Nem almaya dair bir iki hesap

karafetva

Yarbay

4297 Mesaj

Tüm Başarılarını Gör

1 metreküp hava için bir iki hesap yapalım;
Isıl Sığa = m * c ;
c(hava) = 0.23 cal/g.santigrat:= 0.96232 J/g .santigrat:, (1 kabul edilebilir).. ,
d(hava) = 1.225 kg/metreküp
IsılSığa = 1225 gram * 1 J/g.santigrat:= 1225 J/.santigrat:

Isıl sığa 1 metreküp hacimde(atmosfer basıncı vb ) havanın 1 .santigrat:ısınması için gereken enerjiden bahsetmekte. 40 .santigrat:, ( 60-20) ısınması için 40 * 1225 =49000 Joule gerekmekte. 1000 Watt lık bir ısıtıcı 1000 J/san. demektir. Kabaca 1 metreküplük havayı 40 .santigrat: ısıtmak için 1kW lık ısıtıcının (49 saniye) 1 dak civarında çalışması gerekir.

(Hesaplarda kayıplar, ince bilgiler de düşünülmelidir.)

Mesela bir sebze kurutma makinası için; 1 metreküp havanın iç kısımda alabildiği efektif nem miktarı ile birim miktar malzeme(sebze vb) ne kadar dış hava takviyesi gerektiği yorumlanabilir. (Dış hava nem miktarı, sistem sıcaklığında havanın nem alma kapasitesi vb bilgi incelenebilir.)
İç kısımda yoğuşturulan havanın pompa ve ya uygun yöntemle dışa alınması (ki soğuk bir kısım oluşturma ihtiyacı ile ısının korunmasını zaafa uğratabilir), nem alıcı maddelerin iç kısma eklenmesi ve ya havanın bu nem alıcı maddeler üzerinden akıtılması (daha sonra bu nem alıcı maddelerde biriken nemi atmak için ısıtma vb uygulanır) kompleks yöntemler olarak incelenebilir.
Isıtmanın bir ısı pompası(klima vb..) ile sağlanması ile sistemi ısıtan tarafın akabinde soğutma (evaporatör) kısmının aynı zamanda yoğuşturma nem alıcı kısım olarak kullanılması da incelenebilir. Bu çok artistik bi bakış

Üstteki resim http://eng.harran.edu.tr/~hbulut/Makale_MMO_Tesisat.pdf den alıntı. Verdiği değerlerle gerçeklerin uzaktan yakından alakası olmadığını düşündürüyor ama yine de formülize edilmiş olması açısından ele almış olalım.

Psikrometrik diyagram ihtiva etmediği bilgiler için uzatılarak kullanılabilir ancak parabolik olan nem doyma çizgisinin isabet yeri yanıltıcı olabildiğinden, sol alttaki doygun hava nem miktarı-hava sıcaklığı grafiği (yine güvenirliliğini bilmesek de) kullanılabilir.
Bölge üzerinde direk sonuç bilgiler yerine, analiz ve ya genel tasarım hesapları vb için genel geçer bilgilerin kullanılma halinde, psikrmetrik diyagram-mutlak nem formülü(ki eklenebilirse haritası daha uygun olabilir)-Türkiye yıllık ortalama sıcaklık dağılımı bilgileri (psikrometrik diyagramın solunda kırmızı hatlı harita yıllık ortalama sıcaklık dağılımı haritasıdır) kullanılabilir.

Bunlar bir yana kesin bilgiler ile bir hesap iç açıcı olabilir;

Gün itibariyle (30.09.2014) nem bağıl nem haritası nem almada dış havanın kullanımı açısından pek makbul görünmüyor ama (şehirsel günlük meteoroloji bilgileri ile-harita harici) Ankara 19 .santigrat:hava sıcaklığı %39 bağıl nem oranı ile ve potansiyel görünümlü Antalya 30 .santigrat:hava sıcaklığı ve %36 bağıl nem oranı ile fikir açısından kaba bir hesaba tabi tutulabilir;
Ankara 19 .santigrat:de maksimum 14 gr/kg nem alma kapasiteli havanın, %39 oran ile 5.46 gr/kg ını, Antalya 30 .santigrat:de 28 gr/kg nem kapasiteli havanın %36 ile 10.8 gr/kg ını nem ile işgal etmektedir. Ankara havasının kg ı 8.54 gr, Antalya havası ise 17.2 gr daha nem alabilir durumdadır ama sonuçta havanın ısıtıldığı sıcaklık olan 60 .santigrat:deki nem alma kapasitesi önemlidir. Psikrometrik diyagramın solundaki grafikte 60 .santigrat:için 125 gr/metreküp nem alma kapasitesi (dhava=1.225kg/metreküp hava yoğunluk bilgisi ile) 102 gr/kg dır. Tabi 5.46 gr/kg = 6.6885 gr/metreküp , 10.8 gr/kg = 13.23 gr/metreküp değerlerine eşittir.
(İlk resimdeki formül hesabı gayet alakasız görünmekte, daha önce alakalı kaynaklarda gördüğümüz birçok hatadan birisi olarak düzeltilmesi gereken bir sorun olabilir formülde)
60 .santigrat:ye ısıtılmış Ankara havası gün itibariyle 125 - 6.6885 = 118.3115, Antalya 125 - 13.23 = 111.77 gr/metreküp nem alma kapasiteinde. Antalya'nın potansiyel görünümü pek işe yaramamış gibi ama bir önceki ısıl gider hesabında 40 .santigrat:sıcaklık artırımı için 1 dak 1kW ısııcı çalıştırma gereksinimi Antalya'da 45 saniyeye düşmekte... (Hem de harita bilgisine göre Ankara bağıl nemi çok daha fazla ve % 60 civarlarında...)
Şehir kıyasları bir yana grafikteki 125 gr/metreküp bilgisini de 100 gr/metreküp olarak ele alırsak, sebzelerin nemini de kendi bünyesinin %20 nem-kütle oranından %5 e düşürmek istersek (sebze kütleinin %15 i nem alma ihtiyacı ile);
1 kg sebze için 1.5 metreküp hava gerekmekte ve ya 1 metreküp hava ile 660 gram sebze kurutulmuş olur. Bu nem alma kapasitesi en üst seviyeden değil efektif olarak yapılabilir oranda ele alınmalıdır (azaltılmalıdır) ki zaten grafikte olan 125 sayısını son olarak 100 kabul ettik (ama yine de incelenmelidir).
Sonuç olarak 1 kg sebze için 1.5 metreküp hava 1.5 dak 1kW ısıtıcı çalışması... Bu ısıtıcı ile saatte 1kWsaat kullanılarak(0.42TL/kWsaat kabulü ile 42 Kuruşa ) 40 kg sebze kurutma..
Sebzelerin kururkenki suyun buharlaşma ısısı da kapalı bir sistem olarak sistemden alındığından (yerine göre bu ısı sistemden alınmaz ve karşılanması gerekmez ancak yine yerine göre teoride alakasız sıcaklık düşüşlerini muhattap alabilir), 540cal/gr (2257 J/gr) suyun buharlaşma ısısı 40 kg lık sebzeden alınması gereken %15 (kütlesel) nem oranında (6000gr) 13542000 Joule yapar ve (1kWsaat =3600000 Joule) 3.762 kWsaat demektir. 40 kg lık sebze için aşşağı yukarı 4kWsaat lik enerji eklemesi ile toplamda 5 kWsaat enerji düşünülür ki 2TL maliyeti muhattap alır. Bu cümlelerde yazılan buharlaşma ısısı değeri (540cal/gr) esasında uyarlanmalıdır ama kaba bir hesap için kullanılmıştır. Ve bu ek hesap bahsedildiği gibi sistemden alınmak zorunda değildir ama kapalı bir sistem ve yakın ısı transferi özellikleri ile sisteme binmesi beklenir ama geliştirme olarak bir kısmı sebzelerden alınırsa sebzelerin sistemden daha soğuk çıkışları sağlanabilir.
Hesaplar gayet kaba yapılmış olup, türlü düzeltmeler ve kayıplar eklendiğinde daha doğru olacaktır. Sonuç itibariyle artan ısıtma giderleri elektriğin doğalgaz-atık yağ vb ve ya katı yakıt tipi enerji kaynakları ile değişimi ile azaltılabilir.
Ortam havasının nemini önceden alma, vb değişik kombinasyonlar ve ya daha farklı yöntemler haricinde psikrometrik bir açıklamaydı. İşlemlerimiz ve ya yöntemlerimizdeki her tip eksiğimiz, hatalarımız (mantık vb dahil) incelenip sunulabilir

Benzer içerikler