Text
                    ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ
НАУЧНО ТЕХНИЧЕСКИЙ
И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ
ЖУРНАЛ-ПРИЛОЖЕНИЕ
ГОСУДАРСТВЕННОГО
АГРОПРОМЫШЛЕННОГО
КОМИТЕТА СССР
ИЗДАЕТСЯ С 1923 ГОДА
МОСКВА ВО "АГРОПРОМИЗДАТ"
О
1П1/ЛШТ11
ТЕХНИКА Q 1987
СОДЕРЖАНИЕ
РЕШЕНИЯ ИЮНЬСКОГО A987 Г.) ПЛЕНУМА
ЦК КПСС — В ЖИЗНЬ!
Богатырев А. Н. Совершенствование управления
холодильным хозяйством страны — коренной вопрос
перестройки его работы 2
1 К 70-ЛЕТИЮ ВЕЛИКОГО ОКТЯБРЯ
Талызин В. В. План двух лет двенадцатой пятилетки —
к юбилею Великого Октября 6
ХОЛОД - НА СЛУЖБЕ АПК
|Попов В. П. |, Маяковский Ю. В., Ломакин В. Н.
Новая система воздухораспределения для камер
однофазного замораживания мяса 84
Дымшиц А. И. Системы воздухораспределения
плодоовощных холодильников 10
Боков А. Е., Андрющенко Е. Ю. Математическое
моделирование работы воздухоохладителя ВОГ-250 в
условиях камеры однофазного замораживания мяса 11
Коковихин А. В. Оценка эффективности систем воздухо- ^^^
распределения в грузовом помещении рефрижератор- /j
ных вагонов ' ' 4-8^
I Хмаладзе О. Ш. Технико-экономический анализ
воздухоохладителей 22
ЭКОНОМИЯ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
И МАТЕРИАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ
Дорош В. С, Захаров В. Ю., Машницкий В. Г.
Повышение энергетической эффективности работы судового
высокооборотного герметичного холодильного
компрессора 26
Оносовский В. В., Лещенко В. Ф. Оптимизация
холодильной установки с оборотным водоснабжением 31
НАУКА, ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ
Аникин А. И., Данилова Г. Н. Расчет коэффициента
теплоотдачи при кипении масло-фреоновой смеси на
пучках гладких труб 36
Бражников С. М., Волынец А. 3., Шатный В. И.,
Родионов С. Н. Особенности расчета процесса сублимации
гранулированного продукта 39
Новинки холодильной техники
Ивахнов В. И., Тихомирова Л. Н., Божков А. Н.,
Артамонов С. А. Электропарогенератор СПП-25 43
ОБМЕН ОПЫТОМ
Кладий А. Г., Черненькая Л. Г. Повышение
эффективности производства мороженого на Рижском молочном
комбинате 46
Иванов О. П., Мамченко В. О., Круглое Г. А.,
Литвинов Э. Н. Опыт эксплуатации аммиачного
пластинчатого конденсатора 48
В ПОМОЩЬ ПРАКТИКУ
Дуганов А. Г., Яланский О. В. Совершенствование
эксплуатации рефрижераторных секций Брянского
машиностроительного завода 50
Изобретения 25, 35, 45, 52, 55, 59, 61
КРИТИКА И БИБЛИОГРАФИЯ
Ионов А. Г., Румянцев Ю. Д. Издано впервые
В МЕЖДУНАРОДНОМ ИНСТИТУТЕ ХОЛОДА
Гиндлин И. М. Из Бюллетеня МИХ
ЗА РУБЕЖОМ
Каминьски В. Холодильное хозяйство и
продовольственное снабжение мира
СПРАВОЧНЫЙ ОТДЕЛ
Михайлов Ю. П., Клецкий А. В. Термодинамические
свойства смеси хладагентов R12/R13 в состоянии
насыщения
РЕФЕРАТЫ
53
56
57
CONTENS
DECISIONS OF JUNE A987) PLENUM OF CC CPSU -
INTO LIFE!
Bogatyrev A. N. Improvement of Management of
Refrigerating Economy of Country-Key Problem of
Reconstructing Its Work
TOWARD 70th ANNIVERSARY OF GREAT OCTOBER
Talyzin V. V. Plan of Two Years of Twelfth Five-Year
Period by Jubilee of Great October
REFRIGERATION FOR AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX
1 Popov V. P. |t Mayakovsky Yu. V., Lomakin V. N. New
Air Distribution System for Rooms of Single-Phase
Meat Freezing
Dymshits A. I. Air Distribution Systems for Fruit-And-
Vegetable Cold Stores
Bokov A. E., Adryushchenko E. Yu. Mathematical
Simulation of VOG-250 Air Cooler Operation in Rooms of
Single-Phase Meat Freezing
Korovikhin A. V. Assessment of Effectiveness of Air
Distribution Systems in Cargo Compartment of
Refrigerated Railcars
Khmaladze O. Sh. Technical-And-Economic Analysis of
Air Coolers
ECONOMY OF FUEL-ENERGY AND MATERIAL
RESOURCES
Dorosh V. SM Zakharov V. Yu., Mashnitsky V. G. Increase
of Energy Effictiveness of Marine High-Speed Hermetic
Refrigerating Compressor
Onosovsky V. V., Leshchenko V. F. Optimization of
Refrigerating Plant With Circulating Water Supply
SCIENCE, ENGINEERING, TECHNOLOGY
Anikin A. I., Danilova G. N. Calculation of Heat-Transfer
Coefficient at Boiling of Oil-Freon Mixture in Bundles
of Plain Pipes
Brazhnikov S. M., Volynets A. Z., Shatny V. I., Rodio-
nov S. N. Specific Features of Calculating Process of
Sublimating Granulated Product
Novelties of Refrigerating Engineering
Ivakhnov V. I., Tikhomirova L. N., Bozhkov A. N., Arta-
monov S. A. Electric Vapour Generator SPP-25
PRACTICE EXCHANGE
Klady A. G., Chernenkaya L. G. Increase of Effectiveness
of Ice Crean Production at Riga Dairy Combine
Ivanov O. P., Mamchenko V. O., Kruglov G. A., Litvi-
nov E. N. Experience of Operating Ammonia Plate
Condenser
ASSISTANCE TO PRACTICAL WORKER
Duganov A. G., Yalansky O. V. Improvement of Operating
Refrigerated Sections at Bryansk Machine-Building
Plant
50
25, 35, 45, 52, 55, 59, 61
53
Inventions
BOOK REVIEW
lonov A. G., Rumyantsev Yu. D. First Published
AT INTERNATIONAL INSTITUTE OF REFRIGERATION
Gindlin I. M. From Bulletin of IIR
ABROAD
Kaminski V.
Supply
REFERENCE DATA
Mikhailov Yu. P., Kletsky A. V. Thermodynamic Properties
of Refrigerant Mixture R12/R13 at Saturation
SUMMARIES
Refrigerating Economy and World Food
56
© BO
1987 r.
«Агропромиздат», «Холодильная техника»


Решения июньского A987 г.) Пленума ЦК КПСС — в жизнь/ Сейчас перед нами в качестве первоочередной, неотложной задачи стало создание целостной, эффективной, гибкой системы управления экономикой. Из доклада Генерального секретаря ЦК КПСС М. С. ГОРБАЧЕВА на Пленуме ЦК КПСС 25 июня 1987 года УДК 621.565.92:658.011.46 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ ХОЛОДИЛЬНЫМ ХОЗЯЙСТВОМ СТРАНЫ — КОРЕННОЙ ВОПРОС ПЕРЕСТРОЙКИ ЕГО РАБОТЫ А. Н. БОГАТЫРЕВ, заместитель начальника Управления агропромышленного комплекса ГКНТ СССР, председатель ЦП НТО пищевой промышленности В Постановлении июньского A987 г.) Пленума Центрального Комитета КПСС отмечено, что ключевой задачей перестройки, важнейшим условием ускорения социально-экономического развития страны является радикальная реформа управления экономикой. Переход на целостную систему управления должен обеспечить придание экономике нового динамизма и качества, удовлетворение потребностей общества через максимальное использование достижений научно-технического прогресса, решительный переход от преимущественно административных к преимущественно экономическим методам руководства на всех уровнях. Естественно, что, переходя на новые методы управления экономикой, нельзя, как подчеркивал на Пленуме Генеральный секретарь ЦК КПСС М. С. Горбачев, обойтись без основательного совершенствования организационных структур. Сказанное в полной мере относится и к холодильному хозяйству страны, необходимость улучшения управления которым явно назрела. Об этом свидетельствует тот факт, что, несмотря на значительный рост в последние годы холодильных емкостей, потери скоропортящихся продуктов питания при уборке, хранении, переработке, транспортировке и реализации все еще высоки: 15—20 % продовольствия, а порой и более, продолжает теряться на пути от полей и ферм до прилавков магазинов, т. е. увеличение капитальных вложений в строительство холодильников не дает должного эффекта. Объясняется такое положение прежде всего нерациональным использованием холодильных емкостей, которое в последнее десятилетие даже ухудшилось. Так, в 1985 г. в максимальный по загруженности месяц оно составило 69,4 % против 90,8 % в 1975 г. Оборачиваемость емкостей камер замораживания уменьшилась со 109 в 1975 г. до 89 в 1985 г. В результате при росте емкостей холодильников в 1,45 раза поступление грузов на хранение за последние 10 лет увеличилось всего лишь на 8 %. В отдельных республиках эти показатели еще хуже. Например, в Грузинской ССР при росте емкостей холодильников в 2,3 раза объем поступления грузов на хранение вырос лишь на 6 %, а в Казахской ССР даже уменьшился на 4 % при увеличении емкости на 43 %. Снижение эксплуатационных показателей использования емкостей холодильников свидетельствует о том, что прирост их за 1975—1985 гг. не был достаточно хорошо обоснован. Скорее всего, это результат низкого уровня планирования и разобщенности в инвестиционной политике в развитии холодильной сети по различным министерствам и ведомствам. В настоящее время холодильники емкостью более 100 т имеются в 24 министерствах и ведомствах. Из них 49,7 % принадлежит Госагропрому СССР, 25,9 — Минторгу СССР, 10,6 — Минрыбхозу СССР, 10,1 % — Центросоюзу. Загрузка их продукцией весьма неравномерна как по ведомствам, так и по регионам. Так, если в Латвийской ССР в 1985 г. на холодильниках торговли она составляла 31 %, а Центросоюза — 48,5 % при средней по республике 47,4 %, то на холодильниках Белорусской ССР достигала 79,7 %, а Армянской ССР — 88,6 %. Причем независимо от степени загруженности камер продуктами холодильные предприятия круглый год содержат полный штат обслуживающего персонала. Практически всегда камеры находятся в рабочем состоянии, что приводит к значительным потерям электроэнергии, так как расход ее на выработку холода состав- 2
ляет более 50 % расхода электроэнергии всеми перерабатывающими отраслями агропромышленного комплекса. Ведомственный подход к строительству и эксплуатации холодильников, различия в научно-технической политике, организации дела, отсутствие единой генеральной схемы развития, размещения и рекднструкции холодильных предприятий в стране значительно снижают отдачу от капиталовложений на развитие холодильной отрасли. В результате неэффективной эксплуатации холодильников ежегодно недоиспользуется до 2,0 млн. т холодильных емкостей. А это значит, что при сложившемся в последние годы четырехкратном грузообороте полное использование их обеспечило бы хранение в оптимальных условиях до 10—12 млн. т скоропортящихся грузов и сокращение их потерь на 2—^3 %. Несмотря на недоиспользование емкостей холодильников, ни одно из министерств и ведомств, включая Госагропром СССР, не смогло существенно расширить межотраслевое производство охлажденных и быстрозамороженных плодов и овощей, а также многокомпонентных готовых продуктов питания и полуфабрикатов, как это предусматривается Продовольственной программой страны. В то же время имеющиеся емкости .холодильных камер при дополнении их цехами по подготовке и холодильной обработке мясных, молочных продуктов, картофеля, плодов, овощей, многокомпонентных наборов, различных полуфабрикатов и готовых блюд позволяют организовать производство 1—1,5 млн. т охлажденных и быстрозамороженных продуктов в год. Сложившийся узковедомственный подход к развитию холодильного хозяйства привел к тому, что вместо современных крупных холодильников многоцелевого назначения построено много средних и мелких. В частности, в Москве насчитывается 49, Ленинграде — 23, Киеве — 20, Горьком — 10, Свердловске — 8, Астрахани — 12, Воронеже — 6 холодильников различной вместимости и назначения, которые используются весьма неравномерно. В стране создана и продолжает расширяться сеть дорогостоящих маломеханизированных холодильников малой емкбсти в зонах, где рациональнее возводить более крупные и экономичные холодильники или расширять действующие. Холодильники емкостью до 500 т, составляющие 47 % от общего количества холодильников р стране, невозможно полностью механизировать и автоматизировать. Их строительство и эксплуатация экономически оправданы только в отдаленных районах. Не уделяется должного внимания строительству холодильников в местах производства сельскохозяйственной продукции, особенно в Узбекской, Таджикской, Киргизской и Казахской союзных республиках. Много холодильников предназначено для сезонных целей, например для хранения фруктов, овощей. Камеры этих холодильников значительную часть года пустуют. Однако из 2,9 млн. т холодильных емкостей, предназначенных для хранения фруктов и овощей, всего лишь 0,35 млн. т емкостей имеют минусовые температуры. В итоге треть всех холодильных емкостей страны используется крайне неэффективно. С небольшими дополнительными затратами часть из них можно было бы эксплуатировать непрерывно в течение года в режимах хранения охлажденных (+2 °С) и замороженных (до —25 °С) продуктов. Однако практика строительства новых и эксплуатация имеющихся холодильников в расчете на использование их емкости только по ведомственному назначению сводит на нет эту возможность. Строительство современных многоцелевых холодильников с низкотемпературными камерами устранило бы эту диспропорцию и позволило хранить в них продукты различных видов (например, рыбу и мясо). Централизованно оценкой состояния холодильников, организацией их ремонта, реконструкции и технического перевооружения с применением современных, наиболее прогрессивных технических решений в стране никто не зяниааядтгя У В государственных интересах требуется строгое регулирование развития холодильного хозяйства, разработка единой схемы рационального размещения холодильных предприятий на ближайшее время и перспективу. Проектированием и строительством холодильников в стране занимаются более чем 50 неспециализированных проектных и множество строительных организаций. Каждая из них решает технические вопросы в меру квалификации кадров и своих, часто ограниченных, местных возможностей. Это вызывает удорожание проектирования, строительства и эксплуатации холодильников. Отсутствие межотраслевого органа управления холодильным хозяйством страны привело к тому, что заказчиками на разработку отечественного холодильного оборудования стали многие министерства и ведомства. Г 3
Крупное серийное производство технологического холодильного оборудования в стране не организовано. Его разрабатывают и изготовляют для собственных нужд различные министерства и ведомства, как правило, малыми сериями на плохо оснащенных экспериментальных машиностроительных заводах с объемом товарной продукции 1—2 млн. руб/год. Основная потребность страны в этом оборудовании, в особенности для агропромышленного комплекса, удовлетворяется за счет импорта. Закупка холодильного оборудования за рубежом осуществляется по несогласованным заявкам различных министерств и ведомств, вследствие чего в стране эксплуатируются небольшие партии и единичные образцы различных видов холодильного оборудования, десятки тысяч запасных частей для которого не воспроизводимы отечественной промышленностью. Отсутствие единого заказчика холодильного оборудования и охлаждаемых транспортных средств обусловило нерациональную систему транспортировки замороженных продуктов. Менее 10 % охлажденных грузов перевозится авторефрижераторами. Доля одиночных железнодорожных рефрижераторных вагонов неуклонно сокращается. В парке железнодорожного холодильного транспорта рефрижераторные секции составляют! 66 %. Перевозка охлажденных грузов этими секциями обусловливает дополнительные перевалки, привлечение неспециализированного транспорта и грузчиков для передачи грузов получателям малых партий, ухудшение качества и необоснованные дополнительные потери. Ведомственная разобщенность сдерживает разработку и внедрение прогрессивных транспортных средств (автономных рефрижераторов, контейнеров с азотным, машинным, углекислотным охлаждением). Ни одно министерство или ведомство на сегодняшний день не составляет перспективных, текущих и оперативных планов размещения по регионам запасов скоропортящейся продукции различных видов. Это, а также нескоординированность работы разных отраслей порождают встречные перевозки, многозвенность прохождения грузов, перегрузку одних и недогрузку других холодильников, неэффективное6'размещение запасов, нерациональное использование парка железнодорожного холодильного транспорта. Повышенные потери продуктов вызываются также нарушением температурных и технологических режимов в холодильной цепи. В разных отраслях применяются различные температуры хранения продуктов. Так, температура в камерах хранения замороженного мяса составляет: в мясной промышленности —12-= 18 °С, в рефрижераторных железнодорожных вагонах —6-1 12°С, в авторефрижераторах —10°С, на холодильниках торговли —18—= 23 °С. Несоответствие температурных режимов обусловливает размораживание, повторное замораживание, а в результате снижение качества продукции в процессе доведения ее до потребителей. Дополнительные ежегодные потери мяса из-за домораживания достигают огромных размеров. В Министерстве путей сообщения СССР, Министерстве автомобильного транспорта РСФСР и Министерстве торговли СССР в качестве норм потерь при хранении продуктов утверждены нормы потерь, разработанные бывшим Минмясомолпромом СССР для процессов интенсивной холодильной обработки парного мяса, что совершенно неправильно. Прямые убытки государства от применения завышенных норм потерь оцениваются в 94 млн. руб. Учет материальных ценностей, основных и вспомогательных материалов, энергопотребления на холодильниках разных отраслей, а также хранящихся и транспортируемых продуктов не имеет единообразия, поставлен на низком уровне, что создает предпосылки для злоупотреблений и бесхозяйственности. В целях коренного улучшения функционирования холодильного хозяйства страны, проведения единой технической политики в области проектирования, строительства и эксплуатации холодильников, рационального использования искусственного холода при производстве, хранении, транспортировке и реализации пищевых продуктов для снижения их потерь представляется необходимым централизовать управление холодильной промышленностью. Центральным органом управления могла бы стать хозрасчетная организация типа Всесоюзного научно-производственного объединения по проблемам холодильного хозяйства при Госагропроме СССР. В непосредственное подчинение объединению следовало бы передать из других министерств и ведомств часть холодильных предприятий, машиностроительных заводов, специализированных транспортных средств и др. На такое объединение должны быть возложены следующие обязанности: 4
общее методическое, нормативно-техническое и непосредственное оперативно-хозяйственное руководство холодильным хозяйством на основе хозрасчетного управления подчиненными предприятиями и организациями; долгосрочное прогнозирование, планирование и развитие холодильной промышленности и холодильного тоанспорта в стране; проведение единой организационной и научно-технической политики в области использования холода в пищевых отраслях, сельском хозяйстве, торговле, быту и на транспорте; выполнение функции заказчика проектов и строительства непосредственно подчиненных ему холодильников; осуществление функции общесоюзного заказчика и распределителя оборудования, приборов, материалов для холодильного хозяйства; организация производства, экспорта и импорта охлажденных и быстрозамороженных продуктов животного и растительного происхождения и др. Одновременно в системе Минхиммаша СССР целесообразно создать производственно-научное объединение холодильного машиностроения, которое бы отвечало за своевременное и полное удовлетворение потребности в холодильном оборудовании АПК и других отраслей народного хозяйства, за повышение его технического уровня и улучшение качества, а также проведение единой технической политики в холодильном машиностроении. Аналогичное объединение, ответственное за разработку и внедрение современного технологического холодильного оборудования, следует организовать в системе Мин- легпищемаша СССР. Для координации работ по развитию научно-технического прогресса в холодильном хозяйстве страны необходимо преобразовать Научный совет по холоду при ГКНТ СССР в межведомственный Научный совет по проблемам холодильной техники и технологии при ГКНТ СССР. Следует также рассмотреть вопрос об усилении холодильных служб в Госагро- проме СССР и Госагропромах союзных республик. Представляет интерес опыт Венгерской Народной Республики, где в 1963 г. примерно 65 % холодильных емкостей было сосредоточено в одном объединении. На его предприятиях работает 4200 человек, в аппарате — 140 человек. На 10 холодильниках объединения за год изготовляется приблизительно 100 тыс. т быстрозамороженных продуктов и хранится на условиях аренды около 300 тыс. т замороженных мяса, птицы и других продуктов. Ежегодно 50 тыс. т быстрозамороженных продуктов экспортируется в 23 страны мира. Это приносит до 30 млн. долларов прибыли и позволяет через фирмы-покупатели непрерывно следить, изучать и быстро внедрять в Венгрии организационный и научно-технический опыт зарубежных стран по производству и переработке сельскохозяйственных продуктов с использованием холода. Положительный опыт накоплен и в других странах. Так, в Германской Демократической Республике успешно осуществляет научно- производственную деятельность комбинат «ИЛКА», в производственную программу которого входит создание и производство оборудования для холодильной обработки пищевых продуктов. Комбинат объединяет 17 предприятий с общей численностью персонала 20 тыс. человек. До 70 % выпускаемого оборудования — это собственные разработки. Высокий технический уровень оборудования и широкие масштабы его производства позволяют, наряду с удовлетворением внутренних запросов, экспортировать продукцию во многие страны мира. Несколько лет назад в Чехословацкой Социалистической Республике было создано холодильное объединение «Хепос». Оно включает 15 предприятий, в том числе научно- исследовательские институты, например НИИ пищевой и холодильной техники в г. Градец Кралове. Объединение «Хепос» является машиностроительной фирмой и может выполнять заказы на высоком техническом уровне, способном удовлетворить любого заказчика. По мнению экспертов и ряда ведущих советских ученых и специалистов в области холодильной техники и технологии, централизация управления холодильным хозяйством создаст реальные предпосылки для ее сбалансированного развития, улучшения использования емкостей холодильных предприятий, расширения производства охлажденных и быстрозамороженных продуктов, позволит сократить потери сельскохозяйственного сырья и улучшить структуру питания населения.
К 70-летию Великого Октября ПЛАН ДВУХ ЛЕТ ДВЕНАДЦАТОЙ ПЯТИЛЕТКИ — К ЮБИЛЕЮ ВЕЛИКОГО ОКТЯБРЯ В. В. ТАЛЫЗИН Каждый новый день приближает нас к знаменательному событию — 70-летию Великой Октябрьской социалистической революции. По установившейся доброй традиции советские люди стремятся отметить его новыми достижениями в труде. В ответ на Об-, ращение ЦК КПСС к советскому народу развернулось соревнование за достойную встречу юбилея Великого Октября. Коллектив московского экспериментального завода «Хладопродукт» № 1 ВНИКТИ- холодпрома, отвечая конкретными делами на решения XXVII съезда КПСС и последующих Пленумов ЦК КПСС, успешно завершил выполнение плана и социалистических обязательств 1986 г. — первого года двенадцатой пятилетки. Рабочие, инженерно-технические работники и служащие завода, поддерживая курс партии на ускорение социально-экономического развития советского общества, приняли повышенные социалистические обязательства по досрочному выполнению заданий двенадцатой пятилетки в честь 70-летия Великого Октября. Путем ускорения научно-технического прогресса, внедрения нового оборудования, интенсификации производства, совершенствования управления и организации производства решено превысить установленное на 1987 г. задание по выпуску товарной продукции на 4,3 %, росту производительности труда — на 4,3 %, добиться снижения ручного труда на 1,3 %. За счет режима экономии, рационального использования сырья, материалов и топливно-энергетических ресурсов сверх плана снизить себестоимость выпускаемой продукции на 0,3 %. Принимая непосредственное участие в реализации комплексной программы развития производства товаров народного потребления и сферы услуг, работники завода обязались выпустить продукции сверх плана на сумму 285 тыс. руб. Сверхплановая продукция будет выработана из сэкономленного мясного сырья A50 т) при производстве пельменей «Крестьянские» и котлет «Любительские» за счет введения овощных добавок. В результате рационального ведения хозяйства во всех звеньях производственного процесса намечено сэкономить 7 тыс. кВт-ч электроэнергии, 50 Гкал B10 ГДж) тепловой энергии, собрать и реализовать сельскому хозяйству для откорма скота и птицы 50 т отходов растительного масла, 30 *г костного (бульонного) жира. " От внедрения новой техники и совершенствования технологии, автоматизации и механизации производственных процессов ожидается получение экономического эффекта на сумму 80 тыс. руб. Позади первое полугодие текущего года. Подводя его итоги, можно сказать, что коллектив завода успешно трудится в юбилейном году. По сравнению с первым полугодием 1986 г. производительность труда возросла на 12,8 %. Полугодовой план по выпуску товарной продукции выполнен на 110% (прирост к прошлому году 112,5%), реализовано продукции на 3,8 млн. руб., из них на 256 тыс. руб. сверх плана. Выработано 1184 т быстрозамороженных мясных блюд, что составило 109,8 %. Договорные поставки выполнены полностью. Сверх установленного плана получено 86 тыс. руб. прибыли. Достигнуто снижение себестоимости продукции на 1,3 % против плана. За шесть месяцев при производстве пельменей «Крестьянские» F56 т) и котлет «Любительские» A69 т) сэкономлено более 100 т мяса. За этот же период сэкономлено 4 тыс. кВт-ч электроэнергии, 24 Гкал A00,6 ГДж) тепловой энергии. Собрано и реализовано сельскохозяйственным организациям Московской области 34,5 т отходов растительного масла и 16,3 т костного жира. 6
Костный жир применяется и в производстве быстрозамороженных блюд вместо свиного жира. Внедрение новой техники и технологии дало возможность получить экономический эффект в размере 45 тыс. руб., а от реализации рационализаторских предложений — 9 тыс. руб. С большим энтузиазмом трудился коллектив в день Ленинского коммунистического субботника. Было выработано 41 тыс. порций быстрозамороженных блюд и 6,2 т пельменей на сумму 30,4 тыс. руб. (при дневном плане 27,0 тыс. руб.). В фонд субботника перечислено 3,5 тыс. руб. прибыли и 2,8 тыс. руб. фонда заработной платы. С 1 января 1987 г. завод перешел на трехсменную работу. Комплексные бригады проводят в ночную смену все подготовительные операции — мойку и наладку оборудования, подготовку полуфабрикатов. Это дает им возможность интенсифицировать производственные процессы в дневную и вечернюю смены. В результате выработка готовой продукции возросла более чем на ю %. Среди передовых следует отметить бригады пельменного цеха, возглавляемые М. В. Громовой и А. Н. Ковалевой, бригады М. Л. Артамоновой и Т. М. Галкиной в цехе быстрозамороженных блюд. Они добились полной взаимозаменяемости и сменное задание выполняют на 120—130 %. На. собрании по случаю вручения коллективу завода за трудовые успехи в прошедшем году переходящего Красного Знамени ЦК КПСС, Совета Министров СССР, ВЦСПС и ЦК ВЛКСМ рабочими с одобрением была встречена идея, исходившая от Куйбышевского РК КПСС, обеспечить горячим питанием предприятия района, перешедшие на двух-трехсменную работу, поставляя им быстрозамороженные готовые блюда. При условии оперативного решения организационных вопросов — оснащения предприятий нагревательными установками, определения потребностей каждого предприятия, выделения дотаций на питание рабочих — завод сможет начать обслуживание предприятий района уже в текущем году. В дальнейшем предусматривается включить в сферу обслуживания предприятия и других районов Москвы. Для осуществления этого важного мероприятия необходимо улучшить положение с поставками сырья. За последний год завод стал испытывать в этом немалые трудности, что объясняется плохой организацией снабжения со стороны Госагропрома СССР. Воплощая в жизнь программные установки и требования партии, следуя генеральному курсу на ускорение и перестройку, коллектив приступил в 1986 г. к реконструкции и техническому перевооружению завода в целях увеличения в 2 раза к концу двенадцатой пятилетки объемов производства быстрозамороженных мясных готовых блюд на существующих производственных площадях. Проведен начальный этап работ, созданы предпосылки для наращивания объемов выпуска быстрозамороженных блюд. Прессовое отделение переведено из основного цеха быстрозамороженных блюд в подвальное помещение, частично заменено изношенное и морально устаревшее импортное оборудование для расфасовки и упаковки мясных готовых блюд на отечественное, более производительное. В результате создан резерв увеличения мощностей более чем на 20 %. В настоящее время идет подготовка к приемочным испытаниям нового отечественного технологического оборудования для производства быстрозамороженных блюд: печи А1-ФОФ для обжарки во фритюре, скороморозильного туннеля непрерывного действия ЯЮ-ФАМ. Однако испытания и освоение этого оборудования затягиваются по вине заводов-изготовителей, ответственных за подготовку его к работе. Год длятся рабочие испытания печи, в ходе которых вскрывается много недоработок. Столько же времени тянется сборка скороморозильного туннеля. Из-за неподготовленности оборудования уже несколько раз переносились сроки сдачи его межведомственной комиссии. Начаты реконструкция и техническое перевооружение холодил ьно-компрессорного цеха с тем, чтобы улучшить обеспечение искусственным холодом. В двенадцатой пятилетке на заводе планируется организация производства новых видов мясной продукции в упаковке из облегченного алюминия типа «стералкон- ламистер». Большое внимание уделяется рациональному использованию сырья, экономии мясных ресурсов, разработке и внедрению безотходных технологий. Совместно с лабораторией «Поиск» ВНИКТИхолодпрома в течение последних трех лет изучается возможность использования в производстве мясных готовых блюд невызревшего лука острых сортов. Исследуется качество нетоварного лука при длительном круглогодичном хранении в охлажденном и замороженном виде, физико-химические и микробиологические показатели этого нового дополнительного источника сырья. Разрабатывается нормативно-техно- 7
логическая документация и технологическая инструкция по его применению в производстве быстрозамороженных мясных готовых блюд и полуфабрикатов. Применение невызревшего (нетоварного) лука по разработанной на заводе технологии даст возможность мясной промышленности только в центральной зоне РСФСР получить экономический эффект более 4 млн. руб. В 1987 г. планируется освоить выпуск новых видов быстрозамороженных блюд с частичным использованием растительного сырья взамен мясного — «Голубцы ленивые», котлеты «Пикантные»,. Коллектив московского экспериментального завода «Хладопродукт» № 1 подходит к славной дате с хорошими трудовыми показателями, преисполненный желания ознаменовать 70-летие Великого Октября завершением плана двух лет двенадцатой пятилетки. Такое обязательство было принято, и есть все предпосылки к тому, что оно будет выполнено. НА СЛУЖБЕ А П К В публикуемой ниже тематической подборке статей освещается актуальная проблема совершенствования систем воздухораспределения в камерах стационарных холодильников и в рефрижераторных вагонах. Повышение эффективности этих систем позволит значительно сократить потери скоропортящихся продуктов от усушки при холодильной обработке, хранении и транспортировке. УДК 621.565.945.001.4:637.5.037-953 НОВАЯ СИСТЕМА ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛЯ КАМЕР ОДНОФАЗНОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ МЯСА |В. П. ПОПОВ |, канд. техн. наук Ю. В. МАЯКОВСКИЙ, В. Н. ЛОМАКИН Ведомственной комиссией Госагропрома СССР в конце 1986 г. на Омском мясокомбинате проведены приемочные испытания новой системы последовательно-спутного воздухораспределения для камеры однофазного замораживания мяса с регенерацией в ней влаги. Камера оборудована двумя постаментными воздухоохладителями Я10-ФВП. Техническая характеристика воздухоохладителя ЯЮ-ФВП Поверхность теплообмена, м2 Хладагент Шаг пластинчатого оребре- ния батарей, мм Центробежный вентилятор BUH-70-5A количество, шт. 330 Аммиак 17,5 и 13,4 2 мощность электродвигателя, кВт частота вращения, с—1 (об/мин) Расход воздуха (при чистой поверхности), м3/ч Габаритные размеры, мм длина ширина высота Масса, кг 2,2 23,7 A420) 17600 2145 1840 3080 2400 Оттаивание батарей — горячими парами аммиака и орошением водой. Проектные решения системы разработаны Северо-Кавказским отделением ВНИКТИхолодпрома и Кишиневским политехническим институтом им. С. Лазо. Воздухоохладители изготовлены Боло- ховским опытно-механическим заводом по конструкторской документации ВНИКТИхолодпрома. Монтаж системы воздухораспределения и пуско-наладочные работы выполнены Омским СМНУ треста Союзмясомолмонтаж. Система смонтирована в камере емкостью 10,2 т проходного типа с шестью нитками подвесных путей (см. рисунок), расположенной на третьем этаже холодильника в контуре блока камер замораживания. 8
^Воздухоохладители ЯЮ-ФВП установлены в проемах торцевых перегородок камеры и присоединены к насосной системе с нижней подачей аммиака от автономного циркуляционного ресивера. Охлажденный воздух поступает в межпутевые воздухораспределительные каналы постоянного статического давления, в нижней плоскости которых сделаны поперечные щели с направляющими козырьками. Выходящий из щелей воздух настилается на нижнюю плоскость канала и создает первичный поток, эжектирующий воздух из грузового объема камеры. В конце воздухораспределительного канала общий поток воздуха опускается вниз и, двигаясь вблизи пола камеры, возвращается в воздухоохладитель. При этом часть воздуха эжектирует- ся вверх, омывая полутуши, нагревается, увлажняется и затем присоединяется к первичному потоку, создавая замкнутые контуры циркуляции в грузовом объеме камеры. При смешении обоих потоков воздуха избыточная часть влаги конденсируется и оседает в виде инея по пути циркуляционного кольца. Другая часть влаги конденсируется на холодных металлических поверхностях системы воздухораспределения, поддерживая относительную влажность воздуха в рабочей зоне на более высоком уровне. На замораживание направляли парную говядину I и II категорий упитанности с температурой 35—39 °С. Продолжительность транспортировки полутуш от места мокрого туалета до весов не превышала 13 мин, а от весов до камеры замораживания составляла 4 мин. Мясо до и после замораживания взвешивали на монорельсовых циферблатных весах марки ВМЦ-1М грузоподъемностью 500 кг с ценой деления Разрез камеры однофазного замораживания мяса: 1 — загрузочный коридор; 2 — постаментный воздухоочиститель Я10-ФВП; 3 — воздухораспределитель; 4 — говяжья полутуша; 5 — разгрузочный коридор 0,5 кг, поверенных метрологической службой комбината. Перед загрузкой камеру подготавливали в соответствии с технологической инструкцией. Загружали ее вручную в течение 30—40 мин при работающих вентиляторах воздухоохладителей. Результаты контрольных опытов приведены в таблице. Продолжительность замораживания, ч Средняя температура воздуха в камере за цикл, °С Общая масса говядины, т в том числе I категории II категории Общая масса мяса повышенных кондиций (полутуши более НО кг), % Усушка мяса, % I категории (взрослый скот) I категории (молодняк) II категории Контрольные опыты № 1 30 —30 9,7 8,0 1,7 40,0 1,04 1,89 1,43 № 2 28 —28 10,4 10,4 — 11,9 1,29 * 1J1 — № 3 29 —29 10,3 10,3 — 57,2 1,27 1,36 — Средняя усушка мяса: I категории (взрослый скот) — 1,20 % (норма — 1,58 %), I категории (молодняк) — 1,65 % (норма — 1,71 %), II категории — 1,53 % (норма — 1,85 %). После окончания каждого цикла замораживания теплообменная поверхность воздухоохладителей была в удовлетворительном состоянии. Толщина слоя инея на поверхностях второй и третьей батарей по ходу движения воздуха не превышала 5Щ чччГчччччччччччччч^^чУччччЧччччччччУччччУччччч^ хш? 3500 аооо\
1—2 мм. Расход воздуха через воздухоохладитель в начале цикла замораживания составил 17 600 м3/ч, в конце цикла — 15 820 м3/ч, т. е. уменьшился приблизительно на 9%. Продолжительность комбинированного оттаивания горячими парами и орошением теплой водой после завершения цикла замораживания от 7 до 10 мин. По результатам испытаний новой системы воздухораспределения приемочная комиссия рекомендовала ее к широкому внедрению на предприятиях отрасли. Опытные образцы постаментных воздухоохладителей ЯЮ-ФПВ признаны работоспособными и предложены для серийного производства. Комиссия одобрила проектные решения. Новая система воздухораспределения для камер однофазного замораживания мяса проста в изготовлении и надежна в работе. Она пригодна для камер замораживания как с минимальными строительными высотами, так и имеющих технические этажи, и может быть использована при техническом перевооружении и реконструкции действующих и при проектировании новых холодильников. УДК 725.355:631.243.5 СИСТЕМЫ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОДООВОЩНЫХ холодильников А. и. дымшиц Отдел комплексного проектирования № 3 Укргипроторга разработал ряд проектов плодоовощных холодильников с различными системами воздухораспределения, обеспечивающими улучшение условий хранения и создание оптимальных температурно- влажностных условий в холодильных камерах. Так, например, в проекте овощехранилища емкостью 4200 т для плодоовощной базы в г. Севастополе предусмотрена система воздухораспределения (рис. 1) с равномерной горизонтальной подачей воздуха в межконтейнерное пространство при помощи гибких разъемных опускных воздуховодов с регулируемыми щелями (рис. 2). Размеры кольцевых щелей определяют с учетом обеспечения равномерной раздачи воздуха через воздуховоды постоянного сечения [2]. Скорость выхода воздуха из щелей 1 м/с. Данная система воздухораспределения объединяет преимущества аналогичных -2500м3/ч Наружный боздул 10000 Воздух и J иамерыж. Воздул 6 атмосферу Рис. 1. Схема распределения воздуха в камере хранения плодоовощной продукции: / — опускной сборный воздуховод; 2 — вентилятор Ц4-70 № 10; 3 — воздухоохладитель (F= =284 м2) разработок Гипроторга — с раздачей воздуха по высоте камеры через воздухораспределительные короба (с фиксированными по месту и размерам щелями) [3] — и Бел- гипроторга — с вертикальной подачей воздуха в нижнюю зону штабеля с помощью гибких опускных воздуховодов [4]. Достоинствами описываемой системы также являются: возможность регулирования количества и скорости подаваемого в кольцевые щели воздуховодов воздуха; обеспечение необходимого количества щелей путем подбора отрезков воздуховодов различной длины в зависимости от числа контейнеров в штабеле и их высоты; несложность разборки опускных воздуховодов на период ремонта и санитарной От бенти- 1 ля тора Рис. 2. Опускной сборный воздуховод: / — заслонка; 2 — кольцевая щель; 3 — секция воздуховода; 4 — тканевый рукав; 5 — крепление (по серии 5.904-5); 6 — фланец; 7 — регулировочный болт; 8 — патрубок 10
^обработки камеры в межсезонный период и последующей их сборки при загрузке продукцией; допустимость применения в плодоовоще- хранилищах с любыми шагом колонн и конструкцией покрытия (перекрытия) камер, так как воздух циркулирует через штабель продукции. Разработанная система воздухораспре- деления рекомендуется для использования в камерах многоэтажных холодильников с перекрытиями из ребристых плит и при реконструкции одноэтажных плодоовоще- хранилищ с покрытием из ребристых панелей. По данным 3. С. Алиева [1], проведшего ' сравнительное исследование сохранности капусты в контейнерах при различных системах воздухораспределения, при горизонтальном воздухораспределении отходы при зачистке на 5—9 % и общие потери на 3—4 % меньше, чем при традиционной канальной системе циркуляции воздуха в камерах. Ожидаемый экономический эффект от внедрения системы 34,5 тыс. руб. Список использованной литературы 1. Алиев 3. С. Влияние воздухораспределения на сохраняемость капусты в контейнерах // Холодильная техника. 1986, № 4. С. 10—12. 2. Отопление и вентиляция. Часть II. Вентиляция. Под ред. В. Н. Богословского. М.: Стройиздат, 1976. 440 с. 3. Рекомендации по применению новой системы вентиляции в картофелехранилищах контейнерного типа. М., 1978. 22 с. 4. Туров В. М. Экспериментальное овощекар- тофелехранилище емкостью 8 тыс. т в г. Минске // Холодильная техника. 1976, № 10. С. 7—11. УДК 621.565,945.001.573 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЯ ВОГ-250 В УСЛОВИЯХ КАМЕРЫ ОДНОФАЗНОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ МЯСА Канд. техн. наук А. Е. БОКОВ, Е. Ю. АНДРЮЩЕНКО При проектировании камер холодильной обработки мяса на производственных холодильниках мясокомбинатов очень важно правильно выбрать необходимое количество воздухоохладителей, что возможно только на основе оценки их характеристик (коэффициента теплопередачи, расхода воздуха, потерь давления при циркуляции аммиака) с учетом реальных условий эксплуатации (теплового потока, расхода аммиака, инее- образования на теплопередающей поверхности) . В паспортах воздухоохладителей указывается плотность теплового потока с теплопередающей поверхности при заданном температурном напоре без учета влияния расхода хладагента и количества выпавшего инея. Для расчета реальной холо- допроизводительности воздухоохладителей, работающих в камерах однофазного замораживания мяса, этих данных недостаточно. Определить характеристики воздухоохладителя можно путем физико-математического моделирования процессов тепло- и влагопереноса в элементах его конструкции. В настоящей работе предлагается математическая модель, позволяющая рассчитать процесс нарастания инея на тепло- передающей поверхности воздухоохладителя ВОГ-250 и соответствующее изменение его теплопередающих характеристик при эксплуатации в камере однофазного замораживания. Как показал опыт работы воздухоохладителей в этих камерах, основной особенностью процесса инееобразрвания является существенная неравномерность выпадения инея по глубине аппарата (большая часть его осаждается на первых по ходу движения воздуха пучках оребренных труб), что делает невозможным использование моделей, основанных на усреднении толщины инея [7]. Для того чтобы учесть отмеченную неравномерность, воздухоохладитель разбивали на зоны и для каждой из них нарастание инея рассчитывали отдельно. Конструктивно воздухоохладитель ВОГ-250 представляет собой батарею из 16 параллельно подключенных к системе хладоснабжения и имеющих пластинчатое оребрение труб (змеевиков) диаметром 25 мм, внутри которых циркулирует кипящий хладагент (аммиак). Толщина пластинчатых ребер 0,4 мм; шаг оребрения первых (по ходу движения воздуха) восьми змеевиков 17,4 мм, последующих восьми — 13,5 мм. В каждую расчетную зону включали наружную теплообменную поверхность одного змеевика. Приняли, что иней в пределах каждой расчетной зоны выпадает равномерно по всей оребренной наружной поверхности, среднюю температуру которой определяли в соответствии с [1]. В процессе эксплуатации воздухоохладителя в камере замораживания мяса тем-
пература и влагосодержание воздуха, поступающего в него, изменяются, поэтому для расчета инееобразования использовали теоретическую модель [2], позволяющую проводить расчет при меняющихся во времени параметрах воздуха. Изменение толщины 6ИШ и плотности риш инея в /-й зоне описывается нелинейными дифференциальными уравнениями: ^иш _ тЫ . m d* Qhh/ ' <*Рин,- _ mQi ((}. dx 6ИШ- где ты, mQi — поток массы водяных паров, поступающих к поверхности инея и расходуемых соответственно на приращение толщины слоя инея и его уплотнение, кг/(с.м2); /=1,2,...,16. Суммарный поток массы водяных паров к поверхности инея m-i = mQi + ты = ао^вНв.ш). C) где dBi, dBMi — влагосодержание воздуха в /-й зоне соответственно среднее и на поверхности инея, кг/м3. Коэффициент массопереноса ат определяли через конвективный коэффициент теплоотдачи от воздуха аш с использованием аналогии Чилтона—Колберна [6]. Предполагая, что основным механизмом переноса водяных паров внутри пористого слоя инея является молекулярная диффузия и что воздух в порах находится в насыщенном состоянии, поток массы водяных паров, идущий на уплотнение, рассчитали по формуле [6]: где Ui — пористость инея в i-й зоне; П(=\— ОинУрл; (эл — плотность льда, кг/м3; D — коэффициент диффузии водяных паров в воздухе, м2/с; ?ин — коэффициент извилистости структуры инея (?ин=1,1 по данным [6]); Km — температура поверхности инея в i-й зоне, °С. Для расчета по формулам C) и D) необходимо знать температуру и температур-^ ный градиент на поверхности инея. Их рассчитывали по зависимостям [6], полученным при решении уравнения теплопроводности в слое инея с равномерно распределенными источниками (стоками) тепла. Проведенный анализ процесса передачи тепла через оребренную поверхность воздухоохладителя в соответствии с [1], но с учетом конденсации части влаги внутри слоя инея дал следующую зависимость для расчета теплового потока через i-ю зону: г ( mhj гап/-6инД . _ . - - . _ г ш-, (-L + H J- + A E) где tBi — температура воздуха в /-й зоне, °С; /а — температура хладагента, °С; г — скрытая теплота фазового перехода, Дж/кг; EHi — коэффициент эффективности ореб- ренной поверхности, определяемый по зависимостям [1]; Хии1 — коэффициент теплопроводности инея, Вт/(м-К); C, — коэффициент оребрения; aai — коэффициент теплоотдачи со стороны хладагента, Вт/(м2-К); FHi — площадь наружной поверхности /-Й ЗОНЫ, М2. Температуру и влагосодержание воздуха в каждой расчетной зоне воздухоохладителя определяли из уравнений теплового и влажностного балансов между изменением тепло- и влагосодержания воздуха при протекании его через i-ю зону и количества отведенного тепла и выпавшей в виде инея влаги. Для расчета конвективного коэффициента теплоотдачи аш использовали эмпирические зависимости [4] для трубных пучков с .пластинчатым оребрением с такими же геометрическими характеристиками, как и у ВОГ-250. Образующийся на поверхности воздухоохладителя иней увеличивает его аэродинамическое сопротивление и вызывает уменьшение расхода воздуха. Для расчета расхода воздуха решали совместно уравнения, описывающие характеристику вентилятора и зависимость аэродинамического сопротивления воздухоохладителя от расхода воздуха и толщины слоя инея. Воздухоохладитель ВОГ-250 имеет два вентилятора УК-2М, паспортная безразмерная характеристика которых аппроксимируется следующими уравнениями: 12
при т]<0,106 7=0,095+6,98 (л—0,106J, F) при т]>0,106 7=0,095—6,98 (ч—0,106J, G) где т] — коэффициент производительности вентилятора, i\=GJ(Fu); GB—расход воздуха через один вентилятор, м3/с; F — площадь сечения проточной части вентилятора, м2, F=nd%J\- dBT — диаметр вентилятора, м; и — окружная скорость вентилятора, м/с, u=ndBTn; п — частота вращения вентилятора, 7 — коэффициент полного напора, 7=Я/(дв*г2/2); Н — полный напор, создаваемый вентилятором, Па; qb — плотность воздуха, кг/м3. Аэродинамическое сопротивление каждой расчетной зоны определяли по эмпирическим зависимостям [4] с учетом изменения геометрии проточной части воздухоохладителя в процессе инееобразования, а полное сопротивление находили суммированием составляющих для всех расчетных зон. Для выбора методики расчета коэффициента теплоотдачи и гидравлического сопротивления при циркуляции хладагента был проведен анализ режимов его течения в трубах воздухоохладителя. Кипящий аммиак в воздухоохладителе проходит через ряд последовательно соединенных горизонтальных участков змеевика. Наиболее надежную информацию о режимах течения двухфазных потоков в горизонтальных трубах дает диаграмма Бейкера — Шихта [5]. В соответствии с ней при характерных для эксплуатации ВОГ-250 условиях (тепловой поток 20—40 кВт, паросодержание на входе равно нулю, расход аммиака через весь воздухоохладитель 300—900 кг/ч) в трубах воздухоохладителя имеет место расслоенный режим двухфазного течения аммиака с гладкой или волновой поверхностью раздела фаз. В этом случае физически наиболее обоснованной представляется модель, учитывающая раздельное течение фаз. Гидравлическое сопротивление каждого змеевика воздухоохладителя равно сумме потерь на преодоление местных сопротивлений, нивелирного напора, потерь на ускорение двухфазного потока, рассчитываемых по обычной методике [8], и потерь на преодоление сил трения, для расчета которых при расслоенном режиме течения аммиака использовали зависимость: N Дртр=21 [A— */)АРтр.ж + Ф/АРтр.пЬ (8) где Артрж, АРтр.п — потери давления на трение соответственно для жидкого и парообразного аммиака, Па; Дп =е S^k- др =, .А?л<. Я>жр Qn/ — коэффициенты сопротивления трению при движении жидкого аммиака и его паров, определяемые по общепринятой методике: L, d — длина и диаметр /-го горизонтального участка змеевика, м; дж, рп — плотность жидкого аммиака и его паров, кг/м3; ижр unj — истинные скорости жидкого аммиака и его паров, м/с; г|?; — доля внутренней поверхности трубы, омываемой паром, ^=lsinji BЧ>/—1)=Ч>/- (9) Истинное объемное паросодержание фу, необходимое для расчета нивелирного напора, определяли по зависимости [9] : ф/.= р_0,71 р( 1 - p)°'5FrH'045, (Ю) где р — объемное расходное паросодержание; Fr0 — число Фруда. Из-за отсутствия экспериментальных данных по теплоотдаче к аммиаку при расслоенном режиме течения (в рамках принятой модели раздельного течения фаз) коэффициент аа находили по зависимости: 13
аа=?Д[A-ЧГ')а*'+ЧГ'а"']' (П) где а^у, a^j — коэффициенты теплоотдачи к поверхности трубы, омываемой соответственно жидкостью и паром аммиака, в /-м горизонтальном участке змеевика. Анализ удельных тепловых потоков при эксплуатации воздухоохладителя ВОГ-250 в камерах .замораживания показал, что теплоотвод к жидкому аммиаку происходит в условиях, характерных для неразвитого кипения. Совместное влияние кипения и вынужденной конвекции на коэффициент теплоотдачи при течении жидкого аммиака по горизонтальному участку змеевика учитывали с помощью интерполяционной зависимости, предложенной С. С. Кутателадзе: «,= V«k2k + «b.k, A2) где ан к — коэффициент теплоотдачи при неразвитом кипении аммиака в большом объеме (рассчитан по известным зависимостям [8]), Вт/(м2.К); <хв к — коэффициент теплоотдачи к жидкому аммиаку при вынужденной конвекции, Вт/(м2-К). Значения ав к и ап/ определяли с помощью критериальных зависимостей для вынужденного движения однофазной жидкости в трубе [7], в которых использовали истинные скорости фаз, а в качестве характерного размера — эквивалентные диаметры занимаемых каждой фазой сечений трубы. Правомерность использованного метода расчета коэффициента теплоотдачи проверяли по экспериментальным данным Хавлы для кипения хладагента R11 в горизонтальной трубе. В области расслоенного режима течения R11 уравнения A1), A2) удовлетворительно описывают экспериментальные данные. Тепловой поток распределяется по объему воздухоохладителя и соответственно по параллельным змеевикам неравномерно, что приводит к перераспределению аммиака по змеевикам. Для учета этого процесса в расчет воздухоохладителя включали итерационную процедуру подбора значений расхода аммиака через каждый змеевик, удовлетворяющих условиям: Api=...=ApF=...=Api6; A3) Ga= 2 Gat, A4) i= i где Apt — потери давления в /-м змеевике, Па; ^а» Gai — расход аммиака полный и через /-и змеевик, кг/с. Исходными параметрами для расчета по описанной математической модели являлись расход и давление подаваемого в воздухоохладитель аммиака, температура и влагосодержание воздуха на входе в воздухоохладитель, частота вращения вентиляторов. Было принято, что воздухоохладитель работает в составе насосно-циркуля- ционной системы хладоснабжения, обеспечивающей поддержание постоянного расхода аммиака. Уравнения A), B) решали численно в конечных разностях с использованием метода прогноза и коррекции [3]. На каждом временном шаге для рассчитанных толщины и плотности инея по описанной методике определяли расход воздуха, коэффициенты теплоотдачи от воздуха и к аммиаку в каждой расчетной зоне, распределение аммиака по змеевикам, тепловой поток в каждой зоне и воздухоохладителе в целом, средний коэффициент теплопередачи и температурный напор. Укрупненная блок-схема расчета представлена на рис. 1. Программа расчета составлена на языке Фортран и реализована на ЭВМ СМ-4. Были рассчитаны теплопередающие характеристики двух модификаций воздухоохладителя ВОГ-250 с частотой вращения вентиляторов 16,7 и 25 с-1 A000 и 1500 об/мин). Для проверки адекватности разработанной математической модели реальному процессу проведены экспериментальные исследования характеристик воздухоохладителя ВОГ-250 в камере однофазного замораживания мяса Житомирского мясокомбината емкостью 40 т. В камере 11 воздухоохладителей ВОГ-250 с электродвигателями мощностью по 4 кВт, обеспечивающими частоту вращения вентиляторов 25 с-1. В качестве объекта исследований выбран воздухоохладитель, расположенный в центре камеры. В течение цикла замораживания парной говядины измеряли скорость воздуха в каждом из двух всасывающих окон вентиляторов, температуру воздуха на входе и выходе воздухоохладителя и кипения хладагента. На рис. 2 сопоставлены расчетные данные с экспериментальными, характеризующими изменение расхода воздуха через воздухоохладитель. Необходимые при расчете температуру и влагосодержание воздуха на входе в воздухоохладитель и их изменение во времени задавали по экспериментальным данным. Удовлетворительное 14
Исходное приближение^ &ai у *ин1 ? Параметры боз- духа на бходе в аппарат: п Т=0 I \ Исходные дан- ные:геометри-\ ческие характе \ристищл,оа,га\ 3 т начальные значения: $ин1 =&о=0,1 мм \Ринс=Р_о=30м/м*\ Исходное при\ шижение рас\ пределения. &а1_ Расчет: &i i tei * Pel Расчет-. <xe-L m Расчет- 0B /9 \ Расчет: оинс i Puhl Расчет tUHiin!6i^nipl 40 f- \Расчеп1:Ар?,Дра 1 18 Т=Г+ДГ Печать результатоб\ \ Уточнение; н L .-tuHi*t-util LUHL ? НепЦ n Рис. 1. Блок-схема расчета характеристик воздухоохладителя совпадение расчета с экспериментом свидетельствует о том, что предложенная математическая модель хорошо описывает процесс инееобразования и вызванное им увеличение аэродинамического сопротивления воздухоохладителя ВОГ-250. Результаты расчетов зависимости коэффициента теплопередачи воздухоохладителя ВОГ-250 от условий его эксплуатации при нижней подаче аммиака приведены на рис. 3. В качестве параметра, характеризующего влияние инееобразования на коэффициент теплопередачи, использовали общую массу &б,м3А 20000 /0000 п 5 - / "^ /1 2 5 П 10 15 20?,ч Рис. 2. Изменение расхода воздуха GB через воздухоохладитель при частоте вращения вентиляторов 25 с (У — расчет; Д — эксперимент) и 16,7 с-1 B — расчет). инея, выпавшего на повер-хности воздухоохладителя. Этот параметр удобен, так как его можно определить, зная величину усушки мяса и количество воздухоохладителей в камере замораживания. В камерах однофазного замораживания мяса только за счет усушки (без учета дополнительного поступления влаги через двери в период загрузки) в каждом воздухоохладителе за полный цикл холодильной обработки выпадает 60— 80 кг инея. Коэффициент теплопередачи уменьшается при этом на 30—50 % (см. рис. 3). Как показали расчеты, термическое сопротивление тепловому потоку со стороны хладагента и со стороны воздуха (с учетом оребрения) соизмеримы, поэтому коэффициент теплопередачи заметно возрастает с увеличением расхода аммиака. По мере нарастания слоя инея влияние расхода аммиака уменьшается. Частота вращения вентиляторов влияет на расход воздуха и коэффициент теплопередачи воздухоохладителя. При изменении частоты вращения вентиляторов с 25 до 16,7 с~1 расход воздуха снижается приблизительно на 40% (см. рис. 2), что приводит к пропорциональному уменьшению его скорости в грузовом объеме камеры и, как следствие, к увеличению продолжительности замораживания мяса. Коэффициент 15
кВт/(м2/() 20V 16 12 ¦2к\ 20у Щ 12 2Ь\ 20\ 16 12 L\. К^ 1 2 3 11\ о-юг t0~-w°c\ 0 20 40 а 60 ВО 6ин> нг ! у~~— ^-—s == °с TZ ? л 3 Аг =? Ч 6 10 if 12 J± W О, °С &ин=0 0=10°0 ?^/ ^3 -50 •40 ~30 •20 Рис. 3. Зависимость коэффициента теплопередачи к воздухоохладителя от количества инея GHH (а); температурного напора в (б); температуры кипения /о (б); расхода аммиака A — 900 кг/ч, 2 — 600 кг/ч, 3 — 300 кг/ч); частоты вращения вентиляторов (черные линии — 25 с-1, синие линии,— 16,7 с) при нижней подаче хладагента. аПУнвгг\ 1В в, °С теплопередачи при увеличении частоты вращения возрастает на 5—10 % (см. рис. 3), однако при этом суммарная мощность электродвигателей двух вентиляторов, установленных в воздухоохладителе, также возрастает (с 3 до 8 кВт). На рис. 4 сравниваются полезные тепловые потоки (за вычетом доли теплового потока, идущего на компенсацию тепловыделений от работающих вентиляторов) при разной частоте вращения вентиляторов. Расчеты показывают, что в начале цикла замораживания (при малой толщине слоя инея и температурном напоре в= 10-=-15 °С) воздухоохладитель с вентиляторами, имеющими частоту вращения 25 с~~1, обеспечивает больший полезный тепловой поток. Учитывая, что величина усушки мяса снижается при сокращении продолжительности замораживания и интенсификации тепло- отвода от мяса, прежде всего в первые часы холодильной обработки, в камерах однофазного замораживания на холодильниках мясокомбинатов следует применять воздухоохладители ВОГ-250, оснащенные вентиляторами с частотой вращения 25 с-1. Как отмечалобь выше, при работе „воздухоохладителя существует неравномерность в распределении параметров по глубине трубного пучка. На рис. 5 приведены результаты расчетов, иллюстрирующие эту неравномерность и ее изменение при эксплуатации воздухоохладителя в камере однофазного замораживания. Видно, что по мере нарастания слоя инея резко уменьшается проходное сечение в первом ряду трубного пучка, в то время как в последующих пучках сужение значительно меньше. Поэтому для повышения эффективности работы воздухоохладителя целесообразно применять переменный по глубине пучка шаг оребрения в соответствии с характером изменения толщины слоя инея в конкретных условиях эксплуатации аппарата. По мере нарастания слоя инея происходит перераспределение теплового потока по объему воздухоохладителя. Приведенные на рис. 5, в расчетные данные показывают, что, если в начале цикла замораживания при незначительной толщине слоя инея основная тепловая нагрузка приходится на первые ряды трубного пучка, то с утолщением слоя инея доля общего теплового потока в воздухоохладителе, приходящаяся на первые ряды, резко снижается при одновременном возрастании доли теплового потока, отводимого последующими рядами. Рис. 4. Сопоставление полезных тепловых потоков Qn в воздухоохладителях при разной частоте вращения вентиляторов (обозначения см. рис. 3) 16
дин>мм\ 8 7 -2 Рив) кг/м3 10 50 т А Т А -8- А А -Я- А А А А J. А А 5 А А 5 А А 8 А А 1 А А V S А А 8 А А V 9 л А § Л А 5 д А S Л А "ЗОНЫ 1,1 7,0 0,9 0,8 А • А I* А • —А & А • А * А ¦ -•¦ А * $ А А 4 X I (Г $ % А • А А- ? А • #/7 Ь-18,5 *-43,0 0-55,6 + - 74* ЭД5" Т А • А -Г А • А *7 В А А * А • А А • fll • А / 2 3 *+5 6 7 8 3 10 11 12 13 П 15 16 Номер зоны I 1 1 1 I I L_J I I I I О 0,1 0,2 0,3 ОЛ 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 L,m 6 Рис. 5. Неравномерность распределения толщины слоя инея бин (а), его плотности рин (б) и относительного теплового потока Q30Hh/Qcp (e) п0 расчетным зонам (глубине трубного пучка L) воздухоохладителя Поэтому целесообразным представляется увеличение теплопередающеи поверхности этих рядов за счет уменьшения шага оре- брения. Полученные зависимости коэффициента теплопередачи воздухоохладителя ВОГ-250 от условий эксплуатации (см. рис. 3) можно рекомендовать для использования при проектировании камер однофазного замораживания мяса на производственных холодильниках. Список использованной литературы 1. Гоголин А. А. Кондиционирование воздуха в мясной промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1966. 240 с. 2. Джонс, Паркер. Образование инея при изменении параметров окружающей среды// Теплопередача. 1975, № 2. С. ЮЗ—107. 3. Джонсон Д. Численные методы в химии. М.: Мир, 1983. 504 с. 4. К расчету наружного теплообмена и аэродинамического сопротивления пластинчато- ребристых воздухоохладителей/М. Н. Чепур- ной, В. Н. Ломакин, В. Э. Шнайдер и др.// ИФЖ. 1984, т. 47, № 3. С. 368—372. 5. Малышев А. А., 3 е м с к о в Б. Б. К вопросу об определении режима течения хладагентов в горизонтальных трубах//Машины и аппараты холодильной и криогенной техники и 2 Холодильная техника № 8 17
кондиционирования воздуха. Л.: ЛТИХП, 1981. С. 109—113. 6. Напалков Г. Н.Тепломассоперенос в условиях образования инея. М.: Машиностроение, 1983. 190 с. 7. Приближенная математическая модель процесса инееобразования на воздухоохладителях/Л. А. Чиренко, А. А. Холоменюк, Г. Е. Каневец и др.//Холодильная техника. 1984, № 4. С. 25—27. 8. Теплофизические основы получения искусственного холода: Справочник. М.: Пищевая промышленность, 1980. 232 с. 9. Gronnerud R.//Annexe IIF. 1972—1. 127—138. УДК 629.463.125 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ГРУЗОВОМ ПОМЕЩЕНИИ РЕФРИЖЕРАТОРНЫХ ВАГОНОВ Канд. техн. наук А. В. КОКОВИХИН Большие трудности при проектировании рефрижераторного подвижного состава вызывает отсутствие единого и обоснованного подхода к оценке эффективности системы распределения и циркуляции воздуха — одной из важнейших функциональных систем рефрижераторных вагонов. До последнего времени как у нас в стране, так и за рубежом на первый план при этом выдвигалась задача обеспечения сохранности качества перевозимой скоропортящейся продукции путем создания равномерного температурного поля в объеме грузового помещения вагона и интенсивного охлаждения груза. Выполнение этих требований сохраняет первостепенное значение и в настоящее время. Однако задачи, поставленные Продовольственной и Энергетической программами страны, заставили несколько видоизменить подход к рассматриваемой проблеме. Во-первых, в связи со значительным расширением рефрижераторных перевозок более актуальным стал вопрос сокращения потерь продуктов от усушки при их транспортировке. Во-вторых, необходимость повсеместной экономии энергозатрат требует повышения энергетической эффективности систем воз- духораспределения. В-третьих, при существующем дефиците рефрижераторного подвижного состава, особенно в периоды массовых перевозок плодоовощной продукции [3], следует обеспечить максимальное использование грузового объема вагонов данного типа. В этих условиях, учитывая, что системы воздухо- распределения размещаются непосредственно в грузовых помещениях, весьма важно проанализировать возможность уменьшения их габаритов в целях повышения грузовместимости и, следовательно, эксплуатационной эффективности рефрижераторных вагонов. Для заключения о степени совершенства той или иной системы воздухораспре- деления и поиска путей улучшения ее работы необходимо определить комплекс количественных показателей эффективности систем распределения и циркуляции воздуха в рефрижераторных вагонах. Ранее [4] были приняты критерии технологической и энергетической эффективности данных систем и намечены пути улучшения этих показателей. Для оценки степени совершенства системы воздухораспределения с точки зрения предотвращения усушки перевозимых грузов (учитывая, что она прямо пропорциональна отведенному от груза тепла) можно использовать коэффициент предотвращения усушки еп у, равный той части возможных общих теплопритоков в грузовое помепГение, восприятие которой грузом предотвращается системой циркуляции воздуха: „ ^ н. п + Qbh. п+Qot. п пу Q„+Q6+QB„+Q0T ' где QH п, QBH п Qot. п — перехватываемые циркулирующим воздухом теп- лопритоки от наружного воздуха, от вентиляторов и при оттаивании воздухоохладителя, Вт; QH — теплопритоки от наружного воздуха, Вт; Q6 — биологическое тепловыделение плодов и овощей, Вт; Qbh — тепловой эквивалент мощности вентиляторов, Вт; Q0T — количество тепла, поступающее в грузовое помещение при оттаивании воздухоохладителя, согласно [1] QOT~0,2Qo; Qo — холодопроизводительность установки, Вт. При поиске возможных путей увеличения значения еп представляется целесообразным проанализировать характер изменения отдельных составляющих тепловой нагрузки рефрижераторного вагона в сопоставлении друг с другом. Воспользуемся для этого балансовым уравнением тепло- 18
массообмена вагона, которое в дифференциальной форме имеет вид: •Тогда зависимость B) преобразуется в уравнение п 2 UW=(Qh+Q6+QBh+Qot-Qo)'<1t, 1=1 A) где W) — водяной эквивалент системы «груз — воздух — кузов», кДж/К; tt — темепатура соответствующего элемента системы, °С; т — текущее время, с. Поскольку доля водяного эквивалента системы, соответствующая воздуху в вагоне, очень мала и ею можно пренебречь, а доля, соответствующая кузову, может быть принята равной 10 % от водяного эквивалента груза Wr [5], уравнение A) может быть упрощено и преобразовано к развернутому виду: \AWr-^-=№H(tti-t)+Grq6Qe^+ + WBHKp-0,8Q0, B) где WT — водяной эквивалент груза, кДж/К, W=Grcr; Gr—масса груза, кг; сг — удельная теплоемкость груза, кДж/(кг.К); tr — температура груза, °С; р/е — приведенный коэффициент теплопередачи кузова вагона [1], Вт/(м2.К); Н — поверхность ограждений, м2; t , t — температуры наружная и воздуха в вагоне, °С; q60 — удельная теплота «дыхания» плодов и овощей при 0 °С, Вт/кг; хг — температурный коэффициент, 1/°С; iVBH — мощность электродвигателей вентиляторов, кВт; Кр — коэффициент рабочего времени вентиляторов. Процесс охлаждения груза за промежуток времени т может быть описан следую-, щим дифференциальным уравнением: Qrdx=—Wrdtr, где Qr — теплоотвод от груза, кВт. Холодопроизводительность установки Q0 может быть определена из выражения [1]: Qo=f(tK)+at, где /к — температура конденсации, °С; а — эмпирический коэффициент, кВт/°С. 2* + A/BH/Cp-0,8[f (tj+at]. C) На основе уравнения C) можно оценить характер изменения и долю отдельных составляющих в общем тепловом балансе загруженного рефрижераторного вагона для выявления возможности предотвращения их влияния на усушку. При расчете биологического тепловыделения плодов и овощей рассмотрим груз — капусту (Gr=30 тыс. кг) со средними значениями удельной теплоты дыхания {q60= =0,014 Вт/кг) и температурного коэффициента интенсивности биологических тепловыделений (хг=0,078 1/°С) и груз с максимальной интенсивностью выделения биологического тепла — огурцы (Gr=30 тыс. кг; <7б0=0,02 Вт/кг; хг=0,119 1/°С). Теплопритоки через ограждения грузового помещения определяем с учетом ухудшения теплотехнических качеств вагонов в процессе эксплуатации: для вагонов со средней степенью износа приведенный коэффициент теплопередачи $k =0,5 Вт/ (м2 • К), для вагонов перед заводским ремонтом Р&=0,7 Вт/(м2-К). Размер теплопоступле- ний от вентиляторов принимаем в соответствии с результатами натурного эксперимента на рефрижераторных вагонах постройки ПО БМЗ: в период предварительного охлаждения плодов и овощей iVBH=5 кВт, /Ср== 1; в установившемся режиме #вн=2,5 кВт, #р=0,25. Другие исходные данные при расчете следующие: #=240 м2; /н=35 °С; в начальный момент t=tr = 30 °С; /(/к)=24 кВт; а=0,53 кВт/°С. Количество тепла, отводимое от груза Qr, определяем на основе уравнения C) как разность холодопроизво- дительности установки и теплопритоков в грузовое помещение. Результаты расчета для двух указанных случаев представлены на рис. 1. При анализе полученных данных обращает на себя внимание резкое изменение в зависимости от температуры в грузовом помещении теплопритоков разного рода, а также доли холодопроизводительности, используемой для их компенсации и охлаждения груза. Если в начале процесса охлаждения преобладающим в технологических (т. е. не связанных с работой холодильного и вентиляционного оборудования) теплопритоках является биологическое тепловыделение плодов и овощей Q6, то по мере термо- 19
01,кВт\ Рис. 1. Характер изменения составляющих тепловой нагрузки в процессе охлаждения: / — при максимальном значении интенсивности биологического тепловыделения груза в вагоне; 2 — при средних значениях интенсивности биологического тепловыделения и коэффициента теплопередачи ограждений вагона Aа, 1а', 2а, 2а' — теплопритоки, не связанные с работой оборудования, 26, 26' — распределение холодопроиз- водительности) в начале (/=30 °С) и конце (/=2°С) предварительного охлаждения; l _ доля холодопроизводительности на охлаждение груза; биологическое тепловыделение груза; —*- — теплопритоки от вентиляторов; — теплопритоки через ограждения Рис. 2. Принципиальные схемы циркуляции воздуха при использовании различных воздухораспределительных систем: а — существующей; б — первой предлагаемой; в — второй предлагаемой; / — штабель груза; 2 — грузовое помещение; 3 — воздуховод; 4 — вентилятор; 5 — воздухоохладитель 2 X обработки груза оно уменьшается, и при выходе на требуемый режим перевозки доминирующим фактором становятся теплопритоки через ограждения грузового помещения QH. Поскольку в этот момент процесс охлаждения груза заканчивается, а доля биологического тепловыделения в общей тепловой нагрузке весьма мала, в дальнейшем необходимость в столь же интенсивной циркуляции воздуха сквозь массу груза для поддержания заданного температурного уровня отпадает. Это тем более заслуживает внимания, что доля холодопроизводительности, используемой в процессе охлаждения на компенсацию тепло- притоков, обусловленных работой вентиляторов QBH и оттаиванием воздухоохладителя Q0T, значительна (до 40 %). Важно иметь в виду, что большая часть скоропортящихся грузов не требует предварительного охлаждения и не выделяет био- nJII J 1 III Пм II It ТШ 111 I I jfl I s\ >r& ^ 20
логического тепла. При перевозке этих грузов вся технологическая тепловая нагрузка определяется теплопритоками от наружного воздуха и их устранение также не требует непосредственного контакта термообрабо- танного воздуха с грузом. С учетом изложенного могут быть предложены два варианта организации циркуляции воздуха в грузовом помещении (рис. 2), снижающие воздействие теплопритоков на груз и, следовательно, его усушку. Первый вариант (рис. 2,6) — поток термообработанного воздуха, подаваемый в грузовое помещение, проходит сначала сквозь штабель груза, а затем, на пути к воздухоохладителю, двигается вдоль стен вагона, воспринимая теплопритоки от наружного воздуха, что способствует существенному повышению показателя технологической эффективности системы етэ. Однако в этом случае удается защитить груз только от воздействия теплопритоков от наружного воздуха, в то время как тепло от вентиляторов и оттаивания вопринимается грузом. Кроме того, неоднократное изменение направления движения воздушного потока значительно усложняет конструкцию системы воздухораспределения и увеличивает аэродинамическое сопротивление циркуляционного тракта. Второй вариант (рис. 2,в) — более экономичный и эффективный — основан на разделении охлаждающего воздуха на внутри- штабельный и пристенный потоки [2] и регулировании соотношения количества воздуха в них в процессе перевозки. При этом пристенный поток циркулирующего воздуха защищает груз от воздействия внешних теплопритоков, воспринимая тепловой поток через ограждение на границе загруженного объема, а внутриштабельный поток обеспечивает компенсацию биологического тепловыделения транспортируемых продуктов. С этой целью в период предварительного охлаждения плодов и овощей основная часть воздуха направляется сквозь массу .груза, а в установившемся режиме — создает экранирующую воздушную завесу вдоль ограждений. При перевозке грузов без биологических тепловыделений весь циркуляционный поток проходит по пристенным каналам с образованием так называемой «воздушной рубашки» вокруг штабеля груза, изолирующей его от теплопритоков через ограждения. Тепло от вентиляторов и оттаивания в данном случае также не воспринимается грузом. Предварительная оценка возможностей предложенных систем воздухораспределения в плане предотвращения усушки была выполнена на основе анализа их конструктивных особенностей с использованием данных рис. .1. Результаты этой оценки, представленные на рис. 3 (при /<2 °С рассматривалась перевозка грузов, не имеющих биологического тепловыделения), показали, что при использовании первого варианта системы параметр епу можно довести от 0,01 до 0,18; а при использовании второго варианта — от 0,25 до 1. Наряду с повышением технологической эффективности системы воздухораспределения следует стремиться, как уже отмечалось, к ее максимально возможной эксплуатационной эффективности, показателем которой может служить коэффициент полезного использования грузового объема Чг.о = V где Кп, V — соответственно погрузочный (полезный) и полный объем грузового помещения, м3. Анализ выполненных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ свидетельствует о том, что значение параметра г|го, на которое следует ориентироваться в настоящее время при разработке новых систем воздухораспределения рефрижераторных вагонов, должно быть не менее 0,85. Существующие системы этому требованию не удовлетворяют: значения г)го у используемых на отечественных железных дорогах рефрижераторных вагонов не превышает 0,75—0,8. В этих условиях весьма важен поиск способов обеспечения более Рис. 3. Изменение коэффициента еп у в зависимости от температуры в вагоне и периода перевозки при использовании первого (черные штриховые линии) и второго (синие сплошные линии) вариантов системы: / — при максимальном значении интенсивности биологического тепловыделения груза в вагоне перед заводским ремонтом; 2 — при средних значениях интенсивности биологического тепловыделения и теплопритоков через ограждение *п.у 1,0 0.8 о,б ОЛ 0,2 ПреОбарительное ox/iawde- ние продукции ** 1 _J=LJ _--#• ** ¦*— **** 1^ g_ Поддержание режима\ 1 Л^тшшк 28 2* 20 16 12 8 О t,°C 21
рационального использования объема грузового помещения. Очевидно, что одним из путей увеличения полезного объема и, как следствие, коэффициента Чго является сокращение габаритов воздухораспределительных и циркуляционных каналов. Однако при этом весьма важно учесть влияние параметров указанных каналов на характер распределения воздуха в загруженном помещении. Для решения поставленной задачи были выполнены аналитические и экспериментальные исследования с привлечением методов моделирования и последующей проверкой результатов в ходе натурных испытаний. Система распределения и циркуляции воздуха рассматривалась как разновидность коллекторных систем с односторонним подводом и отводом теплоносителя (воздуха). Подводящим коллектором в ней служит воздухораспределитель, отводящим — каналы под напольной решеткой, а роль соединяющих коллекторы труб выполняют каналы — пристенные и образованные элементами груза. В ходе исследований были изучены закономерности воздухораспределения в грузовом помещении в случае как полной, так и частичной его загрузки. В результате исследований было установлено, что коэффициент неравномерности раздачи воздуха Кн (соотношение расходов воздуха через дальнюю и ближнюю к машинному отделению области грузового объема) является функцией гидродинамических характеристик подводящего, отводящего и пристенных каналов, а также штабеля груза. В частности, более равномерному распределению воздуха в загруженном объеме способствует увеличение эквивалентных диаметров подводящего ^эпод и отводящего d30 коллекторов, уменьшение эквивалентного диаметра пристенных каналов йэп и каналов в штабеле груза d3UI, а также увеличение высоты последнего Яш (рис. 4). Таким образом, для обеспечения как более полного использования объема грузового помещения, так и более равномерного распределения воздуха по длине штабеля целесообразно стремиться к уменьшению габаритов пристенных каналов, увеличению высоты и плотности укладки груза. Вместе с тем при решении вопроса о возможности уменьшения размеров подводящего и отводящего каналов следует учитывать влияние предполагаемого изменения их конструкции на характер внутриштабельного воздухораспределения. Реализация данных в статье рекомендаций позволит существенно повысить экономичность и эффективность рефрижераторного подвижного состава. Применение пред- 0,0 f 0,02 0,03 0,ОЬAШум Рис. 4. Зависимость коэффициента неравномерности раздачи воздуха Кн от гидродинамических характеристик штабеля груза d3 ш и Яш ложенных показателей технологической, энергетической и эксплуатационной эффективности систем воздухораспределения в грузовом помещении рефрижераторных вагонов дает возможность комплексно оценить степень совершенства существующих и новых перспективных конструкций. Список использованной литературы 1. Бартош Е. Т. Энергетика изотермического подвижного состава. М.: Транспорт, 1976. 303 с. 2. Бартош Е. Т., Коковихин А. В. Пути улучшения температурного режима в рефрижераторном вагоне // Вестник ВНИИЖТ. 1983, № 7. С. 28—32. 3. Рефрижераторный подвижной состав: опыт, резервы, перспективы / В. П. Гольцев, И. П. Екимовский, К. В. Иванов и др. // Железнодорожный ' транспорт. 1983, № 8. С. 27—32. 4. Система воздухораспределения в рефрижераторных вагонах постройки ПО БМЗ/ С. Ф. Павлов, А. В. Коковихин, С. В. Лапин и др. // Холодильная техника. 1984, № 1. С. 21—24. 5. Теоретические основы и методика определения расхода топлива рефрижераторными секциями / С. Ф. Павлов, С. Г. Рудакова, Н. И. Никонова и др. // Тр. ВНИИЖТ. М., 1983, вып. 647. С. 3—10. УДК 621.565.945.2 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЕЙ Канд. техн. наук О. Ш. ХМАЛАДЗЕ Исследования опытно-промышленных воздухоохладителей типа ВО-БЛП с литой биметаллической теплообменной поверхностью показали их высокие тепловые, аэродинами- 22 j
ческие и эксплуатационные характеристики [2—4]. Для оценки эффективности аппаратов ВО-БЛП проведено сопоставление различных воздухоохладителей, применяемых для термической обработки мясопродуктов, технико-экономическим методом. Известные методики сопоставления, учитывающие термогидравлические характеристики различных теплообменных поверхностей, при определении эффективности аппаратов, работающих в условиях инееоб- разования, неприемлемы из-за переменных во времени производительности воздухоохладителей, мощности вентилятора и поверхности теплообмена. Сравнить эффективность подобных аппаратов можно по начальным параметрам работы, но различия в условиях массооб- мена, вызванные конструктивными особенностями воздухоохладителей, затрудняют получение достаточно объективной их оценки. Наиболее подходящим при проведении тех н и ко-э ко но ми чес ко го анализа воздухоохладителей считается метод сопоставления их по приведенным затратам. В этом случае экономическим критерием оценки аппарата являются удельные приведенные затраты Яуд, руб/(год-кВт), которые позволяют определить эффективность работы воздухоохладителя в комплексе с холодильной установкой [1]: ,_ K(EH+Ca+CD)+C9(TmNBH+TKM'Q0/E3) ^ Qo где П — годовые приведенные затраты, руб/год; Q0 — средняя холодопроизводительность воздухоохладителя за год (при е=10°С), кВт; К — капитальные затраты, руб.; Ен — нормативный коэффициент эффективности капитальных затрат; Са — доля стоимости воздухоохладителя, ежегодно отчисляемая на его амортизацию; Ср — доля стоимости воздухоохладителя, отчисляемая на ремонт; Сэ — стоимость электроэнергии, руб/ (кВт-ч); твн, ткм —продолжительность работы вентиляторов и компрессоров в году, NQH — электрическая мощность, потребляемая вентиляторами, кВт; Е, — электрический холодильный коэффициент компрессора. Как видно из приведенной зависимости, существенное влияние на Яуд оказывает холодопроизводительность Q0. Так как в течение цикла термообработки продуктов тепловой поток в аппарате есть функция времени и перепад между температурами воздуха камеры и кипения хладагента изменяется в пределах от 20 до 6 °С, расчетное значение QQ принято при рекомендуемом перепаде температур 6 = 10 °С. Для сопоставления выбраны воздухоохладители серийного производства — поста- ментные ВО-450 (конструкции Гипрохоло- да), подвесные ВОП-100 (конструкции ВНИХИ) и опытно-промышленные образцы — постаментные ВО-БЛП-450 и подвесные ВО-БЛП-100 (конструкции ОТИХП). Условия работы всех воздухоохладителей были одинаковыми: хладагент — аммиак, температура кипения — 33 °С, температура конденсации 35 °С, количество циклов термообработки мясопродуктов в году 250, электрический холодильный коэффициент компрессора — 1,25, оттаивание воздухоохладителей — горячими парами аммиака. Как показали результаты промышленных испытаний, образцы аппаратов ВО-БЛП при равных с серийными воздухоохладителями площадях поверхности теплообмена обеспечивают более низкую температуру воздуха (на 2—5 °С), обусловливающую сокращение продолжительности цикла замораживания мясопродуктов на 20— 25 % (тц«22 ч). Поэтому при определении Пуд этих воздухоохладителей рассчитывали два варианта: при тц=22 ч и тц=28 ч. При расчетах принимали следующие исходные данные: отчисления на амортизацию Са=0,128; отчисления на текущий ремонт Ср=0,05; нормативный коэффициент эффективности капиталовложений ?н=0,15; стоимость электроэнергии Сэ=0,02 руб/ (кВт-ч). Сравнение удельных приведенных затрат для рассматриваемых конструкций воздухоохладителей (см. таблицу) показало, что при эксплуатации подвесных и поста- ментных аппаратов ВО-БЛП при тц=22 ч показатель Яуд на 27—31 % меньше, чем при использовании серийных. При одинаковой продолжительности цикла замораживания (тц=28 ч) снижение удельных приведенных затрат воздухоохладителей ВО-БЛП составит 13—20 %. В производственных условиях удельные приведенные затраты находятся в прямой зависимости от режима работы воздухоохладителей. Поэтому очень важно эксплуатировать их в оптимальном режиме. Определение оптимального режима воз- 23
Воздухоохл адител и Показатели 1 Площадь поверхности теплообмена, м2 Холодопроизводительность (при е=10°С), кВт Средняя толщина слоя инея, мм Число вентиляторов Электрическая мощность, потребляемая вентиляторами, кВт Габаритные размеры воздухоохладителей, мм Масса, кг Продолжительность, ч оттаивания цикла замораживания работы воздухоохладителей в году Капитальные затраты (с учетом монтажных работ), руб. Удельные приведенные затраты, руб/(год-кВт) серийные • ВОП-100 100 12 1 2 1,5X2 1910Х2176Х Х820 735 1,0 28 7000 1430 190 BO-450 450 56 1 3 4X3 4040Х2180Х Х4260 5700 1,0 28 7000 6600 184,0 опытно-про ВО-БЛП-100 100 21 2 2 1,5X2 1800Х2060Х Х680 640 0,25 22/28 5500/7000 1800 132,4/160,2 мышленные ВО-БЛП-450 450 103 2 2 5,5X2 3400Х2450Х Х4000 3300 0,25 22/28 5500/7000 10000 132,6/155,7 духоохладителя в отличие от других теплообменников представляет существенную трудность в связи со спецификой его работы. Так, для установления технико- экономического оптимума теплообменников, работающих в стационарном режиме, достаточно при фиксированном значении плотности теплового потока qF найти скорость воздушного потока, обеспечивающую минимум приведенных удельных затрат, и затем, исследуя оптимальные скорости воздуха для различных qF на экстремум, получить точку, соответствующую оптимальному значению qF и, следовательно, определить минимум миниморум Пуд для данного аппарата [1]. Для определения технико-экономического оптимума аппаратов, работающих в условиях инееобразования, применить описанный метод нельзя, так как по мере осаждения инея на поверхности воздухоохладителя сокращается живое сечение аппарата, возрастает скорость воздуха и аэродинамическое сопротивление пучка, снижаются расход воздуха и холодопроизводительность аппарата [2—4]. В реальных условиях холодопроизводительность воздухоохладителей за время термической обработки мясопродуктов уменьшается на 30—40 % [4], соответственно падает и эффективность аппарата, так как образование инея на теплообмен- ной поверхности отрицательно влияет не только/^ на тепловые и аэродинамические характеристики, но и на экономические параметры аппарата. В результате изучения изменения приведенных затрат и технико-экономического оптимального режима эксплуатации аппарата в течение цикла термической обработки мясопродуктов получены расчетные значения удельных приведенных затрат, которые представлены на рисунке в виде графической зависимости nyA=f(qF). Анализ полученных данных свидетельствует о том, что в реальных усло- Пу0, ру б"/(год- кВт) 160 W 120 100 I 1 I I I /00 200 300 q,f1 вт/мг Изменение приведенных удельных затрат П в процессе замораживания мяса в зависимости от плотности теплового потока qF 24
виях через 20 ч работы воздухоохладителя при толщине слоя инея 3 мм на поверхности теплообмена, когда тепловой поток в аппарате снижается от 300 до 150 Вт/м2 и аэродинамическое сопротивление пучка увеличивается почти в 2 раза, удельные приведенные затраты возрастают на 26%. Увеличение толщины слоя инея, ухудшающее тепловые и аэродинамические характеристики воздухоохладителей, при дальнейшей их эксплуатации отрицательно влияет на работу холодильной установки в целом и приводит к резкому повышению значения Пуд (на 53 %) к концу термической обработки продукта, когда плотность теплового потока падает до 100 Вт/м2. При эксплуатации воздухоохладителей ВО-БЛП продолжительность режима при qF=\00 Вт/м2 составляет всего 2—4 ч, а в некоторых случаях цикл замораживания вообще заканчивается при ^7F= 150 Вт/м2. Сопоставление технико-экономическим методом эффективности воздухоохладителей показало, что применение аппаратов с биметаллической оребренной поверхностью, изготовленной методом литья под давлением, в условиях инееобразования обеспечивает снижение удельных приведенных затрат Пуд в среднем на 30 % по сравнению со значением Пуд для серийных воздухоохладителей, для которых оптимальным является эксплуатационный режим с предельной плотностью теплового потока не ниже 150 Вт/м2. Описанные условия достигаются при средней толщине слоя инея 3 мм к концу цикла термической обработки мясопродуктов. При этом удельные затраты в течение цикла обработки увеличиваются в среднем на 25—30 %. Серийное производство аппаратов ВО-БЛП должно привести к снижению их стоимости, что дополнительно умень- Изобретения A1) 1290040 E1L F 25 В 11/00 B1) 3875543/23-06 B2) 05.04.85 G1) Специальное конструкторское бюро по созданию воздушных и газовых турбохолодильных машин G2) A. П. Старостин, В. П. Гавриков, Л. И. Строков- ский, Л. М. Раковщик, Л. В. Мишин, Н. Д. Эйка- лис, А. И. Лупарев, Г. С. Куликов, В. В. Сазонов, B. Д. Бреславец E3) 621.575 E4) E7) ВОЗДУШНАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА, содержащая два циркуляционных контура, в один из которых включены регене- Кроме того, высокая коррозионная стойкость биметаллических теплообменных поверхностей увеличит срок службы аппарата, уменьшит амортизационные отчисления и приведет к дальнейшему снижению Пуд. В настоящее время на воздухоохладители подвесного типа поверхностью 50— 100 м2 с модулями по 25 м2 и постаментного поверхностью 150—500 м2 с модулями по 50 м2 утверждены технические условия (ТУ 28 УССР-259—86). Их серийное производство налажено на предприятиях объединения «Киевмясомолреммаш». Аппараты находят широкое применение в системах Госагропрома (на холодильниках мясокомбинатов в Вознесенске, Ужгороде, Бахмаче, Чернигове, Виннице, Черкассах, Кривом Роге и других городах) и Минторга (на хладокомбинатах в Киеве, Симферополе, Ильичевске, Артемовске и других городах) Украинской ССР. Список использованной литературы 1. Интенсификация теплообмена в испарителях холодильных машин / А. А. Гоголин, Г. Н. Данилова, В. М. Азарсков, Н. М. Мед- никова. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. 224 с. 2. Исследование постаментных воздухоохладителей биметаллической оребренной поверхности / В. П. Чепурненко, О. Ш. Хма- ладзе, Л. Ф. Лагота и др. // Холодильная техника и технология. Киев, 1982. Вып. 35. С. 18—22. 3. Хмаладзе О. Ш. Аэродинамическое сопротивление воздухоохладителей в условиях инееобразования // Холодильная техника. 1985, № 3. С. 25—28. 4. Хмаладзе О. LLL, Чепурненко В. П., Мельников П. И. Тепло- и массообмен при охлаждении воздуха различными оребрен- ными поверхностями // Холодильная техника. 1984, № 4. С. 20—24. ратор и расположенные на одном валу турбо- детандера с компрессором, а в другой — холодильная камера с размещенным в ней вентилятором и воздухоохладителем, вторая полость которого включена в первый контур после турбо- детандера, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, установка дополнительно содержит смеситель, включенный в первый контур между регенератором и турбодетандером, а во второй — между холодильной камерой и вентилятором, причем оба контура параллельно смесителю имеют байпасные линии. 25
экономия ТОПЛИВНО- ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ И МАТЕРИАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ да, нагнетательные — также кольцевые, с кольцевыми буферными пластинами специальной конфигурации и ограничителем подъема. В клапанной доске имеется ряд всасывающих и нагнетательных каналов, расположенных по окружности. Ход пластин нагнетательного клапана 1 мм, всасывающего 1,6 мм. Газодинамические характеристики исследовали путем моделирования рабочей среды — вместо R22 клапанный узел и каналы продували сжатым воздухом. Моделирование было приближенным, поскольку показатели адиабаты воздуха и R22 неодинаковы. При испытаниях выдерживали режим течения газа по критерию Рейнольдса Reu, отнесенному к площади сечения цилиндра, т. е. за определяющий размер принимали диаметр цилиндра dw поскольку геометрические соотношения в клапанном узле при одинаковой конструкции зависят только от диаметра цилиндра. Значение коэффициента сопротивления S зависит от расчетной скорости. В опытах его определяли для наименьшего сечения исследуемого узла (щели клапана, нагнетательной трубки, всасывающих окон в клапанной доске и т. д.). Значение s для другого, /-го, сечения в общем случае (плотность р переменна вдоль потока) пересчитывали по формуле [3]: е/=еуз(Р//РузJ(^/^узJ, A) где Qif Qy3 — плотность газа в /-м сечении и узле, кг/м3; Fif Fy3 — площадь /-го сечения и узла, м2. За критерий скорости потока газа в клапане принимали: Мкл=^кл/^зв> где wKJl — скорость газа в клапане, м/с; w3B — скорость звука в газе, м/с. Учитывая, что в натурных режимах течение в клапанах докритическое, в модельных режимах течения воздуха выполнялось условие р2/р\>0,Ь28 (рь Рг — давления воздуха перед исследуемым узлом и за ним). На рис. 1 представлена принципиальная схема стенда. Сжатый воздух из магистрали направлялся в ресивер-сепаратор, где из него отделялась влага, затем подогревался в электронагревателе (для испарения остатков капельной влаги) и через расходомерное устройство поступал в испытываемый узел компрессора. Расход воздуха в целях обеспечения его докритиче- УДК 621.57.041.004.183 ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СУДОВОГО ВЫСОКООБОРОТНОГО ГЕРМЕТИЧНОГО ХОЛОДИЛЬНОГО КОМПРЕССОРА Канд. техн. наук В. С. ДОРОШ, В. Ю. ЗАХАРОВ, В. Г. МАШНИЦКИЙ Потери энергии (вследствие гидравлических сопротивлений) во всасывающем и нагнетательном клапанах и соответствующих газовых трактах судовых высокооборотных герметичных поршневых холодильных компрессоров составляют 19—22 % от энергии, расходуемой электродвигателем компрессора [1, 4]. В таблице показано распределение потерь энергии в клапанах и газовых трактах испытанных авторами ранее компрессоров [1, 4], работающих на R22 в номинальном режиме (температуры кипения /0=5 °С, конденсации /к=40 °С). Из таблицы видно, что их значение на сторонах нагнетания и всасывания компрессора примерно одинаково. Наибольшие потери вызваны сопротивлениями в нагнетательном и всасывающем газовых трактах (до 53 %). В связи с этим особое значение приобретает исследование газодинамических характеристик этих элементов компрессоров с целью отыскания путей уменьшения потерь энергии. Исследовали герметичный холодильный компрессор типа ФГВ-14 [2], у которого потери в клапанах и каналах наибольшие среди судовых компрессоров такого типа. Компрессор — двухцилиндровый, диаметр цилиндра 50, ход поршня 24 мм, холодопроизводительность в номинальном режиме работы 17 кВт, частота вращения 66,7 с—1 при частоте тока 400 Гц. Всасывающие клапаны — кольцевые, с двумя опорными выступами под ограничитель хо- 26
канал в блок-картере, ведущий во всасывающую полость головки цилиндра, окна и каналы в клапанной доске и всасывающий клапан. Пространство между кожухом компрессора и самим компрессором не рассматривали ввиду малых потерь в этой части всасывающего тракта. Нагнетательный тракт компрессора состоял из каналов в клапанной доске, нагнетательного клапана с буферной пластиной и ограничителем подъема, нагнетательной полости головки цилиндра, соединенной коротким патрубком с ресивером, ресивера (служил глушителем компрессора) и нагнетательной трубки до выходного патрубка. Такие схемы всасывающего и нагнетательного трактов присущи большинству судовых герметичных компрессоров. Испытания проводили в такой последовательности: вначале продували воздухом Элемент тракта и характеристика потерь Общие потери Нагнетательный тракт потери в целом в клапане суммарные от депрессии при нагнетании от максимальной депрессии в газовом тракте суммарные в полости нагнетания (от пульсации давления) на участке: полость нагнетания — ресивер на участке: ресивер — нагнетательная трубка (до входного патрубка) Всасывающий тракт потери в целом в клапане суммарные от депрессии при всасывании от максимальной депрессии в газовом тракте суммарные в полости всасывания (от пульсации давления) на участке: электродвигатель — полость всасывания Потери энергии Е в клапанах и газовых трактах компрессора ФГВ-14 л=66,7 с-1 Е, кВт 1,19 0,62 0,30 0,24 0,06 0,32 0,07 0,05 0,20 0,57 0,26 0,22 0,04 0,31 0,184 0,126 % от общих потерь 100 B1,9) 52,0 A1,4) 25,0 E,6) 20,0 5,0 27,0 E,8) 6,0 4,0 17,0 48,0 A0,5) 22,0 D,7) 18,5 3,5 26,0 E,8) 15,5 10,5 л=50 с-1 Е, кВт 0,92 0,49 i 0,29 0,24 0,05 0,2 0,02 > 0,18 0,43 0,26 0,23 0,03 0,17 0,07 | 0,1 % от общих потерь 100 A8,7) 53,0 A0,0) 31,5 E,9) 26,0 5,5 21.5 D,1) 2,2 19,3 47,0 (8,7) 28,4 E,3) 25,0 3,4 18.6 C,4) 7,6 п,о Примечание. В скобках указана доля потерь энергии от расходуемой электродвигателем компрессора. 27 В атмосферу Рис. 1. Принципиальная схема стенда: / — ресивер-сепаратор; 2 — манометр; 3 — вентиль; 4 — электронагреватель; 5 — термометр; 6 — расходомерное устройство; 7 — испытываемый узел; 8 — дифманометр ского течения в узле регулировали с помощью вентилей. Всасывающий тракт компрессора (рис. 2) включал: каналы между ротором и статором электродвигателя и продольные пазы под сварку пакета статора,
Рис. 2. Всасывающий и нагнетательный тракты (а) и клапанный узел (б) компрессора: / — полость всасывания; // — полость нагнетания; / — ресивер; 2 — нагнетательная трубка; 3 — электродвигатель; 4 — блок-картер; 5 — клапанный узел; 6 — поршень; 7 — головка цилиндра; 8 — ограничитель подъема; 9 — буферная пластина; 10 — запорная пластина нагнетательного клапана; 11 — клапанная доска; 12 — всасывающий клапан клапанный узел и отдельные его элементы, затем отдельно газовые тракты на всасывании и нагнетании. Полученные данные сопоставляли с результатами испытаний (индицирования) компрессора на R22. Для обработки результатов эксперимента и определения газодинамических характеристик клапанного узла и газовых трактов использовали следующие уравнения: Ф= 8рBДрЛ>узH'5' : 1—0,3 Р\~Р2 Р\ С=1/а2; ш=У/Ф; B) C) D) E) F) G = a • anP гпАт' Ар= /д(п)Нт> 9 G) (8) (9) эквивалентное сечение узла, м где Ф V — объемный расход газа через узел, м3/с; ер — коэффициент расширения (в опытах изменялся от 0,98 до 1,0); Ар—перепад давлений в исследуемом узле, Па; а — коэффициент расхода узла; F — площадь определяющего сечения, м2; w — скорость газа в определяющем сечении узла, м/с; ^а.пр — массовый расход хладагента, приведенный к периоду нагнетания (всасывания), кг/с; Ga— массовая производительность компрессора в заданном режиме, кг/с; г — число цилиндров; п — частота вращения вала компрессора, с—1; Ат — продолжительность нагнетания (всасывания), с; Аф — угол поворота вала, соответствующий периоду нагнетания (всасывания), рад; размер площадки на индикаторной диаграмме, соответствующей потерям от депрессии (пульсации) при всасывании или нагнетании, мм2; м- — масштаб давления, Па/мм; оДф — длина линии на индикаторной диаграмме, соответствующей ходу поршня при повороте вала на угол Аф, мм. На рис. 3 представлена зависимость коэффициента сопротивления Скл нагнетательного и всасывающего клапанов от числа Reu и отношения Fm/2FC (Fm> Fc — площадь щели клапана и седла). Результаты опытов показали, что при ходе пластины нагнетательного клапана h (см. рис. 3, а) 0,6—1,6 мм без буферных пластин установившийся режим течения в щели наступал при Reu= C~-4)•• 104. Для рассмотренного класса высокооборотных компрессоров значение скл кольцевых клапанов находится в интервале 2,4—4,2 (см. рис. 3,6), что примерно в 1,5—2 раза превышает данные, рекомендованные в [6] /д(п (п) 28
УНЛ\ &~ Л^о-ШЩ [^"XZLi?„ Z-XT\M. :^=f^~t^ ш\ 8 7 6 5 <*¦ 5 1 5 <f ЛеЖ* 0,2 0,3¦ ф Fm/2FC а & , у \ \ \ к s 2 Ks •Ч / кх. 2 3*5 бйвцГ 2 5*5 68ец-10* г Рис. 3. Зависимость коэффициента сопротивления (кл клапанов от числа Reu и отношения FJ2FC: а, б — нагнетательный клапан без буферных пластин (h — ход пластины); в — нагнетательный клапан в сборе; г — всасывающий клапан в сборе; / — клапанный узел без буферной пластины (h= 1 мм); '2 — клапанный узел в сборе; О — компрессор ФГВ-14; # — компрессор фирмы «Текумсе» ЪклАтр W 9 8 7 6 5 J L . L о ° у и ^ f \ п Z 1 1 ш t А о 1 ** U п< ) Ч 8ец-Г0 8 7 6 5 3 ° О 1 А_ Т^ ь \, — Ос Г' / 1 |Д FZStT 2 1 v 3 Яец-10~ 3" для кольцевых клапанов поршневых холодильных компрессоров. Исследование элементов нагнетательного клапана в сборе позволили оценить влияние буферной пластины на газодинамические характеристики. Установлено, что при наличии буферной пластины значение Скл возрастает до 4,5, т. е. сопротивление клапана увеличивается почти на 50 % (см. рис. 3, в), а установившийся режим течения наступает при Reuss7-l04. Можно ли улучшить характеристики нагнетательного клапана? Очевидно, не удастся. Как показали проведенные эксперименты [2, 4], увеличение хода пластины клапана в интервале 1,4—1,7 мм приводило к быстрому ее разрушению при работе в компрессоре, а снижение жесткости буферной пластины — к запаздыванию закрытия клапана при температурах конденсации 50 °С и отношении давлений нагнетания рн и всасывания рвс более 4. С полученными опытными данными хорошо согласуются (см. рис. 3, в) характеристики испытанного нами нагнетательного клапана компрессора CL фирмы «Текумсе» (США). Параметры этого компрессора и ФГВ-14 близки (его холодопроизводитель- ность около 14 кВт при частоте тока 60 Гц, <iu=45,4 мм, ход нагнетательного клапана 1,2 мм, всасывающего 2 мм). Значения Скл для всасывающего клапана компрессора CL (см. рис. 3, г) несколько ниже (примерно на 8 %) главным образом благодаря лучшему исполнению проточной части каналов в клапанной доске. Сопоставление результатов экспериментов с опытными данными (рис. 4), полученными при работе клапанов в составе фреонового компрессора (R22), показало их удовлетворительную сходимость (разброс отдельных точек не превышал 15—20%). На этом основании сделан вывод о том, что для количественной и качественной оценки газодинамического совершенства клапанов и газовых трактов высокооборотных герметичных компрессоров эти элементы можно испытывать на воздухе. В результате значительно упрощается эксперимент и, следовательно, процесс доводки компрессоров. По результатам испытаний компрессора на R22 определены газодинамические Рис. 4. Зависимость коэффициентов сопротивления клапанов Скл A) и газовых трактов Стр B) от числа Reu: а — сторона нагнетания; б — сторона всасывания; черные и синие линии — испытания на воздухе; Л — испытания на R 22, /К=30°С; О — то же, L=40 °С; ? — то .же, / =50 °С 29
f/V/7 ю 8 6 4 д %_у с А ^< V" " У" ^ъ Z игт м/с SO 60 д , л1 • о "" П ¦? А^ Рис. 5. Зависимость коэффициента сопротивления клапанов компрессора gKJ1 (а) и средней скорости в клапане wKJl (б) от отношения рн/рвс: 1 — сторона нагнетания; 2 — сторона всасывания; Д, А— /К=30°С; О, • — /К=40°С; П,И — /К=50°С характеристики клапанных узлов в зависимости от режима его работы. На рис. 5 представлены зависимости ?кл всасывающего и нагнетательного клапанов и средней скорости шкл в клапанах, приведенные к щели клапана, от отношения давлений нагнетания и всасывания Рн/Рвс- Установлено (см. рис. 5, а),что с увеличением отношения рн/рвс от 2,5 до 5,5 значение ?кл нагнетательного клапанного узла возрастало с 5,5 до 10,2, а всасывающего — с 4 до 8,5. Это можно объяснить уменьшением эквивалентного сечения клапанов Фкл при повышении отношения Рн/Рвс и снижением коэффициента расхода клапанов. Средние скорости в клапанах (см. рис. 5, б) в зависимости от рн/рт изменялись незначительно. Для всасывающего и нагнетательного клапанов с возрастанием отношения давлений средняя скорость повысилась от 70 до 78 м/с. При этом значение Мкл не превышало 0,4. Максимальная скорость газа в клапанах (в момент открытия) достигала 106—ПО м/с, а значение Мкл — 0,6. Полученные значения средних скоростей в клапанах, а соответственно, и Мкл примерно в 1,5—2 раза превысили рекомендуемые [6]. По нашему мнению, такое положение свойственно рассмотренному классу высокооборотных компрессоров. В результате проведенных испытаний на воздухе и R22 получены значения коэффициента сопротивления ?тр газовых трактов компрессора, равные для нагнетательного тракта 3,6 и для всасывающего — 4,5 (см. рис. 4). Это свидетельствует о высоких скоростях газа в трактах. Например, средняя скорость в нагнетательной трубке (от ресивера до выходного патрубка) в номинальном режиме работы компрессора достигала почти 50 м/с, что привело к неоправданным потерям: перепад давлений на данном участке составил около 0,1 МПа, а потребляемая компрессором мощность повысилась примерно на 6—7 %. Аналогичная картина наблюдалась и во всасывающем тракте компрессора. Поскольку значительно снизить значение ?тр газовых трактов при существующей конструкции компрессоров практически невозможно, единственный способ уменьшить потери — увеличить проходные сечения элементов газовых трактов, обладающих наибольшими потерями. По полученным значениям ?тр и рекомендуемым скоростям газа в элементах тракта были рассчитаны сечения нагнетательной трубки и всасывающих окон в клапанной доске. Испытания компрессора с увеличенными в 1,2 раза проходными сечениями всасывающих окон в клапанной доске показали, что потребляемая мощность снизилась примерно на 4 %. Дальнейший их рост, а также увеличение в 1,5 раза объема всасывающей полости не привело к заметному улучшению характеристик компрессора — потребляемая мощность уменьшилась менее чем на 1 %. Это можно объяснить большим влиянием на характеристики потерь, зависящих от сопротивления проходных каналов в электродвигателе (их значение составило около 0,025 МПа). Для повышения надежности встраиваемых электродвигателей обмотки статора стали пропитывать лаком. В результате уменьшилось сечение проходных каналов в электродвигателе и повысилось сопротивление всасывающего тракта. Увеличить проходные сечения каналов в электродвигателе на 15—20 % (и как следствие снизить потребляемую мощность компрессора примерно на 2 %) можно путем расширения пазов под сварку пакета статора. Испытания компрессора с большим сечением нагнетательной трубки (ее внутренний диаметр принят равным 14 мм вместо 10 мм) показали, что потребляемая мощность сни- 30
Рис. 6. Характеристики компрессора ФГВ-14: / — исходная модель; 2 — модель после доводки по результатам исследования (остальные обозначения см. рис. 5) зилась еще на 0,35 кВт, т. е. более чем на 6 %. При этом отсутствовала пульсация давления после нагнетательного патрубка, а уровень шума остался прежним. На рис. 6 представлены характеристики исходной модели компрессора и доведенной по результатам исследования. Как видно из графиков, холодопроизводительность компрессора Q0 практически не изменилась, а холодильный коэффициент еэ возрос, например, при работе в номинальном режиме более чем на 10 %. Чтобы оценить влияние уменьшения хода пластины нагнетательного клапана на характеристики компрессора, последний был испытан с ходом пластины /i=0,9 (штатную запорную пластину толщиной 0,4 мм заменили пластиной толщиной 0,5 мм). Установлено, что холодопроизводительность компрессора практически не изменилась, а потребляемая мощность возросла менее чем на 2 %. Результаты исследований были использованы при создании и доводке нового ряда герметичных компрессоров с частотой вращения вала 50 с—1 для судовых кондиционеров [5]. Список использованной литературы 1. Дорош В. С, Захаров В. Ю. Исследование объемных и энергетических потерь и показателей судовых высокооборотных герметичных фреоновых компрессоров // Теплоэнергетика и хладотехника. Николаев, 1983. С. 24— 34. 2. Дорош В. С, Кол о м иец Ю. К., Ре дко - зуб Б. Д. Высокооборотный герметичный компрессор для судовых автономных кондиционеров // Холодильная техника. 1975, № 2. С. 8—10. 3. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1975. С. 559. 4. Индицирование высокооборотного герметичного компрессора для судовых автономных кондиционеров / В. С. Дорош, А. Г. Щетинин, В. Г. Машницкий и др. // Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. «Пути повышения эффективности и качества исследований и разработок судовых систем кондиционирования воздуха и ускорение внедрения результатов в производство». Николаев, 1978. С. 63—66. 5. Новый ряд высокооборотных герметичных холодильных компрессоров для судовых автономных кондиционеров / В. С. Дорош, B. И. Гидулян, В. Ю. Захаров, Ю. К- Ко- ломиец // Холодильная техника. 1983, № 5. C. 19—23. 6. Холодильные компрессоры: Справочник. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. С. 280. УДК 621.565.001.13.001.375 ОПТИМИЗАЦИЯ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ С ОБОРОТНЫМ ВОДОСНАБЖЕНИЕМ* Д-р техн. наук, проф. В. В. ОНОСОВСКИЙ, В. Ф. ЛЕЩЕНКО Для отвода теплоты конденсации-в холодильных установках обычно используют систему оборотного водоснабжения. Вода охлаждается чаще всего в вентиляторных градирнях, отличающихся достаточно высокой эффективностью, но расходующих электроэнергию на привод вентиляторов. * Оптимизация холодильной установки с оборотным водоснабжением является вариантом моделирования на основе универсальной термоэкономической модели [1]. В статье рассматриваются особенности, связанные с включением в оптимизируемую систему водоохлаждающего устройства — градирни. Условные обозначения величин соответствуют принятым в [1]. 31
Режим работы градирни характеризуется уровнем под охлаждения воды Д7"ш= = TW2—Twi и глубиной ее охлаждения, т. е. степенью приближения температуры воды на выходе из градирни Tw\ к теоретическому (при рассматриваемых условиях окружающей среды) пределу охлаждения Г, соответствующему температуре смоченного термометра. Температура воды на выходе из градирни при постоянных параметрах атмосферного воздуха зависит от удельных тепловой q и гидравлической gw нагрузок, расхода охлаждающего воздуха GB и ряда других факторов. Изменение этих величин отражается и на экономических показателях работы градирни. Одновременно изменение температуры воды на выходе из градирни сказывается на режиме работы холодильного оборудования, в частности конденсаторов, а это, в свою очередь,^- на производительности компрессоров, потребляемой ими мощности и, следовательно, на экономических показателях работы холодильной установки. Эти положения могут быть проиллюстрированы на примере одноступенчатой холодильной установки с типовой вентиляторной секционной противоточной градирней, имеющей пленочный ороситель. Принципиальная схема установки показана на рис. 1. Холодопроизводительность ее 581 кВт, температура охлаждаемого объекта —20 °С. Принято: температура окружающей среды Гос=26,1 °С, относительная влажность Ф=0,71 (для условий Ленинграда), тарифы на электроэнергию ^эл=0,014 руб/(кВт-ч) и воду ^«,=0,15 руб/м3, уровень подохлаж- дения воды ATW=4 °C, удельная гидравлическая нагрузка (плотность орошения) gw=2,5 кг/(с-м2). Температура воды на выходе из градирни Tw\ изменяется в зависимости от расхода охлаждающего воздуха GB. Как видно из рис. 2, увеличение глубины охлаждения воды (уменьшение разности Twi — T) приводит к повышению расхода электроэнергии на привод вентиляторов 8i6 и одновременно к понижению температуры конденсации Тк. При этом уменьшается расход электроэнергии 8ц, потребляемой электродвигателями компрессоров. В результате воздействия конкурирующих факторов, вызванного изменением температуры Tw\, переменная часть годовых приведенных затрат на производство холода ПЗ имеет минимум при Tw\ — Г=6 °С. Это значение нельзя принимать как рекомендуемое, так как оно соответствует только конкретным указанным условиям.. Из изложенного следует, что оптимизация холодильной установки возможна 16 У db 13 ,12 11 31 С ^zzzzzzzzzzm Рис. I. Принципиальная схема холодильной установки с оборотным водоснабжением: // — компрессор; 12 — конденсатор; 13 — насос охлаждающей воды; 16 — градирня; 31 — охлаждающие приборы только при комплексном рассмотрении всех входящих в нее элементов, включая водо- охлаждающее устройство. При тепловых расчетах градирни, как правило, исходят из номинального расхода воздуха при наиболее тяжелых условиях F«-WU2\ Fop W, м? Тк10, °С &8'10,мЗ/с 1 \/?г6 \жв 1 пз / ЬЛ лл {on / frz^ г« е„-10;кВт ч ег6Ю^/(Згп-ч ПЗ W^bicpyff О 7L. О 'to/ ч °0 Рис. 2. Влияние глубины охлаждения воды на характеристики холодильной установки: FK — площадь теплопередающей поверхности конденсатора; Fop — площадь оросителя в плане; Тк — температура конденсации; GB — расход воздуха, проходящего через ороситель; еи — расход электроэнергии на привод электродвигателей компрессоров; 8j6 — расход электроэнергии на привод электродвигателей вентиляторов градирни; ПЗ — переменная часть годовых приведенных затрат 32
Twi 9ur &ц ДТиг Цш «м Ъб fc шм 2SC гзе3 ~1 I roeo *12 Рис. З. Термоэкономическая модель холодильной установки с оборотным водоснабжением ее работы (в наиболее жаркий период года). В действительности же параметры окружающей среды, которые оказывают прямое воздействие на режим работы градирни, имеют сезонные колебания, поэтому величины 7\ ЛГш, Twi, Ц и gw будут представлять функции времени т, и оптимальный режим работы градирни, так же как и холодильного оборудования, должен определяться из условия минимума годовых приведенных затрат для всей установки в целом. При оптимизации использован термоэкономический подход. Термоэкономическая модель одноступенчатой одноцелевой холодильной установки с градирней представлена на рис. 3. В термоэкономической модели приняты следующие обозначения: ?ц, ^i3, ?i6 — эксергия, подводимая к электродвигателям соответственно компрессора, насоса охлаждающей воды, вентилятора градирни; ег — эксергия, передаваемая из зоны 1 в зону 3; vw — объемный расход свежей воды, добавляемой в систему; v\2 — общий объемный расход циркулирующей воды; Чэл> Ц™ — тариф на электроэнергию и воду; цто — стоимость оборотной воды; 2ц, 2i2, 2i3, 2i6, 2з1 — удельные суммарные отчисления (нормативные, на реновацию и ремонт) от стоимости соответственно компрессора с электродвигателем, конденсатора, насоса охлаждающей воды с электродвигателем, градирни с вентилятором и электродвигателем, приборов охлаждения; во — приведенная эксергетическая холо- допроизводительность. Оптимизирующими переменными являются: 80, Вк (температурный напор соответственно в приборах охлаждения и конденсаторе), АГШ, Tw\ и gw. Выражение функционала для переменной части годовых приведенных затрат имеет следующий вид: N /=.2 {чэл[?и(е'к>лгш)гш1,4L- +?,з(в^ ДГ„, Гю1, е'3)+?31(еХ)) + +Чюо(е|с,ДП,)Гю|)?'а,)ез)Х +Z,1(e^A7l„, tt,,,e3)+ +Z„(ei, Atf., 7".„ ei)+ +Zt3{eiK,AFw,T'al,ei3)+ +Z31F', е'0)+г'3 [?3(в«, е'0)-е'3\} Дт. A) Минимум функционала A) описывается системой уравнений: 2 [^гBз.+/-з?з)]=0; Si [ цэл-^ (E[l+E[z) + ^DiW0V\i) + 'aet дв1к dZU dZ\2 dZ\z ] __0. дв дв дв1к дМ> dV 2 [?rDL)V\2] =0; г[ц9Л(Е\1+Е\3)+ц'тоУЬ+г[1 + B) +z\2+z\3)=o- [4sAE\l+Eil3)+tjwoV\2 + Zin + +Z\2+Z\3]=0. В уравнении A) и системе уравнений B): Е, V, Z — функции от соответствующих величин е, v, 2; Дт=т/#; *= 1,2, ...,#; г3=г3(т) — функциональный множитель Лагранжа. Для решения системы уравнений B) необходимо вычислить стоимость оборотной воды nwo и значения производных от нее по всем оптимизирующим переменным в каждый рассматриваемый момент времени: дЦхио d4wo du>wo d4wo дЧи двп двк ' dATJ дТтв C) Стоимость оборотной воды зависит от расхода добавляемой свежей воды и тарифа на нее, расхода электроэнергии на привод вентилятора градирни и тарифа на нее, 33
отчислений (нормативных, на реновацию и ремонт) от капитальных затрат на сооружение градирни, приобретение вентилятора и электродвигателя. В соответствии с этим выражение для стоимости воды будет следующим: Hwo=Dwvw+4^lB + Zi6) /Vi2. D) Нахождение производных C) приводит к необходимости вычисления производных от расхода воздуха GB по всем оптимизирующим переменным. Для этих производных получены выражения: dQ де3 деъ дв0 М- дТ 3G п fs(^i)^^i|] /D- ^иЁО.&п\ ? (^1) Щ) /D. двк \дек" ^^Лас/ aeKli 7 ' ao±-{* *_ E) q[?(^l)+s(^l)^]}/d. l/=i x°Twlj' /=i N dGw ' dTwl* У где Q — тепловая нагрузка; Д/ — приращение энтальпии воздуха в процессе испарительного охлаждения воды; Gw — расход охлаждающей воды; />-(*)'+<? !,(-!$ ; / — число слоев, на которые разбивается ороситель по высоте, /=1, 2, ..., п. Вычисление производных C) с учетом E) и использование полученных значений в системе уравнений B) приводит к решению оптимизационной задачи для холодильной установки с оборотным водоснабжением. В результате решения определяют, наряду с величинами, характеризующими холодильное оборудование, оптимальную площадь оросителя в плане F0?, оптимальные законы изменения температуры воды на выходе из градирни Tw\ = Tw\(t) и уровня подохлаждения воды в градирне &TW~ 3 fO НТ,мес Рис. 4. Режим градирни оптимизированной холодильной установки и гридирни, рассчитанной по общепринятой методике =АГш(т), обеспечивающие минимум функционала (переменной части годовых приведенных затрат), а также закон регулирования производительности вентилятора Gb=Gb(t), по которому устанавливают оптимальный режим работы градирни в течение года. По описанной методике рассматриваемая холодильная установка была оптимизирована для условий Ленинграда, Расчетную температуру воздуха и влажность принимали как средние за месяц по климатологическим данным [3]. Для месяцев со средней температурой ниже —10 °С температуру воды на выходе из градирни Tw\ ограничивали 12 °С. Изменение удельной гидравлической нагрузки gw принимали в пределах 1,5—4,06 кг/(с-м2). Высоту оросителя считали постоянной, равной 4 м. Цена электроэнергии (по одноставочному тарифу) ^эл=0,014 руб/(кВт-ч) [2]. Цена свежей воды цш=0,15 руб/м3. На рис. 4 сопоставлены режимы работы в течение года градирни оптимизированной холодильной установки и градирни 34
того же типа, рассчитанной по общепринятой методике, характеристики которой соответствуют минимуму переменной части годовых приведенных затрат (см. рис. 2). При сопоставлении предусматривали режим работы расчетной градирни с регулированием расхода воздуха и охлаждающей воды. Как видно из рис. 4, расход охлаждающей воды при оптимизации системы v% сокращается на 43 %, что позволяет уменьшить площадь оросителя в плане на 60 %. Регулирование расхода охлаждающей воды и воздуха приводит к более низким температурам воды на выходе из градирни Tl\ по сравнению с ее оптимальным значением Twi- В результате этого снижается температура конденсации и, следовательно, расход электроэнергии на привод электродвигателя компрессора, но в то же время увеличивается расход электроэнергии на привод электродвигателей вентиляторов и насосов охлаждающей воды. При эксплуатации такой градирни в любом режиме годовые приведенные затраты больше оптимальных на 5—6 %. Изобретения A1) 1285280 E1 L F 25 D 17/06, F 24 F 13/06 B1) 3963346/30-13 B2) 26.08.85 G1) Молдавский научно-исследовательский институт пищевой промышленности и Кишиневский политехнический институт им. С. Лазо G2) Е. Ф. Балан, В. Г. Кар- тофяну, И. М. Жикул, Л. А. Бантыш, В. А. Козь- мик E3) 621.565 E4) E7) ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХОЛОДИЛЬНОЙ КАМЕРЫ, содержащее составленные из прямоугольных секций разной высоты эжектирующий и воздухораспределительный каналы с щелями между нижними стенками смежных секций и щелевое сопло в нижней стенке последней по ходу движения воздуха секции воздухораспредели-' тельного канала, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат путем обеспечения более равномерного распределения скорости и температуры воздуха в камерах больших размеров, эжектирующий и воздухораспределительный каналы объединены в одну конструкцию с совмещением верхних стенок секций в одну горизонтальную плоскость, при этом секции эжекти- рующего канала выполнены с увеличением высоты, а секции воздухораспределительного канала — с уменьшением высоты по ходу движения воздуха, причем длина воздухораспределительного канала составляет 0,3—0,6 общей длины устройства, а нижние стенки секций, образующие щели, перекрывают одна другую на длину, не превышающую трехкратную высоту щели, при Эксплуатация градирни оптимизированной установки дает достаточно существенную, 43 % за год для принятых условий, экономию расходуемой свежей воды. Поэтому стоимость оборотной воды для расчетной градирни оказывается на 47—60 % выше стоимости оборотной воды для градирни оптимизированной установки. Очевидно, что стоимость оборотной воды и годовые приведенные затраты будут расти с повышением тарифов на электроэнергию и свежую воду. Список использованной литературы 1. Оносовский В. В., Лещенко В. Ф. Проектирование холодильных установок на основе динамической оптимизации // Холодильная техника. 1987, № 5. С. 35—40. 2. Прейскурант № 09—01 тарифов на электроэнергию и тепловую энергию. М.: Прейску- рантиздат, 1982. 3. Строительная климатология и геофизика. СНиП — А.6—72. М.: Стройиздат, 1973. 319 с. этом конечные по ходу движения воздуха участки всех нижних стенок секций, ^кроме последней, имеют наклон к горизонту, равный 8—12°. A1) 1288469 E1L F 25 D 13/00, 17/06 B1) 3872487/28-13 B2) 12.02.85 G1) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт вторичных цветных металлов G2) В. Д. Борисов, Ю. П. Купряков, Ю. П. Воробьёв E3) 621.565 E4) E7) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ КУСКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее вертикальную камеру охлаждения с подключенными к ней трубопроводами для подвода и отвода хладоносителя, карман, примыкающий к камере снизу, и разгрузчик, размещенный в кармане и соединенный с приводом посредством штока, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и надежности работы путем обеспечения непрерывности процесса охлаждения и предотвращения термоударов, камера охлаждения выполнена из царг конической формы разного диаметра, соединенных посредством кольцевых коллекторов с образованием кольцевых щелей для прохода хладоносителя, при этом верхний и нижний коллекторы соединены с трубопроводом для подвода хладоносителя, а средний коллектор соединен с трубопроводом для отвода хладоносителя, при этом царги выполнены с увеличением диаметра при переходе от одной царги к другой в направлении сверху вниз. 35
НАУКА, ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ УДК 621.564.37/.38.012.1:536.24.001.24 РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ КИПЕНИИ МАСЛО-ФРЕОНОВОЙ СМЕСИ НА ПУЧКАХ ГЛАДКИХ ТРУБ Канд. техн. наук А. И. АНИКИН, д-р техн. наук, проф. Г. Н. ДАНИЛОВА В холодильных установках с маслозапол- ненными компрессорами из последних вместе с парами хладагента уносится и часть ма?ла, поэтому в испарителе фактически кипит не чистый хладагент, а масло-фреоновая смесь. Анализ влияния масла на теплоотдачу при кипении [1, 4, 7, 10] показал, что наличие во фреоне полностью растворимого масла при массовой концентрации его 1—6 % приводит при высоких температурах к снижению коэффициента теплоотдачи, а при низких (^<;0 °С) — в некоторых случаях к его увеличению по сравнению с коэффициентом теплоотдачи чистого фреона. Несмотря на большой объем экспериментальных данных, до настоящего времени окончательно не решено, как практически учитывать влияние свойств и концентрации растворенного масла, температуры кипения и плотности теплового потока на теплоотдачу при кипении масло-фреоновых смесей. Авторы поставили цель количественно оценить влияние растворенного масла на теплоотдачу при кипении на пучках гладких труб наиболее распространенных хладагентов — R12 и R22. Коэффициент теплоотдачи при кипении смесей хладагентов с маслами [4] аСм = емаа, A) где асм, аа — средние коэффициенты теплоотдачи смеси и чистого хладагента для пучка труб, Вт/(м2-К); ем — поправочный коэффи- 36 циент, учитывающий влияние масла на теплоотдачу. Имеющиеся экспериментальные данные, а также расчетные зависимости [4] позволяют найти значение ~аа. Таким образом, определение Тхсм по формуле A) сводится к расчету поправочного коэффициента ем. Авторами ранее [2] предложена полуэмпирическая зависимость, обобщающая опытные данные при пузырьковом кипении смесей фреонов с маслами, которую в размерном виде можно представить так: ^=8150[(^)p^U°'333X AT дс' AT л LS1 ИД ULM ^' ИД / Р \ -0.617/ КТкра \ 6,278 Ркр.а ' Ркр.а^а / Рсм\ °>167 / асм7усм \ -0,667 о' г о" AT ' Уем ' смУсм^1 ид где АГСМ, АГИД — температурные напоры между жидкостью и поверхностью нагрева при плотности теплового потока д,Вт/м2, соответственно для реальной и идеальной смеси, К; А^см = <7/асм; А^иД= ?/а„д; асм> аиД — коэффициенты теплоотдачи от поверхности к реальной и идеальной смеси, Вт/(м2-К); 8150 — числовой коэффициент, м—0,167. М , Тн см — температура насыщения смеси, К; с'м — концентрация масла в жидкости, , _ тм , См_"*см' тм> тсм — массы соответственно масла и жидкой смеси, кг; р — рабочее давление смеси в испарителе, Па; Ркр.а — критическое давление хладагента, Па; К — постоянная Больцмана, Дж/К; ^кр. а — критическая температура хладагента, К; Ма — относительная молекулярная масса хладагента; Qcm> Qcm —плотности жидкости и пара смеси, кг/м3;
асм — коэффициент поверхностного натяжения между жидкостью и паром для смеси, Н/м; гсм — теплота парообразования смеси, численно равная разности удельных энтальпий пара и жидкости, Дж/кг. Уравнение B) предназначено для расчета коэффициента теплоотдачи при кипении на одиночной гладкой трубе смесей хладагентов с минеральными, полусинтетическими и синтетическими маслами в области полной взаимной растворимости компонентов. Авторами установлено, что для рассматриваемых смесей должно выполняться условие: ДГСМ/ДГИД>1. Если в результате расчетов по формуле B) будет получено ДГСМ/ДГИД<1, то следует принять ДГСМ = Д7"ид (соответственно асм= аид). Для смесей хладагентов с маслами в области взаимной растворимости при малых концентрациях растворенного масла зависимость THCM — f(c/M) при постоянном давлении близка к линейной. Поэтому для уп- / дТнсл рощения расчетов производную ^ '—)р в уравнении B) можно приближенно заменить отношением конечных разностей (ЛГн.сМ\ В расчетах целесообразно принимать Дсм=0,1, тогда \Т =7* Т *-** н. см ' н. см * н. см' где П.см» ^н.см — температуры насыщения смесей с концентрациями масла соответственно (с'м+ДСм) и С Коэффициент теплоотдачи при кипении на одиночной трубе не равен среднему коэффициенту теплоотдачи для пучка труб. В связи с этим по уравнению B) нельзя непосредственно рассчитать значение асм. Объем экспериментальных данных по теплоотдаче при кипении смесей хладагентов с маслами на пучках гладких труб крайне мал и не дает возможность детально проанализировать влияние плотности теплового потока, давления, концентрации растворенного масла, геометрических характеристик пучка и других факторов на теплоотдачу при кипении. Однако опытные данные [7, 10] позволяют предположить, что влияние масла на теплоотдачу при кипении примерно идентично для одиночной трубы и пучка гладких труб. Учитывая это, можно рассчитать коэффициент ем по формуле B) из условия: 1 где ДГа температурный напор между жидкостью и поверхностью нагрева для чистого хладагента при плотности теплового потока q, ДГа= q/aa; аа — коэффициент теплоотдачи от поверхности к чистому хладагенту, Вт/(м2-К). Тогда асм можно найти по соотношению A). По уравнению B) были рассчитаны значения ем для смесей R12 с маслами ХФ12-16, ХФ22-24, ХМ35 и R22 с маслом ХФ22-24. Значение ДГа находили по уравнению [3], обобщающему опытные данные по теплоотдаче при кипении фреонов на одиночных трубах, аид и ДГИД — по формуле, приведенной в [2]. Результаты расчетов для смесей R12 и R22 с маслом ХФ22-24 приведены в табл. 1 и 2. Таблица 1 Р- Ю-5, Па Сн.а' °С) 1,006 (-30) 1,513 (-20) 2,196 (-Ю) 3,091 @) 4,235 ( + 10) кВт/м2 1 2 4 10 1 2 4 10 1 2 4 10 1 2 4 10 1 2 4 10 Поп| )авочный коэффициент еы для смеси R12 с маслом ХФ22-24 при =0,02 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 сы= = 0,05 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,99 0,94 0,87 1,0 0,97 0,92 0,85 1,0 0,95 0,89 0,83 0,97 0,92 0,86 0,80 = 0,1 0,89 0,84 0,79 0,74 0,82 0,77 0,73 0,68 0,78 0,74 0,69 0,64 0,73 0,69 0,65 0,60 0,71 0,67 0,63 0,58 =Ч),2 0,74 0,70 0,66 0,61 0,65 0,62 0,58 0,54 0,59 0,56 0,53 0,49 0,52 0,49 0,46 0,43 0,49 0,46 0,44 0,41 37
Таблица 2 Р' 10 Па | «н... °С) 1,640 (-30) 2,455 (-20) 3,550 (-10) 4,981 @) 6,809 ( + 10) гЛ 2 кВт/м2 1 2 4 10 1 2 4 10 1 2 4 10 1 2 4 10 1 2 4 10 Поправочный коэффициент ем для смеси R22 с маслом см = = 0,02 1,0 -1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,98 1,0 0,94 0,89 0,82 0,91 0,86 0,81 0,75 ХФ22-24 при см= = 0,05 1,0 1,0 1,0 | 1,0 1,0 1,0 1,0 0,95 0,88 0,83 0,79 0,73 0,75 0,70 0,66 0,62 0,69 0,65 0,61 0,57 см = =0,1 1,0 1,0 1,0 0,94 0,93 0,88 0,83 0,77 0,72 0,68 0,64 0,59 0,61 0,57 0,54 0,50 0,56 0,53 0,50 0,46 см = =0,2 0,93 0,88 0,83 0,77 0,77 0,72 0,68 0,63 0,59 0,56 0,53 0,49 0,51 0,48 0,45 0,42 0,45 0,43 0,40 0,37 Расчетная зависимость ем от концентрации масла ХМ35, растворенного в R12, при давлении 219,6 кПа и различных значениях q представлена на рисунке. Сопоставление данных рисунка и табл. 1 показывает, что значения ем для смесей R12 с маслами ХМ35 и ХФ22-24 практически одинаковы. Результаты расчетов для смеси R12 с маслом ХФ12-16 показали, что значение ем для нее отличаются от приведенных в табл. 1 менее чем на 2 %. При выполнении расчетов удельный объем, теплопроводность, удельную энтальпию смесей находили по правилу аддитивности [5, 8, 9], а поверхностное натяжение — исходя из аддитивности величин, обратных поверхностному натяжению [6]. Оценка влияния вида растворенного масла на теплоотдачу при кипении по существу сводится к оценке влияния вязкости, так как другие теплофизические свойства (теплопроводность, теплоемкость, поверхностное натяжение, плотность) масел ХФ12-16, ХФ22-24 и ХМ35 близки. Вязкость масел ХФ12-16 и ХМ35 при /= — 10 °С различается примерно в 4 раза. Расчеты показывают, что при малых значениях см вязкость растворенного масла практически не влияет на теплоотдачу при кипении. Такой вывод подтверждается также результатами ранее проведенных авторами экспериментов [1]. С учетом изложенного табл. 1 и 2 можно рекомендовать для определения ем смесей 38 Расчетная зависимость поправочного коэффициента ем от концентрации масла ХМ35 (см в К12прир=219,6кПа (tHa= —10°С) и различных значениях q R12 и R22 с минеральными маслами, кинематический коэффициент вязкости которых при 50 °С находится в интервале A0^ ^50). Ю-6 м2/с Хладагент R22 и масла имеют ограниченную взаимную растворимость, поэтому приведенные в табл. 2 значения ем справедливы только в области полной взаимной растворимости компонентов смеси. Опытные данные по теплоотдаче при кипении смесей хладагентов с маслами [7, 10] показывают, что при определенных условиях коэффициент теплоотдачи асм может быть несколько больше, чем аа, т. е. ем>1. Расчеты по формуле B) дают предельное значение ем = 1. Расчетное значение 8М является наиболее вероятным, однако отклонения от него в ту и другую стороны, как показано в [2], могут достигать 20 %. Для повышения точности расчета ем необходимо исследовать процессы на границе между фазами при кипении растворов, содержащих поверхностно активные вещества (к этому виду растворов относятся и смеси хладагентов с маслами). Приведенные в статье данные рекомендуются для расчета коэффициента теплоотдачи при проектировании кожухотрубных испарителей с кипением на наружной поверхности пучков гладких труб, а также для определения оптимального режима работы при эксплуатации испарителей. Концентрацию масла в испарителе следует поддерживать не более 5—6 %. В этом случае интенсивность теплоотдачи при кипении смеси на пучке гладких труб в интервале температур от —30 до —20 °С, плотности теплового потока не более 5—10 кВт/м2 практически не меньше, чем чистых хладагентов. Содержание масла в испарителе выше 6 % существенно снижает коэффициент теплоотдачи, особенно в области высоких температур.
Список использованной литературы 1. Аникин А. И., Данилова Г. Н., Бори- шанская А. В. О теплоотдаче при кипении масло-хладоновых смесей на трубах // Машины и аппараты холодильной, криогенной техники и кондиционирования воздуха. Л., 1983. С. 28—34. 2. Аникин А. И., Да н и л о в а Г. Н., Мир- м о в Н. И. Обобщенная зависимость для расчета теплоотдачи при кипении на трубках хладагента с маслом // Холодильная техника. 1984, № 7. С. 40—45. 3. Д а н и л о в а Г. Н. Обобщение опытных данных по теплообмену при кипении фрео- нов // Холодильная техника и технология. Киев, 1969. Вып. 8. С. 79—85. 4. Интенсификация теплообмена в испарителях холодильных машин / А. А. Гоголин, Г. Н. Данилова, В. М. Азарсков, Н. М. Медни- кова. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. 224 с. 5. Heide R. // Luft- und Kaltetechnik. 1972, № 3. 128—133. 6. Heide R. // Luft- und Kaltetechnik. 1975, № 1. 18—21. 7. Heimbach P. // Kaltetechnik-Klimatisie- rung. 1972, № 10. 287—295. 8. Jaeger H.-P. // Kaltetechnik-KHmatisierung. 1973, № 2. 35—52. 9. Loffler H. J.//Kaltetechnik-KHmatisierung. 1970, № 8. 242—245. 10. Wa liner R., Dick H.-G. // Progress in Refrigeration, Science and Technology. M.: Vneshtorgizdat, 1978. V. 2. 351—359. УДК 66. 047. 25 ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПРОЦЕССА СУБЛИМАЦИИ ГРАНУЛИРОВАННОГО ПРОДУКТА Канд. техн. наук С. М. БРАЖНИКОВ, д-р техн. наук А. 3. ВОЛЫНЕЦ, В. И. ШАТНЫЙ, С. Н. РОДИОНОВ Сублимация продуктов в диспергированном состоянии позволяет- интенсифицировать стадию обезвоживания и лучше сохранить их качество. В этой связи важное значение приобретает разработка новых и уточнение существующих методов определения режимных параметров, обеспечивающих оптимальные условия проведения этого процесса. Известны методы расчета процесса вакуумного сублимационного обезвоживания дисперсного материала, распределенного в виде слоя на греющей поверхности [3, 5]. Они основаны на моделях, построенных в предположении, что слой продукта не оказывает сопротивления потоку пара, выделяющегося при фазовом превращении. Однако расчет при условии высокой паро- проницаемости слоя не всегда приводит к удовлетворительным результатам. Опыт показывает, что в реальном процессе паропроницаемость слоя может изменяться в широких пределах: от очень большой в начале сушки до весьма малой, приближающейся к нулю, на последующих стадиях. Это объясняется «спеканием» частиц продукта, что особенно часто происходит при сушке материалов, получаемых вакуум-грануляцией растворов или экстрактов [1, 2, 6], с характерным размером гранул порядка десятых и даже сотых долей миллиметра (такая ситуация характерна для сублимационной сушки, например, в крио- химии). По мере «спекания» частиц и уменьшения паропроницаемости слоя процесс все в большей степени подчиняется закономерностям сублимационного обезвоживания сплошного слоя, что приводит к заметным отклонениям параметров реального процесса от их расчетных значений. В данной работе предпринята попытка выяснить суть процессов, приводящих к уменьшению паропроницаемости слоя продукта, в целях уточнения и развития известных моделей вакуумного сублимационного обезвоживания дисперсного материала при кондуктивном энергоподводе. Рассмотрим слой продукта (рис. 1) высотой Я, состоящий в первом приближении из монодисперсных сферических замороженных гранул диаметром D, размещенных на плоской теплоподводящей поверхности. В соответствии с известными представлениями [3, 5] осушенная и замороженная зоны слоя разделены четкой плоской границей т]ь перемещающейся в направлении Пар \ * \ \ Пг 1, 1^/>//Ш//Ш//>//Щ \ \ \ \ Тепловой потоп у Рис. I. Физическая модель сублимации гранулированного продукта: / — теплоподводящая поверхность; 2 — зона осушенного продукта; 3 — зона замороженного продукта 39
от греющей поверхности параллельно ей, а выделяющийся пар отводится через замороженную зону без сопротивления. Последняя предпосылка эквивалентна допущению о постоянстве давления и температуры пара по толщине замороженной зоны. Такой подход может быть применен при моделировании сублимационного обезвоживания дисперсных систем лишь с достаточно большим диаметром гранул (порядка 1 мм и более). С его уменьшением и вследствие этого уменьшением порозности слоя паропроницаемость несколько снижается, в нем возникает градиент давления пара и соответствующий ему градиент температуры. Вследствие экспоненциальной связи между равновесными значениями температуры и давления, устанавливаемой уравнением Клапейрона-Клаузиуса, градиент, по крайней мере, одного из параметров — давления или температуры — изменяется по толщине слоя нелинейно. Нелинейность распределения параметра, в свою очередь, приводит к неравенству входных и выходных энергетических и материальных потоков для любого элемента слоя. Иными словами, в слое происходит перераспределение потоков теплоты и массы. Предполагается, что, проходя по капиллярным каналам, образованным замороженными гранулами, выделяющийся при фазовом превращении пар частично десублими- рует на их поверхности. Это, с одной стороны, уменьшает порозность слоя и соответственно снижает паропроводность, а с другой — повышает его теплопроводность благодаря улучшению контакта между гранулами. Как следствие, в замороженной зоне слоя возникает градиент давления пара и связанный с ним градиент температуры. В отличие от известных моделей [3, 5], в соответствии с которыми теплоперенос через замороженную зону осуществляется исключительно конвекцией — с потоком пара, в рассматриваемом случае следует ожидать, что общий тепловой поток от границы раздела фаз tji передается частично конвекцией, а частично теплопроводностью по смерзшимся гранулам. На внешней границе слоя кондуктивная составляющая теплового потока затрачивается на сублимацию льда, что приводит к появлению второго фронта фазового превращения тJ, перемещающегося по* направлению к тепло- подводящей поверхности. Процесс приобретает черты, присущие сублимационному обезвоживанию сплошного слоя. С течением времени поры замороженной зоны все в большей степени зарастают десублиматом. Кондуктивная составляющая теплового потока увеличивается за счет уменьшения количества теплоты, переносимой с потоком пара. В определенный момент может произойти закупорка проходного сечения слоя десублиматом, т. е. дисперсный продукт превратится в монолит. Таким образом, возникает задача определения режимных параметров процесса сублимации слоя продукта с существенно изменяющимися во времени коэффициентами тепло- и массопроводности при наличии двух границ фазового перехода, перемещающихся навстречу друг другу. Получить аналитическое решение задачи даже в квазистационарном приближении едва ли возможно, поэтому для ее решения использовали численный метод. При составлении алгоритма расчета экспериментальный образец продукта условно разбили по высоте на ячейки — параллельные теплоподводящей поверхности элементарные слои малой толщины h. Полное термическое сопротивление слоя считали равным сумме термических сопротивлений ячеек. В свою очередь, термическое сопротивление каждой ячейки определяли и считали равным двум параллельно соединенным сопротивлениям: конвективному и кондуктивному. Было принято, что за малый конечный интервал времени у теплоподводящей поверхности образовался некоторый осушенный слой. На этой стадии поцесса термические сопротивления ячеек замороженной зоны и их конвективные и кондуктив- ные составляющие одинаковы и сохраняют свои первоначальные значения. Тепловой поток передается к границе фазового перехода т\\ теплопроводностью через первоначально осушенный слой и на входе в первую ячейку разделяется на кондуктивную и конвективную составляющие. При этом для каждой ячейки можно записать: <? = Mi+ш I (и где q — общий тепловой поток, Дж/ (с • м2); Qk> Q* — кондуктивная и конвективная составляющие общего теплового потока, Дж/(с • м2); / — номер ячейки; /' — индекс, соответствующий данному интервалу времени. Допуская линейность распределения температуры и давления по толщине отдельной ячейки, для составляющих общего теплового потока получаем: D0hMij±jJli B) <*«Н=х{?Ц=^/, C) 40
где К—коэффициент теплопроводности дисперсного продукта, Вт/(м • К); Т — температура, К; к — коэффициент паропроводности дисперсного продукта, с; р — давление, Па; / — удельная теплота сублимации льда, Дж/кг. В узлах схемы, т. е. на входе и выходе каждой ячейки, температура и давление пара связаны между собой уравнением Кла- пейрона-Клаузиуса, которое в нашем случае удобно представить в таком виде: р>=ехр(--^+62), D) где Ь\у Ь2 — постоянные. Полагая, что в конечном малом интервале времени Ат коэффициенты тепло: и мас- сопроводности неизменны, по уравнениям A) — D) определяем кондуктивную и конвективную составляющие общего теплового потока, а также температуру и давление последовательно в каждой ячейке. Затем для каждой ячейки находим разность между выходными и входными конвективными составляющими теплового потока и соответствующее этой разности изменение потока массы Ат\\ (А<7х)!"= (<7хН+1-(<7*М; E) Дт/=1А|хИДт (б) Знак Апг{ опеделяет направление процесса в i-и ячейке. При отрицательном значении плотность льда дл в ней уменьшается в результате обезвоживания, при положительном — возрастает, так как избыток массы, определяемый величиной Am-, осаждается на поверхности гранул данной ячейки в виде десублимата, увеличивая ее гидравлическое сопротивление, в то время как термическое сопротивление ячейки понижается. Поэтому прежде чем переходить к расчету параметров процесса для следующего интервала времени Ат, необходимо определить новые значения коэффициентов тепло- и массопроводности, соответствующие изменившейся структуре слоя. Для этой цели воспользуемся известными зависимостями, связывающими переносные коэффициенты дисперсного продукта с порозностью слоя. Для принятой модели уложенных монодисперсных сфер коэффициент теплопроводности слоя [4] Ц= A-^'Нсп, G) где ф — порозность слоя; ксп — коэффициент теплопроводности сплошного продукта, Вт/(м • К). Коэффициент паропроводности, также являющийся функцией порозности, в условиях, характерных для процесса вакуумного сублимационного обезвоживания, можно рассчитать по уравнению, предложенному в работе [6]. В свою очередь, изменение порозности каждой ячейки определяем по разности между начальным и конечным объемом ее гранул, которую можно легко найти, зная Ami После определения коэффициентов тепло- и массопроводности для следующего интервала времени повторяем расчет для новых значений термического и гидравлического сопротивлений ячеек. Расчет проводим последовательно до момента смыкания нижней и верхней границ раздела фаз, т. е. до полного обезвоживания слоя продукта. На рис. 2, 3 представлены полученные расчетным путем распределения соответственно давления и плотности льда по толщине слоя для различных стадий процесса. На рис. 4 показана зависимость положения границ замороженной зоны от времени при различных диаметрах гранул, первоначально образующих слой. Результаты показывают, что заложенное в алгоритм расчета требование о нелинейном распределении температуры и давления пара в слое (см. рис. 2) может коренным образом изменить характер процесса, в сравнении с тем характером, который вытекает из традиционных моделей. В частности, из рис. 4 видно, что с уменьшением диаметра гранул скорость продвижения верхней межфазной границы становится сопоставимой со скоростью рас- W\ fVi \ U /20 \ \УЛ /оо\—Lb-N. sol——ГЧ^ бо\— ^1 40 \ V-J- zo—L 1 I \- /2345678 S,mm Рис. 2. Распределение давления р по толщине слоя б за время т: / — 0,29 ч; 2 — 1,3 ч; 3 — 1,6 ч; 4 — 2,7 ч 41
'5, кг/м5 Ш т\ ш тт\ ЩШ Ш 7 6 5 3 2 О 12 3*567 8$,мм Рис. 3. Распределение плотности льда дл по толщине слоя б за время т: / — 0,29 ч; 2 — 1-,3 ч; 3 — 1,6 ч; 4 — 2,7 ч 8 6 4 О 1 2 3 t,4 Рис. 4. Продвижение границ раздела фаз: / _ D= Ю-з м; 2 — D= 10~4 м; 3 — D= 10~5 М; сплошные синие линии — tji,- штриховые синие ЛИНИИ — Г|2 % ^ ' ~^-^^ 4 ^1 1 J &р,Па\ 150 100 50 » J h Л \ / ~- V \ / \ Л. L \ Г7ч Рис. 5. Изменение перепада давлений Ар в слое: / — D=B-=-3)-10-4 м, эксперимент; 2 — D= =3-10 4 м, расчет; 3 — D=5-\0—5 м, расчет пространения фронта от теплоподводя- щей поверхности и даже может превосходить последнюю. При этом, как и предполагалось, в процессе сушки внутренние элементы слоя подвергаются «спеканию», т. е. плотность льда в них увеличивается (см. рис. 3, кривые 2, 3). Расчет показал, что в качестве критерия, определяющего характер процесса, целесообразно использовать отношение кондуктив- ной и конвективной составляющих теплового потока. Если qjqs больше 1, то следует ожидать существенного снижения паро- проницаемости слоя, в противном случае правомерно допущение об отсутствии градиента давления в замороженной зоне. Экспериментальная проверка предложенной модели заключалась в непосредственном измерении перепада давлений в-слое в процессе сублимационной сушки гранул, полученных распылением в вакууме водосоле- вого раствора сульфита натрия, выбранного в качестве модельного вещества. На рис. 5 сравниваются некоторые экспериментальные данные с результатами расчета. Сравнение показало, что предлагаемая модель качественно верно отражает основные тенденции развития процесса сублимационного обезвоживания гранулированных продуктов в вакууме. Так, измерениями зафиксирован рост перепада давлений Ар в слое, что свидетельствует об уплотнении его внутренних элементов. Визуальным наблюдением установлено наличие двух фронтов фазового превращения, перемещающихся навстречу друг другу (о развитии осушенной зоны в верхней части образца можно было судить по массовому отрыву обезвоженных гранул от слоя). Вместе с тем необходимо констатировать, что количественно результаты расчета существенно расходятся с экспериментальными данными. В частности, из рис. 5 видно, что в реальном процессе темп снижения паропроницаемости слоя заметно выше предсказанного теоретически. Кроме того, если согласно рассмотренной модели уплотнение внутренних элементов слоя становится значимым при весьма малых диаметрах гранул, то на практике этот эффект реализуется при существенно более крупных гранулах. Количественные расхождения обусловлены, в первую очередь, тем, что предложенная модель основана на представлении об изотропности слоя в отношении его структурных характеристик, таких как пороз- ность, эквивалентный диаметр гранул и других, т. е. построена с использованием усредненных параметров. По-видимому, 42
такое приближение является слишком грубым. Есть основания предположить, что большой, а, может, и определяющий вклад в процесс перестройки структуры слоя вследствие частичной десублимации пара вносят различного рода структурные и режимные неоднородности, связанные, например, с большим разнообразием и неправильностью формы реальных частиц, получаемых вакуум-грануляцией. Требует изучения также влияние неравномерности теплоподвода на процесс «спекания». Можно надеяться, что учет неоднород- ностей позволит уточнить рассмотренную модель и предложить метод расчета процесса, точность которого в большей степени будет удовлетворять потребностям инженерной практики. Не подлежит сомнению, что смерза- емость частиц дисперсных продуктов в процессе сублимационной сушки и связанные с ней эффекты необходимо учитывать при расчете и конструировании соответствующего сублимационного оборудования. Представленная здесь модель в первом приближении может быть использована для решения этой задачи. УДК 628.853-522.7:631.243.4 ЭЛЕКТРОПАРОГЕНЕРАТОР СПП-25 Канд. техн. наук В. И. ИВАХНОВ, канд. техн. наук Л. Н. ТИХОМИРОВА, А. Н. БОЖКОВ, С. А. АРТАМОНОВ Каждый вид продукта следует хранить при оптимальной относительной влажности воздуха, отклонение которой в ту или иную сторону вызывает потери либо от усушки, либо от порчи. Установлено, что в теплый период года в холодильных камерах с нулевыми температурами равновесная влажность, как правило, значительно ниже оптимального значения. Несмотря на очевидную необхо-, димость увлажнения воздуха, в большинстве типовых проектов Гипронисельпрома, Гипроторга и Гипрохолода камеры фрукто- овощехранилищ и холодильников оснащены холодильным оборудованием, поддерживаю- Список использованной литературы 1. Волынец А. 3., Г а в р и л о в а Е. В., Постников В. М. Исследование процесса непрерывного монодисперсного гранулообразования под вакуумом // Холодильная техника. 1977, № 9. С. 30—33. 2. И в а ш о в В. И., К а т ю х и н В. А. Замораживание жидких пищевых продуктов в виде гранул распылением в вакууме // Современные методы сублимационного и криогенного консервирования пищевых продуктов и биологических материалов. М., 1975. С. 31—41. 3. Камовников Б. П., Семенов Г. В., Розенштейн Н. Д. Исследование процесса сушки и оптимизация сублимационных установок, перерабатывающих гранулированные пищевые продукты // Холодильная техника. 1976, № 1.С. 40. 4. К р и ш е р О. Научные основы техники сушки. М.: Иностранная литература, 1961. 539 с. 5. Непрерывный процесс сублимационной очистки дисперсных веществ / А. 3. Волынец, И. М. Скачко, А. В. Черняков и др. / Теоретические основы химической технологии. 1984, т. XVIII, № 5. С. 615—622. 6. Паропроницаемость гранулированных в вакууме материалов / С. М. Бражников, С. Н. Родионов, В. И. Шатный, А. 3. Волынец // Холодильная техника. 1987, № 5. С. 30—33. щим только температурный режим. Регулирование влажности воздуха в этих помещениях не предусмотрено из-за отсутствия серийных увлажнителей воздуха, а также регуляторов влажности, работающих при нулевых и отрицательных температурах. Учитывая опыт работы ВНИКТИхолод- прома [1] по увлажнению воздуха в холодильных камерах с нулевой температурой перегретым водяным паром с помощью увлажнителя АУВ [3], ВНИИЭТО совместно с ВНИКТИхолодпромом разработал автоматизированный увлажнитель воздуха (электропарогенератор СПП-25/НОИ 1). Основное отличие его от увлажнителя АУВ заключается в оснащении серийными элементами. Техническая характеристика электропарогенератора СПП-25/ НОИ 1 Установленная мощность ТЭНов, кВт 25 Производительность по пару, кг/ч ' 32; 16; 5,5 Новинки холодильной техники 43
Температура вырабатываемого пара после пароперегревателя, °С Количество ступеней регулирования мощности Давление вырабатываемого пара, Па Масса, кг 140 3 1500 90 Электропарогенератор (см. рисунок) состоит из цилиндрического сварного изолированного корпуса, в нижней части которого расположен парообразователь, собранный из шести трубчатых электронагревателей (ТЭНов) мощностью 4 кВт каждый, смонтированных на съемной боковой крышке. В верхней части корпуса на съемной верхней крышке расположены пароперегреватель, выполненный из электронагревателя мощностью 1 кВт, и сепаратор. Электропарогенератор имеет поплавковое устройство, автоматически подпитывающее аппарат водой, а также отключающее нагревательные элементы при понижении уровня воды ниже допустимого. Один из ТЭНов парообразователя мощностью 4 кВт (первая ступень) включен постоянно как при автоматическом, так и ручном управлении, обеспечивая по пару производительность 5,5 кг/ч. В зависимости от потребности в дальнейшем увлажнении воздуха ТЭНы включаются ступенчато (одновременно либо три, либо шесть), обеспечивая при этом соответственно производительность 16 или 32 кг/ч. При достижении заданного значения относительной влажности ТЭНы отключаются по ступеням. В камерах с положительными температурами ступенчатое включение и выключение ТЭНов производится автоматически от датчика влажности (первичного преобразователя типа ЭВЧ), в камерах с отрицательными температурами — вручную. Элементы автоматического управления работой электропарогенератора и защиты электронагревателей от перегрева при низком уровне воды расположены в щите автоматического управления. После аварийного выключения ТЭНы включаются автоматически при повышении уровня воды до допустимого, также автоматически поддерживается и температура перегретого пара. Водопроводная вода подается в корпус через боковой патрубок, пар выходит через патрубок в верхней крышке. Первый опытный образец электропарогенератора изготовлен на Опытном заводе ВНИКТИхолодпрома. В настоящее время он эксплуатируется на Брежневской плодоовощной базе Москвы в камере хранения моркови насыпью [2]. Общий вид электропарогенератора: / — корпус;.2 — крышка с сепаратором и пароперегревателем; 3 — поплавковое устройство; 4 — нагревательный элемент парообразователя; 5 — щит автоматического управления Температурно-влажностный режим в камере обеспечивается с помощью системы тепловлажностной обработки воздуха, одним из элементов которой является электропарогенератор. Влажностный режим в камере поддерживается в пределах 90—95 %, что соответствует технологическим требованиям длительного хранения моркови. В процессе эксплуатации сравнивали усушку продукции при хранении насыпью в камере с увлажнением и без увлажнения воздуха и в контейнерах в камерах с общеобменной системой вентилирования, обеспечивающей только температурный режим @-=—1 °С). Контрольные взвешивания показали, что потери продукции от усушки при холодильном хранении в условиях регулируемой влажности в среднем в 1,3 раза меньше потерь при хранении в камерах без ее регулирования. С учетом разницы а потерях продук- 44
ции, капитальных затрат на оборудование и эксплуатационных расходов экономический эффект от применения одного электропарогенератора в камере хранения моркови емкостью 500 т составит 1700 руб. в год. Опыт эксплуатации электропарогенератора в промышленных условиях показал, что он может быть использован в автоматизированных системах тепловлажност- ной обработки воздуха в холодильных камерах. С учетом опыта предыдущих исследований [1] в камерах с контейнерным способом складирования и с общеобменным вентилированием рекомендуется подавать пар в поток воздуха, выходящего из окон воздуховода непосредственно в камеру. Ориентировочная цена электропарогенератора 1900 руб. Обозначение при заказе: Изобретения A1) 1288467 E1L F 25 С 5/02 B1) 3880541/28-13 B2) 08.04.85 G1) Центральное проектно-конструкторское бюро Министерства речного флота РСФСР G2) В. К. Пономарев, А. В. Пономарев E3) 621.565 E4) E7) РАБОЧИЙ ОРГАН ЛЕДОРЕЗНО- ГО УСТРОЙСТВА, содержащий резец и реверсивный шнек для отвода ледяной стружки, отличающийся тем, что, с целью удобства эксплуатации и упрощения конструкции, рабочий орган снабжен установленными на лопасти шнека поводками, каждый из которых имеет по наружному периметру П-образную форму, при этом в боковых элементах поводка и в лопасти шнека установлена ось, внутренняя поверхность перемычки поводка выполнена с уклонами к оси симметрии, а резец прикреплен к наружной поверхности перемычки и имеет чашеобразную форму. A1) 1290043 E1L F 25 В 31/00, В 60 Н 1/32 B1) 3959417/31-11 B2) 19.08.85 G1) Всесоюзный заочный машиностроительный институт G2) А. В. Синев, И. Г. Гетия, В. К. Шумилин, Ю. Г. Са- фронов, В. С. Соловьев, Г. Г. Молчанов, С. М. Титов, О. С. Кочетов E3) 629.113.06:628.83 E4) E7) КОНДИЦИОНЕР ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ, содержащий холодильную машину компрессионного типа, датчик температуры воздуха в кабине транспортного средства, связанный с запорным вентилем, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, корпус компрессора холодильной машины разделен упругой мембраной на полости, одна из которых включена в контур циркуляции хладагента через обратные клапаны, снабжен распределительным устройством с цилиндром и каме- при регулировании влажности — «Электропарогенератор СПП-25/140И1 ТУ 16—581.123—86», без регулирования влажности — «Электропарогенератор СПП-25/140И1 ТУ 16—581.123—86 без прибора контроля влажности воздуха». Список использованной литературы 1. Гоголин А. А. Технологическое кондиционирование воздуха в мясной и молочной промышленности // Сб. тр. / ВНИКТИхолодпром. М., 1973. 58 с. 2. Ивахнов В. И., Тихомирова Л. Н. Повышение эффективности использования холодильного оборудования в камерах овощехранилищ // Холодильная техника. 1983, № 7. С. 13—17. 3. Т р у с к о в а Л. А. Автономный электроувлажнитель для холодильных камер // Холодильная техника. 1973, № 10. С. 24—26. рой, которая сообщена с цилиндром и источником давления соответственно первым и вторым каналами, выполненными с седлами для взаимодействия с шариком, который размещен в камере, в цилиндре размещен поршень с проходящим через первый канал штоком для взаимодействия с шариком и дополнительный подпружиненный поршень, штоковая полость цилиндра сообщена со сливом, полость между основным и дополнительным поршнями — с другой полостью корпуса компрессора и со сливом через дроссели, а камера — с другой полостью этого корпуса, при этом запорный вентиль установлен во втором канале. A1) 1288468 E1L F 25 D 11/00 B1) 3910322/28-13 B2) 14.06.85 G1) Институт технической теплофизики АН УССР G2) С. О. Филин, Н. С. Кирпач E3) 621.565 E4) E7) ДВУХКАМЕРНЫЙ ХОЛОДИЛЬНИК, содержащий низкотемпературную и высокотемпературную камеры, разделенные перегородкой, испаритель холодильной машины и термоэлектрическую батарею, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и удобства обслуживания, холодильник снабжен приспособлением для отвода талой воды от испарителя и от холодных спаев термобатареи, а в перегородке выполнены отверстия, при этом испаритель установлен в низкотемпературной камере, а холодные спаи термобатареи размещены в высокотемпературной камере под отверстиями в перегородке, горячие спаи термобатареи размещены вне камеры и приспособление для отвода талой воды от испарителя сообщено с воздушно-водяным теплообменником горячих спаев. 45
ОБМЕН ОПЫТОМ УДК 663.674.013:65.011.4 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА МОРОЖЕНОГО НА РИЖСКОМ МОЛОЧНОМ КОМБИНАТЕ А. Г. КЛАДИЙ, Л. Г. ЧЕРНЕНЬКАЯ До 1971 г. в Латвийской ССР мороженое вырабатывалось в примитивных условиях на семи молочных комбинатах и большом количестве молочных заводов. Объем производства не превышал 4,5 тыс. т в год. В 1971 г. на Рижском молочном комбинате была введена в эксплуатацию фабрика мороженого мощностью 17 т/смену. С этого времени фабрика мороженого стала единственным в республике предприятием, выпускающим популярное лакомство. Фабрика была построена по проекту Латгипропромпроекта и представляет собой четырехэтажное здание с холодильником емкостью 500 т и аппаратной с холодильной установкой. На первом этаже находятся молокоприемное отделение, тарный участок, мастерская, электроцех и вспомогательные участки, на втором — фризеро- фасовочное отделение, на третьем — рас- паковочный участок, заготовительно-аппа- ратное отделение и лаборатория, на четвертом — вафельное отделение. К производственному корпусу фабрики примыкает четырехэтажный административно-бытовой корпус. Уже с первых лет работы трудовой коллектив фабрики мороженого взял курс на интенсивные факторы роста, рациональное и бережное использование сырья, расширение и обновление ассортимента и улучшение качества выпускаемой продукции на основе эффективной эксплуатации и модернизации действующего оборудования, реконструкции и технического перевооружения, внедрения прогрессивной и ресурсосберегающей технологии, научной организации труда, Совершенствования форм организации производства и стимулирования 46 оплаты труда за конечный результат. В результате планомерной смены поколений оборудования и совершенствования - технологии выработки мороженого неузнаваемо изменился один из самых несовершенных и трудоемких этапов в производстве мороженого — приготовление смесей мороженого. В настоящее время на фабрике действует прогрессивная — закрытая — схема приготовления смесей. Сгущенное молоко и сахарный сироп доставляют в авто- мол цистернах емкостью до 6 т под пломбой (радиус доставки до 220 км). Насосами ППБ-6 цистерну опорожняют за 40 мин. В качестве заготовительных ванн используют змеевиковые пастеризаторы ОЗП-2000, в которых смесь исходных компонентов подогревают до 52 °С. Далее ее очищают в фильтре собственного изготовления (обеспечивающем более эффективную обработку, чем фильтры А1-ОШФ) и подают в пастеризаторы ПТУ-10 B шт.), в межтрубное пространство которых поступает вода температурой 96—97 °С, нагреваемая паром в пластинчатой установке ООУ-25. После пастеризации при температуре 82— 85 °С смесь выдерживают 5 мин в двух пастеризаторах ПТУ-10 и направляют на гомогенизацию. Рационализаторы фабрики установили на гомогенизаторах воздушные компенсаторы (виброгасители) собственной конструкции типа «труба в трубе», обеспечивающие изменение потока и наличие воздушного пространства, что в совокупности практически полностью ликвидирует вибрацию смесепроводов. Гомогенизированную смесь подают в пластинчатую установку ООУ-25, где происходит охлаждение ее сначала городской водопроводной водой, а затем — оборотной ледяной водой. В установке ООУ-25 набор пластин и потоки смеси выбраны таким образом, что смесь повышенной вязкости можно охлаждать до 8 °С без нарушения герметичности установки (на этом участке недавно внедрена установка ОП2У-15, которая по сравнению с ООУ-25 имеет ряд преимуществ). Затем смесь поступает в резервуары типа ОТМ с боковыми люками для доохлаждения ледяной водой и хранения. Для продления срока службы этих резервуаров вышедшая из строя наружная стальная обшивка была заменена на алюминиевую. Температурный режим контролируют на всех этапах движения смеси, тепло- и хладоносителей. Режим пастеризации фиксируется с помощью самозаписывающего электронного моста.
Таким образом, тепловая обработка смесей проходит в закрытом режиме. Значительные изменения произошли во фризеро-фасовочном отделении. Взамен морально и физически устаревших линий ОЛС, М6-ОЛБ, а также в целях рационального использования производственных площадей здесь внедрена новая высокопроизводительная техника: линии М6-ОЛВ, «Дерби-300», «Ролло-20», фризеры Б6- ОФШ, KF-1150, KF-1200, KF-2001, НР-10, расфасовочно-упаковочные автоматы ЧАБ- 38, «Кэтридж-пак». Фризеры KF-2001 работают в паре с автоматами ЧАБ-38 и эскимогенератором «Дерби-300», а фризер НР-10 — с «Ролло-20». В 1976 и 1984 гг. на фабрике установлены две линии производства мороженого, расфасованного порциями по 250 г в полиэтиленовый рукав с металлическими клипсами. Обслуживает их бригада из 2—3 человек. В состав линий входят фризеры KF-1200 и расфасовочно-упаковочный автомат ЧАБ-38. Производительность каждой линии достигает 7 т в смену. Эксперименты по применению фризера Б6-ОФШ в линии дали отрицательные результаты, так как он не обеспечивает полного заполнения полиэтиленового рукава мороженым и имеет низкую производительность. Для расфасовки используют отечественные полиэтиленовую пленку и проволоку. Рационализаторами фабрики смонтировано устройство для смазывания проволоки при ее разматывании с катушки, представляющее собой гибкий прозрачный шланг, заполненный маслом, и масленку, автоматически поддерживающую уровень масла в шланге. Большая работа по облегчению условий труда работающих женщин проведена и в вафельном отделении. Приготовление теста здесь механизировано. Мука из просеивателя типа «Пионер» попадает в бункер из нержавеющей стали, который с помощью тельферного механизма перемещается к двум изготовленным на фабрике турбосмесителям вертикального типа с высокоскоростными двухлопаточными мешалками, расположенными в днищах смесительных резервуаров. Готовое тесто перекачивается насосом в резервуар типа ТУМ для хранения и охлаждения, откуда оно автоматически подается к аппаратам для выпечки вафельных стаканчиков. Большой вклад в повышение эффективности работы фабрики мороженого вносят новаторы производства, рационализаторы предприятия К. К. Эглит, Г. Д. Гофман, А. С. Буковская, Б. Л. Гусинова и др. При их участии постоянно модернизируется действующее оборудование, совершенствуется организация производства. Так, был модернизирован электропривод фризеров Б6-ОФШ. Теперь он состоит из мотор-редуктора, работающего на переменном токе, вариатора, автотрансформатора и диодного моста. Отказов в работе фризеров из-за электроприводов нет. Во фризеро-фасовочном отделении внедрены централизованная вакуумная станция и впервые в стране централизованная подача воздуха к фризерам. Последнее позволяет отказаться от одного из двух насосов на отечественных фризерах и от индивидуальных воздушных компрессоров на импортных. В связи с дефицитом металло-фторо- пластовых втулок, применяемых на автоматах А2-ОВА, на предприятии ролики конвейера выполняют из серого пористого чугуна, а пальцы роликов — из закаленной конструкционной стали. Срок службы такой пары составляет около 4 лет. При периодической очистке пресс-форм автоматов от теста, остающегося иногда после механического среза облоя, обычно применяют стальные или, в лучшем случае, алюминиевые ножи, которые вызывают выработку наружной поверхности пресс-форм и преждевременный износ их. На фабрике пекари пользуются ножами-из дерева твердых пород (ясень, граб), что способствует продлению срока службы пресс-форм. Для увеличения времени эксплуатации транспортера с лентой из прорезиненной ткани для подачи готовой продукции в камеру дозакаливания он выведен из холодного контура. Внутрь камеры дозакаливания мороженое подается теперь транспортером с лентой из металлических звеньев. С целью обеспечения более устойчивой работы поточно-механизированных линий на фабрике мороженого на каждой линии вырабатывается мороженое одного или нескольких видов, но с близким химическим составом. И в заготовительно-пастериза- ционном отделении за каждой линией закреплена определенная группа резервуаров. Большое внимание уделяется на предприятии совершенствованию учета сырья и готовой продукции, уменьшению производственных отходов. В молокоприемном отделении фабрики количество поступающего молока учитывается с помощью счетчика типа РМ-25 (ЧССР) производительностью 2—20 т/ч. Погрешность измерения 0,5 % на 1 т. Все фризеры снабжены приемными бачками емкостью около 200 л и обратными 47
линиями, обеспечивающими подачу в сборный бак типа ТУМ нестандартного мороженого в период пуска фризера после мойки, в случае кратковременных пусков-остановок, нарушений технологического режима и механических неполадок. Сборный бак для обратимых производственных отходов мороженого оснащен устройствами для подогрева и охлаждения, а также сигнализатором уровня, по команде которого операторы варочного отделения перекачивают жидкую смесь, полученную во фризе- ро-фасовочном отделении. Это позволило отказаться от большого количества ведер и бачков у каждой бригады, перейти на механизированные сбор и транспортировку отходов, снизить потери сырья и улучшить санитарно-эстетическое состояние фабрики мороженого. Сокращения количества производственных отходов добиваются также путем поддержания на должном уровне технического состояния оборудования, совершенствования организации труда, воспитания у членов коллектива чувства ответственности за оптимальную эксплуатацию оборудования, за недопущение превышения установленных опытным путем минимальных норм неизбежных отходов на линиях. С 1984 г. бригада слесарей-наладчиков фабрики мороженого переведена на оплату труда за конечный результат по единому наряду с учетом коэффициента трудового участия. В этом же году была создана комплексная сквозная бригада фризе- ро-фасовочного отделения из 60 человек, также работающая по единому наряду. Бригады имеют Трудовой паспорт, в который включены сведения о составе членов бригад, плане и итогах работы. Большое значение на фабрике придается внедрению рекомендаций по улучшению условий труда, производственной санитарии и эстетике. Так, в целях создания работающим благоприятных условий для труда перед шлюзами камер дозакаливания установлены воздушные завесы. Работники фабрики мороженого обеспечены красивой и удобной санспецодеж- дой и обувью: это хлопчатобумажные халаты и халаты из лавсана, брючные костюмы, сшитые из джинсовой ткани или плотной, не садящейся после стирки ткани темных тонов, современные резиновые сапоги, а также сабо на деревянной подошве, матерчатые и полиэтиленовые фартуки, береты и косынки. На одежде имеются красочные эмблемы комбината. Благодаря внедрению комплекса организационно-технических мероприятий, передовой техники и прогрессивной технологии сменная мощность фабрики в 1986 г. достигла 25 т (до 50 т в сутки), а объем производства составил 9200 т. К концу двенадцатой пятилетки трудовой коллектив фабрики мороженого поставил задачу довести годовой объем производства до 12 тыс. т. УДК 621.565.044.004:536.24 ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ АММИАЧНОГО ПЛАСТИНЧАТОГО КОНДЕНСАТОРА Д-р техн. наук О. П. ИВАНОВ, канд. техн. наук В. О. МАМЧЕНКО, Г. А. КРУГЛОВ, Э. Н. ЛИТВИНОВ* В 1972 г. на холодильнике № 1 объединения «Ленрыба» в схему аммиачной холодильной установки с четырьмя вертикальными кожухотрубными конденсаторами 75 KB был включен пластинчатый конденсатор совместной разработки УкрНИИ- химмаша и ЛТИХПа. Пар, нагнетаемый компрессорами холодильной установки, через маслоотделитель направлялся либо в кожухотрубные конденсаторы, либо в пластинчатый конденсатор. Техническая характеристика пластинчатого конденсатора Общая теплообменная поверхность, м2 Теплообменная поверхность одной пластины, м2 50 0,8 65 Сталь Х18Н10Т 1801 1825Х1Ю0Х960 Общее число пластин Материал пластин Масса аппарата, кг Габаритные размеры, мм Основные элементы пластинчатого конденсатора — теплообменник, нажимные плиты, коллекторы соответственно для подачи и отвода охлаждающей воды и конденсирующегося аммиака, стяжные болты. Теплообменник состоит из пяти блоков поверхностью по 10 м2. Каждый блок собран из пластин, полученных холодной штамповкой, типа 0,8 с гофрами «в елку». Теплообменник в целях предотвращения деформации крайних пластин сжат с помощью нажимных плит и стяжных болтов. При изготовлении теплообменника пластины сваривали в блоки таким образом, чтобы образовывались чередующиеся каналы для движения двух рабочих сред. * В р а б о те . принимал участие канд. техн. наук В. А. Дюндин. 48
Соседние пластины перед сваркой разворачивали относительно друг друга на 180° в плоскости пластины, в результате чего вершины гофров соприкасались друг с другом, образуя густую сетку точек контакта. Это позволило получить сложный профиль каналов с периодическим сужением и расширением (по нормали к основному направлению движения рабочих сред) и обеспечить требуемую для работы при значительных давлениях жесткость конструкции. Известно, что движение жидкости в чередующихся расширяющихся и сужающихся каналах в сочетании с изменением направления ее движения (при обтекании точек контакта) приводит к постоянному отрыву образующегося у стенки ламинарного пограничного слоя, что, в свою очередь, обусловливает резкое возрастание интенсивности процессов тепло- и массо- переноса. В каналах пластинчатых теплообменников развитое турбулентное движение наблюдается уже при числах Рейнольд- са порядка 50, что соответствует скоростям движения сред ~0,01 м/с. При эксплуатации аппарата движение сред осуществлялось по противоточной схеме. Однако для очистки каналов от случайно попавших с водой механических примесей схему можно было реверсировать. Для отвода теплоты конденсации использовали воду, охлаждаемую в градирне. Проведенные в 1972 г. промышленные испытания наглядно показали высокую эффективность пластинчатого аппарата [3]. При переключении тепловой нагрузки с четырех конденсаторов KB общей поверхностью 300 м2 на пластинчатый поверхностью 50 м2 и неизменном расходе воды давление конденсации в отдельных режимах снижалось на 100 кПа. При общем тепловом потоке в аппарате Q=500 кВт (q=\0 кВт/м2) обеспечивалось некоторое переохлаждение конденсата. Коэффициенты теплопередачи пластинчатого конденсатора при скоростях воды шв=0,6 м/с достигали 3 кВт/(м2-К). На протяжении всех лет эксплуатации проводили ревизии конденсатора, его очистку и теплотехнические испытания. Вскрывали фланцы водяных коллекторов и осматривали теплообменную поверхность. Благодаря регулярной химической очистке на ней образовывался лишь небольшой слой загрязнений, легко смываемый водой. Меньшая степень загрязнения пластинчатой аппаратуры, чем кожухотрубной, объясняется возникновением интенсивных поперечных турбулентных пульсаций в каналах переменного поперечного сечения. Ежегодно проводили химическую очист- КкВт/(м*-к) 3,0 2,5 2,0 1,5 0,5 1 и \( д W <? г j -* 0,5 1,0 /,5 2,0щ,м/с Сопоставление коэффициентов теплопередачи аммиачных конденсаторов пластинчатого и кожу- хотрубного [4] типов: / — пластинчатый, синие кружки — данные 1972 г., синие треугольники — данные 1986 г. (<7=2-МО кВт/м5); 2 — горизонтальный кожухо- трубный с незагрязненной поверхностью; 3 — горизонтальный кожухотрубный после длительной работы; 4 — КТГ-90 ' ку водяной полости пластинчатого конденсатора по методике [I]. Как показал опыт, при тщательном выполнении очистки удается получить теплотехнические характеристики аппарата, незначительно отличающиеся от характеристик нового. Аммиачную полость ни разу не очищали. В 1986 г. были повторены промышленные испытания пластинчатого конденсатора по той же методике, что и в 1972 г. По экспериментальным данным обоих испытаний построен график зависимости коэффициента теплопередачи k от скорости воды wB при различных плотностях теплового потока q (см. рисунок). Судя по графику, даже после 14 лет эксплуатации конденсатор вполне работоспособен, его теплотехнические характеристики существенно выше, чем ряда аппаратов кожухо- трубного типа. Материал теплообменной поверхности пластинчатого конденсатора коррозионно- стоек — заметной коррозии при визуальных осмотрах не обнаружено. Химическая очистка поверхности осуществляется практически без затрат ручного труда и дает хорошие результаты. Все это свидетельствует о возможности продолжительной эффективной эксплуатации пластинчатых аппаратов с пластинами указанного типа в схемах аммиачных холодильных установок. Перспективность применения высокоэффективной пластинчатой теплообменной 49
аппаратуры в схемах холодильных машин [2] подтверждают опубликованные в последнее время данные шведских и японских исследователей. Помимо лучших теплотехнических, массовых и габаритных характеристик, пластинчатые теплообменники по сравнению с ко- жухотрубными имеют и лучшие вибрационные характеристики, вследствие чего уменьшается опасность появления усталостных напряжений металла. Преимуществом является также возможность нормальной эксплуатации сварного теплообменника без нарушения герметичности после оттаивания теплоносителя, замерзшего в его каналах. Учитывая все эти обстоятельства, необходимо ускорить серийный выпуск пластинчатой теплообменной аппаратуры для холодильных установок. е помощь ПМКТИКУ рефрижераторные секции, выпускаемые производственным объединением «Брянский машиностроительный завод» (ПО БМЗ), состоят из дизельного и четырех (или пяти — секции повышенной составности) грузовых вагонов. В дизельном вагоне смонтированы два дизель-генератора, в грузовых — холодиль- но-нагревательные установки, скомпонованные из двух холодильных машин и электронагревателя. Номинальная мощность каждого дизель- генератора 75 кВт при силе тока 135 А рассчитана на электроснабжение четырех холодильных машин в наиболее тяжелом режиме работы — при высоких наружных температурах. Однако холодильные машины Список использованной литературы 1. Иванов О. П., Фирстов А. В., Бутырская С. Т. Методы очистки аммиачного пластинчатого конденсатора от водяного камня // Холодильная техника. 1975, № 2. С. 26—27. 2. Перспективы использования пластинчатых аппаратов разработки Укрниихиммаша в схеме компрессорной холодильной машины/ О.. П. Иванов, В. М. Азарсков, С. Т. Бутырская и др. // Холодильная техника: Сб. докл. Л.: ЛТИХП, 1972. С. 79—85. 3. Промышленные испытания аммиачного пластинчатого конденсатора/О. П. Иванов, В. О. Мамченко, Ю. Н. Ширяев и др. // Холодильная техника. 1974, № 2. С. 30—34. * 4. Теплообменные аппараты холодильных щ установок/Г. Н. Данилова, С. Н. Богданов, О. П. Иванов и др. Л.: Машиностроение. 1973. 327 с. эксплуатируются большую часть времени в условиях более легких, чем расчетные,— для поддержания режимов перевозки мороженых и охлажденных грузов при относительно невысоких температурах наружного воздуха. В связи с уменьшением теплопри- токов в грузовых вагонах включают по одной холодильной машине. Из-за снижения температур кипения и конденсации потребляемая электрическая мощность компрессоров падает, поэтому номинальная мощность дизель-генераторов не реализуется. При определенных температурных режимах перевозки один дизель-генератор может снабжать электроэнергией пять холодильных машин. Подключать к дизель-генератору пятую холодильную машину целесообразно в секции как обычной, так и повышенной составности. Это связано с тем, что при обслуживании рефрижераторных секций нередки случаи, когда из-за технического состояния оборудования грузовых вагонов, неодинаковой продолжительности загрузки или перевозки в них продуктов с отличающимся температурным режимом требуется различная длительность работы холодильных машин. Их останавливают поочередно по мере снижения температуры воздуха в грузовом помещении до нижнего допустимого предела. В б-вагонных секциях, опасаясь перегрузить дизели, к каждому из них подключают не более четырех холодильных машин, поэтому нижний предел температур достигается во всех вагонах неодновременно. В результате растет общая наработка дизелей, увеличивается из-за пониженной нагрузки удельный расход топлива. УДК 629.463.126:621.313.12.004.2 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ РЕФРИЖЕРАТОРНЫХ СЕКЦИЙ БРЯНСКОГО МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ЗАВОДА Канд. техн. наук А. Г. ДУГАНОВ, О. В. ЯЛАНСКИЙ 50
Рис. 1. Зависимость силы тока генератора / от температур воздуха внутри /в и снаружи tH вагонов при электроснабжении пяти холодильных машин. Вместе с тем при эксплуатации секций в характерных для них сравнительно нетяжелых температурных режимах можно сократить продолжительность работы дизелей, обеспечив достижение нижнего температурного предела во всех грузовых помещениях примерно в одно время. Для этого в 5-вагонных секциях, когда работают один дизель-генератор и по одной холодильной машине в каждом грузовом вагоне, следует увеличить темп охлаждения соответствующего грузового помещения пуском второй холодильной машины. В 6-вагонных секциях целесообразно включить в каждом грузовом вагоне по одной холодильной машине при электроснабжении от одного дизель-генера- Рис. 2. Номограмма для определения силы тока генератора при подключении пятой холодильной машины тора и по две — при работе обоих дизель- генераторов, т. е. к одному дизель-генератору необходимо подключить пять холодильных машин. Однако в технической документации и инструкциях по эксплуатации рефрижераторного подвижного состава четкие рекомендации для указанного случая отсутствуют. Авторами разработаны графики зависимости силы тока генератора / от температур воздуха внутри tB и снаружи tH вагонов (рис. 1) и номограмма для определения силы тока / (рис. 2) при электроснабжении одним генератором пяти холодильных машин. С помощью рис. 1 можно установить возможность подключения к одному дизель- генератору пяти холодильных машин при одинаковой температуре воздуха во всех грузовых вагонах и условии, что дизель-генератор не имеет дополнительных нагрузок. Для этого на оси абсцисс находят точку, соответствующую температуре /в, и проводят из нее вертикаль. Если последняя пересекает линию графика, соответствующую температуре /н, то подключать пять машин можно, в противном случае — нельзя. Проведя из точки пересечения горизонталь влево, на оси ординат определяют значение силы тока генератора /. Если дизель-генератор обеспечивает питанием через вспомогательные шины систему зарядки осветительных аккумуляторных батарей, сеть освещения, вентиляторы дизельного помещения и аппаратной, то найденное по графикам рис. 1 значение / следует увеличить примерно на 8—10 А. Пять машин подключать можно, если установленная таким образом сила тока генератора Окажется меньшей или равной 135 А. Например, при температурах воздуха внутри вагона 2 °С и снаружи 25 °С верти- Ю tg, °С 51
каль, проведенная из точки, соответствующей Тв=2 °С, пересекает линию графика tH=2b °С. Следовательно, можно одновременно снабжать электроэнергий пять холодильных машин. Сила тока генератора / составит при этом менее 135 А. Если температура /н будет выше 25 °С, то надо ограничиться подключением к одному дизель-генератору четырех машин. Из графиков рис. 1 также вытекает, что при /в<с —7 °С дизель-генератор может обслуживать пять холодильных машин во всем диапазоне наружных температур от 10 до 35 °С. При ?в>9 °С к нему следует подключать не более четырех холодильных машин. Номограммой (см. рис. 2) пользуются, когда к дизель-генератору, осуществляющему электроснабжение четырех холодильных машин, нужно подключить пятую, размещенную в вагоне с температурой, не только равной, но и отличающейся от температур внутри грузового помещения других вагонов секции. В правой части номограммы приведены графики зависимости токовой нагрузки генератора /j от температур воздуха внутри tB и снаружи t„ вагона при работе одной холодильной машины. В левой части на оси абсцисс отложена сила тока генератора / при электроснабжении пяти машин, на оси ординат — показания амперметра /п, контролирующего ток генератора, перед подключением пятой машины, наклонные линии соответствуют силе тока /ь значение которого определяют по графикам правой части номограммы. Порядок пользования номограммой следующий. По графикам правой части в зависимости от конкретных значений температур tB и tH определяют значение дополнительной токовой нагрузки Л после подключения пятой машины, а на оси ординат левой части номограммы находят точку, соответствующую показаниям амперметра /п перед пус- Изобретения A1) 1298495 E1L F 25 В 45/00 B1) 3721337/23-06 B2) 15.02.84 G1) Всесоюзный проектно-технологический институт по электробытовым машинам и приборам G2) Е. И. Скуратов, Е. И. Рашковский E3) 321.56 E4) E7) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ХЛАДАГЕНТА В ХОЛОДИЛЬНЫЙ АГРЕГАТ, содержащее заправочную магистраль с расходной емкостью, имеющей входной и выходной запорные клапаны, отличающееся тем, что, с целью повышения точности дозы подаваемого 52 ком дополнительной холодильной машины. Если эта точка размещается ниже точки пересечения наклонной линии, соответствующей силе тока /ь с осью ординат, пятую машину подключать можно, в противном случае — нельзя. Проведя из найденной на оси ординат точки, соответствующей показаниям амперметра /п, горизонталь вправо до пересечения с наклонной линией 1Х и опустив из полученной точки вертикаль, находят на оси абсцисс значение силы тока генератора / после подключения к нему дополнительной холодильной машины. Например, нужно определить возможность подключения холодильной машины ^ вагона с tB= —6 °С при условии, что наруж- Л ная температура /Н=15°С, генератор осуществляет электроснабжение четырех холодильных машин, показания амперметра /п=110 А. По графикам правой части номограммы при указанных температурах tB и tH находим силу тока /i=24 А. Далее устанавливаем, что точка, соответствующая показаниям амперметра 1п= 110 А, лежит ниже точки пересечения наклонной линии /i = 24 А с осью ординат 1П. Значит, холодильную машину подключать можно. Проведя из точки, соответствующей силе тока /п=110 А, горизонталь вправо до пересечения с линией /j=24 A и опустив из полученной точки вертикаль, находим силу тока генератора после подключения пятой машины, /ж 134 А. Из номограммы на рис. 2 следует, что при /п^105 А можно включать дополнительную холодильную машину во всем диапазоне указанных температур воздуха внутри и снаружи вагона. При силе тока /п>113 А пятую машину подключать к генератору нельзя. Подключение к дизель-генератору пятой холодильной машины повышает эффективность использования дизелей, способствует рациональному расходованию топливно- энергетических ресурсов и улучшает режим труда и отдыха обслуживающих бригад. хладагента, расходная емкость дополнительно снабжена нагревательным элементом с датчиком температуры и двухконтактным электроманометром, причем запорные клапаны выполнены электроуправляемыми и каждый из них соединен с соответствующим контактом манометра. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что расходная емкость выполнена в виде цилиндра с подвижным поршнем, имеющим шток в виде ходового винта с неподвижно закрепленной гайкой.
КРИТИКА II МБЛИОГРМРИЯ УДК 664.8.037:621.5б/.59@75.8) @49.32) ИЗДАНО ВПЕРВЫЕ Примеры расчетов по курсу «Холодильная техника». Учебное пособие для вузов. / Аверин Г. Д., Бражников А. М., Васильев А. И., Малова Н. Д.— М.: Агропром- издат. 1986. 183 с. Тираж 7000 экз. Цена 40 к. Рецензируемое учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по специальности «Машины и аппараты пищевых производств» и по технологическим специальностям вузов пищевой промышленности при изучении курса «Холодильная техника». Выход в свет этого пособия, изданного в нашей стране впервые, весьма своевременен. Пособие рассчитано на развитие практических навыков у студентов, на необходимость формирования которых еще раз указывалось в Постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О мерах по коренному улучшению качества подготовки и использования специалистов с высшим образованием в народном хозяйстве». В целом учебное пособие соответствует своему назначению. Оно состоит из предисловия, трех разделов — «Холодильные машины», «Основные процессы холодильной технологии», «Холодильники» — и приложений. В первом разделе приведены примеры расчетов термодинамических основ получения низких температур, циклов одно- и двухступенчатых компрессионных холодильных машин и теплообменных аппаратов; во втором — примеры определения параметров процессов охлаждения и замораживания пищевых продуктов, хранения их в охлажденном и замороженном виде, размораживания после хранения, а также процесса сублимационной сушки продуктов; в третьем — примеры расчетов охлаждаемых помещений холодильников, необходимой толщины изоляции, тепловой нагрузки на холодильное оборудование, а также подбора приборов охлаждения камер и оборудования машинных отделений. В начале каждого раздела дано краткое теоретическое введение, что облегчает решение примеров, но вместе с тем дублирует основной курс. В пособии рассматривается большое количество примеров, которые основаны на практических решениях из области проектирования и эксплуатации холодильников различных отраслей агропромышленного комплекса. Поэтому книга будет полезна не только студентам, но и инженерно-техническим работникам предприятий этих отраслей. Всего в пособии приведено 86 примеров: в первом разделе — 15, во втором — 33 и в третьем — 38. Соотношение их количества по разделам выдержано правильно, так как будущим инженерам-механикам и инженерам-технологам в первую очередь необходимо знание процессов холодильной технологии, компоновочных решений производственных и распределительных холодильников. Достоинством пособия является простота и четкость изложения, наличие необходимого теоретического и справочного материала. В 19 приложениях содержится необходимая информация для расчетов: тепловые диаграммы для хладагентов и воздуха, характеристики основного холодильного оборудования, теплофизические характеристики воздуха и различных пищевых продуктов, а также рекомендуемые режимы холодильной обработки и нормы усушки, позволяющие выполнять расчеты процессов холодильного консервирования продуктов при различных температурах. Однако пособие имеет и недостатки. В разделах «Основные процессы холодильной технологии» и «Холодильники» преимущественно представлены примеры расчетов продолжительности процессов охлаждения, замораживания, размораживания, хотя для студентов указанных специальностей важно также уметь определять производительность холодоиспользующего технологического оборудования, его конструктивные и технологические характеристики. Мало примеров расчета процессов хранения охлажденных продуктов (всего один пример), отсутствуют контрольные примеры, которые способствовали бы лучшему усвоению изучаемого материала, нет примеров расчетов с использованием ЭВМ, недостаточно сведений (приложений) потеплофизи- 53
ческим характеристикам пищевых продуктов, которые позволили бы расширить круг решаемых примеров и задач. Вероятно, это объясняется ограниченным объемом пособия (всего лишь 11,56 уч.-изд. л.). В книге встречаются опечатки. Так, на с. 33 в формуле коэффициента теплопередачи k в знаменателе A-я строка снизу) вместо 46,5 указано 465; на с. 35 в формуле (V—3) показатель е относится ко всему выражению, взятому в скобки, а не к числителю этого выражения; на с, 49 в формуле разности парциальных давлений в знаменателе перед дробью опущен знак натурального логарифма. Имеются и другие ошибки (на с. 21, 81, 83, 155 и т. д.), которые могут затруднить пользование пособием, так как к книге не приложен список опечаток, что совершенно необходимо для подобного рода изданий. В целом же пособие восполнило имеющийся пробел в освещении курса «Холодильная техника» и будет способствовать его практическому освоению. Лауреат Государственной премии СССР, канд. техн. наук А. Г. ИОНОВ * * * Новое учебное пособие предназначено для закрепления основных положений курса «Холодильная техника», изучаемого студентами специальностей механического и технологического профиля пищевых производств. Содержание учебного пособия в основном соответствует программе курса «Холодильная техника». В нем отражены современные представления о холодильной технике и технологии. Построение глав, их последовательность и подачу материала можно признать удачными. Примеры расчетов приведены в порядке изучения теоретического и практического аспектов решаемых задач. Пособие отвечает современным тенденциям обучения, когда все больше внимания уделяется самостоятельной работе студентов, привитию навыков решения конкретных производственных задач, умению работать с литературой, лнига достаточно хорошо иллюстрирована. Графический материал выполнен в соответствии с ЕСКД. Первый раздел содержит краткие теоретические положения и примеры теплового расчета парокомпрессионных одно- и двухступенчатых холодильных машин. В нем подробно рассмотрены вопросы построения циклов холодильных машин в диаграммах s—T и i—\gp (главы I—III, XI-V). На элементах функциональных схем указаны узловые точки циклов (рис. II—1, II—5, III—1, III—2), что способствует лучшему усвоению материала. Пример III—2 в доходчивой форме раскрывает причину перехода от одноступенчатого цикла сжатия хладагента к двухступенчатому. Второй раздел включает сведения о методах расчета процессов тепломассопере- носа при охлаждении, замораживании, хранении, размораживании и сублимационной сушке пищевых продуктов. Использованные в разделе примеры достаточно полно отражают задачи, решаемые при производстве и хранении пищевых продуктов, различных по размерам, форме, теплофизическим и другим свойствам (например, мясо в полутушах и блоках, сливочное масло, рыба в блоках, меланж, капуста, яблоки, апельси- | новый сок, биологическая суспензия), находящихся в различных средах (например, воздух с давлением, равным атмосферному и ниже, РГС) и охлаждающих устройствах (камерах, аппаратах) с различными способами отвода теплоты — конвекцией, радиацией, теплопроводностью. Ряд примеров (VI—3, VII—2 — VII—4) впервые рассматривается в учебной литературе. Третий раздел посвящен методам расчета охлаждаемых помещений, тепловой изоляции, теплопритоков, камерного оборудования, оборудования машинного отделения и льдогенераторов. Примеры, содержащиеся в этом разделе, имеют четкую инженерную направленность, многие из них в учебной литературе приведены впервые. Так, примеры X—1 — X—7, в которых даны расчеты площадей всех видов камер холодильника мясокомбината и размеров холодильника для длительного хранения яблок в регулируемой газовой среде, в ранее изданных учебных пособиях не рассматривались. В главе XI показаны способы расчета всех ограждающих конструкций холодильников (в том числе легких конструкций), трубопроводов, исходя из нормативных значений коэффициентов теплопередачи, условия невыпадения влаги на теплой поверхности ограждения и на поверхности стыков. Однако влияние массивности ограждения на выбор толщины теплоизоляционного слоя не отражено. Представляется методологически правильным подход авторов к подаче материала по подбору оборудования машинного и аппаратного отделений в виде последовательного решения единой задачи подбора холодильной установки всего предприятия (примеры XIV—1 — XIV—12). В примерах продемонстрировано, как определить режим работы холодильной установки, исходя из режима работы камер и способа их охлаждения, как рассчитать циклы одно- и двух- 54
ступенчатого сжатия, как подобрать холодильные машины. Хотя авторы отошли от одного из основных принципов подбора оборудования — стремиться к его однотипности, тем не менее приведенные примеры показывают методику подбора оборудования холодильной установки, причем примеры подбора вспомогательного оборудования (примеры XIV—4 — XIV—10) публикуются в учебной литературе впервые. Наряду с указанными достоинствами, в издании имеются и недостатки. К сожалению, не удалось избежать ошибок и неточностей. Например, коэффициент т, учитывающий массивность теплоизоляционного ограждения, для панелей типа \ «сэндвич» принят равным 1 (пример XI—5), а он должен быть больше — 1,15 ввиду небольшой массивности этого ограждения. Защитные и циркуляционные ресиверы (примеры XIV—4, XIV—5), выбранные по вместимости, необходимо проверить (на предмет выполнения ими функции отделителя жидкости) по скорости движения пара в их сечении. Температуру конденсации хладагента целесообразнее определять в зависимости от температуры воды, выходящей из конденсатора, а не входящей (примеры II—1, II—2, II—4, III—1, III—2). Встречается разнобой в терминологии. Например, «покрытие» и «потолок», «описываемый объем» и «объем, описываемый поршнями». В пособии очень много опечаток. Например, на с. 12 пропущен символ fe A2-я строка снизу). На с. 16 вместо iv должно быть i3, (8-я строка снизу). Пропущены символ t'i в формуле на с. 48 A3-я строка снизу) и минус перед квадратными скобками в знаменателе дроби в формуле при определении wx на с. 54 G-я строка сверху). На с. 75 A-я строка снизу) должен быть символ tK0H, а не t. В формуле (IX—8) неверно напечатана дробь. В примере при определении «А» (с. 81) в строке б-й снизу после правой круглой скобки должен быть знак равенства. Размерность действительного коэффициента теплопередачи k на с. 107 B9-я строка снизу) указана неправильно. На с. 135 A-я строка сверху) в формуле для расчета g в показателе степени у значения F после коэффициента 0,25 должен быть сомножитель f. На с. 144 B-я строка сверху) марка агрегата должна быть А110-7-2. На с. 155 A7-я строка сверху) в уравнений перед числом 1,5 должен быть знак умножения, а не минус. В приложении 12 значение Рл для замороженного мяса I категории должно быть F2,5—81,2) Ю-10. В приложе* нии 15 на с. 177—178 в головке таблицы в правой колонке должно быть записано: «Коэффициент паропроницаемости \кХ ХЮ1§, кг/(м.с-Па)». Несмотря на отмеченные недостатки, учебное пособие несомненно отвечает своему назначению и будет способствовать повышению качества подготовки специалистов. Канд. техн. наук Ю. Д. РУМЯНЦЕВ Изобретения A1) 1298490 E1L F 24 F 9/00 B1) 3786568/29-06 B2) 03.09.84 G1) Специальное конструкторское бюро по подземному самоходному горному оборудованию G2) Э. В. Датчиков E3) 697.92 E4) E7) ВОЗДУШНО-ТЕПЛОВАЯ ЗАВЕСА, содержащая раздаточные отверстия, выполненные во внутренней стенке полых ворот, перекрывающих проем помещения, выпускные отверстия и подключенные к полости ворот воздухозаборник и вентагрегат, отличающаяся тем, что, с целью повышения защитных свойств при выполнении ворот поворотными в вертикальной плоскости, воздухозаборник и вентагрегат сообщены с помещением и установлены в центральной части полости ворот, раздаточные и выпускные отверстия размещены по обе стороны от вентагрегата, а последние из них выполнены в наружной стенке ворот, причем раздаточные отверстия снабжены поворотными заслонками, расположенными в полости ворот и перекрывающими отверстия при открытом положении ворот, а выпускные отверстия снабжены поворотными заслонками, размещенными на наружной стенке ворот и перекрывающими отверстиями при закрытом положении ворот. A1) 1300271 E1L F 25 В 3/00, 1/10 B1) 3880329/23-06 B2) 03.04.85 G2) И. Б. Вайсман, С. Р. Верхолаб E3) 621.57 E4) E7) ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА, со держащая последовательно включенные компрессор низкого давления, промежуточный холодильник, компрессор высокого давления, конденсатор, дроссельное устройство и испаритель, отличающаяся тем, что, с целью расширения температурного диапазона и повышения экономичности, она дополнительно содержит линию с запорным вентилем, соединяющую вход компрессора высокого давления с выходом испарителя, а дроссельное устройство выполнено в вн* де регулируемого вентиля. 55
1 МЕЖДУНАРОДНА ИНСТИТУТЕ УДК 621.56/.58:664.8/.9.037 ИЗ БЮЛЛЕТЕНЯ МИХ Современные данные о теплопроводности продуктов Рассмотрено современное состояние изучения теплопроводности пищевых продуктов. Отмечено отсутствие данных о ней для некоторых видов продуктов в зависимости от условий их обработки. Показаны тенденции развития техники измерений. Представлены графики зависимостей значений теплопроводности от температуры и химического состава для различных групп продуктов, образующих базу для моделирования исследований теплопроводности сырых и подвергнутых переработке продуктов. Приведен обзор математических моделей для расчета теплопроводности и техники для ее исследования с использованием последних данных. Sweat V. Е. // ASHRAE Trans., US. (США), 91, part 2B, 1985, 299—311. БМИХ, 1987, № 1, с. 42. Оптимальная температура для хранения фруктов и овощей без повреждения их холодом Ухудшение качества фруктов и овощей вследствие созревания, старения и микробиологических заболеваний можно замедлить, если хранить их при температуре несколько выше точки замерзания тканей. Однако некоторые тропические и субтропические плоды и овощи повреждаются холодом и при такой температуре. Автор описывает последние исследования по данной проблеме и приводит значения оптимальной температуры при транспортировке и хранении плодов и овощей, которая позволяет избежать их повреждения холодом. Murata Т. // Trans. JAR, J P. (Япония), 3, № 1, 1986, 1—11. БМИХ, 1987, № 1, с. 46. Исследование обвалки парного и охлажденного мяса с говяжьих полутуш на подвесных путях Исследование процесса обвалки парного мяса с полутуш на подвесных путях до посмертного окоченения и после их охлаждения показало, что в первом случае требуется на 30 % меньше времени, чем во втором. Обвалка парного мяса дает больший (на 0,51 %) выход, чем охлажденного (после пребывания его в течение 24 ч в камере с температурой 0 °С). Потери от усушки полутуш при хранении в холодильной камере в течение ночи составили 2,19 %, а потери мяса в процессе расфасовки — 0,27 %. Рекомендовано быстрое охлаждение до 8 °С мяса, обваленного в парном виде, для поддержания его микробиальной чистоты. Brasington С. F., Stiffler D. М., Stermer R. А. II J. Food Prot., US. (США), 49, 1986/03, № 3, 211—215. БМИХ, 1987, № 1, с. 50. О тамбурах в холодильниках Показано влияние притока теплого наружного воздуха на режимы в холодильных камерах в процессе загрузки-выгрузки продуктов. Наиболее эффективными средствами ограничения притока наружного воздуха в камеры являются правильно выполненные охлаждаемые тамбуры и закрытые грузовые платформы с температурой 5 °С. Niccolai G. // Freddo, IT. (Италия), 40, № 1, 1986/01—02, 17—19. БМИХ, 1987, № 1, с. 64. Сравнительная оценка способов замораживания продуктов в потоке воздуха и в жидком азоте Сравнивали продолжительность и стоимость замораживания, расход энергии и качество продуктов, замороженных в интенсивном потоке воздуха и жидком азоте. Исследования показали, что эксплуатационные расходы при криогенном способе замораживания выше, чем при воздушном, однако они компенсируются за счет снижения продолжительности процесса, сокращения усушки продуктов и более высокой общей эффективности криогенного способа замораживания. Goswami T. Kf Das H., Bose A. N. // Indian J. Criog., IN. (Индия), 10, 1985, № 4, 287—292. БМИХ, 1987, № 1, с. 64. Новый туннельный ротационный аппарат для замораживания измельченного продукта в диоксиде углерода Продукт вместе с диоксидом углерода (С02) в виде снега забрасывается с большой ско- 56
ростью в аппарат через отверстие в барабане. Влажная поверхность продукта сначала замораживается в снежном вихре С02, затем — непосредственно в слое С02. Благодаря этому частицы продукта не примерзают к холодной внутренней поверхности стенки барабана. Отвод тепла осуществляется посредством сублимации С02 на поверхностях частиц продукта. Интенсивный теплообмен происходит при смешивании продукта со слоем С02 во вращающемся барабане аппарата. Buchmuller J. // Fleichwirtschaft, DE. (ФРГ), 66, 1986/07, № 7, 1071—1073. БМИХ, 1987, № 1, с. 66. Изменение качества мороженого в зависимости от температуры и срока хранения Изучали изменение качества ванильного мороженого при длительном хранении. Оце- М РУБЕЖОМ нивали качество образцов, хранившихся при —18, —25 и,—35 °С, а также образцов, которые хранили при —25 °С с четырехкратным повышением температуры через шестинедельные интервалы До 20 °С на 30 мин, а затем до 5 °С на 4 ч. Инструменты для приготовления образцов и контейнеры для них обеспечивали однородность мороженого без его оттаивания. Мороженое, подвергавшееся воздействию различных температур хранения, имело менее твердую консистенцию и более темную желтую окраску. После 170 дней хранения были отмечены изменения в консистенции, твердости мороженого и аромате ванили. Dolan К. D., Singh R. P., Wells J. H. // J. Food Process. Preserv., US. (США), 9, 1985, M 4, 253—271. БМИХ, 1987, № 1, с. 60. Материал подготовил И. М. ГИНДЛИН ные с производством быстрозамороженных продуктов: снижение потерь сырья; уменьшение на 20—25 % производственной площади и на 50 % обслуживающего персонала на предприятиях общественного питания; сокращение времени для домашнего приготовления пищи; обеспечение сбалансированного питания согласно научным рекомендациям; безвредность для окружающей среды; уменьшение расхода электроэнергии на 50 % по сравнению с ее расходом в производстве консервов. Публикуемые данные по мировому производству быстрозамороженных продуктов следует считать ориентировочными, так как до сих пор существуют различные мнения — относить ли к ним мороженое, мороженые рыбу, домашнюю птицу и другие продукты. По приближенным данным, мировое производство такой продукции составляет около 30 млн. т/год (сюда не входит мороженое, объем мирового производства которого достигает 10 млн. т/год). Треть мирового объема быстрозамороженных продуктов приходится на США, где впервые была внедрена технология их производства. По потреблению быстрозамороженных продуктов на душу населения США занимают первое место (около 45 кг/год). В ассортименте — замороженные овощи, готовые блюда и наборы, соки, домашняя птица, УДК 664.8/.9.037D/9) ХОЛОДИЛЬНОЕ ХОЗЯЙСТВО И ПРОДОВОЛЬСТВЕННОЕ СНАБЖЕНИЕ МИРА* Проф. В. КАМИНЬСКИ (ПНР) Производство и потребление быстрозамороженных продуктов Производство быстрозамороженных продуктов является молодой отраслью пищевой промышленности, динамично развивающейся во многих странах мира. Часть быстрозамороженных продуктов идет на внутреннее потребление, часть — на экспорт. Среднегодовой темп роста их производства в мире составляет около 10 %. Это в настоящее время бесспорно самый высокий темп развития среди всех отраслей пищевой промышленности, что объясняется социальными и экономическими факторами, а также питательной ценностью быстрозамороженных продуктов. Специалисты отмечают следующие общественно-экономические выгоды, связан- * Окончание. Начало см. Холодильная техника. 1987, № 7. С. 59—62. 57
мясо, рыба, фрукты, причем первые три продукта составляют около 60 % общего объема производства этой продукции. На втором месте — страны Западной и Восточной Европы. Некоторые из них, например Венгрия и Польша, являются крупными экспортерами. Ежегодное потребление быстрозамороженных продуктов в европейских странах (примерно): по 1 млн. т в Великобритании, ФРГ, Франции, СССР, 200 тыс. т в Италии, Нидерландах, Швеции, Польше, 100 тыс. т в Дании, Швейцарии, 50—100 тыс. т в Австрии, Бельгии, Финляндии, Норвегии. На душу населения в год приходится: 20—25 кг в Дании, Швеции, Великобритании, 15— 20 кг в ФРГ, Швейцарии, 10—15 кг в Нидерландах, Норвегии, Франции, Австрии, 5— 10 кг в Финляндии, Польше, Испании, менее 5 кг в Италии. В Европе самый высокий темп роста потребления быстрозамороженных продуктов на душу населения в 80-х годах был во Франции (в 1982—1983 гг. 13,9 %). Перспективы роста рыночных поставок быстрозамороженных продуктов в этой стране по-прежнему велики: к 1990 г. они возрастут до 2010 тыс. т (с 1568 тыс. т в 1985 г.). Япония в 1960 г. производила только 4,6 тыс. т быстрозамороженных продуктов, в 1965 г. 26,5 тыс. т. В 70-е же годы она стала страной с динамичным темпом роста производства и потребления быстрозамороженных продуктов (см. таблицу). Год 1970 1975 1980 1982 Производство, тыс. т 141,3 355,1 562,2 655,0 Импорт, 8,5 24,9 140,7 157,1 Душевое потребление, кг/год 1,4 3,4 6,0 6,8 Среди производимой в Японии быстрозамороженной продукции на первом месте готовые кулинарные блюда (около 60%), затем овощи и рыба. Во многих странах мира, особенно в развивающихся, нет промышленного производства быстрозамороженных продуктов или оно мало развито. Однако уже в настоящее время они могут организовать экспорт, например, замороженных креветок и ряда других продуктов, а также удовлетворять потребность в них населения своих городов. В некоторых странах при небольшом общем росте производства быстрозаморог женных продуктов наблюдается быстрый рост производства некоторых быстрозамороженных готовых блюд (пиццы, крокетов из картофеля, картофеля фри). 58 Возможности этой довольно молодой отрасли пищевой промышленности используются еще не в полной мере. Холодильная техника в рыбном хозяйстве За годы после окончания второй мировой войны мировой улов морской и пресноводной рыбы возрос в 4 раза и в 1983 г. достиг 76,5 млн. т. На одного жителя мира приходится в среднем 16 кг. Около половины мирового улова рыбы дает Азия C4,8 млн. т), более одной трети добывают вместе Япония, СССР и Китай. Важную роль в развитии мирового рыбного хозяйства играет холодильная техника., Широкое внедрение холодильной техникиJ особенно скороморозильных аппаратов, на рыболовных судах, ведущих промысел в океанах, значительно расширило территориальные пределы рыбной ловли. Выросла береговая холодильная цепь (рыбные холодильники, рыбные оптовые склады, специализированный холодильный транспорт). Совершенствование техники охлаждения и замораживания позволило поставлять рыбу в течение всего года в районы потребления, удаленные от мест рыбной ловли. Из общего мирового улова рыбы в 1983 г. 17,5 млн. т было заморожено. В настоящее время мировой улов рыбы эквивалентен примерно половине мирового производства мяса, в 1,5—2 раза превышает мировое производство яиц, в 6 раз — сыров, в 10 раз — масла. В некоторых странах и районах мира рыба является главным источником животного белка в пище. Мировой экспорт-импорт свежей, охлажденной и замороженной рыбы (вместе с ракообразными и моллюсками) оценивается более чем в 10 млн. т в год. Замораживание становится все более распространенным способом сохранения рыбы, обеспечивающим ее высокое качество. Однако технический прогресс в рыбном хозяйстве, к сожалению, еще не достигнут во многих развивающихся странах, в которых по-прежнему господствуют традиционные, часто примитивные формы обработки, хранения и торговли рыбой. * * * В заключение проведенного анализа продовольственного снабжения мира (по 42 литературным источникам) можно сказать следующее. Надежное обеспечение продуктами питания быстро растущего населения мира является в настоящее время одной из основных проблем человечества. Для осуществления взаимного обмена
скоропортящимися продуктами между странами и континентами в любое время года и уменьшения продовольственных потерь необходимо создание комплексной холодильной цепи. Значение ее в мировой торговле скоропортящимися продуктами велико и в дальнейшем будет неуклонно возрастать. Важно, чтобы в развитии холодильной цепи участвовали все страны. В связи с этим многое предстоит сделать, особенно в развивающихся странах, поскольку там остро ощущаются (в условиях жаркого климата) недостатки в холодильной инфраструктуре, подготовке квалифицированных специалистов. Им не хватает на это материальных и финансовых средств. Широкое распространение в этих странах холодильной техники является актуальной задачей, для решения которой необходимы помощь и международное сотрудничество. Большую роль в мировом регулировании потребления скоропортящихся продуктов играют холодильники. За последние 20 лет сложились общие тенденции: строить распределительные холодильники в основном одноэтажными, с крупными- холодильными камерами емкостью 10 000 м3 и более, высотой не менее 8 м, а нередко и 10—14 м; использовать для строительства сборные легкие конструкции; повышать степень механизации и внедрять автоматизацию грузовых работ с применением ЭВМ; стремиться к экономии электроэнергии в процессе эксплуатации холодильников. Достижения в области холодильной обработки и хранения скоропортящихся продуктов — понижение температур замораживания и хранения, производство быстрозамороженных готовых к употреблению продуктов, хранение в регулируемой газовой среде, контейнеризация и др.— далеко не исчерпывают всех возможностей улучшения снабжения населения мира продовольствием. Существуют реальные предпосылки для дальнейшего технического прогресса в холодильной технике. Изобретения A1) 1295163 А2 E1L F 25 В 9/02 F1) 1038752 B1) 3897116/23-06 B2) 20.09.85 G2) Д. М. Боуш, В. М. Ермаков E3) 621.57 E4) E7) ДРОССЕЛЬНЫЙ МИКРОХОЛОДИЛЬНИК по авт. св. № 1038752, отличающийся тем, что, с целью уменьшения тепло- притоков и сокращения времени выхода микрохолодильника на режим, на наружной и внутренней поверхностях сердечника выполнены канавки. СПРАВОЧНЫЙ ОТДЕЛ УДК 621.564.25.004.12:536.7 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СМЕСИ ХЛАДАГЕНТОВ R12/R13 В СОСТОЯНИИ НАСЫЩЕНИЯ Ю. П. МИХАЙЛОВ, д-р техн. наук, проф. А. В. КЛЕЦКИЙ Применение бинарных и многокомпонентных смесей в качестве рабочих веществ холодильных машин может в ряде случаев существенно сократить необратимые потери и повысить энергетическую эффективность холодильных циклов. Целесообразность использования неа- зеотропной смеси R12/R13 во вновь проектируемых холодильных установках неоднократно отмечалась в технической литературе, например в [6]. Однако существующие таблицы и диаграммы термодинамических свойств этой смеси [3, 5] не точны, так как их разрабатывали с применением законов идеальных растворов в связи с отсутствием экспериментальных данных. В работе [2] приведены таблицы плотности смеси R12/R13 в жидкой фазе, рассчитанные по методу эффективного потенциала в сочетании с уравнением состояния для ячеечной модели жидкости. Информации по другим термодинамическим величинам нет. В табл. 1 представлены термодинамические свойства смеси R12/R13 в состоянии насыщения при мольной концентрации !R13= =30 %, в табл. 2 — при |RI3=40 %. Такая мольная концентрация принята в соответствии с рекомендациями [5, 6]. Таблицы составлены на основе экспериментальных данных [1,7] и охватывают диапазон темпера- тур от — 100 до 65 °С при давлениях от 0,02 до 2,4 МПа. Алгоритм расчета фазовых равновесий подробно описан авторами ранее [4]. Для вычислений использовано двухконстантное кубическое уравнение состояния Пенга—Робинсона [8]. Структура этого уравнения, 59
формулы для расчета энтальпии и энтропии, а также численные значения констант представлены в [1]. Значения энтальпии и энтропии насыщенной жидкости при О °С приняты соответственно равными 500 кДж/кг и 1 кДж/(кг-К). Расхождения между рекомендованными в таблицах давлениями насыщения и осред- ненными экспериментальными значениями [7] не превышают 2—4 %, что можно считать удовлетворительным, учитывая погрешность опытных данных и их интерполяции на выбранные концентрации R13. Предлагаемые таблицы могут быть использованы в холодильной технике. Таблица 1 Давление р, МПа 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,08 0,10 0,12 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,20 1,40 1,60 1,$0 2,00 2,20 2,40 Температура, °С жидкости V —96,46- —89,59 —84,34 —80,02 —76,32 —70,25 —65,21 —60,87 —55,40 —47,77 —41,52 —36,13 —31,37 —27,15 — 19,58 — 13,21 —7,44 —2,34 2,43 6,73 14,52 21,58 28,00 33,65 39,02 44,05 48,78 пара t" —68,28 —61,45 —56,31 —52,09 —48,51 —42,62 —37,77 —33,68 —28,41 —21,25 — 15,36 — 10,31 —5,94 — 1,94 4,92 10,85 16,00 20,65 24,87 28,73 35,65 41,77 47,25 52,16 56,66 60,80 64,66 Удельный объем, м3/кг жидкости t/MO3 0,574 0,580 0,585 0,589 0,592 0,598 0,604 0,609 0,615 0,625 0,633 0,641 0,648 0,655 0,668 0,681 0,693 0,703 0,714 0,725 0,748 0,770 0,795 0,817 tf,842 0,868 • 0,896 пара v" 0,7279 0,4998 0,3828 0,3112 0,2628 0,2012 0,1635 0,1380 0,11205 0,08557 0,06934 0,05835 0,05037 0,04432 0,03572 0,02989 0,02565 0,02244 0,01991 0,01787 0,01476 0,01251 0,01079 0,009444 0,00835 0,00743 0,00666 Энтальпия, кДж/кг жидкости Н' 418,6 423,7 427,7 431,0 433,8 438,6 442,6 446,0 450,5 456,8 462,1 466,7 470,8 474,6 481,4 487,3 492,7 497,7 502,2 506,2 514,6 522,0 528,8 535,3 541,5 547,5 553,3 пара Н" 606,0 609,3 611,8 613,9 615,6 618,5 620,8 622,8 625,4 628,8 631,6 633,9 635,9 637,7 640,7 643,2 645,2 647,0 648,6 650,0 652,3 654,1 655,5 656,5 1 657,2 657,7 657,9 Энтропия, кДж/(кг-К) | жидкости 5' 0,638 0,667 0,688 0,705 0,720 0,744 0,763 0,780 0,800 0,828 0,852 0,871 0,888 0,904 0,931 0,953 0,974 0,991 1,008 1,021 1,051 1,076 1,098 1,119 1,138 1,157 1,175 пара S" 1,600 1,588 1,579 1,573 1,568 1,560 1,555 1,551 1,546 1,540 . 1,536 1,532 1,529 1,527 1,524 1,521 1,519 1,517 1,515 1,513 1,510 1,507 1,504 1,501 1,498 1,495 1,491 Теплота ™ парообразования г, кДж/кг 187,5 185,6 184,2 182,9 181,8 178,9 178,3 176,8 174,8 172,0 169,5 167,2 165,0 163,0 159,3 155,9 152,6 149,4 146,4 142,7 137,6 132,1 126,7 121,2 115,7 110,2 104,6 Список использованной литературы 1. Исследование изохорной теплоемкости смеси хладагентов R12/R13 / Ю. П. Михайлов, Е. Б. Петрунина, Н. С. Ершова, Т. И. Рябу- шева // Холодильная техника. 1987, № 7. С. 27—29. 2. Кессельман П. М., Дубицкая Т. Э., Сигал Н. М. Термические свойства жидких хладоновых растворов // Теплофизические свойства веществ и материалов. 1985, вып. 20. С. 63—72. 3. Макаров В. Н. Термодинамические свойства смеси фреонов-12 и 13 при сверхкритических давлениях и температурах фреона-13 // Холодильная техника. 1977, № 7. С. 29—32. Михайлов Ю. П., Петрунина Е. Б., Клецкий А. В. Расчет фазовых равновесий в системе R12—R13 // Исследование тепло- физических свойств рабочих тел и процессов криогенной техники и кондиционирования воздуха. Л., 1986. С. 95—99. Чайковский В. Ф., Кузнецов А. П., Черток В. Д. Термодинамические свойства смеси фреон 12 — фреон 13 // Холодильная техника и технология. Киев, 1965. Вып. 2. С. 115—118. Черток В. Д., Васютинский Ю. А. При- 60
Таблица 2 Давление р, МПа 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,08 0,10 0,12 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 тЛ __ 1емпература, -^ жидкости /' —99,58 —92,95 —87,90 —83,77 —80,24 —74,38 —69,56 —65,43 —60,12 —52,84 —46,83 —41,66 —37,09 —32,98 25,77' — 19,61 — 14,03 —9,05 —4,49 —0,29 7,31 14,07 20,20 25,83 31,06 35,95 40,57 пара t" —70,61 —63,95 —58,92 —54,81 —51,33 —45,57 —40,86 —36,85 —31,73 —24,76 — 19,05 — 14,16 —9,87 -6,03 0,65 6,37 11,39 15,88 20,00 23,71 30,41. 36,27 41,51 46,26 50,59 54,58 58,27 Удельны м3/ жидкости о'-Ю3 0,574 0,579 0,584 0,588 0,591 0,598 0,603 0,608 0,614 0,624 0,632 0,640 0,647 0,654 0,666 0,679 0,690 0,702 0,713 0,724 0,746 0,768 0,791 0,814 0,839 0,864 0,892 и объем, кг пара \)" 0,7302 0,5012 0,3838 0,3120 0,2634 0,2016 0,1638 1,1382 0,1122 0,08570 0,06944 0,05842 0,05044 0,04437 0,03576 0,02992 0,02569 0,02247 0,01994 0,01790 0,01479 0,01253 0,01082 0,00946 0,00836 0,00745 0,00668 Энтал ьпия. кДж/кг жидкости Н' 415,2 420,1 423,9 427,1 429,8 434,4 438,2 441,5 445,8 451,8 456,9 461,4 465,3 469,0 475,4 481,2 486,3 491,1 495,5 499,7 507,4 514,5 521,2 527,4 533,5 539,3 544,9 пара Я" 600,3 603,5 605,9 607,9 609,6 612,4 614,7 616,6 619,1 622,4 625,1 627,3 629,3 631,0 633,9 636,3 638,3 640,0 641,5 642,8 645,0 646,7 648,0 649,0 649,6 650,0 650,2 Энтр кДж/( жидкости S' 0,621 0,649 0,669 0,686 0,701 0,724 0,743 0,759 0,779 0,807 0,829 0,849 0,866 0,881 0,907 0,930 0,949 0,968 0,984 0,999 1,026 1,051 1,073 1,094 1,113 1,132 1,149 эпия, кг-К) пара S" 1,594 1,581 1,572 1,565 1,560 1,552 1,546 1,541 1,536 1,529 1,525 1,521 1,518 1,516 1,512 1,509 1,506 1,504 1,502 1,499 1,496 1,492 1,489 1,486 1,482 1,479 1,475 Теплота парообразования г, кДж/кг 185,1 183,4 182,0 180,8 179,8 178,0 176,5 175,1 173,3 170,6 168,2 166,0 163,9 162,0 158,4 155,1 151,9 148,9 146,0 143,1 137,6 132,2 126,8 121,5 116,1 110,7 105,2 менение смеси фреонов 12 и 13 для расширения температурных границ использования двухступенчатых холодильных машин // Холодильная техника и технология. Киев, 1973. Вып. 16. С. 56—57. 7. MollerupJ.,Fredenslund A.// J. Chem. Eng. Data. 1976, V. 21, № 3. 299—301. 8. Peng D. J., Robinson D. B. // Ind. Eng. Chem. Fundam. 1976, V. 15, № 1. 59—64. Изобретения A1) 1300270 E1) 4 F 25 В 1/02 B1) 3593201/23-06 B2) 23.05.83 G2) Л. И. Гольд- штейн, В. П. Калашов, Ю. П. Плешкановский, В. Ф. Диденко E3) 621.574 E4) E7) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХОЛОДА путем сжатия паров хладагента, их конденсации, переохлаждения жидкого хладагента и его импульсной подачи на испарение, которое осуществляют в заданном интервале давлений при отводе тепла от охлаждаемого теплоносителя, при этом измеряют давление паров хладагента и при снижении его до заданного минимального значения подают жидкий хладагент на испарение, а при повышении до заданного максимального значения подачу жидкого хладагента прекращают, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности путем ступенчатого охлаждения теплоносителя, заданный интервал давлений, в котором осуществляют испарение хладагента, разбивают на ступени и жидкий хладагент подают на испарение при снижении давления до его минимального значения в первой ступени, одновременно измеряют температуру охлаждаемого теплоносителя и при снижении ее до заданного минимального значения в этой ступени осуществляют переход на следующую ступень, на которой подачу жидкого хладагента на испарение производят при снижении давления до минимального значения на этой ступени, а прекращают подачу при повышении давления до минимального значения предыдущей ступени. 61
УДК 663.674.013:65.011.4 Повышение эффективности производства мороженого на Рижском молочном комбинате. КЛА- ДИЙ А. Г., ЧЕРНЕНЬКАЯ Л. Г. «Холодильная техника», 1987, № 8. Описаны организационно-технические мероприятия по внедрению передовой техники и прогрессивной технологии, научной организации труда, совершенствованию форм организации и стимулирования труда и другие, реализация которых позволила коллективу фабрики мороженого Рижского молочного комбината поднять мощность с 17 до 25 т продукции в смену. УДК 621.564.37/.38.012.1:536.24.001.24 Расчет коэффициента теплоотдачи при кипении мцсло-фреоновой смеси на пучках гладких труб. АНИКИН А. И., ДАНИЛОВА Г. Н. «Холодильная техника», 1987, № 8. Дан анализ влияния растворенного масла на теплоотдачу при кипении хладагентов. Приведены рекомендации по расчету коэффициента теплоотдачи при кипении на пучках гладких труб смесей R12 и R22 с маслами. Таблиц 2. Иллюстрация 1. Список литературы — 10 названий. УДК 66.047.25 Особенности расчета процесса сублимации гранулированного продукта. БРАЖНИКОВ С. М., ВОЛЫНЕЦ А. 3., ШАТНЫЙ В. И., РОДИОНОВ С. Н. «Холодильная техника», 1987, № 8. Описана модель сублимационного обезвоживания слоя дисперсного продукта при кондуктивном энергоподводе, учитывающая нелинейность распределения температуры и давления пара по толщине слоя. Показано, что нелинейность распределения параметров приводит к перераспределению тепловых и массовых потоков в слое в процессе сублимационной сушки и является причиной уменьшения порозности слоя, т. е. «спекания» гранул, которое наблюдается на практике, что необходимо учитывать при расчете и конструировании сублимационного оборудования. Иллюстраций 5. Список литературы — 6 названий. УДК 629.463.126:621.313.12.004.2 Совершенствование эксплуатации рефрижераторных секций Брянского машиностроительного завода. ДУГАНОВ А. Г., ЯЛАНСКИЙ О. В. «Холодильная техника», 1987, № 8. Приведены графики и номограмма для определения силы тока дизель-генератора при электроснабжении пяти холодильных машин, работающих в различных температурных условиях перевозки скоропортящихся грузов. Иллюстраций 2. УДК 725.355:631.243.5 Системы воздухораспределения плодоовощных холодильников. ДЫМШИЦ А. И. «Холодильная техника», 1987, № 8. а Описана система воздухораспределения, позво- " ляющая улучшить условия хранения плодоовощной продукции в реконструируемых и вновь проектируемых холодильниках. Приведена конструкция узла воздуховода для равномерной раздачи охлажденного воздуха по высоте штабеля продукции, хранимой в контейнерах. Иллюстраций 2. Список литературы — 4 названия. УДК 621.565.945.001.573 Математическое моделирование работы воздухоохладителя ВОГ-250 в условиях камеры однофазного замораживания мяса. БОКОВ А. Е., АНДРЮЩЕНКО Е. Ю. «Холодильная техника», 1987, № 8. Разработана математическая модель воздухоохладителя ВОГ-250, учитывающая особенности эксплуатации его в камере однофазного замораживания мяса. Проведены расчеты на ЭВМ изменений теплопередающих и аэродинамических характеристик воздухоохладителя из-за инее- образования. Получены зависимости коэффициента теплопередачи воздухоохладителя от количества выпавшего инея, частоты вращения вентилятора, температурного напора, расхода и температуры кипения аммиака. Даны рекомендации по выбору модификации ВОГ-250 для камер однофазного замораживания мяса и совершенствованию конструкции воздухоохладителя. Иллюстраций 5. Список литературы — 9 названий. УДК 621.564.25.004.12:536.7 Термодинамические свойства смеси хладагентов R12/R13 в состоянии насыщения. МИХАЙЛОВ Ю. П., КЛЕЦКИЙ А. В. «Холодильная техника», 1987, № 8. Представлены таблицы термодинамических свойств смеси хладагентов R12/R13 в диапазоне температур от —100 до 65 °С и давлений от 0,02 до 2,4 МПа. Расчетная мольная концентрация R13 в смеси составляет 30 и 40 %. Таблиц 2. Список литературы — 8 названий. 62
УДК 629.463.125 Оценка эффективности систем воздухораспреде- ления в грузовом помещении рефрижераторных вагонов. КОКОВИХИН А. В. «Холодильная техника», 1987, № 8. В статье рассмотрен вопрос комплексной оценки степени совершенства систем воздухораспреде- ления в рефрижераторных вагонах. Предложены показатели их технологической, энергетической и эксплуатационной эффективности. Представлены рекомендации, реализация которых позволит существенно повысить экономичность и эффективность рефрижераторного подвижного состава. Иллюстраций 4. Список литературы — 5 названий. § УДК 621.565.945.2 Технико-экономический анализ воздухоохладителей. ХМАЛАДЗЕ О. Ш. «Холодильная техника», 1987, № 8. Приведены результаты технико-экономического анализа воздухоохладителей разных конструкций на основе удельных приведенных затрат. Сделана попытка оценить пределы изменения приведенных затрат опытно-промышленных образцов воздухоохладителей типа ВО-БЛП в течение цикла термической обработки мясопродуктов и определить наиболее приемлемый режим эксплуатации. Применение этих воздухоохладителей позволяет снизить по сравнению с серийными аппаратами удельные приведенные затраты в среднем на 30 %. Таблица 1. Иллюстрация 1. Список литературы — 4 названия. УДК 621.57.041.004.183 Повышение энергетической эффективности работы судового высокооборотного герметичного холодильного компрессора. ДОРОШ В. С, ЗАХАРОВ В. Ю., МАШНИЦКИЙ В. Г. «Холодильная техника», 1987, № 8. Приведены результаты исследований газодинамических характеристик клапанов и газовых трактов высокооборотных герметичных компрессоров судовых кондиционеров. Показано, что исследование этих элементов на воздухе, а не на хладагенте, позволяет количественно и качественно оценить газодинамическое совершенство клапанов и трактов компрессоров. По результатам исследований проведена доводка компрессора. Его энергетические характеристики улучшены более чем на 10 %. Рекомендации использованы при создании новых герметичных компрессоров. Таблица 1. Иллюстраций 6. Список литературы — 6 названий. УДК 621.565.001.13.001.375 Оптимизация холбдильной установки с оборотным водоснабжением. ОНОСОВСКИЙ В. В., ЛЕ- ЩЕНКО В. Ф. «Холодильная техника», 1987, № 8. Предлагается методика оптимизации холодильной установки с водоохлаждающим устройством на основе термоэкономического подхода. Приведены результаты сопоставления режима работы в течение года вентиляторной градирни оптимизированной холодильной'установки с градирней того же типа, рассчитанной по общепринятой методике, характеристики которой соответствуют минимуму переменной части годовых приведенных затрат. Иллюстраций 4. Список литературы — 3 названия. УДК 628.853-522.7:631.243.4 Электропарогенератор СПП-25. ИВАХНОВ В. И., ТИХОМИРОВА Л. Н., БОЖКОВ А. Н., АРТАМОНОВ С. А. «Холодильная техника», 1987, № 8. Описан электропарогенератор, предназначенный для автоматического регулирования относительной влажности воздуха в холодильных камерах с температурой воздуха выше 0 °С и ее ручного регулирования в камерах с отрицательными температурами. Приведена техническая характеристика. Дано описание конструкции. Иллюстрация 1. Список литературы — 3 названия. УДК 621.565.044.004:536.24 Опыт эксплуатации аммиачного пластинчатого конденсатора. ИВАНОВ О. П., МАМЧЕН- КО В. О., КРУГЛОВ Г. А., ЛИТВИНОВ Э. Н. «Холодильная техника», 1987, № 8. Рассмотрен опыт длительной промышленной эксплуатации аммиачного пластинчатого конденсатора поверхностью 50 м2. Сопоставлены его теплотехнические характеристики с теплотехническими характеристиками конденсаторов кожу- хотрубного типа. Иллюстрация 1. Список литературы — 4 названия. УДК 621.565.945.001.4:637.5.037-953 Новая система воздухораспределения для камер однофазного замораживания мяса. | ПО* ПОВ В. П. I МАЯКОВСКИЙ Ю. В., ЛОМА- КИН В. Н. «Холодильная техника», 1987, № 8. Описана система воздухораспределения для камер однофазного замораживания мяса. Приведены краткие результаты испытаний системы в производственных условиях. Таблица 1. Иллюстрация 1. . 63
НОУ-ХАУ СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА По лицензии предлагаются разработанные в СССР состав и способ получения полиольной композиции для производства на ее основе изоляционного материала — пенополиуретана. Предлагаемую полиольную композицию получают в результате перемешивания гидроксил- содержащего компонента, вспенивающего агента, поверхностно-активного вещества, катализатора и антипирена. Удачно подобранное соотношение доступных составных элементов создает возможность хранения композиции длительное время (до 4,5 мес), что позволяет организовать промышленное производство. Пенополиуретан можно использовать для восстановления или усиления тепловой изоляции наружных и внутренних стен действующих холодильников, холодильных камер, хранилищ с регулируемой газовой средой и различных емкостей, а также для тепловой защиты арматуры, оборудования, горячих и холодных трубопроводов. Пенополиуретан на основе предлагаемой композиции обладает хорошей адгезией практически ко всем строительным и конструкционным материалам, высокой термостойкостью (до 170 °С), низким коэффициентом теплопроводности @,024 Вт/м2), способностью сохранять эти свойства при цикличных температурных нагрузках от —250 до -|-1650С. Данную изоляцию можно получить как способом заливки, так и способом напыления материала, используя одно и то же устройство.*^ Производство изоляционного материала из пе-вг нополиуретана, изготовленного на основе предлагаемой полиольной композиции, дает значительный экономический эффект. Например, для изоляции 50 м горячего или холодного трубопровода достаточно 1 м3 пенополиуретана, так как сравнительно тонкий слой его @,025 м) обладает хорошими теплоизоляционными свойствами. Способ и материал внедрены на предприятиях мясной и молочной промышленности СССР. По лицензии предлагается «НОУ-ХАУ». По всем интересующим Вас вопросам Вы можете обращаться в Государственный агропромышленный комитет СССР по адресу: 107139, Москва, Орликов пер., 1/11. Телефон: 207-88-67. Редакционная коллегия: Л. Д. Акимова (ответственный редактор), Е. М. Агарев, 1 Л. Ф. Бондаренко 1, д-р техн. наук, проф. В. М. Бродянский, д-р техн. наук А. В. Быков, В. В. Васютович, И. М. Гиндлин, д-р техн. наук, проф. А. А. Гоголин, А. П. Еркин, д-р техн. наук И. М. Калнинь, д-р техн. наук, проф. Э. И. Каухчешвили, Г. А. Новиков, д-р техн. наук, проф. В. В. Оносовский, д-р техн. наук, проф. И. И. Орехов, О. В. Петров, Ю. Я. Сенягин, А. Н. Сергиенко, В. М. Шавра Художественное и техническое редактирование М. Г. Печковской Корректоры Т. А. Мальцева, М. Э. Багдонене Рукописи не возвращаются Журнал-приложение «Холодильная техника» Головной журнал «Пищевая и перерабатывающая промышленность» Сдано в набор 19.06.87. Подписано в печать 23.07.87. Т—16816. Формат 70Xl00l/i6- Офсетная печать. Усл.-печ. л. 5,2. Усл. кр.-отт. 10,88. Уч.-изд. л. 6,97. Тираж 10 990 экз. Заказ 1628. Адрес редакции: 125422, Москва, А-422, ул. Костякова, 12. Телефон 216-77-00. Ордена Трудового Красного Знамени Чеховский полиграфический комбинат ВО «Союзполиграфпром» Государственного комитета СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли 142300, г. Чехов Московской области 64