания по сухому и мокрому термометрам одинаковы, то j=100 %. Зная психрометрическую разность и температуру воздуха, можно с помощью психрометрических таблиц (см. рис. 10, в центре) или диаграмм определить относительную влажность воздуха.
| 
| 
|
| Стационарный психрометр Августа | Стационарные психрометры промышленного изготовления | Аспирационный психрометр Ассамана |
Рисунок 10 – Психрометры Августа и Ассмана
Стационарный психрометр Августа в условиях малоподвижного воздуха, а также из-за отсутствия защиты прибора от тепловых излучений окружающих предметов имеет малую точность измерений.
Более точным прибором для определения влажности воздуха является аспирационный психрометр Ассмана. В этом приборе (см. рис. 10, справа) оба наконечника термометра заключены в полированные трубки. Через трубки специальным вентилятором с заводным механизмом прогоняют воздух со скоростью 2,5… 3,0 м/с.. Погрешность показаний мокрого термометра психрометра Ассмана составляет от 1 до 2 %.
Гигрометрический метод основан на измерении относительной влажности воздуха с помощью гигрометров. Чувствительными элементами этих приборов являются гигроскопические материалы, обладающие свойством изменять свои линейные размеры (обезжиренный человеческий волос, капроновая ткань и др.) либо электропроводимость (LiCl).
На рисунке 11, слева показана принципиальная схема гигрометра мембранно-индукторного типа, в котором мембрана 1 из органической нити натянута на кольцо с жёстко фиксируемым центром. Мембрана прогибается в зависимости от влажности воздуха. Колебания её передаются якорю 3, входящему в индуктор 2. Изменение индукции регистрируется измерительным прибором. Прибор стабильно работает в стационарных условиях в диапазоне относительной влажности от 50 до 100 % и в интервале температур от минус 30 до +35 °С.
| 
|
| Стационарный мембранно-индукторный | Для определения влажности продуктов |
Рисунок 11 – Гигрометры
Для определения влажности продуктов используют гигрометры, показанные на рисунке 9.9, справа.
Дистанционное измерение и регулирование относительной влажности воздуха основано на психрометрическом и гигрометрическом принципах. В качестве датчиков сухого и смоченного термометров применяются влагостойкие терморезисторы и термисторы.
Приложение А