Диоксид углерода в теплицы!
serg писал(а):
Константинович. дело давно интересует. но не хватает ума и времени посчитать. Если не трудно : на 100 кубов площади сделайте ,пожалуйста, расчет!
Serg!
Во-первых, Вы неверно сформулировали своё пожелание и по форме, и по существу. Площадь или объём теплицы?
Объём теплицы надо знать для последующего расчёта кратности воздухообмена и, возможно, для расчётов теплообмена (важно знать площадь ПК-поверхности-укрытия).
Для расчёта потребности в диоксиде углерода необходимо знать не посадочную площадь теплицы, а число растений в теплице и известную или проектную продуктивность (кг/куст) – для первичного расчёта потребности в СО2 с последующей корректировкой по фактическим результатам основного периода плодосбора.
Задачу теплового расчёта кратко можно сформулировать так: поддерживапь а теплице в процессе воздухообмена температуру не более 20-25гр. Ц или ниже (в ночные часы). Этот расчёт я не берусь делать (я не теплотехник); скажу лишь, что для этого надо знать кратность добавляемого-подсасываемого инжектором воздуха извне, его температуру, теплоёмкость, площадь покрытия теплицы, теплопроводность покрытия, количество тепла (калорий) генерируемого горелкой в единицу времени и пр. и пр. Единственное, что можно тут привести, что легко считается – количество тепла. Теплотворная способность жидкого топлива (бензина) составляет примерно 10000 ккал/кг, а зная его расход (взвешивание паяльной лампы до и после горения) во времени, просто рассчитать сколько тепла подаётся в теплицу, например, в час.
Я думаю, что такими расчётами заниматься не будете, проще величиной факела и регулированием кол-ва подсасываемого воздуха опытным путём достичь нужной температуры на выходе из трубы, которая соединяется с теплицей.
Расчёт потребности в диоксиде относительно проще. Его надо проводить на период основного плодосбора, поскольку Вы взвешиваете урожай, а на первых этапах развития растений не имеете информации о наращиваемой растительной массе..
Сухое вещество растений имеет в среднем следующий элементарный состав (в весовых процентах); углерод — 45, кислород — 42, водород —6,5, азот и зольные элементы — 6,5. Иногда содержание углерода приводится – 42%, танцевать будем от этой величины. Расчёт делаем для томатов – на 1 кг плодов.
Принимаем влажность томатов (справочник) 93,5%, соответсвенно, сухой массы в 1 кг томатов содержится 65г. В последней содержится 65*0,42=27,3 г углерода. Пересчитываем количество углерода в эквивалентное количество диоксида углерода 27,3*44/12= 100,1 г диоксида, эту величину увеличиваем на 20%, помня, что на растении ещё есть листва и стебли 100,1*1,2= 120,12г.
. Итого: для наращивания 1 кг томатов + ботва растение должно поглотить из воздуха примерно 120 грамм диоксида углерода. Зная, что 1 куб. м. воздуха содержит всего 0,56г диоксида, легко рассчитать объём вохдуха, который должно переработать- поглотить из него СО2: 120:0,56=214 кубометров воздуха.
Теперь подсчитаем количество бензина-керосина-свечки (насыщенные углеводороды), которое надо сжечь, чтобы получить то же количество диоксида. (Реакция сгорания -СН2- + 1,5О2 =СО2 + Н2О) Простой расчёт даёт, что 1 кг топлива даст более 3 кг диоксида углерода, т.е. для того, чтобы получить 120 гр диоксида (для выращивания 1 кг томата) надо сжечь примерно 0,12/3= 0,038 кг топлива, (без учёта малого содержания диоксида в воздухе.
Имея все перечисленные выше величины, посчитаем теперь сколько же надо сжигать топлива в сутки во временнОм процессе основного плодосбора. Для начала просмотрите графики наращивания сбора томатов вот по адресу:
http://foto.rambler.ru/users/igogrig/1/9/
На них есть уравнения, первый член уравнений даёт значение скорости набора массы созревших плодов в кг/куст в сутки. 0,0308 означает, что в сутки один куст в среднем нарашивает примерно 0,0031 кг зрелой массы плодов. В Вашем случае можно прикинуть потребное количество диоксида углерода (СО2) на всю теплицу с учётом урожая прошлого года или проектируемого. Надо знать даты начала и конца плодосбора ( точнее, общее время сборов в сутках) и общее количество собранного урожая со всех растений (например, у Вас 106 растений и примерно 500 кг томатов). Разделив 500 на число суток плодосбора, получите среднюю величину скорости наращивания зрелой (какая есть - бурые или красные -какие собирали) массы плодов в кг в сутки. Далее, умножив полученную величину на 0,12 кг (читай письмо выше - ответ 2), получите новую величину - требуемое количество СО2, которое необходимо подать в теплицу в сутки.
Пример расчёта для всей теплицы:
Общий Урожай в теплице - 600 кг, время плодосбора - 90 суток (июнь - август). Средняя Скорость набора зрелой массы 600:90=6,666666667=6,7 кг томатов в сутки. Чтобы нарастить такое количество зрелой масс в сутки, все растения теплицы должны усвоить 6,7*0,12=0,8 кг СО2 в сутки.
Это означает, что для того чтобы получить эту скорость набора массы надо:
либо пропускть через теплицу 0,8/0,00056=1428 м. куб воздуха в сутки,
либо подавать в теплицу соответственно обогащённую СО2 газовую смесь. Для этого в сутки (В ДНЕВНОЕ, СВЕТЛОЕ ВРЕМЯ СУТОК!!! – Фотосинтез!!!) надо сжечь 0,8/3=0,266666667=0,27 кг жидкого топлива (читай письмо выше). С учётом содержания кислорода в воздухе можно рассчитать количество воздуха, необходимое для сжигания названного количество топлива (0,27 кг). В 1 кубометре воздуха содержится 0,286 кг кислорода, а для сжигания 1 кг топлива надо 14,8 кг воздуха или, с учётом его плотности при н.у. (1,225 кгс/куб. м.) - 12,1 кубометра.
Соответсвенно, для названных выше условий через горелку в сутки надо прогнать не менее 14,8*0,27=4 кг или 12,1*0,27=3,267 кубометра воздуха. На выходе из горелки это уже будет горячая газовая смесь (N2 + CO2), которую надо охладить до требуемой температуры смешеним с эжектируемым воздухом, прямым охлаждением в трубе или впрыском-подсосом воды (испаряясь вода поглощает 640 ккал/кг), чтобы в теплицу разбавленная газовая смесь входила уже охлждённой. Вот тут надо будет экспериментировать.
Подчеркну особо тонкие нюансы:
1. Расчёт ПРИМЕРНЫЙ. Как только Вы поднимите температуру в теплице и дадите обогащённую СО2 газовую смесь, сразу возрастёт скорость набора массы растений и плодов, т.е., потребность в СО2 возрастёт, соответсвенно, и кол-во сжигаемого топлива. (Насколько возрастёт скорость - пока не знаю, сейчас идут эксперименты. Будут результаты - обязательно опубликую.)
2. Поглощение-усвоение СО2 происходит в основном ТОЛЬКО на свету, поэтому требуемое кол-во СО2 надо давать в светлое время суток. Сжигание топлива ночью даст только
ТЕПЛО, но не питание.
3. Раз при подаче газовой смеси возрастёт скорость набора массы (в целом - и плодов, и ботвы), - возрастёт потребное кол-во воды - надо будет увеличить полив. Об этом забывать нельзя!
Так что придётся экспериментировать с подбором количества сжигаемого топлива с учётом реального развития растений при подкормке газовой смесью. Вреда растениям не нанесёте...
Только не зажарьте! :sorrow:
Если руки приделаны к нужному месту, то сделать это всё несложно. А цена бензина прим. 20 руб. за литр (0,75кг). Разовые затраты: паяльная лампа, керам. или асбоцем. труба, эжектор (самодел), металлорукав или короб, вент. труба из теплицы.
Успехов!
P.s.: Хотелось бы знать, пригодится ли эта информация кому-либо, кроме serga или будем работать вседа при лимите диоксида?
В будни рабочий день на даче у нас начинается с обхода соседских участков. Людмила кормит кошек , а я раскрываю теплицы. По просьбе хозяев , конечно. Мы на даче постоянно , а они только в выходные.
