МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Кемеровский государственный университет»
Институт инженерных технологий
наименование института (факультета)
«Теплохдадотехника»
наименование выпускающей кафедры
Приб Илья Александрович
(обучающегося)
Проект холодильной установки предприятия по переработки мяса кролика
производительностью 15т/сутки в г. Анжеро-Судженск Кемеровской области
(Тема ВКР)
Выпускная квалификационная работа
(бакалаврская работа)
по направлению подготовки 16.03.03 Холодильная, криогенная техника
и системы жизнеобеспечения
код и наименование
направленность (профиль) подготовки «Холодильная техника и технологии»
наименование
Научный руководитель:
Д.т.н. проф. Неверов Е. Н.
.
Ученая степень, должность, И.О.
Фамилия
Работа защищена с оценкой:
_________________________
протокол ГЭК № _____
от «____» ________ 20___г.
Секретарь ГЭК____________
подпись
Кемерово 2019
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Кемеровский государственный университет»
Институт инженерных технологий
наименование института (факультета)
кафедра «Теплохладотехника»
наименование выпускающей кафедры
ЗАДАНИЕ
на выполнение выпускной квалификационной работы
(бакалаврской работы)
Обучающемуся группы гр. ПХМ-161 Приб Илье Александровичу
номер группы, фамилия, имя, отчество полностью
1. Тема: Проект холодильной установки предприятия по переработки мяса
кролика производительностью 15т/сутки в г. Анжеро-Судженск
Кемеровской области
Специальная часть: Исследования режимов холодильной обработки мяса
кролика
Утверждена распоряжением по университету № 470/09 от 12 марта 2019
дата
2. Срок представления работы к защите
июнь 2019
дата
3. Исходные данные к выполнению работы: 15т/сутки, г. Анжеро-Судженск
4. Содержание текстового документа:
Введение Использование холода в пищевой промышленности
наименование раздела
4.1. Технико-экономическое обоснование
температур кипения схемы ХУ)
наименование раздела
краткое содержание
(обоснование выбора
краткое содержание
4.2. Конструкторско-технологический раздел
(составление
планировки, расчет толщины теплоизоляции, определение теплопритоков,
выбор способа охлаждения, расчет и подбор холодильного оборудования)
наименование раздела
4.3. Специальная часть:
мяса кролика
краткое содержание
Исследования режимов холодильной обработки
наименование раздела
краткое содержание
5. Перечень графического материала с точным указанием названия и
количества листов:
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
План холодильника – 1 лист
Схема холодильной установки – 1 лист
План компрессорного цеха – 1 лист
Разрез компрессорного цеха – 1 лист
Специальная часть – 1 лист
6. Консультанты по разделам:
Технико-экономическое обоснование
краткое наименование раздела
Е.Н. Неверов .
подпись, дата, инициалы, фамилия
Конструкторско-технологический раздел
краткое наименование раздела
Е.Н. Неверов .
подпись, дата, инициалы, фамилия
Специальная часть
Е.Н. Неверов .
краткое наименование раздела
подпись, дата, инициалы, фамилия
7. Руководитель выпускной квалификационной работы
Е.Н. Неверов .
подпись, дата, инициалы, фамилия
8. Дата выдачи задания
9. Задание принял к исполнению:
12.04.2019
И.А. Приб .
подпись, дата, инициалы, фамилия
Данный проект холодильного предприятия по переработке
кроликов в Кемеровской области,
города Анжеро-Судженск
мощностью 15 тонн в сутки включает в себя проектную схему
холодильной установки. Блок работает в трех точках кипения.
Фреоновые схемы с одноступенчатым сжатием газа и
одноступенчатым дросселированием.
В пояснительной записке расчитаны системы охлаждения,
температурного режима работы, произведена компоновка
холодильного предприятия, вспомогательных помещений и
компрессорного цеха. Вычислены изоляционные слои и утечки
тепла для выбора вспомогательного и основного холодильного
оборудования.
Содержание
ЗАДАНИЕ ......................................................................................................................................2
Введение ........................................................................................................................................4
1.
Технико-экономическое обоснование проекта.............................................................5
2 Конструкторско-технологический рздел. ............................................................................9
2.1 Расчет планировки холодильного предприятия. ........................................................................... 9
2.2 Расчёт изоляции охлаждаемых помещений .................................................................................17
2.3 Расчёт тепловой нагрузки на камерное оборудование ..........................................................25
2.5 Расчет теплопритока от груза при холодильной обработке ..................................................32
2.6 Расчет теплопритока при эксплуатаций камер ..........................................................................34
2.7 Расчет нагрузки на компрессоры ...................................................................................................37
2.8 Расчет работа и режимов холодильной установки ......................................................................39
2.9 Расчет и подбор компрессорного оборудования.........................................................................39
2.10 Расчет и подбор камерных приборов охлаждения ....................................................................43
2.11 Расчет и подбор конденсаторов ..................................................................................................45
2.12 Р Расчет и подбор линейного ресивера ......................................................................................46
2.13 Расчет и подбор маслоотделителя и маслосборника ................................................................47
2.14 Расчет и подбор трубопроводов ..................................................................................................48
2.15 Описание схемы холодильной установки ...................................................................................50
3.
Специальная часть. Применение СО2 для холодильной обработки тушки
кролика. .......................................................................................................................................51
3.1 Ооборудование и методы охлаждения тушки кролика ..............................................................51
3.2 Криогенное оборудование и способы охлаждения кролика ......................................................52
3.3 Оборудование для транспортировки мяса кролика ....................................................................60
3.4 Расчет продолжительности охлаждения мяса кролика ..............................................................61
3.5
Технические средства и методика экспериментальных исследований. ..............................64
3.6 Аппарат для холодильной обработки тушек кролика диоксидом углерода .............................66
3.7 Исследование процесса холодильной обработки тушки кролика .............................................69
Заключение .................................................................................................................................71
Список литературы ...................................................................................................................72
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Разраб.
Приб И.А.
Провер.
Неверов Е.Н.
Реценз.
Н. Контр.
Неверов Е.Н.
Утверд.
Короткий И.А.
Подпись
Дата
Лит.
Пояснительная записка
.
Лист
Листов
3
72
КемГУ ИИТ ПХМ-161
Введение
Холодопроизводство позволяет создать необходимые условия для
сбалансированного и рационального питания населения. Холодильное
производство в настоящее время является высокоразвитой отраслью,
способной угодить самым разнообразным требованиям, созданные в связи с
необходимостью отвода тепла от охлаждающих объектов. Важность
искусственного холода особенно важна в производстве пищевых продуктов.
Чтобы сохранить
качество продуктов и минимизировать потери,
предприятие должно быть оснащено современным оборудованием и
применением передовых методов термообработки и хранения продуктов
питания.
Рынок мяса и мясопродуктов является одним из крупнейших сегментов
продовольственного рынка России как по объему, так и по объему продаж и
покупок, ассортименту представленной продукции и количеству участников
рынка. Фабрика мясной промышленности производят убой скота и заготовку
мясо, кролика, птицы, колбасы, мясные консервы, фрикадельки, пельмени,
полуфабрикаты, кулинарные изделия.
За последние годы отмечаться рост производства мяса кролика. В связи
со строительством новых предприятий планируется ввести новые
холодильные цистерны, усовершенствовать конструкцию, улучшить
эффективность за счет новых технологий и достижений науки, уделив
внимание прогрессивности инженерных решений, располагавшийся в основе
проекта.
Цель данного проекта является развитие холодильной установки
завода по переработке кролика мощностью 15 тонн в сутки в городе АнжероСудженск. Также стоит обратить внимание на понижение капитальных
затрат на постройку холодильного предприятие и монтаж оборудования
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
4
1. Технико-экономическое обоснование проекта
Целью данного проекта является разработка завода по переработке
кролика в Кемеровская обл. города Анжеро-Судженск.
Анжеро-Судженск город (с 1931 года) в российском регионе Кемерово, в
115 километрах к северу от областного центра Кемерово. Административный
центр муниципалитета Анжеро-Судженск.
Население составляет 79,706 человек. (2017).
Решение Правительства РФ от 29 июля 2014 года. 1398-р (с изменениями
от 13 мая 2016 года) «Об утверждении перечня расчетов» был добавлен в
список населенных пунктов с социально-экономической ситуации.
Город находится в Кузбассе, в 115 километрах от Кемерово.
Жизнь Анжеро-Судженск связана с расширением угольных Зарождение,
что были открыты в конце 19-го века. В связи с расширением в Кузбассе
железных дорог и началом добычи каменных угольных ресурсов в 1896-1897
был заражден город Анжеро-Судженск.
Деревня Анжерка была названа в честь его расположения на реку Анже;
Название села Судженка было передано людьми Курской губернии из города
Суджа. Средняя температура и осадки представлена на рисунке 1.1
Рисунок 1.1 - Средняя температура и осадки
«Максимальная среднесуточная температура» (толстая красная линия)
определяет максимальную среднюю температуру в определенные дни месяца
в Анжеро-Судженске. Аналогичным образом, выходы «Минимальная
средняя дневная температура» (толстая синяя линия) до минимальной сред.
температуры. Жаркие дни и холодные ночи (пунктирные красные и синие
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
5
линии показывают среднюю температуру теплого дня и холодной ночи).
Ясно, солнечно и дождливые дни представлена на рисунке 1.2
Рисунок 1.2 - Ясно, Солнечно и дождливые дни
График показывает Количество солнечных, облачных и туманных и дней с
осадками. Когда облачный слой не больше 20%, его считают солнечным; 2080 процентов покрытия считаются частично облачно и дожди более 80%, как.
В Рейкьявике, столице Исландии, погода в основном облачно. Соссусфлей в
пустыне Намиб считается одним из самых теплых мест на земле.
Максимальная температура городе Анжеро-Судженска представлена на
рисунке 1.3
Рисунок 1.3 - Максимальная температура
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
6
Максимальная температура для Анжеро-Судженска определяет
количество дней в месяце достигает определенных температур. Дубай, один
из саммых жарких городов в мире, температура в июле почти никогда не
снижается ниже 40 ° C. Вы также можете увидеть график холодной зимы в
Москве, которая показывает, что всего за несколько дней в месяц,
максимальная температура едва -10 достигает ° С количество осадков
представлена на рисунке 1.4
Рисунок 1.4 - Количество осадков
План Выпавший в Анжеро-Судженске показывает количество дней, в
течение осадков достигается в течение месяца. В тропических муссонный
климат или прогноз осадков может быть недооценена. скорость ветра
представлена на рисунке 1.5
Рисунок 1.6 - Скорость ветра
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
7
График Анжеро-Судженск указывает день месяца, в котором скорость
ветра достигает определенное значение. интересно
Это пример Тибетского плато, где муссоны вызывают с декабря по
апрель, длинные и сильные ветры с июня по октябрь тихий воздушных
потоков. Роза ветров представлена на рисунке 1.6
Рисунок 1.6 – Роза ветров
Роза ветров для Анжеро-Судженск констатирует сколько ударов часов в
год ветра в определенном направлении. Одним из примеров является
Западный Ветер: Ветер с юго-запада на северо-востоке. Мыс Горн, южный
пункт Южной Америки, характеризуется характерным сильным западным
ветром, что затрудняет переход с востока на запад, особенно для фрегатов.
Чтобы сохранить качество продуктов питания и минимизировать их
потери нужно использовать холодильное предприятие современного
технологического уровня оснащённости и термической обработки, правильно
подобранного оборудования для каждого вида пищевых продуктов, а также
от способа хранения.
В ходе холодильного обрабатывания, камера нуждается в поддержании
определённых температурных режимов:
— При хранении замороженных продуктов, температура в камере равна
минус двадцати градусам Цельсия;
— А при замораживании продукта, температура в камере равна нулю;
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
8
— И при замораживании продукта, температура в камере равна минус
тридцати градусам Цельсия. Для поддержания необходимых температурных
режимов в камерах холодильного предприятие, будут спроектированы три
фреоновых установки принужденного охлаждения холодильного агента.
В проекте планируется установка винтовых компрессоров. Около у них есть
рад преимуществ перед поршневыми компрессорами: недостижимость
гидроудару, отсутствие клапанов, плавная подача хладагента. Именно по
этому возрастает срок эксплуатации компрессора. В данной схеме
применяются воздухоохладители, установленные в камерах хранения
замороженных продовольствий, камерах хранения готовой продукции и
камере замораживания продуктов. Так же подразумевается использование
воздушных конденсаторов. Конденсаторы такого типа подбираем благодаря
наличию у них существенных плюсов по сравнению с остальными типами
конденсаторов. К плюсам этих конденсаторов относятся: малое расходование
электрических энергии, возможность использование разных климатов.
2 Конструкторско-технологический рздел.
2.1 Расчет планировки холодильного предприятия.
Холодильник является частью производственного процесса завода,
поэтому размещение холодильного преприятия по отношению к другим
конструкцыям и его внутренняе расположение подчиняется общей
технологии выработки пищевых продуктов.
Примем одноэтажную планировку холодильного предприятие.
Одноэтажный холодильник имеют ряд преимуществ по сравнению с
многоэтажными: более полное использование объема (без лифтов, большее
расстояние между колоннами), создаются условия для ускорения
строительства холодильников (использование сборочный унифицированный
железобетонный конструкции сокращает время строительства), а также для
комплексной механизации и автоматизации грузов в камерах, снижения
строительных затрат, возможности увеличения грузового фронта работы.
Холодильник для переработки мяса кролика состоит из следующих
главных частей: основного корпуса, в котором находится холодильная
комната с теплоизолированными внешними кожухами. Внешние стены из
железобетонных плит, по краю здания находится машинное отделение, с
южной стороны - автомобильная платформа. Камера переработки мяса
кролика расположена на северной стороне. Границы сетки колонн 6 метров х
12 метров., Ширина транспортного коридора 6 м.,
В качестве поселения мы берем одну сменную работу завода в течение
дня. Основное пространство холодильного предприятие занимает камера
хранения охлажденной и замороженной, а также камеры охлаждения и
заморозки мяса кролика.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
9
Емкость холодильного предприятие Е ХОЛ ,т, вычисляем по формуле (2.1)
[3]:
Е ХОЛ 40 Gсм ,
(2.1)
где Gсм -сменная производительность, т/смену;
Е ХОЛ 40 15 600
Суточная производительность камер замораживания
вычисляем по формуле (2.2) [29.43]:
1
Gсут
, т/сутки,
1
Gсут
0,5 Gсут ,
(2.2)
где Gсут - суточная производительность, т/сутки, вычисляем по формуле
(2.3) [3]:
Gсут 2 Gсм ,
(2.3)
Gсут 2 15 30,
1
Gсут
0,5 30 15 .
Суточная производительность
вычисляем по формуле (2.4) [3]:
камер
охлаждения
11
Gсут
,
т/сутки,
11
Gсут
(70 100)% Gсут ,
(2.4)
11
Gсут
1 30 30
Емкость камер хранения замороженного мяса кролика
вычисляем по формуле (2.5) [29.43 ]:
Е к. х. з. м. 0.5 E хол ,
Е к . х. з. м. , т.,
(2.5)
Е к. х. з. м. 0.5 600 300
Емкость
камер
хранения
вычисляем по формуле (2.6) [3]:
охлажденного мяса кролика Е к. х.о. м.п. ,т.,
Ек. х.о. м.п. 0.5 E хол ,
(2.6)
Е к. х.о. м.п.п. 0.5 600 300
Грузовой объём камер хранения замороженного мяса кролика Vг к. х. з. м. , м 3
, вычисляем по формуле (2.7) [3]:
Vг к . х. з. м. Е к. х. з. м. / q ,
(2.7)
3
где q - норма загрузки единицы объема, q =0,38т/м
Vг к . х. з. м. 300 / 0,38 789,47
Грузовая площадь камер хранения замороженного мяса кролика Fгрк. х. з. м. ,
м , вычисляем по формуле (2.8) [3]:
Fг к. х. з. м. Vг к. х. з. м. / hгр ,
(2.8)
где hгр - грузовая высота, необходимо принять hгр 5м,
2
Fг к. х. з. м. 789,47 / 5 157,89
Строительная площадь камер хранения замороженного мяса кролика
Fстрк. х. з. м. , м 2 , вычисляем по формуле (2.9) [3]:
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
10
Fстрк. х. з. м.
E хол.
(2.9)
где - коэффициент площади используемой камеры, необходимо
принять =0,8,
Fстрк. х. з. м.
157 ,89
197 ,37
0,8
Расчет числа
строительных
прямоугольников, камер хранения
замороженного мяса n, считается по формуле (2.10) [3]:
nк. х. з. м.п Fстрк. х. з. м. / f ,
(2.10)
2
Необходимо принять
сетку колонн 6 12 , м .
тогда f - строительная площадь одного прямоугольника
nк. х. з. м.п 197,37 / 72 2,74
Необходимо принять 3 строительных прямоугольников.
Грузовой объём камер хранения охлажденного мяса кролика Vг к. х.о. м.п. , м 3 ,
вычисляем по формуле (2.7):
Vг к. х.о. м.о. Е к. х.о. м.о. / q ,
Vг к. х.о. м.п 300 / 0,38 789,47
Грузовая площадь камер хранения охлажденного мяса кролика Fг к. х.о. м.о. ,
м 2 , вычисляем по формуле (2.8):
Fг к. х.о. м.о. Vг к. х.о. м.о. / hг ,
Fг к. х. з. м.о. 789,47 / 5 157,89
Строительная площадь камер хранения охлажденного мяса кролика, Fcmp
2
к . х.о. м.п. м , вычисляем по формуле (2.9) [3]:
Fстрк. х. з. м.
Fг к . х.о. м.п.
Fcmpк . х.о. м.п.
157 ,89
197 ,37 .
5
;
Количество
строительных
прямоугольников камер хранения
охлажденного мяса кролика n, считается по формуле (2.10):
nк. х.о. м.п. Fcmp / f ,
nк. х.о. м.п. 197,37 / 72 2,74.
Необходимо принять 3 строительных прямоугольников.
Строительная площадь камер замораживания, Fстрк.з. , м 2 , вычисляем по
формуле (2.11) [3]:
Fстрк . з
М
,
q F 24
(2.11)
где М - суточная производительность камер охлаждения или
замораживания, т/сутки;
- продолжительность этапа обработки холодом, ч., 14ч. [11];
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
11
q F - норма загрузки на 1м 2 , т/м 2 , q F =0,3 т/м 2
15 14
29,17
Fстрк.з.
0,3 24
Количество строительных
вычисляем по формуле (2.10):
прямоугольников камер замораживания
nк. з Fстрк. з / f ,
nк. з 29,17 / 72 0,41
Необходимо принять 1 строительных прямоугольника.
Строительная площадь камер охлаждения, Fстрк.о. м 2 , вычисляем по
формуле (2.11):
Fстрк.о.
Количество
строительных
вычисляем по формуле (2.10):
30 10
41,67
0,3 24
прямоугольников
камер охлаждения
nк.о Fстрк.о / f ,
nк.о 41,67 / 72 0,58
Необходимо принять 1 строительных прямоугольника.
Необходимо принять , что субпродукты замораживаются и охлаждаются в
камерах термообработки
Емкость камер хранения замороженных субпродуктов Ек. х. з.с. ,т, вычисляем по
формуле (2.12):
Е к. х. з.с. 0,05 E хол ,
(2.12)
Ек. х. з.с. 0,05 600 30
Грузовой объём камер хранения замороженных субпродуктов
Vг к.х.з.с. , м3 , вычисляем по формуле (2.7):
Vг к. х. з.с 30 / 0,38 78,95
Грузовая площадь камер хранения замороженных субпродуктов
Fг к. х. з.с. , м 2 , вычисляем по формуле (2.8):
Fг к.х. з.с. 78,95 / 5 15,79
Строительная площадь камер хранения замороженных субпродуктов,
Fcmp к . х. з.с. , м 2 , вычисляем по формуле (2.9):
Fcmp
15,79
19,737
0,8
Количество
строительных
прямоугольников камер хранения
замороженных субпродуктов вычисляем по формуле (2.10):
nк. х. з.с. 19,73 / 72 0,275
Необходимо принять 1 строительный прямоугольник.
Емкость камер хранения охлажденных субпродуктов Е к. х.о.с. ,т, вычисляем
по формуле (2.12):
Е к. х.о.с. 0,05 600 30
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
12
Грузовой объём камер хранения охлажденных субпродуктов Vг к. х.о.с. , м 3 ,
вычисляем по формуле (2.7):
Vг к. х. з.с 30 / 0,38 78,95
Грузовая площадь камер хранения замороженных субпродуктов
Fг к. х.о.с. , м 2 , вычисляем по формуле (2.8):
Fг к. х.о.с. 78,95 / 5 15,79
Строительная площадь камер хранения охлажденных субпродуктов,
Fcmp к . х.о.с. , м 2 , вычисляем по формуле (2.9):
Fcmp
к . х .о .с .
15,79
19,73
0,8
Количество
строительных
прямоугольников
охлажденных субпродуктов вычисляем по формуле (2.10):
камер хранения
nк. х. з.с. 19,73 / 72 0,275
Необходимо принять 1 строительный прямоугольник.
Требуемая площадь охлаждаемого склада
формуле (2.13) [3]:
F
охл,
м2, считается
Fохл Fк. хр Fт.о Fвс ,
по
(2.13)
где F к.хр. – площадь камер хранения, м2;
F т.о. – площадь камер термообработки, м2;
F всп. – площадь вспомогательных помещений, м2.
Площадь вспомогательных помещений F всп., м2 , считается по
формуле (2.17) [3]:
Fвс 0,35 Fк. хр
(2.14)
Fвс 0,35 2 19,73 2 197,37 151,97 ,
Fохл 434,21 70,83 151,974 657,02
Требуемая площадь
формуле (2.15) [3]:
машинного отделения
F
мо.,
м2, считается по
Fмо 0,1 Fохл ,
(2.15)
Fмо 0,1 657,02 65,7 .
Количество
формуле (2.10):
строительных
прямоугольников
n,
считается
по
п 65,7 / 72 0,913
Необходимо принять 1 строительный прямоугольник.
Требуемая площадь служебных помещений F сл. , м2, считается по
формуле (2.16) [3]:
Fсл 0,3 Fохл ,
(2.16)
Fсл 0,3 657,02 197,11 .
Количество строительных прямоугольников n , считается по
формуле (2.10):
п 197,11 / 72 2,74
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
13
Необходимо принять 10 строительных прямоугольников.
Длина платформы для автомобильной La, м, рассчитаем по формуле
(2.17) [3]:
La na ba пер т / 8,
(2.17)
где na - Количество автомобилей, которые должны приезжать за
сутки;
ba - ширина автомобильного фургона, м, ba = 3м;
ψпер. - общее число машин, прибывающих в течении рабочего дня,
ψпер = 0,7;
m - коэффициент непостоянности прибытия автомобилей по
отношению к их среднечасовому количеству, m=1,2
τ - время загрузки или разгрузки одной автомобильной фуры , τ
= 0,7 ч.
Считаем, что привозиться мясо будет 50% автомобильным транспортом
, 50% - железнодорожным, а увозиться примерно 50% автомобильным ,
50% железнодорожным.
Количество авто, которые должны приехать за сутки определяем по
формуле (2.18) [3]:
na Gпост,вып. /g a исп ,
(2.18)
где Ga - Максимальное количество грузов в сутки, перевозимых из
холодильного предприятие, автомобильным транспортом, тонн;
ga – грузоподъемность автомобиля, ga = 3т ;
ηисп – коэффициент
использования
грузоподъемности
автомобиля,
η = 0.7.
Максимальное
Количество перевозимого груза за сутки, из
холодильного предприятие Ga, т, вычисляем по формуле (2.19) [3]:
Ga (Gпос Gвып ) 30%,
(2.19)
Gпос Е хол В тпос / 365,
(2.20)
Gвып Е хол В твып / 253,
(2.21)
где Е – емкость холодильного предприятие, тонн;
В – оборачиваемость, В = 15;
твып – коэффициент непостоянности выпуска груза, твып = 1,5;
тпос – коэффициент непостоянности поступления груза, тпос =2.
Gпос 600 15 2 / 365 49,32,
Gвып 600 15 1,5 / 253 53,36 ,
Ga (49,32 53,36) 50% 51,34
па 51,34 / 3 0,7 24,5
Требуется принять число na = 25 автомобиля в сутки.
La 25 3 0,7 0,7 1,2 / 8 5,51
Требуется принять длину автомобильной платформы La = 36 м.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
14
Длину железнодорожной платформы
формуле (2.22) [3]:
L Ж / Д nВ l В m
где
сутки;
n В – Количество
L Ж / Д , м,
П
рассчитаем
,
по
(2.22)
вагонов, которые должны прибывать за
l В - длина вагона, м, l В = 20м;
П - коэффициент показывающий сколько раз в сутки подают
вагоны,
П=4.
Максимальное Количество груза в сутки, поступающего в холодильник
по железной дороге Gжд, т, рассчитаем по формуле (2.19)
Gж (Gпос Gвып ) 50%, ,
Gж (49,31 53,36) 50% 51,34
Количество вагонов, которые должны прибывать за сутки рассчитаем
по формуле (2.18):
51,34
1,8
40 0,7
nВ
Требуется принять n B = 2 вагонов в сутки.
LЖ / Д
2 20 1,5
15
4
Требуется принять длину железнодорожной платформы Lжд = 36 м.
В моем случи железнодорожная платформа не используется, так как
достаточно автомобильной платформы.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
15
Рис. 2.1 - Планировка холодильного предприятие
I– камера хранения замороженных продуктов; II– камера хранения
замороженных субпродуктов; III–камеры хранения охлаждённых продуктов;
IV–камеры замораживания; V – камеры охлаждения; VI– камера хранения
охлаждённых субпродуктов; VII – транспортный коридор; VIII – камера
переработки мяса; IX–автомобильная платформа; X–компрессорный цех.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
16
2.2 Расчёт изоляции охлаждаемых помещений
Наличие теплоизоляционных наружных и внутренних ограждений
является важнейшей характерной особенностью охлаждаемых помещений
холодильных предприятий, что обуславливается поддержанием в них
необходимых температур и влажности воздуха.
В качестве примера рассмотрим расчёт изоляции камеры № 1.
В таблице 1 представлена конструкция наружной стеновой панели.
Расчётная летняя температура наружного воздуха в городе АнжероСудженск tрасч. лет. = + 38⁰С. [6]
Температура воздуха в камере № 1 tв = -20⁰С.
Коэффициент теплоотдачи с наружной стороны ограждения
αн = 23 Вт/(м2·⁰С). [8, табл. 3.3]
Коэффициент теплоотдачи с внутренней стороны ограждения
αв = 9 Вт/(м2·⁰С). [8, табл. 3.3]
Коэффициент теплопроводности пенополиуретана
λиз = 0,041 Вт/(м·⁰С). [8, прил. А]
Требуемое термическое сопротивление теплоизоляции наружной
стены Rтр= 4,8 м2·0С/ Вт. [8, табл. 3.4]
Таблица 2.1 – Конструкция наружной стеновой панели
Конструкция
ограждения
1
2
3
№
слоя
Наименование и
материал слоя
Толщина
δ, м
1
Штукатурка
сложным
раствором по
металлической
сетке
Теплоизоляция
Пароизоляция
два слоя
гидроизола на
битумной
мастике
Наружный
слой из
тяжелого
бетона
0,02
0,98
0,02
0,004
Табл.
0,30
Табл.
0,013
0,140
1,86
0,075
4
2
3
4
Коэффициент
Тепловое
теплопроводности сопротивление
Вт/(м·К)
(м2·К)/Вт
Толщина теплоизоляционного слоя наружной стеновой панели в
камере № 1 (δиз, м) вычисляем по формуле
(2.23)
1 1
i 1
из из
i в
k0 н
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
17
где 1/k0 = R0 – сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей
конструкции, (м2·К)/ Вт;
k0 – требуемый коэффициент теплопередачи многослойной
ограждающей конструкции, Вт/м2;
1
Rн – сопротивление теплоотдаче с наружной или более теплой
н
стороны, (м2·К)/ Вт;
i
Ri – сопротивление теплопроводности i-того слоя ограждающей
i
конструкции, (м2·К)/ Вт;
1
Rв – сопротивление теплоотдаче с внутренней стороны ограждения,
в
(м ·К)/ Вт;
αн, αв – коэффициент теплоотдачи с наружной и внутренней стороны
ограждения соответственно, Вт/(м2·К);
δi – толщина i-того слоя ограждающей конструкции, м;
λi – коэффициент теплопроводности материала i-того слоя
ограждающей конструкции, Вт/(м·К);
δиз – толщина теплоизоляционного слоя ограждения, м;
λиз – коэффициент теплопроводности изоляционного слоя ограждения,
Вт/(м·К).
2
1 0,02 0,004 0,140 1
0,186 м
1,86
9
23 0,98 0,30
из 0,041 4,8
Требуется принять δиз = 0,200 м
Действительное значение коэффициента (Кд, Вт/м2) теплопередачи
вычисляем по формуле:
1
(2.24)
k
Д
1
н
i 1 из.д
i в из
где
δиз.д – принятая толщина теплоизоляционного слоя, м;
λиз – коэффициент теплопроводности изоляционного слоя ограждения,
Вт/(м·К);
αн, αв – коэффициент теплоотдачи с наружной и внутренней стороны
ограждения соответственно, Вт/(м2·К);
δi – толщина i-того слоя ограждающей конструкции, м;
λi – коэффициент теплопроводности материала i-того слоя
ограждающей конструкции, Вт/(м·К).
kД
1
1 0,02 0,004 0,140 1 0,200
23 0,98 0,30
1,86
9 0,041
0,194
В таблице 2 представлена конструкция внутренней стеновой панели.
Расчётная летняя температура наружного воздуха в городе АнжероСудженск tрасч. лет. = + 38⁰С. [6]
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
18
Температура воздуха в камере № 1 tв = -20⁰С.
Коэффициент теплоотдачи с наружной стороны ограждения
αн = 8 Вт/(м2·⁰С). [8, табл. 3.3]
Коэффициент теплоотдачи с внутренней стороны ограждения
αв = 9 Вт/(м2·⁰С). [8, табл. 3.3]
Коэффициент теплопроводности пенополиуретана
λиз = 0,041 Вт/(м·⁰С). [8, прил. А]
Требуемое термическое сопротивление теплоизоляции внутренней
стены Rтр= 4,3 м2·0С/ Вт. [8, табл. 3.6]
Таблица 2.2 – Конструкция внутренней стеновой панели
Конструкция
ограждения
№
слоя
Наименование и
материал слоя
1
Панель из
керамзитобетона
Пароизоляция:
два слоя
гидроизола на
битумной
мастике
Теплоизоляция
Штукатурка
сложным
раствором по
металлической
сетке
1
2
3
4
2
3
4
Толщина
Коэффициент
Тепловое
δ, м
теплопроводности сопротивление
Вт/(м·К)
(м2·К)/Вт
0,24
0,47
0,511
0,004
0,30
0,013
0,02
Табл.
0,98
Табл.
0,02
Толщина теплоизоляционного слоя внутренней стеновой панели в
камере № 1 (δиз, м) вычисляем по формуле:
(2.25)
1 1
1
из из i
i в
k0 н
где 1/k0 = R0 – сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей
конструкции, (м2·К)/ Вт;
k0 – требуемый коэффициент теплопередачи многослойной
ограждающей конструкции, Вт/м2;
1
Rн – сопротивление теплоотдаче с наружной или более теплой
н
стороны, (м2·К)/ Вт;
i
Ri – сопротивление теплопроводности i-того слоя ограждающей
i
конструкции, (м2·К)/ Вт;
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
19
1
в
Rв
– сопротивление теплоотдаче с внутренней стороны ограждения,
(м2·К)/ Вт;
αн, αв – коэффициент теплоотдачи с наружной и внутренней стороны
ограждения соответственно, Вт/(м2·К);
δi – толщина i-того слоя ограждающей конструкции, м;
λi – коэффициент теплопроводности материала i-того слоя
ограждающей конструкции, Вт/(м·К);
δиз – толщина теплоизоляционного слоя ограждения, м;
λиз – коэффициент теплопроводности изоляционного слоя ограждения,
Вт/(м·К).
1 0,24 0,004 0,02 1
из 0,041 4,3
0,144 м
8
0
,
47
0
,
30
0
,
98
9
Требуется принять δиз = 0,150 м
Действительное значение коэффициента (Кд, Вт/м2) теплопередачи
вычисляем по формуле:
1
(2.26)
k
Д
1
н
i 1 из.д
i в из
где
δиз.д – принятая толщина теплоизоляционного слоя, м;
λиз – коэффициент теплопроводности изоляционного слоя ограждения,
Вт/(м·К);
αн, αв – коэффициент теплоотдачи с наружной и внутренней стороны
ограждения соответственно, Вт/(м2·К);
δi – толщина i-того слоя ограждающей конструкции, м;
λi – коэффициент теплопроводности материала i-того слоя
ограждающей конструкции, Вт/(м·К).
kД
1
1 0,24 0,004 0,02 1 0,150
8 0,47 0,30
0,98 9 0,041
0,225
В таблице 3 представлена конструкция полов охлаждающих
помещений.
Расчётная летняя температура наружного воздуха в городе АнжероСудженск tрасч. лет. = + 38⁰С. [6]
Температура воздуха в камере № 1 tв = – 20⁰С.
Коэффициент теплоотдачи с наружной стороны ограждения
αн = 0 Вт/(м2·⁰С). [8, табл. 3.3]
Коэффициент теплоотдачи с внутренней стороны ограждения
αв = 9 Вт/(м2·⁰С). [8, табл. 3.3]
Коэффициент теплопроводности пенополиуретана
λиз = 0,041 Вт/(м·⁰С). [8, прил. А]
Требуемое термическое сопротивление теплоизоляции полов
Rтр= 5,5 м2·0С/ Вт. [8, табл. 3.8]
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
20
Таблица 2.3 – Конструкция полов охлаждающих помещений
Конструкция
ограждения
1
2
№
слоя
Наименование и
материал слоя
Толщина
δ, м
1
Монолитное
бетонное
покрытие
Армобетонная
стяжка
Пароизоляция:
слой пергамина
Плитная
теплоизоляция
Цементнопесчаный
раствор
Уплотнённый
песок
Бетонная
подготовка с
электронагревателями
0,04
1,86
0,022
0,08
1,86
0,043
0,001
0,15
-
-
Табл.
Табл.
0,025
0,98
0,026
1,35
0,56
2,411
-
-
-
3
4
5
6
7
2
3
4
5
6
7
Коэффициент
Тепловое
теплопроводности сопротивление
Вт/(м·К)
(м2·К)/Вт
Толщина теплоизоляционного слоя полов в камере № 1 (δиз, м)
вычисляем по формуле:
(2.27)
1 1
i 1
из из
k0
i в
н
где 1/k0 = R0 – сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей
конструкции, (м2·К)/ Вт;
k0 – требуемый коэффициент теплопередачи многослойной
ограждающей конструкции, Вт/м2;
1
Rн – сопротивление теплоотдаче с наружной или более теплой
н
стороны, (м2·К)/ Вт;
i
Ri – сопротивление теплопроводности i-того слоя ограждающей
i
конструкции, (м2·К)/ Вт;
1
Rв – сопротивление теплоотдаче с внутренней стороны ограждения,
в
(м ·К)/ Вт;
αн, αв – коэффициент теплоотдачи с наружной и внутренней стороны
ограждения соответственно, Вт/(м2·К);
δi – толщина i-того слоя ограждающей конструкции, м;
λi – коэффициент теплопроводности материала i-того слоя
ограждающей конструкции, Вт/(м·К);
2
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
21
δиз – толщина теплоизоляционного слоя ограждения, м;
λиз – коэффициент теплопроводности изоляционного слоя ограждения,
Вт/(м·К).
0,04 0,08 0,001 0,025 1,35 1
из 0,041 5,5
0,118 м
1,86 1,86
0
,
15
0
,
98
0
,
56
9
Требуется принять δиз = 0,120 м
Действительное значение коэффициента (Кд, Вт/м2) теплопередачи
вычисляем по формуле:
1
(2.28)
k
Д
1
н
i 1 из.д
i в из
где
δиз.д – принятая толщина теплоизоляционного слоя, м;
λиз – коэффициент теплопроводности изоляционного слоя ограждения,
Вт/(м·К);
αн, αв – коэффициент теплоотдачи с наружной и внутренней стороны
ограждения соответственно, Вт/(м2·К);
δi – толщина i-того слоя ограждающей конструкции, м;
λi – коэффициент теплопроводности материала i-того слоя
ограждающей конструкции, Вт/(м·К).
kД
1
0,180
0,04 0,08 0,001 0,025 1,35 1 0,120
1,86 1,86
0,15
0,98
0,56
9 0,041
В таблице 4 представлена конструкция покрытий охлаждающих
помещений.
Расчётная летняя температура наружного воздуха в городе АнжероСудженск tрасч. лет. = + 38⁰С. [6]
Температура воздуха в камере № 1 tв = – 20⁰С.
Коэффициент теплоотдачи с наружной стороны ограждения
αн = 23 Вт/(м2·⁰С). [8, табл. 3.3]
Коэффициент теплоотдачи с внутренней стороны ограждения
αв = 9 Вт/(м2·⁰С). [8, табл. 3.3]
Коэффициент теплопроводности пенополиуретана
λиз = 0,041 Вт/(м·⁰С). [8, прил. А]
Требуемое термическое сопротивление теплоизоляции покрытий
Rтр= 5,1 м2·0С/ Вт. [8, табл. 3.5]
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
22
Таблица 2.4 – Конструкция покрытий охлаждающих помещений
Конструкция
ограждения
№
слоя
1
2
1
3
4
2
5
3
4
5
Наименование и
материал слоя
Толщина δ, м
Коэффициент
теплопроводности
Вт/(м·К)
Тепловое
сопротивление
2
(м ·К)/Вт
0,3
0,04
1,86
0,022
Табл.
Табл.
0,05
-
2,04
0,017
Кровельный
0,012
рулонный ковёр
Бетонная
0,04
стяжка
Засыпная
теплоизоляция
Плитная
В
теплоизоляция зависимости
ПСБ-С
от tпм
Железобетонная
0,035
плита покрытия
Толщина теплоизоляционного слоя покрытий в камере № 1 (δиз, м)
вычисляем по формуле:
(2.29)
1 1
i 1
из из
k0
i в
н
где 1/k0 = R0 – сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей
конструкции, (м2·К)/ Вт;
k0 – требуемый коэффициент теплопередачи многослойной
ограждающей конструкции, Вт/м2;
1
Rн – сопротивление теплоотдаче с наружной или более теплой
н
стороны, (м2·К)/ Вт;
i
Ri – сопротивление теплопроводности i-того слоя ограждающей
i
конструкции, (м2·К)/ Вт;
1
Rв – сопротивление теплоотдаче с внутренней стороны ограждения,
в
(м ·К)/ Вт;
αн, αв – коэффициент теплоотдачи с наружной и внутренней стороны
ограждения соответственно, Вт/(м2·К);
δi – толщина i-того слоя ограждающей конструкции, м;
λi – коэффициент теплопроводности материала i-того слоя
ограждающей конструкции, Вт/(м·К);
δиз – толщина теплоизоляционного слоя ограждения, м;
λиз – коэффициент теплопроводности изоляционного слоя ограждения,
Вт/(м·К).
2
1 0,012 0,04 0,001 0,035 1
из 0,041 5,1
0,199 м
23
0
,
3
1
,
86
0
,
15
2
,
04
9
Требуется принять δиз = 0,200 м
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
23
Действительное значение коэффициента (Кд, Вт/м2) теплопередачи
вычисляем по формуле:
1
(2.30)
k
Д
1
н
i 1 из.д
i в из
где
δиз.д – принятая толщина теплоизоляционного слоя, м;
λиз – коэффициент теплопроводности изоляционного слоя ограждения,
Вт/(м·К);
αн, αв – коэффициент теплоотдачи с наружной и внутренней стороны
ограждения соответственно, Вт/(м2·К);
δi – толщина i-того слоя ограждающей конструкции, м;
λi – коэффициент теплопроводности материала i-того слоя
ограждающей конструкции, Вт/(м·К).
kД
1
0,195
1 0,012 0,04 0,001 0,035 1 0,200
23
0,3 1,86
0,15
2,04
9 0,041
Результаты расчета других камер приведены в таблице № 5.
Таблица 2.5 – Результаты расчетов толщины теплоизоляционного слоя
Ограждение
tв 0С.
αв,
Вт/(м2·К)
αн,
Вт/(м2·К)
δиз.,
м
δиз.д,
м
Ктр,
Вт/м2
Кд,
Вт/м2
i
i
(м2·К)/
Вт
Наружная
стена камеры
-30
-20
0
-30
-20
0
-30
-20
0
-30
-20
0
-20/0
-20/
-30
-30/0
0/0
11
9
9
11
9
9
11
9
9
11
9
9
8
9
23
23
23
8
8
8
0
0
0
23
23
23
9
11
211
186
124
178
144
66
160
118
7
228
199
129
135
79
220
200
130
180
150
100
160
120
100
230
200
200
140
100
0,185
0,208
0,303
0,196
0,233
0,417
0,154
0,182
0,357
0,172
0,196
0,294
0,278
0,455
0,178
0,194
0,291
0,194
0,225
0,311
0,154
0,180
0,349
0,171
0,195
0,195
0,268
0,448
0,109
0,109
0,109
0,544
0,544
0,544
2,507
2,507
2,507
0,079
0,079
0,079
0,077
0,077
11
9
9
9
165
57
170 0,233
100 0,588
0,226
0,567
0,077
0,077
Внутренняя
стена камер в
коридор
Пол камер
Покрытие
камер
Перегородка
между
камерами
Ri
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
24
2.3 Расчёт тепловой нагрузки на камерное оборудование
Для поддержания заданных температур в холодильных камерах
требуется, чтобы все тепло потоки отводились воздухоохладителями
камеры.
При
нахождении данной
нагрузки принимается во внимание
следующие теплопритоки:
- через ограждающие конструкции помещения Q1 ;
- от продуктов питания при их обработке холодильной Q2 ;
- от разнообразных источников тепла при работе камер Q4 ;
Из различных видов теплопритоков, как правило, непрерывно
изменяется, при этом самые большие значения не сходятся с течением
времени. Отчего
в работу дипломного проектирования употребляют
технологией расчета, при которой все теплопритоки рассчитываются
неизменными во времени и приходящимися на летний периода года.
Нагрузку на камерное воздуха охладители Q (в кВт),
считаем сумму всех теплопритоков в этой камере, так как оборудование
камеры должно обеспечивать отвод тепла в самых неблагоприятных
условиях, используя формулу (3.1) [3]:
Q
ОБ
Q1 Q2 Q4 .
(2.31)
В холодильных предприятиях с большим количеством камер полный
расчет теплопритоков может быть выполнен только для некоторых наиболее
характерных камер, а для остальных камер теплопритоки можно
рассчитывать по удельным нагрузкам, отнесенным на 1м2 пола,
обнаруживается путем расчета похожих камерах.
Одновременно с балансом теплопритоков также существует баланс влаги
поступающий в камеру и отводим из камеры в виде росы или снежного
покрова, падающие на теплообменные поверхности охлаждающих
устройств. Однако это требует конструкция холодильников и камер для
хранения фруктов и овощей.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
25
2.4 Расчет теплопритоков через камерные конструкций
ограждения
Теплопритоки через ограждающие конструкции Q1 , кВт считается по
формуле (2.32) [3]:
Q1 Q1т Q1с,
(2.32)
где Q1т - теплоприток через ограждающие конструкции, кВт;
Q1с - теплоприток от солнечной радиации, кВт.
При определении теплопритоков через внутренние ограждения
может оказаться, что часть теплопритоков имеет отрицательный знак, то
есть тепло из расчетной камеры переходит в следующую камеру с более
низкой температурой. Такой прирост тепла не учитывается.
Теплоприток через перегородки, стены, перекрытия либо покрытия Q1T ,
кВт считается по формуле (2.33) [3]:
Q1т k 0д F 10 3 ,
(2.33)
д
где k 0 - действительный коэффициент теплопередачи стен, перегородок,
перекрытия либо покрытия , Вт м 2 К (см. таблицу 2.6);
F - расчетная площадь поверхности ограждения, м2;
- расчетная разность между температурой воздуха внутри
охлаждаемого помещения и температурой воздуха с наружной стороны
(Температурный напор), °С считаетсяая по формуле (2.34) [3]:
tн tв ,
(2.34)
При расчете теплопритоков через внутренние ограждения, доступ к
неохлаждаемым помещениям (коридорам, вестибюлям, тамбурам)
температурный напор принимается как часть расчетной разности
температур для наружных стён:
- если эти комнаты контактируют с наружным воздухом
Q1т k 0д F (0,7 ) 10 3 ,
(2.35)
- если не контактируют с наружным воздухом
Q1т k 0д F (0,6 ) 10 3 ,
(2.36)
Приток тепла через пол, расположенный на земле где имеются
отопительные приборы Q1Т , кВт считается по формуле (2.37) [3]:
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
26
Q1т k 0д F t г t в 10 3 ,
где
(2.37)
k 0д - действительный коэффициент теплопередачи через пол,
Вт
м2 К
(см. таблицу 2.6);
t г - средняя температура поверхности устройства для нагрева
почвы (при электрическом нагреве почвы принимают t г 1С )
Тепловой прирост через пол, расположенный на земле, в котором нет
нагревательных приборов, затем прирост теплоты через него рассчитывается
путем суммирования тепловых потерь через обычные зоны шириной (3.8)
[3]:
Q1т К усл. F (t н t в ) m 10 3 ,
(2.38)
где К усл. - условный коэффициент теплопередачи соответствующей зоны
пола , Вт/( м 2 К ) ,( К усл. =0,47;0,23;0,12;0,07) [3];
F - площадь соответствующей зоны пола, м 2 ;
m - коэффициент характеризующий относительное возрастание
термического сопротивления пола при наличии изоляции, для
неизолированных полов m=1
Теплоприток от радиации солнца через покрытия и наружных стен
холодильника Q1С , кВт считается по формуле (2.39) [3]:
Q1с k 0д F t с 10 3 ,
(2.39)
где F - площадь поверхности ограждения, облучаемой солнцем, м2;
t c - избыточная разность температур, характеризующая действие
солнечной радиации в летнее время (Требуется принять по
таблице 9.1 [3]),
Количество тепла от радиации солнца зависит от географического
расположения холодильного предприятие, Избыточная разница температур
зависит только от ориентации и широты, и ориентации ее по сторонам
горизонта.
Для плоской крыши перепад избыточной температуры зависит только от
цветового тона и не зависит от ориентации и широты. Для плоских крыш без
окраски (темных) перепад избыточной температуры предполагается равной
17.7°С, с окраска светлых тонов 14.9°С.
Размеры ограждений в плане и площадь камер принимают по осям
колонн, высоту стен на 1.2м выше нижней отметки строительной балки (то
есть 7,2 м). Площадь дверного проема в камерах требуется принять равной
6 м2. Значения коэффициентов теплопередачи ограждающих конструкций
были рассчитаны ранее (см. таблицу 2.6). Чтобы определить теплопритоков
от солнечного излучения через стены, необходимо принять ориентацию
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
27
здания железнодорожной платформы холодильного предприятия на север.
Также необходимо признать, что крыша светлая ( t с 14.9С ).
Расчет теплопритоков выполняем по формулам 2.26, 2.28, 2.29, 2.30,
2.31, 2.32 на летний период времени. Для города Анжеро-Судженск
расчетная летняя температура t р.л. = +38оС
Камера №1 (хранения замороженного мяса t=- 20 0 С )
Теплоприток через наружную южную стену Q1T , кВт считается по
формуле (2.33):
Q1т 0,19 72 58 10 3 0,793
Теплоприток через внутреннюю стену Q1T , кВт считается по формуле (2.35)
т.к. стена выходит в неохлаждаемое помещение, которое контактирует с
наружным воздухом
Q1т 0,23 108 (0,7 20) 10 3 0,348
Теплоприток через внутренние стены (перегородки) или покрытия
считается по формуле 3.3 таким же образом.
Теплоприток от солнечного излучения через наружные стены и
покрытия Q1С , кВт считается по формуле (2.36):
Q1с 0,19 72 11,7 10 3 0,16
Теплоприток через пол Q1T , кВт считается по формуле (2.31):
Результаты расчетов теплопритоков через ограждающие конструкции
заносим в таблицу 2.6.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
28
Таблица 2.6 Результаты расчета теплопритоков через ограждающие
камера №1 (=-20 0 С )
Ограждения К Д
0
Вт
(м2 К )
tН ,
F, м
2
0
С
,0 С
Q1T ,
t C ,
Q1C ,
Q1ОБ ,
кВт
0
C
кВт
кВт
7
11,7
8
0,160
9
0,953
1
стена
наружная
западная
2
0,19
3
72
4
38
5
58
6
0,793
стена,
смежная с
камерой №3
внутренняя
стена в
коридор
дверь в
коридор
покрытие
пол
0,23
108
0
20
0,348
0,348
0,28
72
18
38
0,766
0,766
0,4
6
18
38
0,091
0,091
0,21
0,19
216
216
38
1
58
21
2,631
0,862
14,9
0,23
2,861
0,862
Итого: Q1=
5,881
Q1T ,
t C ,
Q1C ,
Q1ОБ ,
кВт
0
C
кВт
кВт
7
9,800
8
0,067
9
0,464
камера №2 (t=-20 0 С )
Ограждения К 0Д
1
стена
наружная
восточная
стена,
смежная с
камерой №4
внутренняя
стена в
коридор
дверь в
коридор
покрытие
пол
Вт
(м2 К )
tН ,
2
0,19
3
36
4
38
, С
5
58
0,23
72
-30
-10
0,166
-0,166
0,28
36
18
38
0,386
0,386
0,4
6
18
38
0,091
0,081
0,21
0,19
72
72
38
1
58
21
0,877 14,900 0,230
0,287
1,107
0,287
F, м
2
0
С
0
6
0,397
Итого: Q1=
2,167
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
29
камера №3 (t=0 0 С )
Д
Ограждения К 0
1
стена
наружная
заподная
стена
наружная
южная
внутренняя
стена в
коридор
дверь в
коридор
покрытие
пол
Вт
(м2 К )
tН ,
F, м
2
0
С
2
3
4
0,19
72
38
, С
5
0
Q1T ,
t C ,
Q1C ,
Q1ОБ ,
кВт
0
C
кВт
кВт
7
8
6
38
0,520 11,700
9
0,680
0,160
0,19
108
38
38
0,780
8,360
0,951
0,172
0,28
72
18
18
0,363
0,363
0,4
6
18
18
0,043
0,043
0,21
216
38
38
1,724 14,900 0,230
1,954
0,19
216
1
1
0,041
0,041
Итого: Q1=
4,032
Q1T ,
t C ,
Q1C ,
Q1ОБ ,
кВт
0
C
кВт
кВт
8
камера №4 (t=-30 С )
0
Ограждения К 0Д
1
стена
наружная
восточная
стена,
смежная с
камерой №5
внутренняя
стена в
коридор
дверь в
коридор
покрытие
пол
Вт
(м2 К )
tН ,
F, м
2
0
С
,0 С
2
3
4
5
6
7
0,19
36
38
68
0,465
9,800
9
0,532
0,067
0,23
72
0
30
0,497
0,497
0,28
36
18
48
0,484
0,484
0,4
6
18
48
0,115
0,115
0,21
72
38
68
1,028 14,900 0,230
1,258
0,19
72
1
31
0,424
0,424
Итого: Q1=
3,310
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
30
камера №5 (t=0 0 С )
Ограждения К 0Д
1
стена
наружная
восточная
стена,
смежная с
камерой №6
внутренняя
стена в
коридор
дверь в
коридор
покрытие
пол
Вт
(м2 К )
tН ,
F, м
2
0
С
,0 С
Q1T ,
t C ,
Q1C ,
Q1ОБ ,
кВт
0
C
кВт
кВт
8
2
3
4
5
6
7
0,19
36
38
38
0,260
9,800
9
0,327
0,067
0,23
72
0
0
0,000
0,000
0,28
36
18
18
0,181
0,181
0,4
6
18
18
0,043
0,043
0,21
72
38
38
0,575 14,900 0,230
0,805
0,19
72
1
1
0,014
0,014
Итого: Q1=
1,370
Q1T ,
t C ,
Q1C ,
Q1ОБ ,
кВт
0
C
кВт
кВт
8
камера №6 (t=0 С )
0
Ограждения К 0Д
1
стена
наружная
восточная
стена
наружная
южная
внутренняя
стена в
коридор
дверь в
коридор
покрытие
пол
Вт
(м2 К )
tН ,
F, м
2
0
С
,0 С
2
3
4
5
6
7
0,19
36
38
38
0,260
9,800
9
0,327
0,067
0,19
72
38
38
0,520
8,360
0,634
0,114
0,28
36
18
18
0,181
0,181
0,4
6
18
18
0,043
0,043
0,21
72
38
38
0,575 14,900 0,230
0,805
0,19
72
1
1
0,014
0,014
Итого: Q1=
2,004
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
31
2.5 Расчет теплопритока от груза при холодильной обработке
При охлаждении обработки продуктов (охлаждение, заморозка и до
заморозки) каждый килограмм продукта выделяет тепло в количестве
q i кДж кг . Кроме того, если охлаждение продуктов происходит в
упаковке, то следует добавить тепло, выделяющая при ее охлаждении.
Теплоприток Q2 ,кВт, при охлаждении и домораживании продуктов в
камерах хранения, считается по формуле (2.40) [3]:
пр
Q2пр
10 3
М пр i
,
24 3600
(2.40)
где M пр -суточное поступление продуктов, т/сут.;
i - разность удельной энтальпий продуктов, соответствующей
начальной и конечной температурам продукта (в кДж/кг), значения,
которые следует принимать в соответствии с приложению 10 [3]
Суточное поступление грузов М гр. , т/сут., считается по формуле (2.45) и
(2.41) [3]:
- если вместимость камеры более 200т.
М гр. 0,06 Е к .
(2.41)
- если вместимость камеры менее 200т.
М гр. 0,08 Ек. ,
(2.42)
где Ек. - емкость камер хранения и термообработки, т.
Если груз упакован, то суточное поступление продукта М пр. , т/сут.
считается по формуле (2.43) [3]:
М пр. М гр. М т.
(2.43)
Если груз без упаковки, то масса товара должна быть равной массе
груза.
Предполагается, что продукты поступают в камеру равномерно в течение
дня, и продукт успевает остыть до температуры в камере в течение 24 часов.
Теплоприток от продуктов Q2 ,кВт, при холодильной обработке в камерах
охлаждения и замораживания периодического действия определяют по
формуле (2.44) [3]:
пр
Q2пр 1,3 М пр i
10 3
,
обр 3600
(2.44)
где 1,3 - коэффициент, учитывающий неравномерность тепловой
нагрузки;
обр - продолжительность холодильной обработки, ч/сут.
Теплоприток от упаковки Q2 ,кВт, определяют по формуле (2.45)
Т
[3]:
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
32
Q2T M т c т t1 t 2
10 3
,
24 3600
(2.45)
где M T - суточное поступление упаковки, Требуется принять 10% от
массы груза, т/сут;
cT - удельная теплоемкость упаковки, кДж/(кг· К);
t1 ,t 2 - начальная и конечная температура упаковки соответственно
(принимаются равными начальной и конечной температурам
продукта), °С.
Удельную теплоемкость
упаковки (в кДж/(кг· К)) принимают в
зависимости от ее материала: для деревянной и картонной упаковки
сТ 2.3 , металлической сТ 0.5 кДж/(кг· К), а стеклянной сТ 0.8
кДж/(кг· К).
Необходимо признать, что в камерах хранения охлажденного и
замороженного мяса кролика, а также субпродуктов, продукт хранится в
картонных коробках. Охлаждение и заморозка мяса кролика осуществляется
в картонных коробках.
Суммарный теплоприток от груза и упаковки при холодильной обработке
Q 2 , кВт считается по формуле (2.46) [29.59]:
Q2 Q2пр Q2Т
(2.46)
где Q2пр - теплопритоки от продуктов при охлаждении, кВт;
Q2т – теплоприток от упаковки.
Q2 пр M пр i
10 3
24 3600
(2.47)
где Мпр - суточное поступление продукта в камеру, т/сут;
Δi - разность удельных энтальпий, соответствующих начальной и
конечной температурам продукта, кДж/кг;
24- продолжительность холодильной обработки продукта, ч,
1000 - переводной коэффициент из тонн в килограммы,
3600 - переводной коэффициент из часов в секунды
Теплоприток от упаковки Q2т, кВт, считается по формуле
Q2 т M т t cт
10 3
24 3600
(2.48)
где Мт - суточное поступление упаковки, т/сут;
ст - удельная теплоемкость упаковки, кДж/(кг∙К);
t1 - температура упаковки при поступлении груза, °С;
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
33
t2 - температура упаковки при выходе груза, °С
2.6 Расчет теплопритока при эксплуатаций камер
Эти теплопритоки обусловлены освещением камер, присутствием в
них работавших электродвигателей, людей и открытием дверей. Приток
тепла определяют от каждого источника тепла отдельно.
Теплоприток от освещения q1 , кВт, считается по формуле (2.49) [3]:
q1 A F 10 3 ,
(2.49)
где А - теплота, выделяемая источниками освещения в единицу
времени на 1 м2 площади пола, Вт м 2 ;
F - площадь камеры, м2.
Учитывая коэффициент одновременности включения, его можно
принять за складские помещения (камеры хранения) А 2,3 Вт м 2 , за
холодильные камеры, экспедиций, погрузку и выгрузку А 4,7
Вт
м2
,
Теплоприток от пребывания людей q 2 , кВт, считается по формуле
(2.50) [3]
q 2 0,35 n ,
(2.50)
где
0,35 - тепловыделение одного человека при тяжелой
физической
работе, кВт;
n - Количество людей, работающих в данном помещении.
Количество людей, работающих в помещении, берется в зависимости
от площади камеры: при площади камеры до 200 м2 - 2 ÷ 3 человека; при
площади камеры больше 200 м - 3 ÷ 4 человека.
Приток тепла от работающих электродвигателей q 3 , кВт, при
расположении электродвигателей в охлаждаемом помещении считается по
формуле (2.51) [3]:
q3 N э ,
(2.51)
где N э - суммарная мощность электродвигателей, кВт.
В
предварительных
расчетах
мощность
устанавливаемых
электродвигателей (в кВт ) можно ориентировочно принимать по данным
приведенным ниже
- Камеры хранения 1;2;3;6
- Камеры охлаждения 5
- Камеры замораживания 4
Чем больше, камера, тем больше мощность у электродвигателей.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
34
Теплоприток при открывании дверей q 4 , кВт, считается по формуле
(2.52) [3]:
q4 K F 10 3 ,
(2.52)
где K - удельный приток тепла от открывания дверей,
Вт
м2
( таблицу 9.2 [3]);
F - площадь камеры, м2.
Эксплуатационные
теплопритоки
определяются,
как
сумма
теплопритоков Q 4 , кВт, отдельных видов , которые считается по формуле
(2.53) [3]:
Q4 q1 q 2 q3 q 4 ,
(2.53)
Камера №1 (хранения заморожено мяса кролика t 20 0 С )
Считается теплоприток от освещения q1 , кВт, по формуле (2.49):
q1 4,7 216 10 3 1,015
Считается теплоприток от пребывания людей q 2 , кВт, по формуле (2.50):
q 2 0,35 4 1,40
Считается теплоприток от работающих электродвигателей q 3 , кВт, по
формуле (2.51):
q3 4
Считается теплоприток при открывании дверей
(2.52):
q 4 , кВт, по формуле
q 4 15 216 10 3 3,24
Считается суммарный эксплуатационный теплоприток Q 4 , кВт, по
формуле (2.53):
Q4 1,015 1,4 4 3,24 9,655
Расчет эксплуатационных теплопритоков для остальных камер
аналогичен.
Результаты расчетов теплопритока от грузов при холодильной
обработке сведены в таблицу 2.7.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
35
Таблица 2.7 - Расчет теплопритоков при холодильной обработке, Q2, кВт
№
камер
1
2
3
4
5
6
t вн
Мсут
-20
-20
0
-30
0
0
6,3
2,7
4,2
9
15
1,8
Vк, м3
1296
432
1296
432
432
432
сумма
t1
t2
i1
i2
Q2пр,
Q2т,
Q2,
-8
-8
2
4
12
4
-20
-20
0
-8
0
0
39,4
39,4
241,5
246
274
274
0
0
237
39,4
237
237
2,873
1,231
0,219
21,521
6,424
0,771
29,365
0,572
0,572
0,095
0,572
0,572
0,572
2,958
3,715
1,919
10,615
4,677
6,996
4,877
35,996
Эксплуатационные теплопритоки Q4 ,кВт, считается по формуле
Q4=q1+q2+q3+q4
(2.54)
где q1 - теплоприток от освещения, кВт;
q2 - теплоприток от пребывания людей, кВт;
q3 - теплоприток от работающих электродвигателей, кВт;
q4 - теплоприток при открывании дверей, кВт.
q1=A∙F∙10-3
(2.55)
где А - количество тепла, выделяемого освещением в единицу
времени на
1 м2 площади пола, Вт/м2;
F - площадь камеры, м2;
q2=0,35∙n
(2.56)
где n - Количество людей, работающих в данном помещении;
0,35 - тепловыделения от одного человека, кВт;
q3 =Nэ
(2.57)
где Nэ - суммарная мощность электродвигателей, кВт;
q4=B∙F∙10-3
(2.58)
где В - удельный приток тепла от открывания дверей, Вт/м;
F – площадь камеры, м2.
Расчет эксплуатационных теплопритоков сводим в таблицу 2.8.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
36
Таблица 2.8 - Расчет теплопритоков при эксплуатации, Q4, кВт
№
Fk,
А,
K,
q1,кВ q2,кВ q3,кВ
q4,кВт
2
2 n, чел
2
камер
м
Вт/м
Вт/м
т
т
т
1
1
2
3
4
5
6
216
72
216
72
72
72
72
4,7
2,3
4,7
2,3
2,3
2,3
2,3
4
2
4
2
2
2
2
15
12
15
12
12
12
12
1,015
0,166
1,015
0,166
0,166
0,166
0,166
1,4
0,7
1,4
0,7
0,7
0,7
0,7
4
2
4
2
2
2
2
3,24
0,864
3,24
0,864
0,864
0,864
0,864
Q4,
кВт
9,655
3,730
9,655
3,730
3,730
3,730
3,730
Сумму всех теплопритоков заносим в сводную таблицу 2.9.
Таблица 2.9 -Сводная таблица теплопритоков
№
Назначени Температура,0
Нагрузка на камерное
камер
е
С
оборудование, ΣQоб кВт
tВ
t0
Q1об
Q2об
Q4об
ΣQоб
1
2
3
4
5
6
8
10
4
к. зм
-30
-40
3,310 22,09 3,730
29,133
3
Итого: при t0= -40 °С
3,310 22,93 3,730
29,133
1
к.х.з. пр
-20
-30
5,881 3,445 9,655
18,982
2
к.х.з.сб пр
-20
-30
2,167 1,804 3,730
7,700
Итого: при t0= -30 °С
8,048 5,249 13,385
26,682
3
к.х. охл пр
0
-10
4,032 0,314 9,655
18,982
5
км охл
0
-10
1,370 6,996 3,730
12,095
6
к.х. охл сб
0
-10
2,004 1,343 3,730
7,077
Итого: при t0= -10 °С
7,406 8,653 17,114
33,174
2.7 Расчет нагрузки на компрессоры
Нагрузка на компрессор QКМ формируется из всех типов теплопритоков,
тем не менее в ряде случаев их можно учитывать фрагментами, то есть
частями, зависит от разновидности и назначения холодильника.
Нагрузка на газокомпрессор состоит из всех тидов теплопритоков
ΣQоб, кВт, но они не должны быть полностью учтены.
Сумма тепловой нагрузки на компрессорные агрегаты, ΣQ, кВт,
вычисляем по формуле
Q40 Q1об Q2об (0,5 0,75) Q4об ;
(2.59)
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
37
Q Q1об (0,5 0,6) Q2об (0,5 0,75) Q4об ;
(2.60)
Требуемая холодопроизводительность компрессорного оборудования,
Q0т, кВт, по температурам кипения вычисляем по формуле
Q0т=k∙∑Qкм
(2.61)
где k – коэффициент, учитывающий тепловые потери в трубопроводах
и
аппаратах холодильной установки;
∑Qкм – суммарная нагрузка на компрессорные агрегаты для
заданной
температуры кипения.
При поддержании морозильных камер tв=-30 °С нагрузка на компрессор,
работающий при температуре кипения – 40°С Q40 , кВт, вычисляем по
формуле (3.29) [3]:
Q40 3,310 22,093 0,7 3,730 28,014
Q0т-40 =28,014∙1,1=30,82
При поддержании в камерах хранения замороженной продукции tв=20°С нагрузка на компрессоры, работающие при температуре кипения – 30°С
Q30 , кВт, вычисляем по формуле (3.30) [6]:
Q30 8,048 0,6 5,249 0,7 13,385 20,57
Q0т-30 =20,57∙1,07=22,01
При поддержании в камерах охлаждения и хранения охлажденной
продукции tв=0°С нагрузка на компрессоры, работающие при температуре
кипения – 10°С Q10 , кВт, вычисляем по формуле (3.30) [3]:
Q10 7,406 0,6 8,653 0,7 17,114 24,58
Q0т-10=24,58∙1,05=25,81
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
38
2.8 Расчет работа и режимов холодильной установки
Расчётный
режим
холодильного
агрегата
характеризуется:
температурой кипения t0, конденсации tк, всасывания tвс и температурой
переохлаждения жидкого хладагента tп перед регулирующим вентилем.
Температура кипения в установках с непосредственным охлаждением
принимается на 10 оС ниже чем температура воздуха в камерах,
следовательно: t01 = -10 оС , t02 = -30 оС , t03 = -40 оС .
QO3(-40) = 30,82 кВт
QO2(-30) = 22,01кВт
QO1(-10) = 25,81 кВт
t03=-40 С,
t02=-30 С,
t01=-10 С.
желательно принять
три отдельных фреоновых схемы с
одноступенчатым сжатием и одноступенчатым дросселированием,
работающие на холодильном агенте R404. С вертикальными воздушными
конденсаторами.
Температура конденсации для установок с воздушным охлаждением
конденсатора принимают на ( 2 4 )С выше температуры окружающей
среды, уходящей от конденсатора.
2.9 Расчет и подбор компрессорного оборудования
Три одноступенчатого цикла холодильной установки, представлен на
рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 - Цикл холодильной установки.
Значения параметров в узловых точках цикла сведены в таблицу 4.1.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
39
Таблица 2.10 - Значения параметров в узловых точках цикла
№
точки
a
a'
a''
1
1'
1''
2
2'
2''
3
3'
4
4'
4''
р ,МПа
t, oC
-40
-30
-10
-30
-20
0
65
62
59
45
35
-40
-30
-10
i , кДж/кг
0,135
0,205
0,433
0,135
0,204
0,433
2,05
2,05
2,05
2,05
2,05
0,135
0,206
0,433
343
350
362
352
358
371
410
407
403
272
254
254
254
254
v ,м3/кг
0,143
0,095
0,046
0,15
0,1
0,048
0,01
0,01
0,01
0,001
0,078
0,047
0,018
Массовый расход циркулирующего хладагента М, кг/с, который надо
отводить от циркуляционных ресиверов, считается по формулам
Q0T ( 40)
M ( 40)
(ia i4 )
,
(2.62)
M 40
30,82
0,346 ,
343 254
M ( 30)
Q0T ( 30)
M 30
22,01
0,229 ,
350 254
ia ' i4'
M ( 10)
M 10
,
Q0T ( 10)
i a '' i 4 ' '
(2.63)
,
(2.64)
25,81
0,239 .
362 254
Для определения требуемой объемной производительности
компрессоров находим коэффициент подачи компрессора
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
40
Pk 2,05
15,19 , отсюда λ(-40) = 0,27;
Po 0,135
Pk '
2,05
10,05 , отсюда λ(-30) = 0,48;
Po'
0,204
Pk" 2,05
4,73 , отсюда λ(-10) = 0,71.
Po" 0,433
Требуемую объемную производительность компрессоров Vт , м3/с ,
считается по формуле
Vт
M v
(2.65)
0,346 0,15
0,1924 ,
0,27
0,229 0,1
Vт ( 30)
0,0478 ,
0,48
0,239 0,048
Vт ( 10)
0,0162 .
0,71
Vт ( 40)
По результатам расчета подбираем требуемое Количество компрессоров.
Обязательно принимаем на t0= -40 °C два винтовых компрессора марки
Bitzer HSN8571-125 с требуемой производительностью Vкм =0,114 м3/с; на t0
= –30 оС - винтовой компрессорный агрегат марки Bitzer HSK6451-50 с
объемной производительностью Vкм = 0,057 м3/с; на t0 = –10 оС - винтовой
компрессорный агрегат марки
Bitzer HSK6451-50 с объемной
3
производительностью Vкм = 0,057 м /с.
Таблица 2.11 - Технические характеристики одноступенчатых
компрессорных агрегатов
Габаритные
Марка
Nэл(max),
Vw,
Масса,
3
размеры,мм
Vт, м /с
агрегата
кВт
м3/ч
кг
дл.×шир.×выс.
HSN8571-125
0,114
132
410
1257×465×679
600
HSK6451-50
0,057
50
140
956×505×418
238
HSK6451-50
0,057
50
140
956×505×418
238
Действительный массовый расход Мкм , кг/с , считается по формуле
M км
М км ( 40)
Vкм
,
v
0,27 0,228
0,41 ,
0,15
(2.66)
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
41
0,48 0,114
0,547 ,
0,1
0,71 0,114
1,686 .
0,048
М км ( 30)
М км ( 10)
Суммарную теоретическую мощность Nт , кВт , считается по
формуле
Nт = Мкм·lт ,
(2.67)
где lт – работа цикла , кДж/кг.
NТ 40 М км40 i2 i1
Nт(-40) = 0,41·(410-352) = 23,8
N Т 30 М км30 i2' i1'
Nт(-30) = 0,547·(407-358) = 26,8
NТ 10 М км10 i2" i1"
Nт(-10) = 1,686·(403-371) = 53,96
Индикаторную мощность компрессоров Ni , кВт , считается по
формуле
Ni
Nт
,
i
(2.68)
где i - индикаторный КПД.
23,8
28
0,85
26,8
N ( 30)
31,54
0,85
53,96
N ( 10)
63,48
0,85
N ( 40)
Электрическую мощность, потребляемая из сети, Nэ , кВт , считается
по формуле
Nэ
Ni
м ех
,
(2.69)
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
42
где мех - механический КПД.
28
31,12
0,9
31,54
35,05
0,9
63,48
70,54
0,9
N э( 40)
N э( 30)
N э ( 10)
Действительную
формуле (2.70) [3]:
холодопроизводительность
Qoд.
Qoд. , кВт
считается
Qo Vд .
VT .
Qoд. 40
30,82 0,228
36,53
0,19
Qoд.30
22,01 0,114
52,53
0,0478
Qoд.10
25,81 0,114
182 .12
0,0162
по
(2.70)
2.10 Расчет и подбор камерных приборов охлаждения
Расчет и подбор воздухоохладителей на температуру кипения t o 30, o C
Камера № 1 ( t В 20, o C )
Площадь теплопередающей поверхности воздухоохладителя FВ.О. , м 2 ,
считается по формуле (2.71) [ 28]:
FВ.О.
Q
k т
,
(2.71)
где: Q - нагрузка на камерное оборудование, кВт;
k - общий коэффициент теплопередачи , k 19,3Вт м 2 К ;
т - расчетная разность температур, C .
Для воздухоохладителей т = 10 C .
FВ.О.
18,98 1000
98,351
19,3 10
Требуется принять один воздухоохладитель марки АВП 080/1-12-90(А)
с площадью теплопередающей поверхности FВ.О. 90,2, м 2
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
43
Действительную
площадь
теплопередающей
2
воздухоохладителей FВ.О.д. , м , считается по формуле (2.72) [3]:
FВ.О.д. n FВ.О. ,
поверхности
(2.72)
FВ.О.д. 2 54,4 108,8
где n - количество воздухоохладителей.
где v, м 3 - объем одного воздухоохладителя, для воздухоохладителя
АВП 080/1-12-90(А) v 0,047 , м 3 .
Результаты расчета и подбора воздухоохладителей в другие камеры и на
другие температуры кипения сведены в таблицу 2.12
Результаты расчета и подбора воздухоохладителей Таблица 2.12
№
Марка
Коли2
каме-ры
воздухочество
FВ.О. , м
FВ.О.д. , м 2
Q,кВт
охладителя В.О., шт
t o 40, o C
4
29,13
158,332
045.2E/34ANW50
1
192,4
2
54,4
1
46,2
2
37,7
1
54,4
1
37,7
t o 30, o C
1
18,98
2
7,7
98,351
39,896
045.2E/210
-ANW50
045.2Е/212
-ANW50
t o 10, o C
3
14,0
60,1
5
12,1
51,912
6
7,08
30,373
045.2Е/17ANW50
045.2E/210
-ANW50
045.2Е/17ANW50
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
44
Технические характеристики воздухоохладителей Таблица 2.13
Марка
045.2E/210ANW50
045.2Е/212ANW50
045.2Е/17ANW50
045.2E/34ANW50
Длина
струи,
м
Объем
труб, л
Площадь
теплопер.
пов., м
17
20,2
18
Холодопроизводительность Расход
(R404A), кВт
воздуха,
DT=8K
Tкип=
-8°C
DT=7K
Tкип=
-25°C
м3/час
54,4
13,1
10,4
11060
20,2
46,2
11,8
9,4
11300
15
11,1
37,7
7,9
6,2
5320
17
29,3
192,4
29,6
23,8
14580
2.11 Расчет и подбор конденсаторов
Действительную тепловую нагрузку на конденсатор Q кд.. , кВт считается
по формуле (2.72) [3]:
Qк.д. М действ. i2 i3
(2.72)
Qкд.(40) 0,41 410 272 56,64
Qкд.(30) 0,547 407 254 73,87
Qкд.(10) 1,686 403 272 220,9
Подбор конденсаторов ведем по площади теплопередающей
поверхности.
Температурный напор м , о С ,вычисляем по формуле (2.73) [3]:
м
м
t w 2 t w1
,
t к t w1
ln
t к t w 2
(2.73)
41 36
6,17
45 36
ln
45 41
Требуемую площадь теплопередающей поверхности FК , м 2 ,считается по
формуле (2.74) [3]:
FК
Qкд.
,
k м
(2.74)
56,64
229,64
0,04 6,17
73,87
239,62
0,05 6,17
Fк ( 40)
Fк ( 30)
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
45
Fк ( 10)
220,9
716,53
0,05 6,17
,
Следует принять к установке на (to=-40) два воздушный конденсатор фирмы
Alfa Laval марки AСS 802А с площадью теплопередающей поверхности
Fк=238,7 м2; на (to=-30) два воздушный конденсатор фирмы Alfa Laval марки
ACS633A с площадью теплопередающей поверхности Fк = 267,3 м2; а на (to=10) два воздушный конденсатор фирмы Alfa Laval марки ACS634C с
площадью теплопередающей поверхности Fк = 715 м2.
Технические характеристики приведены в таблице 4.5
Таблица 2.14
Технические характеристики воздушного конденсатора
ВнутренРасход
Площадь
Входной
ний
Модель
воздуха, поверхности,
патрубок,
объем
3
2
м /ч
м
мм
труб, дм3
AСS 802А
42400
238,7
21
48
ACS633A
48000
267,3
25,5
42
ACS634C
58400
715
65
60
Выходной
патрубок,
мм
Вес,
кг
42
28
48
303
328
525
2.12 Р Расчет и подбор линейного ресивера
Линейные ресиверы рассчитывают на прием жидкости из всей
испарительной системы в количестве не более 30 % от полной
вместимости
труб охлаждающих приборов или холодильного
технологического оборудования.
В хладоновых холодильных установках вместимость линейного ресивера
V лр, дм3 вычисляем по формуле:
Vлр Vво
где
V
(2.75)
- суммарный объем труб воздухоохладителей для каждой
температуры кипения, дм3, см. таблицу 4.3
во
Vлр(-40) 1 192,4=192,4
Требуется принять горизонтальный линейный ресивер фирмы Bitzer марки
F3102N с действительной вместимостью дм3 Vлр = 320 дм3,
Vлр(-30) (2 20,2) (1 20,2) 60,6
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
46
Необходимо принять горизонтальный линейный ресивер фирмы Bitzer
марки F732N с действительной вместимостью дм3 Vлр = 73 дм3,
Vлр(-10) (2 11,1) (1 5 4 , 4 ) + ( 1 1 1 , 1 ) = 8 7 , 7
Необходимо принять горизонтальный линейный ресивер фирмы Bitzer
марки F902N с действительной вместимостью дм3 Vлр = 89 дм3.
Технические характеристики ресивера приведены в таблице 4.6
Технические характеристики ресиверов Bitzer Таблица 2.15
Ресивер
Объем ресивера,
дм3
F3102N
F732N
F902N
320
73
89
Максимальное
наполнение
хладагента R404, кг
307,6
70,2
85,5
Вес
кг
190
50
60
Присоединения
Вход Выход
ø, мм ø, мм
76
54
35
28
42
35
2.13 Расчет и подбор маслоотделителя и маслосборника
Для улавливания масла, уносимого из компрессора, подберём
маслоотделитель. Требуется
принять
для каждого компрессора свой
маслоотделитель. Подбор ведём по диаметру аппарата.
Диаметр маслоотделителя d м.о. , м считается по формуле (2.76):
d м .о .
4 М действ. Vнаг.
,
(2.76)
где: Vнаг. - объем нагнетаемый компрессорами,
ω 1, м с - допустимая скорость паров аммиака,
d м.о.(40)
4 0,426 0,101
0,23
3,14 1
d м.о.( 30)
4 0,041 0,05
0,16
3,14 1
d м.о.(10)
4 1,23 0,011
0,13
3,14 1
По значению найденного диаметра выбираем маслоотделитель,
диаметр которого не меньше расчетного. Необходимо принять
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
47
маслоотделители компании «Henry» на температуру кипения t0 = -40 °C
марки S-5580 с внутренним диаметром Dмо=102 мм, один маслоотделитель
на температуру кипения t0 = -30 °C, марки S-5580 с внутренним
диаметром Dмо=102 мм и один маслоотделитель на температуру кипения
t0 = -10 °C, марки S-1901-CE с внутренним диаметром Dмо=203 мм,
Технические характеристики маслоотделителей приведены в таблице 2.16
Технические характеристики маслоотделителей Таблица 2.16
Габаритные размеры (мм)
Марка
ØA
В
C
E
ØF
S-1901-CE
203
533
89
100.5
160
S-5580
102
210
48
нет
нет
Предваритель
Масса, ная заправка
кг
маслом, л
14.1
1.4
0.6
0.4
2.14 Расчет и подбор трубопроводов
Определение диаметра трубопровода, м, осуществляем по формуле
d
4 M V
,
(2.77)
Диаметр нагнетательного трубопровода компрессорного агрегата на,
t0= - 40 C, t0= - 300C, t0= - 100C
0
d
4 (0,4104 0,19,24 0,5472 0,0478 1,686 0,0162
0,082
3,14 25
Необходимо принять d = 84 мм.
Диаметр всасывающего трубопровода компрессоров, работающих
на t0= - 40 0C
d
4 0,41 0,1924
0,0818
3,14 15
Следовательно принимаем d = 82 мм.
Диаметр нагнетательного трубопровода компрессоров, работающих
на t0= - 40 0C
d
4 0,41 0,1924
0,0747
3,14 18
Следовательно принимаем d = 74 мм.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
48
Диаметр всасывающего трубопровода компрессоров, работающих на
t0= - 30 0C
d
4 0,547 0,048
0,0471
3,14 15
Следовательно принимаем d = 48 мм.
Диаметр нагнетательного трубопровода компрессоров, работающих
на t0= - 30 0C
d
4 0,547 0,048
0,043
3,14 18
Следовательно принимаем d = 44 мм.
Диаметр всасывающего трубопровода компрессоров, работающих
на t0= - 10 0C
d
4 0,0478 1,686
0,0481
3,14 15
Следовательно принимаем d = 50 мм.
Диаметр нагнетательного трубопровода компрессоров, работающих
на t0= - 10 0C
d
4 0,0478 1,686
0,0439
3,14 18
Следовательно принимаем d = 44 мм.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
49
2.15 Описание схемы холодильной установки
В проекте холодильной установки. По технологическим соображениям
предусмотрено три цикла холодильной установки. При температуре кипения:
t040C, цикл с при температуре кипения t030C, и цикл при температуре
кипения t010C. Каждая температура кипения предполагает свою
автономную централь, работы которых аналогичны.
В централи, работающей на температуру кипения t040C применены
два компрессорных агрегата Bitzer HSN8571-125, линейный ресивер F3102N,
маслоотделитель S-5580, воздушный конденсатор (AСS 802А).
В централи, работающей на температуру кипения t030C применены
два компрессорных агрегата Bitzer HSK6451-50, линейный ресивер F902N,
маслоотделитель S-5580, воздушный конденсатор (ACS633A).
В централи, работающей на температуру кипения t010C применены
два компрессорных агрегата Bitzer HSK6451-50, линейный ресивер F902N,
маслоотделитель S-1901, воздушный конденсатор (ACS634C).
Сжатый пар фреона в компрессорах (Bitzer), нагнетается в воздушный
конденсаторы отдавая тепло окружающей соответственно для температур
кипения (t040C, t030C, t010C.) через маслоотделитель (S-5580), в
котором происходит процесс отделения масла от паров холодильного агента.
Масло через систему фильтров и вентилей попадает обратно в компрессоры.
Пары холодильного агента конденсируются при температуре конденсации и
стекают в линейный ресивер (F3102N). Из линейного ресивера жидкий
холодильный агент подаётся в приборы охлаждения (воздухоохладители),
фреон кипит, забирая тепло от продуктов, и парожидкостная смесь
возвращается в отделитель жидкости. Из него пары фреона всасываются
компрессорами и цикл повторяется.
Удаление масла из системы
Удаление масла из системы осуществляется с помощью нефтеловушек.
Собранное масло возвращается в картер компрессора, а пар в конденсатор.
Удаление снеговой шубы
Размораживание воздухоохладителей с помощью электронагревателей
производится в следующей последовательности. В линейном ресивере
уменьшают давление. Воздухоохладители переходят в режим
размораживания - отключаются от испарительной системы, выключаются
электродвигатели вентиляторов, включаются электронагреватели. После
оттаивания воздухоохладители переключаются в режим охлаждения,
выполняя операции в обратном порядке.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
50
3. Специальная часть. Применение СО2 для холодильной
обработки тушки кролика.
3.1 Ооборудование и методы охлаждения тушки кролика
Для замораживания туши кролика употребляется 1-фазная заморозка.
Замораживание сопровождается потерей веса и неким понижением качества
продукта. Утрата веса при однофазном замораживании составляет от 1-го до
2-ух процентов. Замораживание - это дешевый способ длительного
сохранения свойства мяса. Всем известно о том, чтоб сохранить
высококачественные и полезные вещества и характеристики мяса кролика,
его следует хранить в виде охлажденного продукта [9].
В текущее время в пищевой индустрии употребляется ряд способов для
охлаждения туш кролика, что, невзирая на значимые недочеты, в конечном
итоге приводит к сокращению времени остывания.
Чтоб охладить мясо кролика после убоя и разделки, русские инженеры
изобрели метод продувки холодного воздуха к каркасу с использованием
поэтапного орошения водой. Воздушное охлаждение выполняется до
полного испарения распыляемой воды с увеличением интервалов между
этапами в процессе. Скорость воздуха от 2 до 3 м / с, температура воздуха на
всех ступенях, не считая экстремальных, колеблется от нуля до 1 ° С. На
крайних ступенях температура колеблется от минус 5 до минус 7 ° С.
Изобретение обеспечивает интенсивный теплообмен, снижение расхода
воды, повышение качества продукции и непрерывную работу холодильной
установки. Изобретение относится к пищевой промышленности и может
быть использовано для охлаждения туш кроликов после убоя и снятия
шкуры.
Интенсивность теплообмена достигается за счет испарения с
поверхности изделия при продувке воздухом за счет испарения свободной
влаги, что также увеличивает коэффициент теплоотдачи. Кроме того, на
последнем этапе используется воздух с самой низкой температурой, чем на
предыдущих этапах, что также увеличивает коэффициент, указанный ранее.
Улучшение качества продукта достигается методом постоянного
нахождения свободной влаги на поверхности продукта. И так не высыхает. С
другой стороны, воздушный поток осуществляется до тех пор, пока влага на
поверхности продукта полностью не испарится. И поэтому продукт не
впитывает воду.
Снижение питьевой воды достигается за счет продувки воздухом,
который идет на полное испарение воды с поверхности продукта, а питьевая
вода теряется только за счет испарения с поверхности каркаса.
Непрерывная работа чиллера достигается за счет интенсивного
испарения воды с поверхности продукта, и продувочный воздух насыщается
им. Температура воздуха колеблется от нуля до единицы. Это позволяет
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
51
избежать образования льда на поверхности теплообмена воздухоохладителя.
На крайней стадии охлаждения и испарения воды с поверхности тушек она
уже низкая, что снижает вероятность образования льда на поверхности
теплообмена воздухоохладителя.
Кроликов, которых необходимо охлаждать после убоя и снятия шкуры
при температуре от 30 до 35 ° С, орошают водой, которую распыляют в
течение 10-20 секунд, достаточной для создания водного покрытия на
поверхности туш. В то же время расход воды на 1 тонну продукта
устанавливается в зависимости от размера и формы продукта. Это делается
для того, чтобы после разбрызгивания воды на продукт образовывался
водный слой. Самое длительное опрыскивание водой нецелесообразно, так
как влага начнет вытекать из продукта. После прошлых операций тушу
кролика промывают воздухом при температуре 0 ° C в течение некоторого
времени,
это необходимо до полного испарения распыленной воды. После этого
цикла «распыление и поток воздуха» повторяется. Но из-за того, что
поверхность охлаждается, испарение происходит медленнее, чем во время
первого цикла, и время выдувания увеличивается. Циклы «распыления и
продувки» повторяются до 2 раз. До тех пор, пока продукт не достигнет
средней объемной температуры приблизительно 8 ° С, 10 ° С. После этого
каркас продувают воздухом с температурой от минус 5 до минус 7 ° С. До
тех пор, пока они не достигнут требуемой средняя объемная температура 4 °
С. При таких параметрах процесса на поверхности продукта отсутствует
ледяная корка. Использование нулевой температуры воздуха на начальных
этапах охлаждения позволяет избежать образования льда на поверхности
теплообмена воздухоохладителя. В то же время достаточно высокая
температура продукта обеспечивает более интенсивное охлаждение. На
заключительном этапе охлаждения температура снижалась, и испарение
воды с поверхности продукта было не сильным, и, следовательно, можно
увеличить теплоотвод за счет продувки воздухом с самой низкой
температурой (от -5 до -7 ° С). И поэтому образование льда на поверхности
теплообмена воздухоохладителя значительно уменьшается. Что приводит к
значительному увеличению периода между периодами оттайки [10].
3.2 Криогенное оборудование и способы охлаждения кролика
Русские и зарубежные ученые разработали машины работающие на базе
углекислого газа. Принцип действия основан на осаждении, углекислого газа
и азота на поверхности продукта. Холодильная машина для охлаждения
продуктов при помощи диоксида CO2 представлена на рис. 5.1. Принцип
работы этого аппарата заключается в том, что жидкий диоксид углерода
подается в смесительное устройство по трубопроводам 11 и 13,
размещенным под углом 15 к этому устройству. В конце трубопроводов
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
52
имеются особые сопла, через которые дросселируется жидкий углекислый
газ и образуется снегоподобный CO2. пары хладагента отсасываются при
помощи специального устройства 17. Дефлекторы 15 и 16 размещены на
поверхности смесительного устройства. Основная задача - направить пары
углекислого газа во всасывающее устройство 17.
Партия продукта вводится в секции 2 и 3 смесительного устройства 1,
где продукт размещается над форсунками 12 и 14. При помощи
электродвигателей, вообщем то, запускаются барабаны 4 и 5, крутящиеся в
противотоке, барабаны интенсивно смешивают CO2 поступающий через
трубопроводы 11 и 13 и дросселированный через сопла 12 и 14.
Процесс остывания поверхности продукта происходит при помощи
циркулирующего противотока жидкости, газообразного и снегообразного
CO2 в устройстве 1. Пары хладагента собираются всасывающим устройством
17 с внедрением дефлекторов 15 и 16.
Рис. 3.1 Аппарат для охлаждения пищевых продуктов диоксидом углерода:
1- смешивающие устройство; 2,3- секции для ввода продукта; 4,5- барабан;
6,7- вал; 8,9- лопасть вращения; 10- вершина смешивающего устройства;
11,13- трубопровод подачи диоксида углерода; 12,14- форсунка; 15,16дефлекторы; 17- устройство для отсасывания паров хладагента.
Во Франции был разработан аппарат туннельного типа для охлаждения куска
пищи. Устройство предусматривает введение жидкого CO2 (который
превращается в снег и газ) в верхнюю часть туннеля. С помощью
центрального вентилятора, расположенного в нижнем отсеке, циркулирует
углекислый газ. Частично противотоком или в том же направлении, что и
охлажденный продукт. Принципиальная схема аппарата приведена на
рисунок.3.2.
Принцип работы аппарата заключается в следующем. Через гибкую завесу
перегородки для входа в продукт 2 продукт поступает на конвейер 4 в
теплоизолированную камеру. Ролики 5 и 6 отвечают за перемещение
конвейера. В верхней секции туннеля 14 от источника жидкой двуокиси
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
53
углерода по трубе 19 через регулирующий клапан 20 капиллярная трубка 16
и дроссельное устройство 17 впрыскивается жидкий СО2, превращенный в
снег и газ. Вентилятор 9 приводится в движение электродвигателем 11.
Смешивание газа в противотоке от секции 13 к секции 14, с одной стороны, и
в направлении с продуктом, с другой стороны. Подача х / а регулируется
датчиком 15. Охлажденный продукт покидает перегородку 3 через толстую
завесу.
Рис. 3.2 Схема аппарата туннельного типа, для охлаждения штучного
пищевого продукта:
1- теплоизолированная камера; 2- гибкая шторка перегородки для входа
продукта; 3- перегородка для выхода охлажденного продукта; 4- конвейер;
5,6- ролик; 7- ложный потолок; 8- сечение под выход снегообразного
диоксида углерода; 9- вентилятор; 10- вал; 11-вентилятор; 12- пластина для
распределения потока; 13- зона обработки продукта криоагентом; 14- зона
для сбора газообразного СО2; 15- температурный зонд; 16- капиллярная
трубка; 17- дроссельное устройство; 18- источник жидкого СО2; 19трубопровод подачи жидкого диоксида углерода; 20- регулирующий вентиль;
21- индикатор температуры.
На рисунке 3.3 показана такая установка, предназначенная для быстрого
охлаждения или замораживания влажных продуктов, таких как пироги или
полуфабрикаты. Это теплоизолированный корпус. Внутри которой
расположен цепной конвейер с лотками и средствами механического
охлаждения. Установка оснащена специальными изолированными дверцами,
которые обеспечивают доступ ко всем ее частям. А также специальная
система вентиляции для удаления углекислого газа из зоны замерзания после
окончания охлаждающей обработки.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
54
Рисунок а)
Рис.3.3 Комбинированный скороморозильный аппарат с модифицированной
газовой средой: а) — общий вид; б) — схема работы.
Загрузка да выгрузка агрегата исполняется с одной стороны. Однако
присутствие определенного замешательства 1-го окошка является и еще
достоинством морозильной машины. Это дозволяет исключить доп
теплопритока
да обеспечить постоянность состава перемененной газовой среды. Ввиду
того, что углекислый газ существенно тяжелее воздуха, а разгрузочнозагрузочное окно размещено на нижней части агрегата, образуется
характерный «углекислотный затвор» для попадания внешнего воздуха
вовнутрь камеры.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
55
Настройка холодопроизводительности осуществляется через температурные
датчики установленных в камере устройства и объединенных с
дросселирующими вентилями, также вентилем подачи углекислого газа в
систему.
В текущее время разработано немного техномодификаций аппарата почти c
различной комплектацией отдельных устройств. Он может легко
транспортироваться внутри помещения на колесах выполненных в его
нижней части и таким образом встраиваться в разнообразные научнотехнические линии.
Скороморозильные агрегаты, функционирующие на снегообразной диоксиды
углерода, - агрегаты закрытой разновидности, в которых улетучивается лишь
15 % двуокиси углерода
Схема автоматической регулировки температуры и распылителей
смонтированных в углекислотных агрегатах изображена на рисунке 3.4 и
3.5.
Рис. 3.4 Схема аппарата для холодильной обработки продуктов диоксидом углерода
Рис. 3.5 Форсунки для аппаратов, работающих на диоксиде углерода
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
56
(шестнадцать). Дробильное устройство имеет продольные каналы (17), в
которых
углекислый газ поставляется.
Двуокись углерода, которая движется по продольным каналам (17),
входит в радиально вводные окна (18), которые заканчиваются
кольцевая полость (19) и плавно соединена с радиальной
направляющие каналы (20).
Газ распыляется из нескольких форсунок (3) газ с твердыми элементами
углекислый газ будет контактировать с внешней поверхностью каркаса
кролик и это ускорит процесс замораживания.
Проблема регулирования подачи также является нежелательным удушением
в
аэрозоли (3) для образования твердого диоксида углерода,
затыкание сопла через отверстие, решается по схеме
автоматический контроль подачи и температуры углекислого газа
камера изображена на рисунке 1.
Автоматический контроль температуры смеси осуществляется с помощью
термостат (7), а также два электромагнитных клапана (9,10).
Электромагнитный клапан (10) установлен на жидкостной линии (13), и
клапан (9) на газовой линии (5).
Когда температура газовоздушной смеси в изолированной камере
получает свой собственный нижний предел -73 ° C, затем термостат (7)
воздействовать на электромагнитный клапан (9) и он открывается.
В то же время клапан (10) закрывается от импульса термостата (7),
перекрыв поток жидкого углекислого газа из резервуара. В течение
заданный период времени, реле (8) оставляет электромагнитный
клапан (10)
открыть. Высокое давление поддерживается в коллекторах (1) и инжекторах
(3), который также обеспечивает удаление жидкой двуокиси углерода из
системы и
очистка сопла (3) газом. В конце времени единицы времени реле
(8) электромагнитный клапан (9) отключен. Когда температура
газовоздушная смесь в теплоизолированной камере (1) поднимается до
-65C Электромагнитный клапан термостата (7) открывается (9).
Давление в коллекторах (1), а также в форсунках (3) увеличивается, и снова
мыть газом. Таймер (8) закрывает электромагнитный клапан (9)
и открывает электромагнитный клапан (10), подающий подачу жидкости
углекислый газ в некоторых форсунок (3).
Устройства, используемые для морозильной обработки мяса кролика
диоксидом углерода: обыкновенная углекислота, единственно, имеющая
твердое огрегатное состояние, является сухим льдом. Употребив повышение
температуры, при нормальном атмосферном давлении, к сухому льду, он
неизбежно сублимирует то есть поменяет свое состояние, перейдя в
газообразное состояние, при чем необходимо отметить, жидкая фаза не
образуется.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
57
В период процесса охлаждения протекая теплоотдача наружной среды своего
потенциала сухого льда. Если бы соотнести его холодопроизводительность с
простым гидрофитным льдом, то различим явный преимущество, за сухим
льдом, его удельная холодопроизводительность 637 килоджоуль на
килограмм при 0?Со, это в два раза более, нежели производительность лед из
воды. А холодопроизводительность в объемном виде твердой углекислоты
по сравнению с гидрофитным ледом больше почти в три раза.
В такой же мере следует учитывать положительный факт: в ходе выделения
из сухого льда сублимации, случается будто обволакивание углекислотой,
имеющий газовую форму, многообразных скоропортящихся продовольств,
именно они обретают совершенно безвредные, консервирующие
характеристики. Если объединить сухой лед и еще эфир, то можно без
усилий извлечь температуру достигающую минус сто градусов.
Производят сухой лед в предназначенных фирмах, которые имеют участие к
выделениям углекислоты. В готовом виде он представляет из себя маленький
блок. На главном шаге создания сухого льда достигают выхода газовую
углекислоты в чистом виде, впоследствии в процессе снижения
температурного режима углекислоту из жидкого превращают в твердое
состояние. Сухой лед повсеместно используется в разнообразных
направленностях исключительно широко его употребляют в пищевой
индустрии, как например, для транспортировки и хранении мороженного.
При использовании дополнительного теплоносителя и хладоносителя, сухой
лед обязательно надо размельчить и вместить в емкости, изготовленная из
металла, их еще именуют как карманы, сквозь данные емкости происходит
непринужденная циркуляция воздуха. Так же усилить циркулирование
можно употребив вспомогательный вентилятор.
Использование сухого льда либо сухой заморозки, значительно повышает
длительность хранения отдельных продуктов. Нужно отметить ряд значимых
превосходств изготовления продуктов, подвергнутых стремительной
заморозки.
Общеизвестно, что при продолжительном хранении замороженных
продуктов питания теряют свою био ценность, использование быстрой
заморозки а также охлаждения дает возможность уменьшить данный
коэффициент на 30%. Существенно снижается утрата продуктов,
предприятиях общественного питания, но и на домашней кухне.
Сухой снег это лучшее средство быстрого понижения температуры, не
приводящее к высыханию продукта, например как охлаждение воздухом, и
не повышающее влагосодержание, как это случается при охлаждении
водным льдом. Охлаждение сухим снежным покровом обеспечивает
снижение температуры за пару минут.
Сберегается и даже улучшается естественный окраска продукта из-за мелкий
диффузии диоксида углерода внутрь. Единовременно значительно
повышается срок хранения продовольствий, потому как оксид углерода
удерживает развитие микробов и плеснени. Охлаждению целесобразно а
также выгодно подвергать мясо, но также колбасы и полуфабрикаты.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
58
Оборудование подобного образа также сильно удобны чтобы их применять в
предприятиях поточного сверхскорого охлаждения.
Атакже главной целью считается сохронение озонового слоя и сохранить
надежность работу холодильных автоматов.
Именно это является
первостепенных пунктов, которые необходимо не нарушить при подборе
холодильной машины. Использование преимущественно обычных
показавших себя в деле. Стремятся сужать новоиспеченными техническими
условиями. Пока проглядывается большой потребность к ужесточению мер.
из-за этого рекомендуют переходить в прочие хладогенты. Диоксид углерода
относится к натуральным. В отличие от некоторых (аммиак, пропан, бутан)
диоксид углерода никак не опасный и вовсе не горит. В отдельном роде
диоксид углерода присутствует в воздушном объеме и, приходит одним изо
главных элементов для поддержания, жизненных функций. Но есть и
противоположный край.
В мировой деятельности много времени уделяется охлаждению
обработки мяса различными методами и его сохранению.
В то же время внимание будет уделено изучению высокоэффективных
технологий неопасных рабочих жидкостей в холодильной технике и
технологических процессах.
Одним из таких методов охлаждения является метод, основанный на
использовании эффекта сублимации. Принцип метода охлаждения
заключается в нанесении снегообразного диоксида углерода на поверхность
мяса.
Согласно проведенным многочисленным исследованиям, этот метод
позволяет увеличить время хранения мяса в несколько раз из-за
ингибирующих свойств углекислого газа. Наряду с этим основным
недостатком сохранения использования углекислого газа контактным
способом является его расход на охлаждение пищи и трудности
восстановления.
На сегодняшний день разработан образец установки для переработки туш
кроликов со снегоподобным углекислым газом. Принцип действия
заключается в подаче порции снегоподобного СО2 в брюшную часть туши
кролика и, при необходимости, на внешнюю поверхность, после чего он
помещается в контейнер или упаковку и остается для продажи.
Предусмотренный принцип работы агрегата позволяет значительно снизить
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
59
потребление CO2 за счет отвода тепла от мяса. Схема устройства показана
Рис. 3.6 Аппарат для холодильной обработки продуктов диоксидом углерода
3.3 Оборудование для транспортировки мяса кролика
В данный момент
низкотемпературные технологии обширно
применяются для холодильной обработки и транспортировки туш кроликов,
подвергнуты обработке жидким азотом, диоксидом углерода и другие.
Данные методы являются экологически безопасными. Поэтому позволяют
обеспечить безотходную обработку. И организовать низкотемпературную
постоянную холодильную цепочку от производителя до покупателя. Для
перевозки охлажденных продуктов и в этом случае кроличьи тушки
предпочтительно используются
атомобильный транспорт, которые
оснащены, холодильными машинами. Такие как изотермические автомобили
и авто рефрижераторы.
Изотермические автомобили оснашены теплоизолированным кузовом, что
предотвращает недопустимое повышение температуры перевозимых грузов
летом и более низкие температуры зимой. Чтобы замедлить процесс
повышения температуры воздуха, внутри корпуса рефрижераторного
транспорта помещают лед или сухой лед. Которые находятся в специальных
контейнерах или ящиках и тому подобное. При перевозке продуктов в
изотермических тарах автомобиля, между продуктами помещается сухой лед,
что способствует сильному охлаждению.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
60
И в этом случае невозможно регулировать температуру воздуха в корпусе,
чтобы обеспечить его равномерное распределение по охлаждаемому корпусу
авторефрижератора. Этот метод применим только для упакованных
замороженных продуктов.
системы охлаждения холодильного транспорта по технологии сжиженных
природных газов стали очень популярными. Такие как азот, воздух,
углекислый газ и сухой лед. Специальные системы охлаждения
рефрижераторов сухим льдом разнообразны. В наиболее общем случае это
металлический ящик, в который помещают измельченный сухой лед. Для
принудительной конвекции внутри корпуса установлены вентиляторы. В
процессе промышленных перевозок также используется азотная система
охлаждения. Жидкий азот служит в роле холодильного агента. А также
средством, которое формирует модифицированную среду, обогащенным
газообразным азотом в объеме кузова рефрижераторного транспорта. В
данный момент для транспортировки охоложенных продуктов используются
конструкции из пенопласта и материала на основе сэндвич панелей и
пенопластовых материалов. Представленные ранее материалы имеют низкую
плотность, низкую теплопроводность и легкость.
Жидкий воздух похож на системы охлаждения с жидким азотом, но имеет
ряд преимуществ. в том числе: быстрое охлаждение, точное регулирование t
°, надежность, бесшумность, снижение потери веса продукта.
Выбор системы охлаждения зависит от присутствующих ряда факторов:
- назначение рефрижераторных перевозок в зависимости от расстояния до
пункта назначения;
- климатические условия;
- режим температурной транспортировки;
3.4 Расчет продолжительности охлаждения мяса кролика
Точное решение задачи охлаждения тушки произвольной формы можно
получить с помощью одномерного (квазиодномерного) приближения.
главная идея этого метода основана на том факте, что уравнение
теплопроводности для всех трех тел простой формы выглядит одинаково, а
граничные и начальные условия равны, то есть идентичны:
Cн
-𝝀H
𝜕𝑡
𝜕𝑥
𝜕𝑡
𝜕𝜏
=𝝀H{
𝜕2 𝑡
𝜕𝑥 2
𝘬
𝜕𝑡
𝓍
𝜕𝑥
+ ∗
= 𝛼{𝑡 − 𝑡хл };
𝜕𝑡
𝜕𝑥
};
= 0; t=tнач;
(3.1)
(3.2)
где: Cн – объемная теплоемкость тела, Дж/(м3 ℃); λН – теплопроводность
Вт/(м ℃); х - координата по сечению тела, м (х=0 отвечает центру тела, а х=R
его поверхности); t - температура тела ℃; tхл – температура среды ℃, R Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
61
характерный размер тела, т. е. для пластины – половина толщины, для
цилиндра и шара – радиус, м; k - безразмерный коэффициент, равный 0 для
пластины, 1 для цилиндра и 2 для шара. Отметим, что коэффициент k для тел
простой формы можно определить как:
k =
1
Ф
− 1;
Ф=
𝑉
𝑆∗𝑅
;
(3.3)
где: F - безразмерный коэффициент формы тела; V-его объем, м3; Sплощадь поверхности, м2.
Поскольку выражения (1) и (3) имеют смысл для любой формы, решение
задачи (1) в общем виде для произвольного значения k позволит
использовать полученное решение для определения температуры любого
тела, подставив в него значение коэффициент k найден из (3). В этом случае
характерный размер R понимается как расстояние от поверхности тела до
точки как можно дальше внутри тела (теплового центра).
Для произвольного тела с достаточно большим временем обработки
температуру можно приблизительно описать следующим выражением:
t = tхл+(tнач – tхл) А ехр(-m𝜏),
(3.4)
где: m - темп охлаждения, не зависит от координаты, а коэффициент А
от нее зависит. Это называется приближением регулярного теплового
режима.
Для расчета по формуле (4) необходимо умение определить темп
охлаждения m и значит констант А для интересующих нас точек.
Необходимо установить два значения А: для температуры поверхности (Апов),
так как собственно замораживание начинается при достижении
поверхностью криоскопической температуры, и для среднеобъемной
температуры (Аоб) в этот момент. Значения Апов и Аоб взаимосвязаны:
рассмотрим случай однородного тела произвольной формы. Запишем
уравнение теплового баланса:
𝑑𝑡об CнV= -𝛼S(tпов – tхл) 𝑑𝜏,
(3.5)
где: tоб – среднеобъемная температура тела, ℃; tпов - температура
поверхности тела, ℃;
Подставляя (4) в (5), получим
𝜑=
Апов
Аоб
=
𝑚∗𝑐𝐻 ∗𝑉
𝛼∗𝑆
=
Ф
В𝑖𝐻
𝜒;
m=
𝜆𝐻 ∗𝜒
cн ∗𝑅 2
,
(3.6)
где: 𝜒 - некоторый параметр, который равен наименьшему
собственному числу соответствующей краевой задачи и является некоторой
функцией числа В𝑖𝐻
и формы тела. Коэффициент называется
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
62
коэффициентом неоднородности температурного поля; при В𝑖𝐻 → 0 он,
очевиден, стремится к единице, следовательно, при этом 𝜒~ В𝑖𝐻 /Ф.
Таким образом, числа m, Апов и Аоб связаны соотношением (6), и зная
значение двух параметров, можно рассчитывать третий.
Хотя одномерная задача (1), (2) допускает точное решение.
Пользоваться
им
неудобно.
Поскольку
оно
требует
решения
трансцендентного
уравнения
(уравнение
которое
не
является
алгебраическим) с функциями Бесселя. Поэтому предлагается подобрать
аппроксимирующие формулы для 𝜒 ; Апов и Аоб как функций В𝑖𝐻 и k для
чего можно воспользоваться прямыми методами вариационного исчисления.
Именно, параметр 𝜒 является минимумом следующего функционала:
1𝑑
𝜒 = min {−
𝑑𝐸
∫0 𝑑𝜉 (𝜉 k 𝑑𝜉 )∗𝐸∗𝑑𝜉
1
∫0 𝐸 2 𝜉 k 𝑑𝜉
𝐸∈𝑊
}
(3.7)
где: под W подразумевается пространство функций, удовлетворяющих
условиям (2). В качестве аппроксимирующего выражения для функции 𝐸(𝜉)
возьми степенную зависимость:
𝐸(𝜉) ≈ 1 − 𝑎 ∗ 𝜉 𝑏
(3.8)
где а и b – какие-то положительные константы.
Подставляя (8) в (2)
получим:
и далее в (7) и находим минимум функции,
𝑏=
√2k+6−k+1
(3.9)
2
Подставляя (9) в (7), окончательно получим:
𝜒=
В𝑖𝐻 (𝑘+1)(В𝑖𝐻 +√2𝑘+6)𝑘+2√2𝑘+6+5)
2
4В𝑖𝐻 +4(√2𝑘+6+2)В𝑖𝐻 +√2𝑘+6(𝑘+2√2𝑘+6+5)
(3.10)
Усредняя распределение (8), получим выражение для Аоб.
Аоб =
(2В𝑖𝐻 +𝑘+√2𝑘+6+3)2 ∗√2𝑘+6
(4В𝑖𝐻 2 +4(√2𝑘+6+2)В𝑖𝐻 +√2𝑘+6(𝑘+2√2𝑘+6+5))(𝑘+3)
(3.11)
Теперь необходимое время охлаждения тушки кролика и
среднеобъемную температуры , которую будет иметь тело на этот момент,
можно определить исходя из соотношений (4) и (6) следующим образом:
𝜏1 ≈
cн ∗𝑅 2
λ𝐻 ∗𝜒
𝑙𝑛 {Апов
𝑡нач−𝑡хл
𝑡кр −𝑡хл
};
𝑡1 ≈ 𝑡хл +
В𝑖𝐻
Ф∗𝜒
(𝑡кр − 𝑡хл );
(3.12)
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
63
3.5
Технические средства и методика экспериментальных
исследований.
Для выполнения исследований были созданы технические средства и
разработаны методичные способы выполнения экспериментов.
Технические средства включают основной стенд - для изучения
процесса охлаждения мяса кролика да испытательного оборудования.
Экспериментальный стенд
Для исследования процесса охлаждения тушки кролика, была создана
экспериментальная установка, внешний вид которой представлен на рисунке
3.7.
Рис. 3.7. Схема экспериментального стенда:
1 – контроллер температуры ТРМ-138; 2 – персональный компьютер;
3 – хромель-копелевые термопары; 4 – теплоизолированная камера;
Данный лабораторный стенд представляет собой совокупность
устройств, приспособлений и контрольно-измерительных приборов
позволяющих проводить процесс охлаждения тушки кролика с контролем
над изменениями всех необходимых параметров.
Кролика помещают в теплоизолированную камеру (4). После этого камера (4)
плотно закрывается. Изменение температуры у кролика и в камере
контролируется с помощью хромопелевых термопар (3), сигнал которых
подается на регулятор температуры (1), а обработанные результаты
выводятся в виде графиков на компьютер (2).
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
64
Приборное оснащение стенда
Этот стенд представляет собой комплект оборудования для измерения
и контроля всех необходимых параметров.
При проведении измерений были приняты во внимание методы и
технические средства, а также рекомендации.
Температура исследуемого образца в процессе охлаждения и
температура в камере, в которой проводились исследования,
контролировались в соответствии с показаниями электрического
терморегулятора TPM-138, который имеет температурный диапазон от +30
до -90 ° C. В качестве чувствительного элемента использовались термопары
хромель-капель с диаметром соединения 0,3·10ˉ³ м.
При проведении экспериментов имели место погрешности измерений,
которые оценивались величинами относительных ошибок, выраженных в
процентах. К погрешностям относятся:
1) Погрешность при измерении температуры:
ε t =± 6%
2)
Погрешность
при
измерении
линейных
размеров
штангенглубиномером с точность 0,1мм, при величине наименьшего
измерения равного 10 мм:
ε l =± 0,1 / 5 100 1 %
Методика экспериментальных исследований
Эксперименты по охлаждению кролика, массой 1,6 кг проводились
дискретным методом, с введением снегообразного СО2 во внутреннюю
полость и без введения во внутреннюю полость. Эксперименты проводились
при температуре в камере 0 С° . Методика эксперимента при температуре в
камере 0 °С
без подачи СО2 во внутреннюю полость тушки кролика
следующая:
1. Производится взвешивание тушки кролика.
2. Помещали тушку кролика в камеру (4), предварительно установив
термопары в окорочке; в поясничную часть тушки; в передней ноге
подопытного. Сигналы с термопар поступают на электрический контроллер
температуры (1) и общий сигнал с контроллера поступает на
компьютер (2).
3.Анализируются полученные данные, и результаты эксперимента, по
которым строятся графики исследуемых зависимостей.
Отличие следующего эксперимента заключается в следующем, что во
внутреннюю полость засыпается снегообразный СО2.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
65
3.6 Аппарат для холодильной обработки тушек кролика диоксидом
углерода
Мною была разработана камера для охлаждения мяса кролика
диоксидом углерода, путем разбрызгивание через сопло форсунок. Даная
установка разрабатывалась с целью более долгого сохранения качества
продукта, быстрого и экономически выгодного охлаждения тушки кролика.
На рисунке 3.8 показан предлагаемый апорта, общий вид
Устройство состоит из неподвижного изолированного корпуса (1).
Корпус внутренней оболочки изготовлен из листа нержавеющей стали,
а корпус - из листового алюминия. Между обшивками уложенная изоляция.
На двух противоположных сторонах корпуса устройств установлены двери
изготовлены из алюминия (15), через которые подается и выходит верхний
цепной конвейер. Конвейер имеет направляющая тавру (2), которая
используется для перемещения туш кроликов (3), подвешенных на крюках
(4), с помощью транспортной цепи (5). Подача углекислого газа в аппарат
осуществляется через ряд форсунок (14), установленных на трубопроводах
(11), проложенных по всей длине. Для создания циркуляции устройства
предусмотрены осевые части от электродвигателей изолированного кожуха
газ-воздух в верхних вентиляторах (12), которые приводятся в движение
электродвигатели (13).
рисунок 3.8 холодильный опорот по обработки кролика диоксидом
углерода
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
66
рисунок 3.8 разрез Б-Б холодильного опорота по обработки кролика
диоксидом углерода
Аппарат работает следующим образом.
Потрошеная тушка кролика (3), закрепляется на крюке (4) и по
средством цепной передачи (5) подается по направляющей (2) через ворота
(16, 15) в теплоизолированную камеру (1). При движении продукта по
конвейеру (2).
Партия мясо транспортируется в камеру (1) после того ворота
закрываются отправляется сигнал на (ЧПУ)а затем на реле времени которая
подает сигнал на запуск конвейера. После этого жидкий диоксид углерода
подастся через форсунки магистраль (11) на форсунки (14).
Для интенсивности охлаждение мяса используют вентиляторы (12)
Разбрызгиваемый из ряда форсунок (14) газ с частичками твердого СО2
попадает на поверхность тушки и тем самым отводит тепло, позволяет
ускорить процесс охлаждение. Для создания равномерного температурного
распределения (снега) и увеличить скорости охлаждения тушек аппарате
используют вентиляторы (12), работающие от электродвигателей (13).
После излишки снега попадая на ленточный конвейер (6) удаляется в
подпольный бункер (7) где после сублимирует и откачивается через
трубопровод (8) направляется в систему. Часть снега подогревается
электронагревателями(9) для более интенсивной сублимации диоксида
углерода. После завершения цикла реле времени открывает двери и партия
охлаждённых кроликов покидает зону охлаждения.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
67
Данное устройство обеспечивает снижение расхода диоксида углерода
и времени холодильной обработки кролика. Конструкция аппарата позволяет
внедрятся в классические технологии по обработки мяса кролика.
(Аппарат модернизировать под эксперимент)
С целью определения оптимального варианта работы аппарата и
внедрения его в промышленость на нем были проведены исследования по
охлаждению тушек кролика массой 3 кг.
2. Тушка подается на цепной конвейер, поступая в камеру запускается
цикл охлаждения до температуры (+4 - 0) градусов , без циркуляции воздуха
в камере.
3. Следующим
процессам исследуем цикл с установленным
циркуляцией воздуха до 10 м/с
4. после проведённых этапов, сравниваем расход диоксида углерода и
затраченное время на охлаждение мяса кролика, делаем вывод.
5. Предложить технологию:
1. Убой, потрошение;
2. Охлаждение на цикличном конвейере;
3. Транспортировка в упаковке или без;
4. Реализация в торговой сети.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
68
3.7 Исследование процесса холодильной обработки тушки кролика
Термограмма процесса охлаждения тушки кролика без использования
снегообразного диоксида углерода при температуре в камере 0оС
представлена на рис.3.9.
Окорок
Поясничная часть
Передняя нога
Температура t (С°)
25
20
15
10
5
0
0
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120
Время ῖ (мин)
Рис.3.9 Термограмма охлаждения тушки кролика 1.6 кг. при температуре в
камере 0°С.
Время охлаждения составило 120 минут. В процессе данного
эксперимента нами проводилась фиксирование температуры через термопары и
вывод их на электрический контролер температуры.
В конце эксперимента температура колеблется примерно от 0,8 до 1,4°С.
В верхней точке тушки температура составила 1°С.
Температура в окорчке составила 1,4°С.
Термограмма процесса охлаждения тушки кролика с засыпанным СО2
массой 1,6 кг при температуре в камере 0°С и схема установки термопар
представлена на рис. 3.10.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
69
Охлаждение с СО2
Окорок
Поясничная часть
Передняя нога
Температура t(С°)
20
15
10
5
0
0
25
50
75
Время ῖ (мин)
Рис 3.10 Термограмма охлаждения тушки кролика с использованием
снегообразного диоксида углерода при массе тушки кролика 1,6 кг. при
температуре в камере 20 С°.
Время охлаждения составило 80 минуты, при этом было засыпанно
диоксида углерода примерно 0,200 кг. В процессе эксперимента нами
производилась регистрация температур в тушке кролика.
В конце сублимации СО2 температура колеблется примерно от
0 С°-0,1 С°.
На верхней поверхности температура составила 0,1 °С.
Температура в окорочке на момент окончания сублимации составила
0°С.
Исследовав и проанализировав полученные термограммы можно
сделать вывод, что охлаждение с использование снегообразного диоксида
углерода лучше, чем без него. В первом опыте охлаждение происходило
естественным путем и на охлаждения было затрачено два часа. Во втором же
опыте было добавлено немного снегообразного СО2 и на охлаждение в этом
случае было затрачено всего лишь один час и двадцать минут. После
проделанных опытов сразу же была видна более ускоренная динамика во
втором опыте, нежели чем в первом. И по полученным данным можно
сказать, что второй способ охлаждения эффективен, чем первый и имеет
место быть.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
70
Заключение
Благодаря выполненной работе было достигнуто оптимальное
размещение камер термообработки и хранения различных продуктов.
Система использует современное оборудование для автоматизации
работы холодильного агрегата и создания благоприятных условий труда для
персонала.
Воздушные конденсаторы выбраны для отвода тепла от конденсата.
В камерах хранения замороженных и охлажденных продуктов
установлены воздухоохладители, которые обеспечивают более равномерное
распределение температуры воздуха в камере, высокое значение
коэффициента теплопередачи от продуктов к воздуху при их термообработке
и повышение безопасности холодильной установки.
Проект установки по переработке мяса кролика в городе АнжероСудженск Кемеровской области был выполнен в соответствии с
требованиями современного дизайна холодильного оборудования.
Холодильник рассчитан на круглогодичное обслуживание жителей.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
71
Список литературы
1.
Гоголин А.А. и др. Проектирование холодильных сооружений.
Справочник. – М.: Пищевая промышленность, 1978.
2.
Кирюхюна А.Н. Организация, планирование производства:
Методическое указание по выполнению курсовой работы для студентов
специальности 101700 «Холодильные, криогенные установки и системы
кондиционирования» всех форм обучения. Кем. ТИПП – Кемерово 2003, 20с.
3.
Комарова Н.А. Холодильные установки: учебное пособие.
Ч.1.Кн.2./Н.А.Комарова, Кемеровский технологический институт пищевой
прмышленности.-Кемерово,2006-120с.
4.
Комарова Н.А. ,Усов А.В. Холодильные установки: Часть III.
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности.Кемерово 2004.-108с.
5.
СНиП II 23-01-99 Строительная климотология. Введ. 01.01.2000.М.:
Госстрой России, 1999.-71с.
6.
Проектирование холодильных сооружений. Справочник / Под
ред. А.В.
7.
Быкова – М.: Пищевая промышленность, 1987. – 356 с.
8.
Крылов Е.С. Холодильные установки . – Учебник для студентов
вузов специальности « Техника и физика низких температур» , 2004. – 572с.
9.
Ю. А. Фирсова, А. Г. Сайфетдинов Проектирование и
эксплуатация холодильных установок: «Учебное пособие» Казань
Издательство КНИТУ 2016. – 128с.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
ВКР.ПХМ-161.006.012.ПЗ
72
Отзывы:
Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв