Text
                    ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ
И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ
ЖУРНАЛ
МИНИСТЕРСТВА МЯСНОЙ
И МОЛОЧНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР
ВСЕСОЮЗНЫЙ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ИНСТИТУТ
ХОЛОДИЛЬНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
МОСКВА
холодильная
2/1980 техника
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»
ИЗДАЕТСЯ С 1923 ГОДА
СОДЕРЖАНИЕ
О дальнейшем совершенствовании организации
социалистического соревнования в мясной и молочной
промышленности в свете задач, поставленных в речи
Генерального секретаря ЦК КПСС товарища Л. И. Брежнева на
ноябрьском A979 г.) Пленуме ЦК КПСС
Пути сокращения энергозатрат на предприятиях
холодильной промышленности
Гомелаури В. И., Везиришвили О. Ш., Хоштария А. Г.,
Хечуашвили Г. 3. Эффективность холодильного хранения
чайного листа на фабриках с теплонасосным тепло-
хладоснабжением
Гиндоян А. Г., Лифанов Б. В., Ходырева В. Т. Об
оптимизации толщины слоя тепловой изоляции ограждающих
конструкций здг-чий холодильников
Герасимов Н. А, Тейдер В. А., Яковлев А. В.,
Кузнецов Е. А. Опытно-промышленный аппарат для
замораживания фрикаделек и пельменей
Диденко В. Ф., Черкашин А. С. Влияние конструктивных
параметров судового воздушного конвейерного
морозильного аппарата на его производительность
Кузнецова Т. Е., Цветков А. И. Эффективность
замораживания яичного меланжа в роторном льдогенераторе
Конанов Н. С., Чумак И. Г. Исследование модульного
пластинчатого воздухоохладителя
Захаров Ю. В., Радченко Н. И. К расчету коэффициента
теплоотдачи при кипении фреонов в горизонтальных
трубах испарителей
Кошкин Н. Н. Турбокомпрессоры малой
производительности
Беренштейн М. Г., Киреев Н. В., Ирдеев А. Ф.,
Сапожников С. А. Новая модель 5-вагонной рефрижераторной
секции
Шевандин М. А., Курбан В. Д. Определение вероятности
отклонения давлений от расчетных уровней в теплооб-
менных аппаратах рефрижераторного подвижного
состава
Трутнев В. Вм Леонова Г. М., Винников А. И., Повар-
чук М. М. Выбор оптимальной конструкции
распылительного коллектора для азотной системы охлаждения
Геллер В. 3., Поричанский Е. Г., Светличный П. И., Эль-
кин Ю. Г. Плотность некоторых жидких фреонов на
линии насыщения
Оленев Ю. А. Энергия связи влаги в смесях мороженого
и их ингредиентах
В порядке обсуждения
Хелемский М. 3. О теории тепловлажностных процессов
в камерах холодильников
ОБМЕН ОПЫТОМ
Чернявский Э. И. Запорно-фильтрующее устройство для
автономных кондиционеров
-Н^ладий А. Г. Фабрика мороженого Хабаровского хладо-
Ш комбината
Охрана труда и техника безопасности
Правила устройства и безопасной эксплуатации
аммиачных холодильных установок
ИЗОБРЕТЕНИЯ
ХРОНИКА
•Второе всесоюзное научно-техническое совещание
«Проблемы совершенствования и развития оборудования для
кондиционирования воздуха и вентиляции»
К 70-летию Евгения Сергеевича Курылева
В МЕЖДУНАРОДНОМ ИНСТИТУТЕ ХОЛОДА
Гиндлин И. М. Руководство по холодильному хранению
скоропортящихся продуктов
СПРАВОЧНЫЙ ОТДЕЛ
Дерябин Н. С, Свердлов А.
вентили для фреона
РЕФЕРАТЫ
И. Ручные бессальниковыэ
CONTENTS
Further Improvement in Organization of Socialist Emulation
in Meat and Dairy Industry in Light of Tasks Posed in
Speech of Secretary General CC CPSU Comrade L. I.
Brezhnev at November A979) Plenum CC CPSU 2
2 Means of Reduction of Energy Consumption at Enterprises of
Refrigerating Industry 3
3 Gomelauri V. I., Vezirishvili O. Sh., Khoshtariya A. G.,
Khechuashvili G. Z. Effectiveness of Tea Leaf Cold Storage
at Factories Heated and Cooled by Heat Pumps 6
Gindoyan A. G., Lifanov B. V., Khodyreva V. T. On Opti-
6 mization of Thermal Insulation Thickness Layer of Cold
Storage Warehouses Enclosures 9
Gerasimov N. A., Teider V. A., Yakovlev A. V., Kuznet-
9 sov E. A. Experimental —- Industrial Plant for Freezing
Meat Balls and Pelmeni 13
Didenko V. F., Cherkashin A. S. Influence of Design Para-
13 meters of Ship Air Conveyor Freezing Plant on Its
Efficiency 16
Kuznetsova Т. E., Tsvetkov A. I. Efficiency of Freezing
16 Liquid Eggs in Rotor Ice — Maker 20
Konanov N. S., Chumak I. G. Investigation into Modular
20 Plate Air Cooler 22
Zakharov U. V., Radchenko N. I. Calculation of Heat Trans-
22 fer Coefficient at Evaporation of Freons in Horizontal
Tubes of Evaporaotors 26
Koshkin N. N. Turbocompressors of Low Efficiency 29
26 Berenstein M. G., Kireyev N. V., Irdeyev A. F., Sapozhni-
kov S. A. New Model of 5-Car Refrigerated Section 30
29 Shevandin M. A., Kurban V. D. Determination of
Probability of Pressure Deviation from Design Levels in Heat
Exchange Apparatuses of Refrigerated Rolling Stock 35
30 Trutnev V. V., Leonova G. M., Vinnikov A. I., Povar-
chuk M. M. Selection of Optimum Construction of
Spraying Collector for Nitrogen Cooling System 39
Geller V. Z., Porichansky E. G., Svetlichny P. I., EI-
35 kin U. G. Density of Some Liquid Freons in Saturation
Line 42
Olenyev U. A. Binding Energy of Moisture in Ice Cream Mi-
39 xes and Their Ingredients 44
Discussion
Khelemsky M. Z. On Theory of Heat-Humidity Processes in
42 Cold Store Rooms 46
PRACTICE EXCHANGE
44 Chernyavsky E. I. Shutting-Filtering Device for Self-Con-
tained Air Conditioners 49
Klady A. G. Ice Cream Factory of Khabarovsk Refrigerated
46 Combine 50
LABOUR PROTECTION AND SAFETY MEASURES
Rules of Arrangement and Safe Operation of Ammonia Ref-
49 rigerating Plants 52
50
INVENTIONS
52
51, 57 MISCELLANY 51, 57
Second All-UnionScientific and Technical Conference
«Problems of Improvement and Development of Equipment for
56 Air Conditioning and Ventilation» 56
57 To 70th Birthday of Evgeny Sergeyevich Kurylev 57
AT INTERNATIONAL I N STI TU ТЕ OF
REFRIGERATION
58 Gindlin I. M. Guide to Refrigerated Storage of Perishable
Products 58
REFERENCE DATA
Deryabin N. S., Sverdlov A. I. Manual Packless Valves
61 for Freon 61
63 SUMMARIES 63
© Издательство «Пищевая промышленность», «Холодильная техника», 1980 г.


ЗА ЭКОНОМИЮ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ! УДК 621.577.003.13.004:663.95 2.1 Эффективность холодильного хранения чайного листа на фабриках с теплонасосным теплохладоснабжением Академик АН ГССРГ д-р техн. наук В. И. ГОМЕЛАУРИ, канд. техн. наук О. Ш. ВЕЗИРИШВИЛИ, канд. техн. наук А. Г. ХОШТАРИЯ Грузинский политехнический институт им. В. И. Ленина Г. 3. ХЕЧУАШВИЛИ Грузгипропищепром Эффективное использование резервов, позволяющее на существующих предприятиях увеличить производство и значительно улучшить качество чая при одновременной экономии энергоресурсов, является главной задачей чайной промышленности в свете решений XXV съезда КПСС. Один из резервов — включение холодильного хранения зеленого чайного листа в технологический цикл производства чая. При этом улучшается качество продукции и повышается производительность фабрики на 25 % [6]. Отсутствие холодильных камер для хранения чайного листа на фабриках при большой сезонности поступления сырья (за 10—12 суток поступает более 20 % всего сырья, собираемого за сезон) вызывает необходимость повышения мощности фабрик в 3,0—3,5 раза против их сред- еесезонной производительности, что значительно удорожает строительство и эксплуатацию фабрик. В отдельные дни сезона (в мае, июле) поступление сырья во много раз превышает суточную пропускную способность предприятия, а задержка на 7—8 ч в обыкновенных температурных условиях приводит к резкому снижению качества и даже порче сырья [5, 7]. В эти дни фабрики вынуждены нарушать технологический процесс, ускоряя переработку чайного листа, что также резко ухудшает качество продукции. В остальное время фабрики большей частью бывают недогружены. Неравномерная загрузка чайных предприятий (коэффициент неравномерности загрузки составляет 0,22—0,38) повышает удельный расход энергии, затрудняет организацию труда на производстве и удорожает готовую продукцию (рис. 1). Организация холодильного хранения сырья позволяет полностью ликвидировать отрицательное влияние неравномерного поступления чайного листа на нормальный ход технологических процессов, тем самым повышается качество продукции и увеличивается производительность фабрики. Эта актуальная проблема чайной промышленности может быть решена с наименьшими затратами путем комплексного использования теплонасосных установок (ТНУ). Принципиальная технологическая схема комплексного применения ТНУ для теплоснабжения чаезавялочного агрегата и хладоснабжения холодильной камеры, осуществленная на Губ- ской чайной фабрике, представлена на рис. 2. Рассол, охлажденный до —5 °С в испарителе ТНУ, направляется в воздухоохладители холодильной камеры, где охлаждается и хранится зеленый чайный лист. Вода в конденсаторе, воспринимая тепло от конденсирующегося хладагента R12, нагревается до 45 °С и, циркулируя в калорифере-нагревателе, повышает до 40 °С температуру воздуха, который используется для завяливания чайного листа в чаезавялочном агрегате. Основное практическое преимущество совместной выработки тепла и холода заключается в возможности использовать одно и то же оборудование. Кроме того, необратимые потери холодильного цикла используются потребителем тепла, тем самым улучшаются общие энергетические показатели. Эффективность совмещенного \ ipyff/кг 1,05 /,ии 0,95 0,9 пя.5 No о <\ о < А ° о\ oS о о s4° X. О о\> ] I i ° I о ч^ о оЧэо о! о Ц20 0,25 0,50 0,55 *> Рис. 1. Зависимость затрат на производство чая 3 от коэффициента неравномерности загрузки Р чайных фабрик (по данным ГПО «Чайгрузия» за 1973—1978 гг.). 6
Рис. 2. Принципиальная технологическая схема комплексного теплохладоснабжения чаехранилища и чае- завялочного агрегата: J - компрессор АК-ФУУ400/1; 2 - агрегат испарительно-кон- Ленсаторный АИК-400; 3 - насос для рассола; /~ насос Для -горячей воды; 5 - воздухоохладитель рассольный; 6- конвей- 7ял0оечногеоХРагреТтТ: ? ~ Кало»«^ *™ ™рева воздуха за- цикла можно охарактеризовать коэффициентом комплексной эффективности Qt + Qx Кс — № ДВ A) где QT — количество тепла, необходимое для завяливания; Qx — количество холода, требуемое для'хранения зеленого чайного листа; ^дв —мощность, затраченная двигателем ТНУ. По^ результатам экспериментальных исследований построена зависимость коэффициента комплексной эффективности Кс от температуры конденсации хладагента (рис. 3). В процессе хранения чайного листа в холодильной камере на Губской чайной фабрике были проведены технологические исследования, включавшие изучение работы воздухоохладителей и распределения воздушных потоков в камере. Кроме того, были определены перепады между температурами воздуха и рассола, температурные градиенты в воздухе по высоте камеры и в насыпном слое листа на конвейерах, темпера- «с 9 8 7 6 5 оЬ о о о о SP "с^ьА 1 чо 1 38 40 ?2 М 98 98 50t«% Рис. 3. Зависимость коэффициента копплексной эффективности /Со от температуры конденсации хладагента /к. турные и скоростные поля в поперечном сечении камеры, относительная влажность воздуха, убыль массы и изменение качества листа (рис. 4). Установлено, что равномерное скоростное поле обеспечивается И-кратной в течение одного часа циркуляцией воздуха при его одноканаль- ном распределении. Струя воздуха выходила из сопел нагнетательного канала со скоростью 13 м/с и достигала противоположной стены. Скорость движения воздуха в объеме камеры равнялась 0,5—0,8 м/с. Снижение скорости движения воздуха до менее 0,2 м/с было зафиксировано под нагнетательным каналом. Однако наличие зоны застоя в этом месте не имело значения, так как под ним располагался грузовой проезд. Через сутки непрерывной работы воздухоохладителя (когда слой инея достигал 8—10 мм) Рис. 4. Результаты технологических исследований во время хранения чайного листа в холодильной камере: а — изменение температуры воздуха по высоте камеры б — изменение температуры в слое чайного листа; в — убыль массы- г — распределение воздушных потоков в камере %0 -0,5 О 0,5 tg, 'С <t,5 5,0 55 6,0 t^'C 0 0,5 /,0 1,5 % а 5 3 7
производительность вентилятора уменьшалась примерно на 20 %. Через трое суток, при увеличении слоя инея, она снижалась на 35 %. Для сохранения оптимальной кратности циркуляции воздуха в камере оттаивание воздухоохладителей следует проводить не реже одного раза в сутки. Как следует из натурных наблюдений (см. рис. 4), в течение всего сезона хранения в камере температура была оптимальной, а температурное поле по высоте камеры — равномерным. При этом температурный градиент по высоте камеры составлял 0,07—0,10 °С/м и по высоте слоя чайного листа — 0,4—0,5 °С/м (толщина слоя чайного листа на сетчатых конвейерах 40—50 см). Заданная температура в камере поддерживалась с точностью ±0,5 °С. Изменение товарного качества и убыль массы определяли после окончания каждого срока хранения C, 5, 10, 15 суток). Во всех случаях выход стандартного чайного листа равнялся 100%. Потери массы в течение 15-суточного хранения составляли 0,5—1,5 %, что в 6 раз меньше потерь сухих веществ при хранении листа в естественных условиях в течение 8—10 ч. Было отмечено улучшение качества чая после холодильного хранения [2]. Проведенные исследования на опытно-промышленных установках в длительных нормальных эксплуатационных условиях подтвердили практическую возможность и экономическую эффективность холодильного хранения чайного листа [2]. В результате исследования тепловлажностных процессов в холодильных камерах для хранения сырья по методике [4] установлены основные теп- лофизические параметры слоя чайного листа [1] и выведена формула для определения коэффициента теплоотдачи к наружной поверхности слоя чайного листа, Вт/(м2-К): а = 0,8+37со, B) УЯ0рл где со = еСкв3600.103' V — удельный расход воздуха, для процесса охлаждения слоя зеленого чайного листа К0хл — = 10600 м3/(т-ч), а для процесса хранения Vxv = 1850 м«/(т.ч); #0 — высота слоя чайного листа, м; рл — плотность слоя чайного листа, кг/м3; 8СКВ — коэффициент скважистости слоя чайного листа. Экспериментально определена также продолжительность охлаждения т слоя чайного листа на транспортере, которая оказалась равной 5,3—6,2 ч. Для этой цели применили формулу ^к. л — to. с а [[Ы + 0,8 lg ^н. л — ^о. •0,12], C) а — коэффициент температуропроводности слоя чайного листа, м2/ч; Bi — критерий Био; tn. л > *к. л — начальная и конечная температуры слоя чайного листа, °С; t0, с—температура охлаждающей среды, °С. Экспериментальные значения т хорошо согласуются с расчетными, полученными в работе [31, (рис. 5), что свидетельствует о приемлемости формулы C) для практических расчетов продолжительности охлаждения слоя чайного листа при проектировании конкретных объектов. На основании исследований [1,2,6] рекомендуются оптимальные условия в камерах для охлаждения и хранения чайного листа: Температура, °С % при охлаждении —1-.—0,5 при хранении 2ч-3 Относительная влажность, % 95 Кратность циркуляции воздуха, объемов/ч в период охлаждения 30—35 в период хранения 10—15 Результаты проведенных исследований использованы при проектировании строящихся в настоящее время холодильных камер на Самт- редской и Хобской чайных фабриках, создании проекта расширения холодильника на Губской чайной фабрике и типовых проектов строительства новых фабрик. Оценка реальных технико-экономических показателей и технологических характеристик при длительной нормальной эксплуатации опытно- промышленных установок ТНУ позволила провести экономическое сопоставление предлагаемой схемы расширения чайных фабрик с существующими (см. таблицу). Варианты сравнивали по приведенным затратам. Как видно из таблицы, схема расширения чайной фабрики с организацией холодильного 2Z 20 18 16 П 12 10 8 6 —о\Ч о\ |__ U \ о \ о \ 1__ °°[Ч я \ "I—ККН—— о Гх ———гтНг 6Г,ч где А — коэффициент, учитывающий геометрическую форму; / — половина толщины слоя чайного листа, м; Рис. 5. Изменение температуры в центре слоя чайного листа при охлаждении: ' — расчет по формуле C); © — опытные данные. 8
Показатели Суточная мощность по сырью, т/сут Емкость холодильника, т Капитальные затраты, тыс. руб. в том числе: на строительство зданий для расширения фабрики и холодильника на комплексное оборудование на ТП, ЛЭП и наружные сети Эксплуатационные расходы, тыс. руб. в том числе: на амортизацию и ремонт на заработную плату на электроэнергию и топливо Приведенные затраты, тыс. руб. Прибыль от улучшения качества продукции при холодильном хранении чайного листа, тыс. руб. Прибыль от аренды холодильника в течение 6 мес, тыс. руб. Годовой экономический эффект с учетом прибыли, тыс. руб. Базовый вариант расширения чайной фабрики 80+20=100 — 630 370 225 35 136,9 54,3 65,0 22,6 231,4 — — — Предлага- 1 емый вариант расширения чайной фабрики с холодильником 80+20=100 300 440 220 210 10 80,7 43,2 21,0 16,5 146,7 +28,6 +48,0 +161,3 хранения зеленого чайного листа экономически значительно эффективнее, чем существующая. Широкое внедрение холодильного хранения зеленого чайного листа на чайных фабриках будет способствовать рациональному использованию резервов, увеличению производства и повышению качества чая, уменьшению расхода топливных ресурсов. Значительно повысится уровень электрификации чайных фабрик при минимуме затрат. Все это даст большой народнохозяйственный эффект. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Гомелаури В. И., Хоштария А.|Г., Везиришвили О. Ш. Теплофизические параметры слоя чайного листа. — Холодильная техника, 1976, № 2. 2. Г о м е л а у р и В. И., Хоштария А. Г., Везиришвили О. Ш. Эффективность холодильного хранения зеленого чайного листа. — Холодильная техника, 1975, № 3. 3. Д а н и л о в А. М. Холодильная технология пищевых продуктов. Киев, 1974. 4. Ж а д а н В. 3. Теплофизические основы хранения сочного растительного сырья. М., Пищевая промышленность, 1976. 5. X о ч о л а в а И. А. Технология чая. М., Пищевая промышленность, 1977. 6. Хоштария А. Г. Определение оптимальных параметров процесса хранения чайного листа при низких температурах. — Сообщения АН ГССР, 1972, т. 65, № 3. 7. Sato S., Sasakura S. — Agr. Biol. Chem., 1970, vol. 34. УДК 662.998.003.1.004.12 оптимизации толщины слоя тепловой изоляции ограждающих конструкций зданий холодильников Канд. техн. наук А. Г. ГИНДОЯН, Б. В. ЛИФАНОВ, В. Т. ХОДЫРЕВА ЦНИИпромзданий Условия обеспечения расчетных параметров воздушной среды холодильных камер и сохранности продуктов, долговечность зданий л другие вопросы эксплуатации выдвигают определенные требования к степени теплоизоляции ограждающих конструкций холодильников. В гой или иной мере эти требования отражены з СНиП 11—105—74 [6]. Необходимость всемерной экономии энергии, переход на более низкие температуры хранения продуктов, совершенствование методов их упаковки и хранения, внедрение эффективных теплоизоляционных материалов требуют совершенствования методики нормирования теплоизоляции холодильников на основе более точного учета комплекса теплофизических, строительных, технологических и экономических факторов. Теплозащитные свойства ограждающих конструкций холодильников регламентируются двумя условиями, учитывающими физико-технические и экономические требования, предъявляемые к конструкциям. Первое условие — обеспечение стабильности эксплуатационных характеристик ограждающих конструкций. С этой точки зрения особую важность имеет поддержание нормального влаж- ностного режима теплоизоляции. Ограждающие конструкции должны быть выполнены так, чтобы увеличивающиеся годовые эксплуатационные 2 Холодильная техника № 2 9
затраты вследствие увлажнения теплоизоляции и появления дополнительных теплопритоков сравнялись с приведёнными затратами на замену теплоизоляции лишь в конце ее нормативного срока службы [3]. Для поддержания нормального влажностного режима теплоизоляции необходимо исключить образование значительного количества конденсата на поверхности и внутри ограждений. В соответствии с теплотехническими нормами [7] это обеспечивается выбором сопротивления теплоплопередаче R0, при котором температура поверхности tn превышает точку росы tv для расчетных параметров внутреннего и наружного воздуха. Ограничение влагонакопления в теплоизоляции достигается устройством соответствующего температурно-влажностным условиям эксплуатации пароизоляционного барьера обычно с теплой стороны. Второе условие — эффективность капитальных вложений. Определение сопротивления теплопередаче R0 из условия недопущения конденсата на поверхности ограждений позволяет установить минимальный уровень теплозащиты. Обеспечение эффективности капитальных вложений требует нахождения оптимального значения /?0 на основе минимизации единовременных и эксплуатационных затрат, связанных со строительством и эксплуатацией теплоизоляционных конструкций. Определению оптимального сопротивления теплопередаче ограждений холодильников посвящены работы [1, 2, 9, 10], результаты которых в различной степени нашли отражение в нормативных документах [4, 5]. Однако до сих пор нет единого методического подхода к определению оптимального сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций холодильников. Общим недостатком большинства решений рассматриваемой проблемы является оптимизация сопротивления теплопередаче исходя лишь из минимума эксплуатационных затрат; единовременные капитальные затраты на устройство теплоизоляции и холодильное оборудование при этом учитываются только частично (через амортизационные отчисления). При минимизации лишь эксплуатационных затрат устанавливается определенное соотношение между затратами на производство холода (стоимость энергии, зарплата обслуживающего персонала и др.) и амортизационными отчислениями. При этом основные затраты, связанные с устройством ограждающих конструкций и установкой холодильного оборудования, мало отражаются на величине оптимального сопротивления теплопередаче. Поэтому кривая ежегодных эксплуатационных затрат имеет очень пологий характер, слабо зависящий от толщины теплоизоляции. Анализ работ [1, 2, 10] показывает, что (если не учитывать потерь продуктов) увеличение толщины теплоизоляции в 2 раза снижает ежегодные эксплуатационные затраты всего на 10 %, т. е. не дает заметного эффекта (что противоречит опыту). Более обоснованной является ми нимизация приведенных затрат, включающих, наряду с эксплуатационными расходами, единовременные капитальные затраты на теплоизоляционные конструкции и холодильное оборудование [9L Оптимизация по приведенным затратам соответствует современной официальной методике определения экономической эффективности капитальных вложений и использования в народном хозяйстве новой техники [8]. Критерием этой методики являются приведенные затраты Пу представляющие сумму единовременных капитальных и эксплуатационных затрат: П = ЕНК + Э9 A) где ?н — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (принимается равным 0,15); К — единовременные капитальные затраты; Э — эксплуатационные затраты, включающие амортизационные отчисления. На рисунке представлены результаты расчетов оптимального сопротивления теплопередаче R0 конструкции покрытия камеры хранения мороженых грузов (условия г. Москвы; теплоизоля- 12 11 10 9 V V 5 4 \ ^\, \ \ V —1Г=^ "<. ?hL 3 ^^ п . .— п^ .' , г^ S — J 4 5 6 7 8 9 Я0,(м2-К)/Вт Зависимость приведенных затрат и их составляющих от сопротивления теплопередаче R0: П — приведенные затраты; ЕПК — единовременные капитальные затраты; Э — эксплуатационные расходы; беэ учета потерь продуктов; с учетом потерь. ю
ция — пенопласт ПСВ-С; температура в камере *кам ~ Aj \J). Основные исходные данные, принятые для расчета: Период охлаждения камеры за год, ч 8760 Средняя разность температур наружного воздуха 28,7 за период охлаждения камер (с учетом солнечной радиации), °С Максимальная разность температур наружного и 56,6 внутреннего воздуха (с учетом солнечной радиации), °С Коэффициент теплопроводности теплоизоляции, 0,046 ВтДм-К) Термическое сопротивление конструктивной части 0,79 ограждения, м2К/Вт Стоимость теплоизоляции, руб/м3 85 Стоимость холода установочная, руб/кВт 870 эксплуатационная, руб/(кВт-ч) 0,026 Относительные потери мороженых мясопродуктов, 0,155 кг/(кВт-ч) Для приведенных затрат Я область минимума определена достаточно четко (см. рисунок), причем с повышением проектной температуры в камерах кривая приведенных затрат становится менее пологой. При оценке теплозащитных свойств по приведенным затратам увеличение толщины теплоизоляции всего на 20 % снижает их на 15 %. Анализ приведенных затрат на конструкцию покрытия камеры хранения мороженых грузов выявил удельный вес, %, их составляющих: Единовременные капитальные затраты 54 в том числе: на ограждающие конструкции 37 на холодильное оборудование 17 Годовые эксплуатационные затраты 46 в том числе на производство холода 29 амортизационные отчисления 17 Как видим, единовременные капитальные затраты составляют не менее половины приведенных затрат, а они лишь частично принимались ранее во внимание при определении оптимального сопротивления теплопередаче. При оптимизации по приведенным затратам устанавливаются целесообразные соотношения между единовременными капитальными и эксплуатационными затратами, которые и определяют оптимальный уровень теплоизоляции ограждающих конструкций. Авторами данной статьи предлагается структура приведенных затрат Я, в общем виде выражаемых формулой A). Применительно к ограждающим конструкциям холодильников единовременные капитальные затраты /(, руб/м2, слагаются из следующих составляющих: К = Ки + Кх + Кт + Ког, B) где /Си — стоимость теплоизол яционной части ограждения; Кх — стоимость холодильного оборудования, вырабатывающего холод для компенсации тепло- притоков через ограждающие конструкции; Кт — стоимость отопительного оборудования, вырабатывающего тепло для компенсации тепло- потерь в зимних условиях; ^Сог — стоимость конструктивной части ограждения, не зависящая от толщины теплоизоляции. Годовые эксплуатационные затраты 3, руб/м2,. складываются из следующих основных элементов: Э = ЭХ + ЭТ + ЭУС + ЭР, C) где Эх — затраты на производство холода, расходуемого для компенсации теплопритоков через ограждающие конструкции; Эт — затраты на производство тепла для компенсации теплспотерь в камерах с tKaM > 0 в зимних условиях эксплуатации при tR, в < ^кам^ •Эус —»стоимость потерь хранимых продуктов от усушки, вызванной теплопритоками; Эр — затраты на капитальный ремонт конструкций, При проектировании обогреваемых полов в приведенные затраты дополнительно включаются затраты на устройство и эксплуатацию системы защиты грунтов оснований от промерзания и морозного пучения. Экономически оптимальное сопротивление теплопередаче определяется нахождением минимума приведенных затрат путем приравнивания к нулю производной dIJ/dR0. Кратко остановимся на основных факторах,, влияющих на величину приведенных затрат. Свойства и стоимость теплоизоляции. Стоимость теплоизоляции и эффективность ее применения характеризуются удельной стоимостью единицы термического сопротивления, представляющей произведение сметной стоимости 1 м3 теплоизоляции «в деле» Си на ее расчетный коэффициент теплопроводности Ка при RQ=l. Значение Си в основном зависит от вида теплоизоляции, типа конструкции и района строительства; значение ХИ — от вида материала и его влажности, а также от характера изменения теплопроводности в процессе эксплуатации. Характер изменения Яи влияет на стабильность сопротивления теплопередаче R0 и определяет рациональный срок службы теплоизоляции. Для теплоизоляционных материалов, применяемых в ограждениях холодильников, удельная стоимость единицы термического сопротивления (т.е. значение Си А,и//?0) колеблется в пределах от 2,4 до 4,7 руб/м2. Стоимость холодильного оборудования. На долю единовременных капитальных затрат на холодильное оборудование, вырабатывающее холод для компенсации теплопритоков через ограждающие конструкции, влияют максимальные теплопритоки в камеры, температура хлад- 2* и
агента, вид и холодопроизводительность системы охлаждения. В зависимости от указанных факторов удельная установочная стоимость холодильного оборудования колеблется от 0,23 до 0,93 руб/Вт. Надо отметить, что срок службы оборудования значительно меньше срока службы ограждающих конструкций зданий холодильников. Фактор времени следует иметь в виду лри соизмерении единовременных капитальных затрат. Эксплуатационные затраты. Составляющие эксплуатационных затрат также колеблются в значительных пределах. Затраты на производство холода зависят от энергетических затрат, заработной платы рабочих, цеховых расходов, периода охлаждения камеры в течение года, средней температуры наружного воздуха за этот период, потерь в трубопроводах и других •факторов. В среднем для типового холодильника емкостью 6 тыс. т, расположенного в Москве, стоимость 1000 кВт-ч холода составляет 24 руб. В настоящее время особенно важно выработать единый методический подход для установления стоимости производства холода (в литературе встречаются значительные расхождения). Существенную долю эксплуатационных затрат составляют расходы на капитальный ремонт, связанный с восстановлением теплоизоляции. При этом, как правило, холодильные камеры бездействуют, что сопряжено с большими убытками. В связи с этим возникает необходимость нормировать срок службы теплоизоляции и периодичность капитальных ремонтов. Расчетный температурный напор. Максимальные теплопритоки через наружные ограждения в настоящее время определяют по проектной температуре воздуха в камере /кам и средней температуре наружного воздуха tH.B в 13 ч самого жаркого месяца. Анализ показывает, что средняя температура воздуха в 13 ч лишь условно отражает максимальную тепловую нагрузку. Например, в Москве средняя температура самого жаркого месяца в 13 ч 24,4 °С. На протяжении 254 ч в году температура наружного воздуха оказывается выше этого значения и в течение лочти 11 суток требуется дополнительная мощность холодильного оборудования. Следовательно, необходимо уточнить методику определения расчетных температур. Суммарные теплопритоки рассчитывают по среднегодовой температуре наружного воздуха, не взирая на то, что в зимних условиях довольно длительный период /кам >/н.в, а для обеспечения нормируемых параметров среды в камере с ^кам>—5 °С в ряде случаев требуется отапливать помещение. Теплопритоки, определяемые по среднегодовой температуре наружного воздуха, оказываются ниже действительных. Расход тепла или холода надо устанавливать для двух периодов: когда /н.в>^кам@ХЛажДение камер) и когда ?н.в<?кам(требуется отопление камер). Расчет необходимо вести по средней температуре каждого периода, а не по среднегодовой. Стоимость потерь продуктов. Учет потерь (усушки) продуктов при выборе толщины теплоизоляции является в известной степени проблемным вопросом. Потери зависят от ряда факторов: режимов обработки и хранения продуктов, вида упаковки и метода складирования, теплопритоков в процессе хранения и др. Доля теплопритоков через наружные ограждения от общего количества тепла, поступающего в камеры хранения холодильников мясоперерабатывающих предпр ия- тий, не превышает 30 %. Расчеты показывают, что увеличением толщины теплоизоляции, например на 30 %, потери мясопродуктов можно снизить примерно на 10 % (пропорционально снижению общей величины теплопритоков). Значения оптимальных сопротивлений теплопередаче наружных ограждений камер хранения (^кам=—20 °С), определенные с учетом потерь (по данным работ Д. Г. Рютова и В. 3. Жадана), примерно на 30 % выше значений, полученных без учета потерь (см. рисунок); с повышением температуры в камерах до —10 °С указанная разница увеличивается До 60%. Однако значительное увеличение толщины теплоизоляции из применяемых материалов, помимо возрастания затрат (стоимость теплоизоляционных конструкций в настоящее время составляет примерно 30 % общей стоимости холодильника), ведет к существенному усложнению конструктивных решений, дополнительным нагрузкам на несущие строительные конструкции. Стабильность теплоизоляционных свойств ограждений слабо зависит от первоначального сопротивления теплопередаче; прц^ интенсивном увлажнении теплоизоляции эффект от увеличения первоначального сопротивления теплопередаче быстро снижается. Отмеченные обстоятельства подтверждают, что снижения усушки продуктов необходимо добиваться осуществлением комплекса мероприятий, прежде всего совершенствованием технологии обработки и хранения продуктов. Дополнительно к нормам проектирования холодильников желательно было бы разработать руководство по определению оптимальных сопротивлений теплопередаче ограждающих конструкций холодильников. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Б а д ы л ь к е с И. С. Выбор рациональной толщины изоляции в холодильных сооружениях.— Холодильная техника, 1952, № 4. 12
2. Герасимов Н. А., Г о л я н д М. М., Э г - лит А. Я- Об оптимизации теплоизоляционных ограждений холодильников.— Холодильная техника, 1976, № 7. 3. Г и н д о я н А. Г., Л и ф а н о в Б. В. Допустимое снижение сопротивления теплопередаче наружных ограждений холодильников.— Холодильная техника, 1979, № 8. 4. Рекомендации по проектированию холодильных установок. М., ВНИХИ, 1962. 5. СНиП * II — П. 2 — 62. Холодильники. Нормы проектирования. М., Госстройиздат, 1963. Проф. Н. А. ГЕРАСИМОВ, канд. техн. наук В. А. ТЕЙДЕР, А. В. ЯКОВЛЕВ Ленинградский технологический институт холодильной промышленности Е. А. КУЗНЕЦОВ Ленинградский мясокомбинат им. С. М. Кирова Ленинградский мясокомбинат является одним из крупных предприятий, вырабатывающих пельмени и фрикадельки. Однако «узким местом» в технологической цепи, сдерживающим увеличение производства, является их замораживание. Сотрудниками отраслевой лаборатории № 3 кафедры холодильных установок ЛТИХП и работниками мясокомбината в 1978 г. испытана и внедрена в производство новая линия замораживания фрикаделек, в которой применено раздельное воздухораспределение на подмораживающем и домораживающем конвейерах, значительно интенсифицирован процесс замораживания продукта, исключен тяжелый ручной труд, почти полностью ликвидирован выпуск нестандартной продукции и обеспечено поточное производство продукции. При создании скороморозильного аппарата САПФ для новой линии замораживания фрикаделек были использованы конструктивные разработки, явившиеся результатом научных исследований отраслевой лаборатории [1—4]. В скороморозильном аппарате САПФ (рис. 1) фрикадельки непрерывно формуются автоматом 9 на верхней ветви подмораживающего конвейера 7 из нержавеющей стальной ленты и поступают в морозильную камеру 6, где подмораживаются на верхней и нижней ветвях конвейера при интенсивном обдувании холодным воздухом (—30 °С), подаваемым через щелевые сопла на воздуховодах 3. Использование обеих ветвей подмораживающего конвейера 7 позволяет сократить его длину и всей установки примерно в два раза. В конце процесса подмораживания, когда в 6. СНиП II—105—74. Холодильники. Нормы проектирования. М., Госстройиздат, 1975. 7. СНиП II—А. 7—71. Строительная теплотехника. Нормы проектирования. М., 1973. 8. Типовая методика определения экономичен ской эффективности капитальных вложений. М.,. 1972. 9. Файнштейн В. А. Экономический расчет теплоизоляции охлаждаемых помещений.— Холодильная техника, 1967, № 3. 10. Ш т а е р м а н М. Я- Изоляция холодильников. М., Пищепромиздат, 1954. продукте со стороны ленты образуется замороженный слой толщиной 4—6 мм, продукт легка снимается с ленты ножом 8 и падает на сетчатый конвейер для домораживания в слое. Продукт домораживается на сетке (рис. 2) в потоке холодного воздуха, поступающего по воздуховоду 4 (см. рис. 1) под сетку, при непрерывном механическом разрыхлении слоя с помощью вибратора 5. При этом воздухом обдувается полностью вся поверхность продукта, что интенсифицирует процесс холодильной обработки. Кроме того, такой способ домораживания фрикаделек позволяет, с одной стороны, хорошо» вписать домораживающий конвейер 2 в контур' аппарата, а с другой, — благодаря механическому разрыхлению слоя продукта с помощью вибрации, оказывается возможным использовать для подачи воздуха под сетку обычные центробежные вентиляторы с напором 392—981 Па. Замороженные фрикадельки из морозильной камеры 6 подаются разгрузочным конвейером / на фасовку. , - Конвейеры аппарата САПФ имеют автономные приводы, причем в схемы привода конвейеров 7 и 2 включены вариаторы, что позволяет изменять скорость движения ленты и сетки в широких пределах и, соответственно, устанавливать необходимую продолжительность процессов подмораживания и домораживания продукта. В аппарате можно замораживать также пельмени и другие мясопродукты. Рис. 1. Схема скороморозильного аппарата САПФ для двухстадийного замораживания фрикаделек. V •WWWW>/WN/NA/N/N/WV УДК 637.52.037.02 Опытно-промышленный аппарат для замораживания фрикаделек и пельменей 13
Рис. 2. Подмораживание фрикаделек на нижней ветви конвейера с металлической лентой и домораживание их на сетчатом конвейере; / — нижняя ветвь\<онвейера с металлической лентой; 2 — фрикадельки, домораживаемые на сетчатом конвейере; 3 — сетка на разгрузочном барабане конвейера. Воздух в аппарате охлаждается пятью воздухоохладителями, выполненными из оребренных труб. В целях оценки работы аппарата САПФ были проведены его испытания, при которых определяли производительность аппарата, продолжительность замораживания продукта, коэффициент теплоотдачи при домораживании фрикаделек на сетке с вибрацией и без нее и величину потерь массы продукта при замораживании. Производительность аппарата определяли взвешиванием проб фрикаделек за определенный отрезок времени A мин), который фиксировали секундомером. Из полученной пробы отбирали 100 шт. фрикаделек и по данным их взвешивания подсчитывали среднюю массу фрикадельки, значение которой сравнивали с данными, приведенными в ОСТ 49114—76. Опытная производительность аппарата 550 кг/ч при средней массе фрикаделек 8,85 г. Продолжительность холодильной обработки продукта на каждой стадии определяли с помощью секундомера. Как показали результаты измерений, продолжительность подмораживания продукта на ленте при температуре воздуха —30 °С составила 6,1 мин и домораживания на вибрирующей сетке — 7,5 мин. Процесс замораживания фрикаделек контролировали на каждой стадии холодильной обработки. Толщину замороженных слоев в продукте со стороны ленты и со стороны, обдуваемой воздухом, измеряли штангенциркулем. С этой целью подмороженные фрикадельки, снятые с ленты ножом 8 (см. рис. 1), разрезали пополам. Данные измерений представлены на рис. 3. Рис. 3. Изменение толщины промороженных слоев фрикаделек в конце процесса подмораживания в зависимости от расположения их на ленте при одностороннем обдуве воздухом: / — толщина замороженного слоя (мм) фрикаделек со стороны ленты после подмораживания их на конвейере с металлической лентой; // — толщина замороженного слоя (мм) фрикаделек со стороны, обдуваемой воздухом, после подмораживания их на конвейере с металлической лентой; / — нижняя ветвь конвейера с металлической лентой; 2 — фрикадельки в конце процесса подмораживания на металлической ленте. Процесс домораживания фрикаделек на сетке контролировали по записям температуры на ленте потенциометра. Как следует из полученных термограмм, продолжительность домораживания фрикаделек (от —3 до —15°С в центре) в виброаэрокипящем слое была на 30 % меньше продолжительности домораживания в плотном слое только при фильтрации воздуха через слой. Коэффициент теплоотдачи при домораживании фрикаделек на сетке с вибрацией и без нее определяли с помощью методики, опубликованной в работе [2], по изменению температур в центре и на поверхности фрикаделек, а также воздуха в слое продукта (рис. 4), полученных на диаграммной ленте потенциометра ЭПП-09-М1. Поскольку трудно изменить в производственных условиях высоту слоя продукта на сетке Я0, частоту / и амплитуду колебаний сетки Л, аппарат испытывали при #0=0,06 м, /=15 Гц и А = 1,5 мм. Коэффициент теплоотдачи, полученный после обработки опытных данных, составил 185 Вт/(м2-К), а для такого же слоя, но при отсутствии вибрации, его значение не превышало 135 Вт/(м2-К). ч Величину потерь массы продукта при замораживании в аппарате определяли по данным взвешивания 100—120 шт. фрикаделек до и после замораживания. Как показали испытания, среднее значение величины потерь массы продукта при замораживании в аппарате составляет 0,84 %, что соответствует современным требованиям. Все опыты при испытании аппарата САПФ проводили с десятикратной повторностью. 14
-20 wo ?щс Рис. 4. Термограмма процесса домораживания фри- каделек в виброаэрокипящем слое: / — температура в центре подукта; 2 — температура на поверх- fiOCTH продукта; 3 —температура воздуха в слое продукта. По" результатам испытаний получена техническая характеристика аппарата и подсчитаны для него удельные показатели. Для сравнения в таблице приведены удельные показатели также для туннельного аппарата и для аппарата линии В2-ФПЛ при работе их в течение 22 ч в сутки. Техническая характеристика аппарата САПФ Производительность по фрикаделькам, кг/ч Температура, °С фрикаделек начальная конечная (в центре) воздуха в морозильной камере (средняя) кипения аммиака Скорость движения воздуха над продуктом, находящимся на ленте (средняя), м/с металлической ленты подмораживающего конвейера, м/мин сетки домораживающего конвейера, м/мин Амплитуда колебаний сетки конвейера, мм Частота колебаний сетки конвейра, Гц Диапазон регулирования продолжительности, мин подмораживания домораживания замораживания Поверхность воздухоохладителей, м2 Общая установленная мощность электродвигателей, кВт Габаритные размеры, мм общая длина ширина высота .Масса аппарата, т 550 20 —10 —30 —40 5 3-6 [0,5-М 1,5 15 10,54-5 22,8-г7 33,34-1! 1 150 27,2 20 000 5 000 4 100 17,2 ,53 Удельные показатели М2 Площадь т/сут аппарата аппарата со вспомогательным оборудованием м3 Объем, —; т/сут аппарата "'**'% аппарата со вспомогательным оборудованием т Масса аппарата, тусут Мощность элект рс оборудо- кВт вания, „/^,„ т/сут Поверхность воздухоохладителей, т/сут Затраты труда, тусут Туннельный аппарат Аппарат САПФ Аппарат линии В2-ФПЛ 17, 19, 29 76 70 81 ,90 ,03 ,49 ,65 100,00 17,4 7,23 8,26 29,60 33,88 1,42 2,25 95,00 5,45 8,22 11,88 33,70 48,70 3,18 4,88 133,00 10,00 Двухгодичная эксплуатация и результаты испытания аппарата подтверждают работоспособность конструкции и перспективность его применения для замораживания мелкоштучных мясопродуктов. Внедрение новой линии замораживания фрикаделек на Ленинградском мясокомбинате позволило отказаться от формовки фрикаделек на подкладках и исключить из технологической схемы производства операции, связанные с транспортировкой, загрузкой и выгрузкой подкладок из этажерок, а также мойку подкладок. Это, в свою очередь, способствовало высвобождению нескольких рабочих. В результате применения раздельных схем воздухораспределения и домораживания в виброаэрокипящем слое оказалось возможным обеспечить равномерное распределение воздуха по длине конвейеров и значительно интенсифицировать теплообмен, что сократило продолжительность замораживания фрикаделек примерно в три раза. Улучшение условий теплообмена уменьшило потери массы продукта и, соответственно, увеличило выход готовой продукции на 2 %. В настоящее время на мясокомбинате ведутся работы по изготовлению более производительного и совершенного аппарата подобного типа для замораживания пельменей и других мелкоштучных продуктов. 15
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. А . с. 123100 (СССР). 2. Герасимов Н. А., Тейдер В. А., Яковлев А. В. Исследование процесса домораживания мелкоштучных мясопродуктов в виброаэрокипящем слое. — Холодильная техника, 1978, № 10. 3. Исследование двухстадийного замораживания мелкоштучных и крупнокусковых продук- тов/Н. А. Герасимов, В. А. Тейдер, А. В. Яковлев и др. — Холодильная и криогенная техника и технология (ЛТИХП). Национальный комитет МИХ (СССР), М., Внешторгиздат, 1975. 4. Т е й д е р В. А. Замораживание пельменей на металлической ленте.— Мясная индустрия СССР, 1961 > № 1. УДК [629.12:621.565.92:621.867].004.17 Влияние конструктивных параметров судового воздушного конвейерного морозильного аппарата на его производительность В. Ф. ДИДЕНКО, А. С. ЧЕРКАШИН Гипрорыбфлот В практике проектирования основные характеристики судовых воздушных конвейерных морозильных аппаратов определяют исходя из заданных значений производительности аппарата G и продолжительности замораживания продукта т. Производительность морозильного аппарата рассчитывают по выражению где Е — единовременная емкость аппарата по замораживаемому продукту, кг; \t — время работы аппарата в течение суток, ч. ж ^Продолжительность замораживания рыбы т, зависящая от конструктивных и эксплуатационных характеристик аппарата, является функцией нескольких переменных: Т =/(/(, tn. р, *к. р, tB, &Ср)> где /С—коэффициент продолжительности замораживания продукта (в зависимости от вида я размера рыбы); tn v — начальная температура замораживаемой рыбы, °С; /к. р — конечная температура замороженного блока, °С; /в — температура воздуха в аппарате, °С; &ср — коэффициент теплопередачи от рыбы в блок- форме к охлаждающему воздуху, Вт/(м2-К), &ср = /(а>в> Ki> Pn, Re), wB — скорость воздуха в аппарате, м/с; Кг — коэффициент оребрения блок-формЫ; рп — давление подпрессовки продукта в блок-форме, Па; Re — критерий Рейнольдса. Продолжительность замораживания в каждом конкретном случае должна не задаваться, а рассчитываться. Параметры морозильного аппарата взаимосвязаны. Поэтому при решении задачи интенсификации процесса замораживания продукта в морозильном аппарате необходимо рассматривать их влияние друг на друга и на производительность аппарата в комплексе. Режим работы морозильного аппарата — температура tB и скорость wB воздуха в аппарате,, а также тепловая нагрузка на аппарат QT — определяется коэффициентом продолжительности замораживания /С, начальной /н#р и конечной /к#р температурами замораживаемой рыбы, а также температурой забортной воды tw, т. е. сопутствующими условиями работы аппарата,, изменение которых влияет на основные режимные параметры. При сохранении постоянства часового объема> описываемого поршнем штатной холодильной машины (KK=const), имеет место смещение точки совместной работы морозильного аппарата и холодильной машины. В связи с этим температура кипения хладагента t0 изменяется от t01 до t02 при заданной температуре tw, что, в свою очередь, влияет на параметры работы аппарата: tBy т, а также G. Авторы решали задачу интенсификации работы морозильного аппарата, используя метод математического моделирования, на основе экспериментальных данных, полученных при испытании морозильных аппаратов на следующих типах судов: РТМ-С типа «Прометей», БАТ типа «Горизонт», ППР типа «Рембрандт», РТМ типа «Атлантик», БМРТ типа «Пулковский меридиан» и ряде других. Для конкретных сопутствующих условий рассчитаны основные параметры морозильных аппаратов. Расчет выполнен при условии частичной модернизации морозильного аппарата и варьиро- 16
вании холодопроизводительности Q0 условно принятой, а также штатной холодильных машин. При этом номинальное значение производительности морозильного аппарата G рассчитывали для случая замораживания рыбопродукции, когда коэффициент /С=0,75, содержание влаги в продукте \^=80 %, конечная температура блока, как обычно принято, ^к.р=—25 °С. Начальную температуру рыбопродукции /HtP рекомендуется принимать дифференцированно: для судов с системой предварительного охлаждения в пределах 10—15 °С, в остальных случаях—около 25 °С. В расчете ^Р=15°С. Критерием рациональной модернизации морозильного аппарата служит минимальная сумма приведенных затрат на замораживание 1 т продукции. Лучшим вариантом модернизации является тот, который отвечает этому условию. Параметры этого варианта морозильного аппарата являются номинальными. Структура и последовательность расчета номинальной производительности GH показаны на рис. 1. Значения коэффициента теплопередачи /гср установлены исходя из номинальных параметров wB1 Къ Рп> 6 Ф ~ расстояние между основаниями оребренных блок-форм, мм, которое определяется конструктивно, а также количеством циркулирующего воздуха и скоростью его движения, обычно 6min=12/z+A5-f- ~ 20)J, где /г — высота ребра, мм). Поставленную задачу решали графо-аналити- ческим методом путем рассмотрения частных максимумов G при различных значениях tBy wBy Ki и QT. Номинальные значения wQ и Ki определяли на основе многочисленных комбинаций значений параметров tB9 &cp и других посредством расчета тепловой нагрузки QT в зависимости от принятых условий и совмещения ее с холодопроизводительностью Q0 холодильной машины в соответствии с требованием надежности работы аппаратов. Давление подпрессовки принимали исходя из структурно-механических характеристик замораживаемой рыбы по рекомендациям Н. К. Федоровой. Расчетные характеристики различных вариантов совместной работы морозильного аппарата и i холодильной машины одного из рассматриваемых типов судов представлены на рис. 2. Точкам пересечения характеристик соответствуют различные варианты совместной работы. Там же определены положения линии ?B=const. Зависимость производительности морозильного аппарата G от скорости воздуха в аппарате wB при фиксированных значениях К± (рис. 3) позволила выяснить номинальные значения wB и Ki из многочисленных комбинаций параметров в каждом варианте совместной работы морозильного аппарата и холодильной машины, вытекающих из соответствующих значений tB и QT. 3 Холодильная техника № 2 №пита//ьные\ затраты \ \3нсплиатаии\ шные затрал \ ты ¦ | вон \ ?м \ Щ.н\ К1н\ "ср.н Г I У1ри5еденные затраты Рис. 1. Блок-схема расчета номинальной производительности морозильного аппарата (индексы п и i означают соответственно номинальные и текущие значения параметров. 11п,кВщ мнрно°с ¦6м/с -27,5% Sm/c\ SO -W М -42 -W -58t0;C Рис. 2. Расчетные характеристики совместной работы морозильного аппарата (РТМ-С типа «Прометей») и холодильной машины: /, //, V, VI — холодопроизводительность условной холодильной машины; ///, IV— холодопроизводительность штатной холодильной машины при неДорекуперации А/н =var. После расчета приведенных затрат уточняли наиболее рациональные значения основных параметров. Таким образом, из многочисленных комбинаций удается выделить наиболее рациональное сочетание параметров wB, Къ ^в> Рп и Qo и получить экономичный вариант модернизации морозильного аппарата. Тепловую нагрузку QT рассчитывали по тепловому балансу аппарата. Рациональные значения мощности, потребляемой электродвигателями вентиляторов NB, и соответствующие теплопритоки определяли 17
где ЛГВ—мощность вентиляторов исходного варианта, кВт; N —мощность вновь установленных вентиляторов, кВт; wB — скорость воздуха в морозильном аппарате исходного варианта, м/с; дов — номинальная скорость воздуха в морозильном аппарате после замены вентиляторов, м/с. Мощность электродвигателей вентиляторов легко рассчитать из выражения #в Nn. 6щ,м/с Рис. 3. Зависимость производительности^G морозильного аппарата (РТМ-С «Прометей») от скорости воздуха в нем wB при /C1=const: /, //, V, VI -— варианты с условной холодильной машиной; ///, IV — варианты со штатной холодильной машиной; недорекуперация А/н р = — Ю СС; Д/н.р = -18 °С. исходя из предпосылки, согласно которой мощность пропорциональна скорости воздуха wB в третьей степени: JVb / иутЛз N'~~ Анализ результатов расчетов показывает, что приведенные затраты тем меньше, чем выше значения Кг- Например, в морозильном аппарате АСМА, установленном на БАТ типа «Горизонт», при изменении Ki от 3 до 6 при фиксированных значениях w приведенные затраты снижаются на 3,6 °/о, в то время как производительность аппарата G возрастает на 2,6 %. В связи с этим, казалось бы, целесообразно принять максимальное значение Кг и соответствующее для этого варианта значение wB. Однако подобный принцип определения Кг не отвечает требованиям надежности работы морозильного аппарата, которые обусловливают необходимость поддержания определенного расстояния между блок-формами. Применительно к исследованным морозильным аппаратам получены следующие номинальные значения Кг- Для морозильного аппарата на РТМ-С типа «Прометей» — 3,39; на БАТ типа «Горизонт» — 3,83; на ППР типа «Рембрандт» — 4,0; на РТМ типа «Атлантик» — 3,50. В табл. 1 приведены номинальные параметры морозильного аппарата, которые могут быть до- Таблица I Тип судна РТМ-С типа «Прометей» ППР типа «Рембрандт» БАТ типа «Горизонт» РТМ типа «Атлантик» Номинальные (числитель) и фактические (знаменатель) характеристики морозильных аппаратов wB, м/с 4,15 3,70 4,38 4,25 8,02 8,70 4,66 4,90 'в>°с —35,1 —32,5 —34,7 —34 —30,8 -32,5 —34,4 —33 Kt 3,39 3,29 4,00 3,59 3,83 2,09 3,50 3,23 т, ч 3,96 4,31 3,67 3,96 3,50 3,89 3,85 4,05 Е, кг 4680 4800 3040 3740 G, т/сут 28,2 25,0 28,0 26,7 19,4 1.7,2 22,7 21,2 Qo, кВт, при г0=-43оС, 195,3 208,1 200,0 225,1 154,0* 215,1 166,1 151,6 Холодопроизводительнссть указана на режиме: /0 = — 39,6°С, /К = 27°С.
Табли ца % Удельные (на 1 т приведенной суточной производительности) характеристики морозильного аппарата Площадь морозильной камеры м2/т Объем морозильной камеры, м3/т Поверхность воздухоохладителя, м2/т Тепловая нагрузка на воздухоохладитель, кВ?/т Мощность вентиляторов, кВт/т Единовременная емкость по продукту, кг/т Масса морозильного аппарата, т/т Стоимость морозильного аппарата, руб/т Значения номинальных (числитель) в фактических (знаменатель) удельных характеристик РТМ-С типа «Прометейэ 2,00 2,25 5,20 5,86 58,37 65,84 6,92 7,80 . 1,43 1,61 165,9 187,1 0,71 0,80 3455 3897 ППР типа «Рембрандт» 2,06 2,16 5,86 6,14 64,28 67,41 7,14 7,48 2,07 2,17 171,4 179,7 0,57 0,60 3299 3460 БАТ типа «Горизонт» 2,10 2,37 6,52 7,35 108,2 122,0 5,69 6,41 2,22 2,50 156,7 176,7 1,29 1,45 3554 4008 РТМ типа «Атлантик» 2,74 2,93 7,70 8,24 53 57 57,36 7,32 7,83 1,26 1,35 164,8 176,4 1,07 1,45 3214 3441 Таблица 3 Характеристики морозильного аппарата Площадь морозильной камеры м2/т Масса морозильного аппарата, т/т Стоимость морозильного аппарата, руб/т Поверхность воздухоохладителя, м2/т Тепловая нагрузка на воздухоохладитель, кВт/т Продолжительность замораживания продукта, ч Отношение емкости аппарата по продукту к продолжительности замораживания, кг/ч Формула для определения номинальных характеристик А^+В^+С^ М —0,001 —0,0004 0,525 0,045 —0,002 — — ** —0,195 —0,060 4,273 —0,880 0,073 — — =Di Ci 8,218 2,609 2844 50,46 6,955 — — AtG *i — — — — 0,001 2,393 t+BiG + C^Di Bi , — — — — —0,08 —59,34 Ci — — — — 5,28 1098,7 Область применения формул G = B0 Ч- 30 т/сут) tB =-- (— 30 Ч- —35°С) wb = D -г 6 м/с) стигнуты после частичной модернизации моро- хотя в отдельных случаях номинальная скорость зильных комплексов судов. Из данных табл. 1 воздуха wB получилась ниже фактической. Но- следует, что модернизация приводит к повыше- минальная температура tB также ниже факти- нию производительности аппаратов по сравне- ческой — в пределах от 0,7 до 2,6 °С. нию с базовыми вариантами на 7,1—12,8 %, Удельные характеристики морозильного ап- 3* 19
парата после предполагаемой модернизации приведены в табл. 2. Они ниже фактических удельных характеристик базовых вариантов в среднем на 9,4 %. Зависимости удельных характеристик от производительности G выражаются кривыми, которые хорошо аппроксимируются уравнениями параболы. Зависимости номинальных удельных характеристик (отнесенных к 1 т производительности) от задаваемой производительности морозильного аппарата, приведенные в табл. 3, справедливы для группы исследованных морозильных аппаратов и могут быть использованы в промышленности при определении объема модерни- зационных работ. Из анализа полученных зависимостей следует, что для рассмотренных условий интенси- Т. Е. КУЗНЕЦОВА, канд. техн. наук А. И. ЦВЕТКОВ НПО «Комплекс» Замораживание яичного меланжа по действующей в настоящее время технологии сопровождается его гелезацией (желированием), при которой резко увеличивается вязкость и ухудшаются пенообразующие свойства. Это затрудняет использование меланжа в кондитерской и хлебобулочной отраслях промышленности — основных потребителях этого продукта. Проведенные в НПО «Комплекс» исследования показали возможность избежать желирования при замораживании меланжа в роторном льдогенераторе [1, 7]. Цель работы — выбор оптимального режима замораживания меланжа с применением теории планирования эксперимента. За основной параметр оптимизации выбрали производительность аппарата, за ограничивающий — качество продукта. Варьируемые факторы — толщина слоя меланжа и температура поверхности барабана- испарителя льдогенератора. Производительность аппарата определяли по массе продукта, замораживаемой за один час на одном квадратном метре поверхности барабана. За изменением качества меланжа до замораживания и после размораживания наблюдали по изменению наиболее характерных для данного продукта показателей: вязкости, содержания водорастворимых белков и пенообразующей способности (стой- фикация теплообмена в морозильном аппарате улучшает их массо-габаритные показатели. Темп изменения производительности G в несколько раз ниже темпа роста NJG. Увеличение производительности G способствует сокращению FIG (F — площадь морозильной камеры м2), а темп роста G превышает на 26,6 % темп роста QT/G. Разработанный метод предусматривает решение задачи интенсификации работы действующих морозильных аппаратов, имеющих конструктивные недостатки, путем их частичной модернизации без существенных капитальных затрат. Расчеты показывают, что годовой экономический эффект от рациональной модернизации составляет на одно списочное судно от 2 до 22 тыс. руб. в зависимости от типа морозильного аппарата. кости и кратности пены). Размораживали продукт в воздухе в соответствии с технологической инструкцией при +24° С[3]. Вязкость находили на реовискометре Геплера по методике [5], содержание водорастворимых белков — экстрагированием дистиллированной водой с последующим количественным определением белка по методу Лоури [8], пенообразующую способность — по методике [4]. Качество меланжа оценивали по обобщенному показателю качества К [6], приняв, что вышеперечисленные признаки влияют на него в равной степени. Контролем служил меланж, не подвергавшийся замораживанию. Для сравнения исследовали также качество меланжа, замороженного при —25 °С в соответствии с действующей технологической инструкцией [3] и упакованного в ящики (емкостью 8,5 кг) из гофрированного картона с вкладышами из полиэтиленовой пленки. Для построения каждой модели, характеризующей зависимость производительности или показателя качества от двух факторов, а также для проведения статистических оценок в соответствии с методом ортогонального центрально-композиционного планирования двухфак- торного эксперимента было поставлено девять параллельных опытов на трех уровнях варьирования каждого фактора. Результаты опытов по определению качества представлены в табл. 1, из которой видно, что УДК 621.565.912.048-251:637.433.7.037.001.5 Эффективность замораживания яичного меланжа в роторном льдогенераторе 20
Таблица 1 Показатели Вязкость, Па-с-103 Стойкость пены, % к исходному объему пены Кратность пены, % к исходному объему жидкого продукта { Содержание водорастворимых белков, % У к общему содержанию белков Обобщенный показатель качества /С, % На- тив- н ы й меланж 17,1 72,5 220,0 97,2 100,0 Меланж после замораживания по действующей технологии 40,2 63,0 206,0 89,3 78,0 в льдогенераторе Толщина замораживаемого слоя, мм 1 | 2 | 3 Температура стенки испарителя, °С — 20 17,2 71,0 218,0 97,1 98,9 — 30 18,1 68,0 216,0 96,8 96,5 — 4С 27,3 64,2 211,0 95,3 86,3 — 20 17,3 70,5 219,0 97,0 98,9 — 30 18,0 67,5 215,3 96,9 96,4 — 40 28,7 65,0 210,0 95,1 85,6 — 20 17,6 70,5 217,0 97,1 98,2 — 30 18,5 67,2 215,0 96,2 95,4 — 40 26,0 60,4 209,0 95,2 85,5 меланж, замороженный по действующей технологии, имеет К—78 %, тогда как меланж, замороженный в льдогенераторе, имеет более высокие показатели качества (85,5—98,9 %). После выявления воспроизводимости процессов по критерию Фишера, вычисления коэффициентов регрессии, отбрасывания незначимых коэффициентов и приведения к натуральным переменным получены следующие, математические зависимости производительности Р и обобщенного показателя качества К: Р= — 135б2 + 2686 —4,6* — 0,93/6 — 98—0,05/2; A) # = —0,04/2— 1,8/ + 79,1, B) где 6 — толщина слоя меланжа, замораживаемого в льдогенераторе, мм; / — температура стенки испарителя, °С. Статистическая оценка по критерию Фишера показала адекватность моделей. Из анализа функций A) и B) следует, что при понижении температуры увеличивается производительность процесса, но уменьшается показатель качества. Толщина слоя меланжа в исследуемом диапазоне не оказывает влияния на его качество. Для нахождения оптимальных параметров определили условный максимум производительности при заданном ограничении показателя качества (К^95 %). Согласно методу неопределенных множителей Лагранжа [2], задача сводится к решению системы уравнений: — 4,6 — 0,1/— 0,936 + ^ (— 1,8 — 0,08/) = 0; ] — 2706 + 268—0,93/ + Х0 = 0; C) 79,1 —1,8/ -0,04/2 = 95. | При решении уравнений C) определили оптимальные значения t и б: /он = — 32,8°С и бон = 1, Ю мм. Подставив найденные значения параметров в выражение A), определили оптимальную производительность аппарата Р=163 кг/(ч-м2) при сохранении высокого качества продукта (К= =95 %). Расчет приведенных затрат на тонну меланжа показал, что этот режим замораживания является и наиболее экономичным. При замораживании меланжа в ящиках из гофрированного картона по действующей технологии на 1 м2 площади размещается 200 кг продукта. С учетом длительности замораживания, равной 36 ч, производительность используемого оборудования составит только 5,5 кг/(ч-м2). Таким образом, использование роторного льдогенератора для замораживания яичного меланжа позволяет получить продукт более высокого качества и в десятки раз увеличить съем мороженого продукта с единицы теплопе- редающей поверхности. Поскольку с режимом замораживания яичного меланжа связан режим его хранения, было исследовано качество меланжа, замороженного в роторном льдогенераторе при оптимальном режиме, после хранения его в течение 8 мес при температуре —30 °С. Для сравнения исследовали качество меланжа, замороженного в соответствии с действующей технологией при температуре воздуха —25 °С и хранившегося 8 мес при —10 °С. Анализ результатов исследований, представленных в табл. 2, показывает, что свойства, наиболее близкие к нативным (см. табл. 1), имеет меланж, замороженный в роторном льдогенераторе и хранившийся при —30 °С. На основании полученных результатов можно сделать вывод, что наиболее полно сохраняется высокое качество яичного меланжа (боп= 1,1 мм), замороженного в роторном льдогенераторе (^оп~—33 °С). Последующее хранение при 21
Таблица 2 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Показатели Вязкость, Па-с-103 Стойкость пены, % к исходному объему пены Кратность пены, % к исходному объему жидкого продукта Содержание водорастворимых белков, % к общему содержанию белков Свойства замороженного меланжа, хранившегося 8 мес при — 10°С (по действующей технологии) 97,3 60,2 192,0 84,9 при — 30°С (по новой технологии) 56,4 65,4 209,5 93,2 —30 °С также обеспечивает высокое качество меланжа. Экономический эффект от внедрения роторного льдогенератора составит 20 руб. на 1 т меланжа. Н. С КОНАНОВ, д-р техн. наук, проф. И. Г. ЧУМАК Одесский технологический институт холодильной промышленности В целях прогнозирования компоновочных решений воздухоохладителей с переменным шагом оребрения исследована закономерность распределения инея по объему наборного пластинчатого воздухоохладителя, определено влияние инея на теплотехнические и гидродинамические характеристики аппарата при его работе на режимах различных стадий замораживания мяса (температура воздуха в камере tK=—30 °С, скорость воздуха в живом сечении модуль-элемента с чистой поверхностью w0=—2-~ 5 м/с, температура рассола /р=—38ч 42 °С). Проведение такого исследования обусловлено целесообразностью применения режимов пред- охлаждения и предзамораживания при холодильной обработке мяса в потоке. Влияние протекания этих технологических процессов на работу камерного оборудования из-за значительной неравномерности поступления влаги сравнительно мало исследованы. Был испытан оребренный воздухоохладитель модульного типа, набранный из семи модуль- элементов. Основные конструктивные характеристики четырех разных типов модуль-элементов, из которых составлялся воздухоохладитель, приведены в табл. 1. Воздухоохладитель 22 1. Бобков В. А. Производство и применение льда. М., Пищевая промышленность, 1977. 2. Винарский М. С, Лурье М. В. Планирование эксперимента в технологических исследованиях. Киев, Техшка, 1975. 3. Технологическая инструкция по производству яичных мороженых и сухих продуктов (с дополнением). МРТУ 49/39—67. М., 1976. 4. Физико-химический и бактериологический контроль в мясной промышленности/А. С. Пожарская, М. Б. Коган, В. П. Рындина и др. — М., Пищевая промышленность, 1964. 5. Хорошая Э. И., Якубова А. X., Р ы - с и н А. П. Методика и результаты исследования вязкостных характеристик яйцепродуктов. — Труды ВНИЭКИпродмаш, 1973, № 34. 6. Ч и ж о в Г. Б. Метод количественной оценки качества продуктов и его изменения. — Холодильна'я техника, 1978, № 1. 7. Andersen E. V. Forming of frozen liquids and pastes into convenient briquettes. — Quick Frozen Foods Int., 1978, № 2. 8. Protein measurement with the Folin reagent/ O. H. Lowry, N. J. Roseblough, A. K. Farr et al.— J. Biol. Chem., 1951, 193. ' УДК 621.565.945.001.5 Исследование модульного пластинчатого воздухоохладителя воздухоохладителя испытывали при постоянном шаге оребрения (непрофилированный воздушный канал НПВК) и при переменном шаге (профилированный воздушный канал ПВК) от 20 мм для первого по ходу воздуха модуля до 10 мм для последнего модуля. В последнем случае воздушный канал имел форму конфузора — отношение эквивалентных диаметров на входе и выходе воздуха находилось в пределах 1,6—4,0 в зависимости от толщины слоя инея. Непрофилированный воздушный канал получен при наборе поверхности охлаждения из семи одинаковых модулей типа А. Профилированный воздушный канал составлен из следующего набора модулей: АХ2+ +Bx2+Cx2-f-Z)X 1. Аппарат был смонтирован в замкнутом аэродинамическом кольце. Схема экспериментального стенда представлена на рис. 1. Воздухоохладитель исследовали при условиях усиленного инееобразования. Режимы испытаний для различных стадий замораживания мяса определялись количеством влаги (кг/ч), поступающей в 1 м3 циркулирующего воздуха. Так, например, для режима предзамораживания количество влаги, подаваемой в аэродинамическое кольцо, было постоянным (с учетом поточности работы камеры) и равным потере массы продукта за первый час работы камеры. Для режима однофазного замораживания количество
Таблица 1 Показатели А 25 20 75 75 150X225 44 0,6 20 4,71 0,57 8,26 3 0,204 0,132 28,1 8,0 3 0,80 Тип модул 1 1 в 25 20 75 75 150X225 44 0,6 16 5,65 0,57 9,91 3 0,204 0,130 23,7 9,5 3 1 0,64 э-элемента 1 С 1 25 20 75 75 150x225 44 0,6 12 6,79 0,57 11,92 3 0,204 0,128 18,6 12,1 ! 3 1 0,48 1 D 25 1 20 70 70 140X210 32 0,6 10 8,76 0,57 15,37 3 0,204 0,129 15,9 14,2 2,8 0,40 Примечание Расположение труб коридорное Гладкие ребра С учетом толщины цинкового покрытия Труба размеры, мм наружный диаметр dH внутренний диаметр dBH поперечный шаг 5х продольный шаг 52 Ребро размеры, мм в плане высота ftp j толщина бр шаг ребер 5Р, мм Поверхность, м2 наружная FH внутренняя FBH Коэффициент оребрения Р — FH/FBH Число труб по ходу воздуха z, шт. Сечение, м2 фронтальное ^фр живое Fm Эквивалентный диаметр Шэ S2ldn мм Sp/dH Рис. 1. Схема экспериментального стенда: / — вентилятор; 2 — электрогрелка; 3 — коллекторы для отбора давления; 4 — микроманометр; 5 — окно для фотографирования инея; 6 — модуль воздухоохладителя; 7 — коллекторы подачи и возврата рассола; 8 — испаритель; 9 — насос; 10 — микрокомпрессор; 11 — полупроводниковый датчик влажности; 12 — трубки отбора воздуха; 13 — емкость для хладоносителя; 14 — мерный бак; 15 — парогенератор, I — V1I — модули. влаги, поступающей в аэродинамическое кольцо, менялось согласно динамике потерь массы, приведенной в работе [4]. Все расчеты были проведены из условия установки 50 м2 поверхности охлаждения на 1 т обрабатываемого продукта [4]. Количество конденсата, температуру и относительную влажность воздуха измеряли после каждого модуль-элемента. Температуру определяли с помощью термопарной установки, относительную влажность — полупроводниковым измерителем влажности по методу точки росы. Полное количество тепла, отнимаемое от одного модуль-элемента, рассчитывали по подогреву рассола Д?р, расход которого устанавливали с помощью специального мерного бачка. Использование дифференциальных гипертермопар позволило находить значение Д?р с точностью до ±0,02 °С. Количество влаги, участвующей во внесении скрытого тепла, рассчитывали по следующей формуле: r Qm.s(S-I) аин- 2822 — 2,09*ин » A) где Фм«э~ явный тепловой поток через теплообмен- ную поверхность модуль-элемента, кВт; \ — коэффициент влаговыпадения, усредненный для ребристой поверхности модуль-элемента, 6=i + - в- Р ^в— t\h 2822—2,09*ин 1,006+1,887^в dB, dB# p — влагосодержание воздуха соответственно при температуре и относительной влажности воздуха в живом сечении модуль-элемента и средней температуре инея на ребристой поверхности и 100%-ной относительной влажности, кг/кг; tB — температура воздуха |в живом сечении модуль-элемента: *ин — средняя температура поверхности инея, °С. Приведенный коэффициент теплоотдачи сспр со стороны воздуха определяли с учетом увели- 23
чения степени оребрения рин наружной поверхности в результате нарастания слоя инея, аналогично тому, как это сделано в работе [3]. Введение в расчет апр величины рин позволило сопоставить влияние шероховатости и термического сопротивления слоя инея на процесс теплоотдачи [6]. Распределение удельной массы инея, оседающей на поверхности модуль-элементов, по длине воздушного канала от времени работы аппарата представлено на рис. 2. Установлено, что инееобразование при' более высоких температурах воздушного потока интенсивнее. Это видно из следующего. Температура воздуха на входе в аппарат была на 4—7 °С выше, чем на выходе, а массовое количество инея, выпадающего на модулях / и //, было в 1,5—2 раза больше, чем на модулях VI и VII, при одинаковой их поверхности охлаждения (для аппарата с НПВК). Количество влаги, осевшей на поверхности охлаждения, зависит от скорости воздушного потока (табл. 2) и геометрии канала. Исследования показали, что при испытании воздухоохладителя в режимах, соответствующих замораживанию мяса, с увеличением массовой скорости воздушного потока w0p от 4,99 до 5,69 кг/(с-м2) соотношение количества влаги, осевшей на поверхности охлаждения GBJI и участвующей в массообмене GBJI, уменьшается в результате уноса части инея с поверхности воздушным потоком. Данные, полученные для режима, соответствующего однофазному замораживанию, пред- дин,к0±]1]_ Рис. 2. Распределение удельной массы инея по длине воздушного канала от времени работы аппарата для НПВК: а — ш0р=5,82 кг/(см2). ф0=0,98; б—а>0Р=2,90 кг/(с.м2), ф0 = =0,98; в— ау0р=5,69 кг/(с м»), ф0 = 0,90; г — ш0р = 2,9б кг/(с м2), Фо = 0,90; О -3 ч; D -7 ч; а - 10 ч; §- 16 ч; Щ~ 24 ч. ставлены в табл. 2. Они согласуются с выводами, сделанными в работе [1]. Из табл. 2 видно, что отношение G'BJGBJI для профилированного воздушного канала меньше, чем спрофилированного, т. е. «налипание» капелек влаги из тумана Таблица 2 Модуль Значение — 100% для °вл непрофилированного воздушного канала (НПВК) | профилированного воздушного канала (ПВК) продолжительность его работы, ч 2 3 7 10 16 2 3 7 10 16 I II III IV V VI VII I II III IV V VI VII 90 85 90 92 94 96 96 92 88 92 97 99 100 100 ш0р==5,69 кг/(с-м2), ф0 = 0,90 90 85 90 92 94 96 98 93 88 93 98 100 100 100 94 92 97 98 99 100 100 95 93 95 100 100 100 100 95 95 99 100 100 100 100 85 95 100 100 100 100 100 90 84 89 90 90 90 84 86 89 89 90 90 ву0р==4,99 кг/(с-м2), фо = 0,98 96 94 96 100 100 100 100 96 98 100 100 100 100 100 92 88 89 90 92 94 95 93 88 89 90 92 94 95 94 90 88 89 89 92 92 95 92 90 90 92 94 95 95 93 88 90 90 92 92 96 92 92 92 92 94 95 95 93 88 90 90 92 92 96 94 94 94 95 95 95 24
на охлаждающую поверхность уменьшается с увеличением степени оребрения по ходу воздуха. Значения коэффициентов теплоотдачи апР модуль-элементов по длине аппарата при инееобра- зовании представлены на рис. 3. Максимальное значение апр для НПВК имеет второй по ходу воздуха модуль. Это наблюдается в течение всего времени работы аппарата и на всех режимах. На основании визуальных наблюдений за процессом образования инея по объему аппарата это явление можно объяснить следующим образом. При температуре воздуха —30 °С, относительной влажности ф0=0,90 и скорости в живом сечении не более 5 м/с поверхность инея второго модуль-элемента наиболее шероховата. Структура инея имеет форму призм и продольно ориентированных пластин, срываемых воздушным потоком. Все это создает зону максимальной тур- булизации потока и значительно увеличивает апр. При температуре воздуха —30 °С, ф0=0,98 аналогичные явления наблюдаются при скорости в живом сечении не более 3,5 м/с. Коэффициент теплоотдачи аппарата по длине профилированного воздушного канала стабилизируется (см. рис. 3., б). Это происходит в результате того, что при сужении воздушного канала по длине аппарата часть энергии, затраченной на вихреобразование, расходуется не на увеличение масштаба турбулентности, т. е. диаметра вихря, а на разрушение пограничного слоя у поверхности, удаленной от входной зоны воздушного канала, и увеличение поперечной составляющей скорости потока, что интенсифицирует процесс тепло- и массообмена [2, 5]. Именно шероховатость, а не увеличение поверхности теплообмена в результате нарастания на ней слоя инея является наиболее важным фактором, влияющим на эффективность теплообмена со стороны воздуха [6]. Таким образом, при сужении воздушного канала «степень оребрения» поверхности инеем практически не увеличивается, а увеличивается только шероховатость, т. е. высота кристаллов инея, что и повышает эффективность процесса теплообмена. С понижением скорости воздуха значения коэффициентов теплоотдачи для профилированного воздушного канала стабилизируются за больший промежуток времени. Например, при tB= =—30 °С, а>0Р=2,9 кг/(с-м2) и постоянном шаге оребрения время стабилизации тстаб составляет 12 ч, а при тех же условиях и профилированном воздушном канале — 20 ч, т. е. почти в два раза больше. Для определения коэффициентов теплоотдачи со стороны воздуха в профилированных каналах на режимах, соответствующих замораживанию (хпп,Вт/(м2-Ю О 15 50 М 60 75 90Lm,% Рис. 3. Изменение коэффициента теплоотдачи аПр по длине воздушного канала: а — непрофилированный воздушный канал, ю0р = 5,82 кг/(с«м2), Фо = 0,90; б — профилированный воздушный канал, ш0р = = 5,69 кг/(с.м2), фо=0,90 (обозначения кривых см. рис. 2). мяса, получена следующая критериальная зависимость: / Г \0.57/ 8 \-0.22 Nu = 0,284Re0.68(T_) (_) , B) гдеЫи, Re—критерии соответственно Нуссельта, Рейнольде а; Г — геометрический параметр, в опытах Г = 0,6-г 4-1,0, Г = 1/Ь; / — длина воздушного канала, м, в опытах /= =0,94-2,0 м; Ь — максимальная ширина воздушного канала (определяющий размер), м; 8 — степень сужения воздушного канала, в опытах 8= 1,24-2,0, е = Ь/а, а — минимальная ширина воздушного канала, м. Увеличение интенсивности наружного тепло- обхмена на профилированной поверхности в условиях инееобразования приводит также к некоторому увеличению гидравлического сопротивления аппарата. Однако при определенной гидродинамической структуре воздушного потока рост коэффициента теплоотдачи для ПВК преобладает над увеличением гидравлического сопротивления аппарата. На основании проведенных исследований и сравнительных расчетов рекомендуется принимать расчетную скорость воздуха в живом сечении аппаратов с ПВК: для режима однофазного замораживания 3,5—5,0; режима предза- мораживания 2,0—4,0 и режима 2-й фазы замораживания 3,0—4,0 м/с. 4 Холодильная техника № 2 25
Результаты исследований обработаны в критериальном виде для пределов изменения е= = 1,2-2,0 и Re=20004- 15 000: Еи= 1,141 Р2^) ("F Re-o.2. C) где Ей — критерий Эйлера. Погрешность рекомендуемых формул B) и C) не превышает соответственно ±10 и 12 %. Полученные результаты исследований легли в основу разработки ряда модульных пластинчатых воздухоохладителей с переменным шагом оребрения по ходу воздуха в аппарате. Разработанные воздухоохладители экономичнее существующих по энергозатратам на тонну обрабатываемого продукта. УДК [621.57.048:621.564.253:536.24.001.24 Д-р техн. наук, проф. Ю. В. ЗАХАРОВ, Н. И. РАДЧЕНКО Николаевский кораблестроительный институт им. С. О. Макарова Процесс теплообмена в испарителях с внутри- трубным кипением хладагента отличается от процесса, имеющего место при кипении хладагента на поверхности трубок испарителей затопленного типа, тем, что в первом случае образующийся при кипении пар не отводится, а движется вместе с жидкостью вдоль трубки. В результате массовое паросодержание х, определяющее структуру потока, растет по ходу хладагента вдоль трубки. При этом могут возникать следующие основные режимы течения: пузырьковый расслоенный, кольцевой и дисперсный. Изменение структуры потока сопровождается значительным изменением локальных значений коэффициента теплоотдачи со стороны хладагента аа: с ростом массового паросодержания х значение аа сначала несколько снижается (в зависимости от условий работы испарителя снижается (в зависимости от условий работы испарителя снижение может быть иногда совсем незначительным), затем увеличивается и при определенном значении х достигает максимума, после чего резко падает из-за срыва пленки жидкости со стенки трубки. В общем случае при кипении хладагента внутри горизонтальной трубки имеют место две зоны теплообмена: зона пузырькового кипения, охва- СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Г о г о л и н ТА. А. Охлаждение насыщенного воздуха. — Холодильная техника, 1978, № 3. 2. К а ф а р о в В. В. Основы массопередачи. М., Высшая школа, 1972. 3. Константинов Л. И. Исследование работы судовых холодильных установок. Калининград, Книжное издательство, 1970. 4. Ш е ф ф е р А. П., С а а т ч а н А. К., К о н ч а - ков Г. Д. Интенсификация охлаждения, замораживания и размораживания мяса. М., Пищевая промышленность, 1972. 5. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М., Наука, 1974. 6. Ч е н М. М., Р о с е н о у В. Перенес тепла, массы и количество движения в обмораживаемых трубах. Эксперимент и теория. — Теплопередача, 1964„ №. 3. тывающая пузырьковый и расслоенный режимы течения, и зона конвективного теплообмена, включающая кольцевой и дисперсный режимы. На входном участке трубки при низких значениях массового паросодержания х и, следовательно, малых скоростях потока коэффициент теплоотдачи аа зависит главным образом от плотности теплового потока, отнесенной к внутренней поверхности трубки, qF3L и почти не зависит от массовой скорости хладагента шара и массового паросодержания х (зона пузырькового кипения). С ростом массового паросодержания скорость потока возрастает и, начиная с некоторого значения хгр, она определяет интенсивность процесса теплоотдачи (зона конвективного теплообмена). В этой зоне коэффициент теплоотдачи зависит от доара и л: и не зависит от qPgi. Теплоотдача в этих зонах описывается разными зависимостями. Таким образом, при расчете испарителя прежде всего необходимо установить границу (значение лггр) перехода от одной зоны теплообмена к другой и пользоваться уравнениями, соответствующими каждой зоне. Применение при расчетах испарителей выражений для среднего по длине трубки коэффициента теплоотдачи оса, даже наиболее надежных для условий, близких к работе испарителей холодильных машин, например формулы С. Н. Богданова [1], может привести к значительным ошибкам, поскольку в зависимости от схемы включения в холодиль- К расчету коэффициента теплоотдачи при кипении фреонов в горизонтальных трубах испарителей 26
ную машину испаритель может работать либо в одной зоне, либо при различных соотношениях этих зон. Дж. Хавла [2 ] определил локальные коэффициенты теплоотдачи в обеих зонах в зависимости от расхода хладагента, плотности теплового потока, массового паросодержания, давления насыщения, шероховатости труб и их диаметра. При этом диапазон режимных параметров ограничивался следующими значениями: №ара = =20-5-200 кг/(с.м2); qFa =600-5-104700 Вт/м2. Уравнение, предложенное Дж. Хавлой для зоны конвективного теплообмена с использованием хладагента R11, применимо также для хладагентов R12, R21, R22. Возникающая при этом *ошибка находится в пределах обычных погрешностей измерений. Это уравнение справедливо при 30<рж/рп<1000 и 18<г1ж/г]п<65 (рж, рп— плотность жидкости и пара, кг/м3, г]ж, т]п — динамическая вязкость жидкости и пара, Па-с). В зоне пузырькового кипения, как установил Дж. Хавла, коэффициент теплоотдачи аа, по сравнению с кипением в большом объеме, дополнительно зависит еще от критериев Rem и Frm. В соответствии с его рекомендацией при опре- ленном массовом паросодержании х всегда надо использовать то уравнение (описывающее процесс теплоотдачи в зоне конвективного теплообмена и в зоне пузырькового кипения), которое дает более высокие значения аа. Хотя средства вычислительной техники и позволяют быстро проводить расчет по уравнениям Дж. Хавлы, время расчета можно еще значительно сократить, если вначале определить границу перехода от зоны пузырькового кипения к зоне конвективного теплообмена (значению хгр, при котором наступает такой переход, соответствует равенство локальных коэффициентов теплоотдачи, найденных по уравнениям [2]), а затем для каждой зоны пользоваться уравнениями для нахождения средних коэффициентов теплоотдачи аа. Б. Слипцевич на основании полученных. Дж. Хавлой данных получил формулу для | расчета среднего коэффициента теплоотдачи аа, Вт/(м2-К), в зоне конвективного теплообмена [3]: (^аРаI>4 аа = К' •j0,5 где К = 0,0115ЬжР^06 «0,3П0,66^0,575^0,225 Яж — коэффициент Вт/(м.К); теплопроводности жидкости, g—ускорение свободного падения, м/с2; шаРа — массовая скорость хладагента, кг/(с-м2); d — внутренний диаметр трубки, м. Авторами статьи было получено уравнение для определения среднего коэффициента теплоотдачи аа в зоне пузырькового кипения путем интегрирования по массовому паросодержанию х уравнений [2] для этой зоны: ^0,6 /гг> п 40,133 а - 1 872 ж [ *повРп' х X ~0,2Г0, 4-0, 3/fM \0,266j0,266n0,233 s 'О аж \1аъ\) ав1 Рж 70,5 Х2— Xl где г — удельная теплота фазового превращения, Дж/кг; Япов— шероховатость поверхности трубки, м; Т0 — температура кипения, К; аш — поверхностное натяжение жидкости, Н/м; / — частота отрыва пузырьков, с-1, определяется из выражения /^=0,56(^^^ = 1,75; ^bi — диаметр отрывнфго пузырька, м. dB1 = 0,511 ]/- <*ж 8 (Рж — Рп) * х1> х2 — массовое паросодержание на входе и выходе из испарителя, или с-,,)...-о-^... х X (•a)°-W j0,5 B) Ьж'6('*повРп) 0,133 ГДе 5 — 1,872 0,2T0,4,_0,3ff j1/, \0, 266j0, 266-0,233 • & j0 аж \'ав1/ ав1 Рж Коэффициенты К и S в формулах A) и B) для хладагента R22 при различных температурах кипения t0 приведены ниже: /0, °С 10 5 0 —10 —20 —30 —40 К 0,133 0,150 0,168 0,213 0,275 0,358 0,476 5 0,198 0,193 0,188 0,179 0,170 0,162 0,154 Авторами были также вычислены значения хгр, соответствующие переходу от зоны пузырькового кипения к зоне конвективного теплообмена. Результаты расчетов для R22, кипящего при t0=0°C в трубках диаметром 10 и 20 мм, представлены в графическом виде на рис. 1, 2. Как видно из рис. 1, с ростом wapa значения хгр (при gFa =const) уменьшаются, т. е. возрастает зона конвективного теплообмена. Зависимость же #гр от qFa при ??>apa=const (см. рис. 2) в диапазоне ^Fa = 1000-r-10000 Вт/м2 и хгр= =0,1-^0,70 носит почти линейный характер, причем с ростом qFa увеличивается и хгр, т. е. расширяется зона пузырькового кипения. Уве- 27
50 100 150 200 250 J00 щр^кг/Ы) Рис. I. Зависимость массового паросодержания хгр, соответствующего переходу от зоны пузырькового ки- нения к зоне конвективного теплообмена, от массовой скорости wa pa при разных значениях плотности теплового потока qFa для хладагента R22: 2000 J000 ШО 5000 5000 7000 8000 fajm/м2 Рис. 2. Зависимость массового паросодержания лггр, соответствующего переходу от зоны пузырькового кипения к зоне конвективного теплообмена, от плотности теплового потока qFa при разных значениях массовой скорости шара для хладагента R22. личение d также вызывает повышение хгр, и тем в большей степени, чем больше qF&. Итак, при расчете испарителей с внутритруб- ным кипением хладагента необходимо вначале, используя графики, подобные представленным на рис. 1 и 2, установить при известных qFR и оуара границу перехода от зоны пузырькового кипения к зоне конвективного теплообмена, а затем для нахождения коэффициента теплоотдачи в каждой зоне пользоваться соответствующим уравнением. Если xrv окажется меньше значения хг на входе в испаритель, то это значит, что испаритель работает лишь в зоне конвективного теплообмена и нужна формула A), если же xrv превосходит значение х2 на выходе из испарителя, то, наоборот, испаритель работает только в зоне пузырькового кипения и следует использовать формулу B). Для случая #1<#гр<;*2 в интервале паросо- держаний *гр — х± расчет надо вести по уравне- S нию B), а в интервале х2—xTV — по уравнению A). На основании расчетов, выполненных авторами для хладагента R22 и следующих условий работы испарителя: *0=0 °С; jc1=0,15; x2= ==1.0; fra =2000-г-10000 Вт/м2; шара = 75 — -7-200 кг/(с-м2), можно сделать заключение: средние коэффициенты теплоотдачи аа, вычисленные с помощью формулы С. И. Богданова [1] и в соответствии с предлагаемым в данной работе методом с использованием уравнений A) и B), практически совпадают, если значения хгр, соответствующие переходу от зоны пузырькового кипения к зоне конвективного теплообмена, лежат в интервале 0,42—0,47. В остальных случаях расхождения могут достигать 50 % и выше. Изложенный метод позволяет относительно быстро вычислить величину среднего коэффициента теплоотдачи при известной плотности теплового потока и выбрать величину массовой скорости, соответствующей такому соотношению двух зон теплообмена, при котором значение аа будет максимальным или близким к максимуму. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Данилова Г. Н., Богданов С. Н., Ширяев Ю. Н. # Исследование внутреннего теплообмена в аппаратах автономных кондиционеров.— Холодильная техника, 1970, № 9. 2. Chawla J. M.— Chem.-Ing.-Technik, 1968, vol. 40, № 5. 3. Slipcevich В.—Die Kalte, 1973, April. 28
УДК 621.515.001.4 Турбокомпрессоры малой производительности Д-р техн. наук, проф. Н. Н. КОШКИН Ленинградский технологический институт промышленности холодильной Турбокомпрессоры обладают рядом преимуществ по сравнению с другими типами компрессоров, например, поршневыми [3, 4]. Создание турбокомпрессоров малой производительности с до- I статочно высоким коэффициентом полезного действия при сравнительно малой частоте вращения вала встречает ряд трудностей. Объемная производительность малорасходных одноступенчатых фреоновых турбокомпрессоров от 0,02 до 0,25 м3/с, холодопроизводительность до 500—600 кВт, угловая частота вращения вала до 12 000 с-1. Коэффициент полезного действия т]- не превышает 0,76 [1]. В Ленинградском технологическом институте холодильной промышленности разработана уточненная методика расчета центробежных компрессоров. По этой методике рассчитаны, а затем изготовлены и испытаны ступени турбокомпрессоров с безлопаточными диффузорами (при угле выхода р2=35 и 120°) со следующими основными размерами: наружный диаметр колес D2=220 мм; относительная ширина лопатки при выходе bJD%= 0,0545 (b2 — ширина лопатки); DJD2=2 (LL — диаметр диффузора); D0/D2=0,5 (D0 — диаметр входного сечения); bxID2=0,0941 (Ьг — ширина лопатки при входе в колесо); угол наклона лопаток при входе C1=45°. Число лопаток z=16. Профиль лопатки очерчен по дуге окружности, угол наклона накрывающего диска 9°. Основные параметры, при которых проведены испытания *, представлены в таблице. Результаты испытаний приведены на рис. 1, 2. Стенд, методика испытаний и обработка результатов описаны в работе [2]. Угол выхода Pi. ° 35 120** * Dx — диаме ** Лопатки за * Е>1 D2 0,53 0,545 тр колеса гнуты впе Угловая частота вращения, с 1000—1300 800—1300 при входе, ред. Объемная производительность, м3/с 0,15—0,3 0,2-0,4 * Автор выражает благодарность проф. Г. Н. Дену, Н. Н. Бухарину, В. А. Евстафьеву, Д. А. Капель- кину, В. А. Короткову за участие в испытаниях. Рис. 1. Зависимости г)пол г)ад и Ats от G для ст^- Р.ис. 2. Зависимости г)ад и Ai'a от G для ступени с колесом Р 2= 120 б без торцевого уплотнения. 10 Мс
Установлено (см. рис. 1), что для колес с р2= =35° при окружных скоростях и2, близких к скорости звука (Ми=0,8~- 1,0), умеренной угловой частоте вращения вала и массовых расходах G=0,4-=- 0,8 кг/с (соответствующих условиям всасывания при испытании модельной ступени на стенде — рж50 кПа, (вс^20 °С) удается получить достаточно высокие значения поли- тропных коэффициентов полезного действия ступени 0l*OJI>0,8). Для колес с р2=120° получены более низкие значения адиабатных коэффициентов полезного действия (цйД>0>7) и несколько большие значения удельной изоэнтроп- ной работы ступени Ais (см. рис. 2). Проведенные испытания показали, что для условий кондиционирования воздуха при переходе на двух- или трехступенчатое сжатие с использованием в качестве первой ступени колес с р2=35° могут быть созданы турбокомпрессоры холодопроизводительностью 70—80 кВт, рабо- Канд. техн. наук М. Г. БЕРЕНШТЕЙН, Н. В. КИРЕЕВГ А. Ф. ИРДЕЕВ ПО «Брянский машиностроительный завод» Канд. техн. наук С. А. САПОЖНИКОВ Всесоюзный научно-исследовательский институт вагоностроения (ВНИИВ) На железных дорогах СССР наибольшее распространение получили 5-вагонные рефрижераторные секции. Первые 5-вагонные секции появились в нашей стране в 1957 г. Это были секции ZA-5 постройки Вагоностроительного завода Дессау (ГДР). С 1970 г. этот завод стал выпускать усовершенствованные секции ZB-5. Первые отечественные 5-вагонные секции РС-1 были созданы в начале 60-х годов Брянским машиностроительным заводом в сотрудничестве с ВНИИВ и ЦНИИ МПС. Конструкции секций постоянно модернизировались. В 1975 г. в ПО БМЗ был построен, испытан и направлен в опытную эксплуатацию опытный образец секции РС-3. В настоящее время ПО БМЗ перешло на серийное производство новой модели 5-вагонной секции типа РС-4, в конструкции которой использованы усовершенствования, осуществленные на отечественных вагонах в последние годы. тающие на R11, и 350—450 кВт на R12 с достаточно высокими энергетическими коэффициентами. Реализация таких компрессоров требует отработки высокоэффективных ступеней. Предложенная методика дает возможность рассчитать ступени и на другие производительности и условия работы. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Баренбойм А. Б. Малорасходные фреоновые турбокомпрессоры. М., Машиностроение, 1974. 2. Исследование ступени холодильного центробежного компрессора при числах Мц—0,7—1,6 а /Г. Н. Ден, Н. Н. Бухарин, В. А. Евстафьев и др.— Химическое и нефтяное машиностроение, 1975, № 1. 3. Селезнев К. П., Подобуев Ю. С, Ани- си м о в С. А. Теория и расчет турбокомпрессоров. Л., Машиностроение, 1968. 4. Ч и с т я к о в Ф. М. Холодильные турбоагрегаты. М., Машиностроение, 1967. Основные параметры секции РС-4 Основные параметры секции РС-4, а также для сравнения параметры других типов 5-вагонных секций, эксплуатируемых на железных дорогах СССР, приведены в табл. 1 (по последним техническим условиям и контрактам). Сравнение параметров 5-вагонных секций показывает преимущества новой модели РС-4. Принятое для отечественных секций размещение холодильно-нагревательного оборудования в одном машинном отделении позволяет увеличить полезный объем грузового помещения. В вагонах секции РС-4 он превышает ПО м3. Увеличение допустимой нагрузки на ось до 22 т дало возможность довести номинальную грузоподъемность секции РС-4 до 184 т. Коэффициент использования номинальной грузоподъемности возрос до 0,90 даже при такой увеличенной нагрузке на ось. Удельная грузовместимость на 1 м длины секции, учитывающая как степень совершенства планировочных решений грузовых вагонов, так и неизбежные потери части длины и объема рефрижераторного подвижного состава на размещение оборудования и жилых помещений, пропорциональна работе, которую могут выполнить секции. Этот показатель у секции РС-4 выше, чем у других моделей. В новой модели РС-4 впервые в отечественном вагоностроении применен увеличенный дверной проем в грузовых вагонах 2,7X2,2 м, что созда- УДК 629.463.126 Нош модель 5-вагонной рефрижераторной секции 30
Таблица 1 Параметры Количество грузовых вагонов Длина, м секции по осям автосцепки кузова грузового вагона Допустимая нагрузка на ось, т Тара, т секции (без экипи- * ровки) грузового вагона (среднее значение) Полный объем грузовых помещений, м3 секции грузового вагона Погрузочный (полезный) объем, м3 секции грузового вагона Грузоподъемность номинальная, т секции грузового вагона Дессау 1 ZA-5 | ZB-5 ! 5 91,0 17,0 21 218 43,6 403,6 100,9 318,0 63,6 179,0 35,8 4 106,5 21,0 21 229 42,5 532,0 133,0 400,0 100,0 |166,0 41,5 ПОБМЗ РС-1 4 106,4 21,0 21 209 39,0 556,0 139,0 432,0 108,0 172,0 43,0 РС-4 4 106,8 21,0 22 209 39,0 561,6 140,4 447,2 111,8 184,0 46,0 Параметры Дессау ZA-5 ZB-5 ПО БМЗ РС-1 РС-4 Грузовместимость (при грузе плотностью 0,37 т/м), т секции грузового вагона Коэффициент тары (отнесенный к ^грузовместимости) г v секции'" т-"**:**щр грузового вагона С Коэффициент использования номинальной грузоподъемности секции Коэффициент использования полного объема секции р*^*|*С -"*? Удельная грузовместимость (на 1 м длины секции) т/м Размеры дверного проема (ширинахвысота), м Конструктивная скорость, км/ч 118,0 23,6 1,84 1,84 0,66 0,79 1,30 2,2Х Х2,0 120 148,0 37,0 1,54 1,14 0,89 0,75 1,39 2,2Х Х2,0 120 160,0 40,0 1,30 0,98 0,93 0,78 1,50 2.2Х Х2,0 120 165,6 41,4 1,26 0,94 0,90 0,80 1,55 2,7Х Х2,2 120 Примечание. Для грузовых вагонов секции ZA-5, состоящей из вагонов трех разных типов, здесь и далее приведены средние значения параметров. ет благоприятные условия для механизации по- грузочно-разгрузочных работ. В совокупности с измененными геометрическими размерами грузового помещения это дало также возможность увеличить вместимость каждого грузового вагона до 42 поддонов (вместимость вагонов секции РС-1 — 36 поддонов) при трехрядной схеме их расстановки (рис. 1). Рис. 1. Схема размещения поддонов в грузовом вагоне секции РС-4. Теплоизоляция ограждений Кузова вагонов секции РС-4 представляют собой цельнометаллическую сварную конструкцию, усиленную системой гофр, стоек и дуг.Теп- лоизоляция кузова выполнена из пенополисти- рольных плит, покрытых специальной мастикой и переложенных водонепроницаемой пленкой (по рекомендации Уральского отделения ВНИИЖТ). Толщина теплоизоляционного слоя ограждений кузова и коэффициент теплопередачи ограждений новых вагонов приняты такими 2600 31
же, как и в^секции РС-1. В табл. 2 приведены для сравнения показатели теплоизоляционных ограждений грузовых вагонов 5-вагонных секций постройки ПО БМЗ и завода Дессау (ГДР). В практике испытаний рефрижераторных вагонов коэффициенты теплопередачи кузовов принято определять в двух равновесных режимах методом электронагрева при неработающих (k) и работающих (кц) вентиляторах (циркуляторах). Во время испытаний секции РС-4 коэффициенты теплопередачи определяли в двух вагонах, для которых получены значения &=0,24 и 0,27 Bt/(m2-K) и ?ц=0,28 и 0,30 Вт/(м2.К), что свидетельствует о хороших собственно изоляционных качествах ограждений и хорошей герметичности вагонов. Таблица 2 Показатели Изоляционный материал Толщина изоляционного слоя ограждений, мм крыша * стены псл1 Коэффициент теплопередачи ограждений новых вагонов, Вт/(м2-К) Десс ZA-5 Мипора 230 234 140 <0,33 ау ZB-5 ПО БМЗ РС-1 РС-4 Пенополистирол 225 200 140 ^0,33 246 196 179 <0,30 246 196 179 <0,30 Энергохолодильное оборудование Источниками энергии в 5-вагонной секции РС-4 являются две дизель-генераторные установки ДГА-100-1 мощностью 100 кВт каждая производства Токмакского дизелестроительного завода им. С. М. Кирова. В качестве первичных двигателей в установках применены дизели К-771 F4Н 12/14), однорядные, шестицилиндровые, четырехтактные, с камерой в поршне, с турбо- наддувом. Дизели оборудованы системой автоматической защиты, отключающей их при разносе, снижении давления масла и перегреве воды. Дизели спарены с синхронными генераторами производства Баранчинского электромеханического завода. Кажущаяся мощность генераторов 125 кВ-А, максимальный ток нагрузки 181 А, частота тока 50 Гц, напряжение 400/230 В, коэффициент мощности 0,8, КПД 89 %. щ Мощность дизель-генераторных установок выбрана такой, что во время рейса при всех нагрузках секции работает лишь одна установка в режиме, близком к номинальному. Высокий уровень среднего эффективного давления рабочего процесса дизелей обеспечивает их надежную работу и на частичных нагрузках. Установки 32 работают в основном поочередно, в системе почти всегда имеется 100 %-ный резерв мощности. Такой энергетический баланс обеспечивает высокую надежность, долговечность и экономичность работы. Дизель-генераторные установки снабжают электроэнергией всех потребителей секции или непосредственно, или через систему понижающих трансформаторов и выпрямительных устройств. Возможно питание от внешней сети. Для питания ряда потребителей при неработающих дизелях и отсутствии внешнего питания в дизельном вагоне секции РС-4 установлены две щелочные аккумуляторные батареи напряжением 50 В общей емкостью 550 А-ч и две кислотные^ батареи напряжением 24 В общей емкостью 264 А-ч. В табл. 3 приведены параметры энергохолодильного оборудования секции РС-4, а также, для сравнения, секций РС-1, ZA-5 и ZB-5. Требуемые температурные режимы в вагонах секции РС-4 поддерживаются хорошо зарекомендовавшими себя в эксплуатации серийными холодильно-нагревательными одноступенчатыми установками ВР-1М производства ПО Мелито- польхолодмаш, работающими на хладагенте R12. Работа установки полностью автоматизирована, за ^исключением операции оттаивания. Холодный и теплый воздух в грузовом помещении вагона распределяется равномерно через потолочный нагнетательный воздуховод. Вертикальные гофры на стенах направляют воздушные потоки вниз к полу под напольные решетки. Установка обеспечивает в грузовых помещениях вагонов минимальную температуру —20 °С в расчетных условиях при наружной температуре 40 °С. Повышение эффективности работы холодильных установок секции РС-4 достигнуто путем указанного выше улучшения теплотехнических свойств вагонов, а также снижения теплопри- токов в вагон от работающих вентиляторов (циркуляторов). На рис. 2 приведена зависимость минимальной температуры воздуха в грузовых вагонах секции РС-4 от тепловой нагрузки на установки. Зависимость получена экспериментально во время испытаний в тепловой камере при температуре 40+1 °С с имитацией расчетной нагрузки. Имитация осуществлялась с помощью дополнительно установленных в грузовом помещении электропечей мощностью от 2,5 до 6 кВт (имитация солнечной радиации, старения изоляции) и деревянных дубовых брусков объемом около 60 м3 и массой около 35 т (имитация загрузки помещения и теплоемкости груза). На рис. 3 изображен график имитированного охлаждения в расчетных условиях неохлажденных плодоовощей с 30 до 4 °С при температуре
в тепловой камере порядка 35—36 °С. Приведенные данные позволяют сделать вывод, что в реальных неэкстремальных условиях эксплуатации при суточных колебаниях окружающей температуры и квазистационарных режимах работы расчетные показатели энергохолодильного оборудования могут быть гарантированы с большим запасом. Таблица 3 Параметры оборудования Энергетическое оборудование Мощность главных дизель-генераторных установок, кВт Мощность первичных двигателей, л. с. Частота вращения, об/мин Количество цилиндров дизелей Удельный расход топлива, г/(л.с-ч) Способ смесеобразования Система охлаждения | Наддув Удельная масса главных установок, кг/кВт Удельная мощность главных установок (на 1 т грузовместимости), кВт/т Холодильное оборудование Хслодоп роизводительнссть F холодильных установок, кВт (ккал/ч), при температуре, "С испарения конденсации Число ступеней сжатия Расчетные температуры наружного воздуха, СС летом зимой Расчетные температуры внутри вагона, °С, летом зимой Расчетная продолжительность охлаждения неохлажденных плодоовощей до температуры 4 С, ч Дессау 1 ZA-5 2X56 2x90 1000 4 190 Нет 62 0,94 10Х~10,2 (8770) —15 30 1 ' 30 —45 -15 12 <72 ZB-5 2x80 2X120 1000 4 174 Вихрекамерный Водяная Нет 50 1,08 8x^9,3 (8000) -15 50 2 40 —45 -15 14 <72 по РС-1 2X75 2X115 1500 6 195 Есть 37,6 0,93 8х~20,9 A8000) —15 30 1 30 —45 —20 14 <60 БМЗ РС-4 2хЮ0 2x150 1500 6 180 Объемно-пленочный Водяная Есть 28,3 1,20 8x^20,9 A8000) -15 30 1 40 —50 —20 14 ^48 ! I I ~~^\ г 1 в* 88 92 96 100 Ш 108 112 116 120 Тепловая нагрузка, % от расчетной Рис. 2. Зависимость минимальной температуры в вагоне от тепловой нагрузки: / — с одним вентилятором (циркулятором); 2 — с двумя~венти- ляторами (циркуляторами). 2S 7А 20 16 12 8 4 -У NN. \s N '\W V \ \ \ "\ \ 5' ^/ 2 ~\/ 1 ч.— V' тх— Lr:i-_ * 8 12 16 20 24 28 5236Т,ч Рис. 3. Охлаждение предварительно неохлажденного груза в расчетных условиях: / — температура воздуха в тепловой камере; 2 — температура груза; 3 — температура воздуха в грузовом помещении. зз
Системы регулирования, управления и контроля Работа холодильно-нагревательной установки ВР- Ш автоматизирована. Централизованная система регулирования и управления * на базе электронных приборов типа КП и СПЛ завода «Львовприбор» осуществляет двухпозиционное многоточечное регулирование режимов. Предусмотрены следующие режимы работы холодильно-нагревательной установки: «холод», «тепло», «оттаивание», «вентиляция». Задаваемый температурный режим в вагонах может быть любым в диапазоне от —20 до +20 °С. Погрешность срабатывания на включение или отключение оборудования не превышает 0,5 °С. Система регулирования и управления обеспечивает требуемую технологическую последовательность включений и отключений исполнительных механизмов и исключает возможность одновременного подключения нескольких энергоемких потребителей к источнику энергии. Система регулирования и управления отличается уменьшенным количеством временных блоков и цепей управления, что имеет важное значение для группового подвижного состава с несколькими рефрижераторными вагонами, управляемыми централизованно. Внедренное устройство управления работой холодильно-нагревательного и вентиляционного оборудования по перепаду температур в отдельных точках грузового помещения позволило значительно улучшить температурный режим и, как следствие, лучше сохранять качество транспортируемых грузов. Неравномерность температурных полей в вагонах близка к регламентированному значению C°С), осуществлена защита груза от переохлаждения или отепления термически обработанным воздухом. В 5-вагонной секции РС-4, как и в предыдущих моделях, применены три независимые системы контроля температуры воздуха в грузовых помещениях: две централизованные из дизельного вагона, одна с показывающим (выборочный дистанционный контроль), другая с самопишущими приборами, и третья — местного контроля с помощью переносного прибора, подключаемого в нужное время к штепсельному разъему в каждом грузовом вагоне. Во всех системах в качестве датчиков температуры применены платиновые термометры сопротивления ТСН-6108 и ТСН-6097. Характерная особенность систем контроля — высокая точность измерений благодаря исполь- * Система урегулирования и управления холо дильно-нагревательными установками 5-вагонной рефрижераторной секции постройки ПО БМЗ/С. А. Сапожников, Л. И. Лаврова, С. В. Лапин и др.— Холодильная техника, 1980, № 1. зованию потенциометрических схем с компенсационным методом измерений. Невысокая чувствительность компенсационного метода к изменению омического сопротивления линии позволила применить сквозную магистральную схему с подключением датчиков к ней в момент измерения с помощью реле. Тем самым значительно сокращено количество проводов. Централизованный контроль температуры осуществляется в трех точках грузового помещения и двух точках в холодильной машине. Приборы системы контроля (показывающий КП и самопишущий СПЛ) те же, что и в системе регулирования и управления. Диапазон измеряемых и записываемых температур—25-f-+25°C, абсолютная погрешность показаний не более 0,25 °С, записи — не более 0,5 °С. Прибор СПЛ записывает на тепловой бумаге температурный режим в вагоне через каждые два часа. Бытовое и санитарно-техническое оборудование В * распоряжении обслуживающего персонала 5-вагонной секции РС-4, кроме служебных помещений, имеются купе отдыха, кухня-салон, туалет с душевой установкой. Для отопления помещений дизельного вагона в холодное время года предусмотрена система водяного отопления с двумя независимыми ветвями, включающая котел, работающий на жидком топливе, радиаторы, трубопроводы с арматурой и ручной насос для интенсификации циркуляции воды. Вентиляция помещений естественная, с помощью дефлекторов. Приняты специальные меры по снижению уровней шума и вибрации при работе оборудования. Проведенные измерения загазованности воздушной среды в дизельном вагоне показали, что выявленные концентрации окиси углерода и углеводородов значительно ниже допускаемых предельных норм. Следов стирола и акролеина не обнаружено. Экономическая эффективность Все основные системы новой 5-вагонной секции РС-4 выполнены на уровне изобретений. Ряд технических решений запатентован за рубежом. Высокий технический уровень обусловливает значительную экономическую эффективность от внедрения секции РС-4 в народном хозяйстве. Основной эффект определяется повышенными грузоподъемностью и грузовместимостью секции, высокими теплоизоляционными и энергохолодильными показателями. Согласно экономическим расчетам, согласованным с МПС, эффективность одной секции РС-4 по сравнению с секцией РС-1 превысит 42 тыс. руб. Серийное производство новых секций РС-4 начато в конце 1979 г. 34
УДК1629.463.126:621.565-98.001.24 Определение вероятности отклонения давлений от расчетных уровней в теплообменных аппаратах рефрижераторного подвижного состава Канд. техн. наук. М. А. ШЕВАНДИН, В. Д. КУРБАН Московский институт инженеров железнодорожного транспорта При эксплуатации 12-вагонных рефрижераторных секций и 21-вагонных поездов в южных районах СССР наблюдается повышение давления конденсации и понижение давления кипения относительно расчетных уровней [3]. При этом уменьшается холодопроизводительность холодильных установок, появляется опасность перегрева узлов и деталей компрессора, повышается вероятность разгерметизации холодильной системы. Отклонение от расчетного режима приводит к преждевременному выходу из строя компрессоров и аварийным режимам работы холодильной установки. При этом аварии на таком рефрижераторном подвижном составе особо опасны из-за использования аммиака в качестве хладагента. Авторами определена вероятность отклонения давления конденсации в теплообменных аппаратах от расчетного уровня. Анализ изменения давлений конденсации выполнен по данным рефрижераторного депо Фа- стов. Учитывая значительную инерционность процесса, использовали записи рабочих журналов, в которых давления конденсации фиксируются по штатным приборам через каждые два часа. Давление конденсации в теплообменных аппаратах рефрижераторного подвижного состава определяется температурой наружного воздуха, изменяющейся при перевозке случайным образом [2]. Поэтому зарегистрированные давления конденсации можно рассматривать как реализации случайной функции. На рис. 1 представлена диаграмма изменения давлений конденсации при перевозке неохлажденных и мороженых грузов в 12-вагонной рефрижераторной секции и 21-вагонном рефрижераторном поезде в условиях эксплуатации с высокими температурами наружного воздуха C0 °С и выше). Как видно из диаграммы, рапределение мгновенных значений давлений конденсации для рассматриваемой продолжительности перевозки подчиняется нормальному закону. Об этом свидетельствуют незначительные асимметрия 2fe и эксцесс eft (табл. 1). Проверка по критериям согласия Пирсона %2 и Романовского ? подтвердила эту гипотезу. Можно предположить, что распределение мгновенных значений давления конденсации будет нормальным и для других продолжительностей перевозки. Для определения стационарности и эргодичности случайной функции давления конденсации рассматривали семейства реализаций, взятых из Рн^Па 2000 1750 1500 1250 /000 О Ю 20 50 40 50 60 70 80 90 Гч Рис. 1. Диаграмма изменения давлений конденсации: /, 2 —при перевозке соответственно неохлажденных и мороженых грузов в 12-вагонной рефрижераторной секции; 3, 4 — то же, в 21-вагонном рефрижераторном поезде. Таблица Вид перевозимых грузов Неохлажденные Мороженые Тип рефрижераторного подвижного состава 12-вагонная секция 21-вагонный поезд 12-вагонная секция 21-вагонный поезд Асимметрия —1,105 —1,131 —0,571 —0,537 Эксцесс е^ 0,383 —0,141 —0,567 0,289 Критерий Пирсона х* 15,87 3,62 3,97 2,69 Критерий Романовского ? 2,37 1,85 2,09 1,19 35
Таблица 2 Вид I выборки Реализация Объем выборки 1 22 22 101 Среднее значение давления конденсации, кПа 1284,27 1305,18 1313,89 Дисперсия Dp, кПа 168469 157107 92 426 S се fta CL> О н а к а 1,46 1,65 0,25 6 - к со О. о О Д 0,32 0,46 1,51 Величина t критерия Стьюдента 0,797 — — 0,815 Величина В/С кри- терия Бартлетта 0,025 | — — 2,683 Вероятность случайного характера расхождений для критерия Стьюдента 0,4 — — 0,4 для критерия Бартлетта 1 — — 0 76 записей рабочих журналов. Стационарность оценивали по существенности расхождений частных выборок отдельных сечений из ансамбля реализаций и по принадлежности их генеральной совокупности, а эргодичность — по существенности расхождений одного из сечений и отдельной реализации. Как показали исследования, распределение частных выборок подчиняется нормальному закону. Это подтвердила проверка по критериям согласия Пирсона х2 и Романовского ? (табл. 2). Поэтому расхождение распределений оценивали по величине расхождения числовых характеристик. Для проверки существенности расхождений между средними значениями и дисперсиями использовали критерии Стьюдента и Бартлетта (см. табл. 2). pi! I ;¦ | ; Для 5 %-го уровня значимости расхождения между частными выборками назначительны и их можно считать выборками одной генеральной совокупности. Поэтому правомерно утверждать, что случайная функция давления конденсации является стационарной и обладает эргодическим свойством. Тогда, характеристики случайной функции давления конденсации можно определить на основе статистической обработки реализации, пример которой представлен на рис. 1. Характеристики случайных функций давления конденсации—дисперсию Dp, стандарту Sp, нормированную корреляционную функцию рр (т) и нормированную функцию спектральной плотности gp (со) — вычисляли по формулам: ^lp(ti)-m(p)]* , A) B) »Р=— л sp = Vd;, N—k 2 lP(ti)-rn(P)][p(ti + kM)- i, к = й » - т (р)] Dp (N—k) C) 2Ат vi gp (со) = gp Bя/Д/) = ~1Г 2, Рр (*A/)cos2jt/*A/A/, D) /г = 0 где pifi)—значение случайной функции давления конденсации, измеренное в момент f $; т (р)— математическое ожидание давления конденсации; N—число измерений значений р(/$); т — сдвиг между значениями р (h) и р (tt -f- + Ш); At—интервал времени между p(ti) и p{ti -!- 1)г k — целое число; 0«^&<л; п — количество течек, в которых определяется корреляционная функция; / — целое число; 0</<т; т — количество точек, в которых определяется функция спектральной плотности; Ат—шаг по времени при вычислении корреляционной функции; А/ — шаг по частоте при вычислении функции спектральной плотности. На рис. 2 показаны графики нормированной корреляционной функции и нормированной функ- 0,5 О -Q5 -1 / \ 1 / I \ I т —г 1—\—I г 10 20 50 W 50 50т,ч а &>< m I I\ | i.L 15 W Ц05 0,1 0,15 О}2 0,25оо00,5щрад/ч Рис. 2. Графики нормированной корреляционной функции (а) и нормированной функции спектральной плотности (б) при перевозке мороженых грузов в 12- вагонной рефрижераторной секции. 36
ции спектральной плотности при перевозке мороженых грузов в 12-вагонной рефрижераторной секции. Основные особенности полученного графика функции рр (т): нормированные корреляционные функции стремятся к нулю с возрастанием аргумента т, следовательно, стационарные случайные функции давления конденсации действительно обладают эргодическим свойством; колебания затухающей функции рр (т) происходят с частотой, определяемой основной частотой случайного процесса; медленное затухание корреляционной функции свидетельствует о сохранении связи между значениями случайной функции при возрастании т. Основная особенность графика функции gp (со) — наличие в составе функции одного явно выраженного основного максимума. На практике случайные процессы с таким графиком функции спектральной плотности считают узкополосными и при расчетах предполагают, что вся энергия процесса сосредоточена на частоте оH этого основного максимума. Однако более точно характер случайного процесса можно охарактеризовать шириной спектра 8 (O^e^l), определяемой по выражению =lA- т\ 2 т0гщ E) гдет0,т2>/я4 — моменты нулевого, второго и четвертого порядка функции спектральной плотности. Полученные значения s указаны в табл. 3. Для определения вероятности выхода давлений за расчетный уровень необходимо знать закон распределения максимумов давления конденсации. Анализ статистического распределения максимумов проведен по нескольким рефрижераторным секциям |и поездам при эксплуатации их в различных климатических районах СССР. На рис. 3 приведена статистическая гистограмма распределения максимумов давления конденсации для рассматриваемого примера. Характеристики статистических распределений максимумов давлений конденсации приведены в табл. 3. Известно, что распределение амплитуд случайного процесса подчиняется закону Релея, а в более общем случае-— по закону Раиса [4]. При определении вероятности отклонения давления конденсации от расчетного уровня необходимо принять такой закон распределения максимумов давления конденсации, чтобы аналитическое выражение зависело от ширины спектра е, а форма теоретического распределения как можно ближе подходила к форме статистических распределений. Как видно из гистограммы (рис. 3), распределение максимумов значительно отличается от распределения Релея. Поэтому в качестве аппроксимирующего распределения лучше принять закон распределения Раиса. 'W5 '0,711 0,011 Ц7М 4^ °Ртах Рис. 3. Гистограмма распределения максимумов давления конденсации, совмещенная с законом распределения Раиса. Вид перевозимых грузов Неохлажденные Мороженые Тип Грефрижераторно- го подвижного состава 12-вагонная секция 21-вагонный поезд 12-вагонная секция 21-вагонный поезд Количество максимумов 61 39 46 37 Ширина спектра 8 0,718 0,679 0,738 0,752 ртах кПа 1708 1654 1553 1513 ^Ртах' кПа2 40 578 45 860 56 253 69925 Ширина интервала гистограммы, кПа 196 79,5 171,5 98 Таб Границы гистограммы, кПа нижняя | верхняя 1225 1274 1127 980 2009 2009 1813 1960 лица 3 Критерий Пирсона X2 21,1 26,8 16,2 13,1 37
Для распределения максимумов закон Раиса имеет вид: Р (хр) = \г ехр ~!/2я \ 2е + хр A-г«)»/, + (l_e2)V, хр D) ] ехр I- -тИ F) где хр—нормированные максимумы случайной функции давления конденсации, __ Ртах ~/я (Ртах) . р ~~ 5р тах ' Ртах — максимумы случайной функции давления конденсации; tf*(Pmax)>Sp max—математическое ожидание и стандарта максимумов случайной функции давления конденсации; t — переменная интегрирования. Аппроксимация статистических распределений с помощью теоретического закона Раиса позволила установить обобщенный вид распределений максимумов давлений конденсации. На рис. 3 кривая распределения Раиса совмещена со статистической гистограммой распределения максимумов давления конденсации. Плотность вероятности распределения Раиса рассчитана по специальной программе на ЭВМ «Наири». По этой же программе проверено соответствие полученного закона распределения характеру гистограммы по критерию согласия Пирсона х2 (см. табл. 2). Проверка показала, что закон распределения Раиса хорошо согласуется со статистическими распределениями максимумов давлений конденсации. Искомую вероятность Р* выхода давления конденсации за расчетный уровень рр#у можно определить графически по величине заштрихованной области под кривой распределения Раиса (см. рис. 3) или по выражению Р* = j Р (хР) dxp = 1 - J P (хр) dxpy G) а —оо Pp. у—'ft(Pmax) где а = Q — нормированное значение расчетного уровня случайной функции давления конденсации; Р (хр) — плотность вероятности, определяемая по выражению F). Вычисленные значения Р* приведены в табл. 4. Значения Р* указывают на целесообразность установления защитной аппаратуры в 12-вагон- ной рефрижераторной секции (в настоящее время она отсутствует) и модернизации имеющейся защитной аппаратуры в 21-вагонных рефрижераторных поездах. Предложенным методом можно определить вероятность выхода давлений за допустимые уровни, нормируемые прочностью трубопроводов и деталей арматуры. При расчете прочности трубопроводов и деталей арматуры из пластичных материалов запас прочности по пределу прочности пв^З-г-4 [1]. Принимая пв=3, вероятность выхода давления конденсации за допустимый уровень 3/7 р.у определим графически или по формуле Р** = j Р (хр) dxp = 1 — j Р (хр) dxpy (8) где б = Зрр, у — т(Ртах) >Р max - нормированное значение допустимого уровня. Вычисленные значения Р ** приведены в табл. 4. По значениям Р ** можно судить о вероятности разгерметизации аммиачной системы. Существенные величины Р ** для 12-вагонных рефрижераторных секций по всему приписному парку рефрижераторного депо Фастов B40 рефрижераторных секций) указывают на необходимость оснащения их защитной аппаратурой. Изложенный метод расчета пригоден и для стационарных холодильных установок. Проведение такого рода исследований позволяет принять обоснованные решения о целесообразности выработки конструктивных предложений по совершенствованию оборудования с целью оптимизации режимов работы холодильной установки и повышения безопасности ее обслуживания. Вид перевозимых грузов Неохлажденные Мороженые Тип рефрижераторного подвижного состава 12-вагонная секция 21-вагонный поезд 12-вагонная секция 21-вагонный поезд Расчетный уровень рр< у 1780 2139 1780 1979 Таблица 4 Вероятность Р* 0,572 0,118 0,401 0,246 Вероятность р** 13-10~4 1Ы0-5 ю-3 16.10~5 38
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Гуревич Д. Ф. Основы расчета трубопроводной арматуры. Л., Машгиз, 1956. 2. Дуганов А. Г., Саржовский А. Г. Способы контроля работы холодильной фреоновой установки ВР-1М. — Холодильная техника, 1975, № 2. 3. Каталог рефрижераторного подвижного состава. М., 1977. 4. Тихонов В. И. Выбросы случайных процессов. М., Наука, 1970. УДК 629.114.444:621.565.004.17:536.5 Выбор оптимальной конструкции распылительного коллектора для азотной системы охлаждения В. В. ТРУТНЕВ, канд. техн. наук Г. М. ЛЕОНОВА, канд. техн. наук А. И, ВИННИКОВ НПО «Гелиймаш» М. М. ПОВАРЧУК Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности В настоящее время для транспортировки скоропортящихся грузов в авторефрижераторах все шире применяют азотные системы охлаждения. На специальном стенде ВНИХИ проведены экспериментальные исследования [2] системы азотного охлаждения авторефрижератора ЕрАЗ-37302. Цель исследований: выбор оптимальных режимов, обеспечивающих минимальные расход жидкого азота и время охлаждения при равномерном температурном поле; оптимизация конструкции распылительных коллекторов (количество, диаметр и расположение отверстий) в целях экономии жидкого азота. Во время исследований температуру окружающего воздуха поддерживали постоянной с помощью безнакальных электронагревателей, регулируемых контактными термометрами. Для измерения средней температуры окружающего воздуха снаружи кузова устанавливали интегральную ветвь из 14 термометров сопротивления (в центре каждой стороны и восьми углах кузова). Локальные температуры в различных точках внутри кузова (рис. 1) измеряли с помощью восьми медь-константановых термопар, выведенных на 12-точечный электронный потенциометр ЭПП-09. Уровень жидкого азота в сосуде определяли U-образным стеклянным диф- манометром, заполненным водой. Давление в сосуде рс и перед распылительным коллектором рр измеряли манометрами. Моменты открытия и закрытия клапана фиксировали электрическим цикломером. В качестве распылительного коллектора были использованы трубки диаметром 8X1 мм и длиной 1315 мм с разным числом отверстий: 8, 4, 3 и 2, каждое диаметром 1 мм. Экспериментальные данные обрабатывали так же, как и в работе [1 ]. В результате обработки экспериментальных данных установлены эффективный С?эф и истинный GHCT расход жидкого азота, коэффициент рабочего времени b и температурное поле в кузове. Под эффективным расходом подразумевается количество израсходованного азота, отнесенное ко всему времени работы установки Bт0бщ)> а П°Я ^ в V "А 8 Ч Рис. 1. Схема расположения термопар в кузове авторефрижератора: А — вид со стороны дверей; — датчик терморегулятора; /—8 — места расположения термопар. 39
истинным — количество израсходованного азота, отнесенное ко времени впрыска (рабочему вре- Ме?и2траб). На рис. 2 и 3 показано изменение температуры в различных точках кузова при использовании распылительного коллектора с восемью и четырьмя отверстиями. Анализ распределения температур показал, что температура в каждой точке кузова периодически колеблется в определенных пределах. Наибольшая температурная неравномерность в объеме кузова характерна для периода предварительного охлаждения (сразу после включения установки). После первого отключения клапана установка работает циклично. Период охлаждения в каждом цикле, как правило, менее продолжителен и отличается большей температурной неравномерностью в объеме кузова, чем период нагрева. В табл. 1 указан максимальный температурный разброс в различные периоды цикла. Из табл. 1 видно, что разброс температуры зависит от общей площади отверстий ^F0TBi через которые впрыскивается азот в кузов. Сокращение суммарной площади отверстий в 2 раза при одном и том же давлении в сосуде (Рс=0,12МПа) значительно улучшает распределение температур в кузове: максимальный разброс температур уменьшается почти в 2 раза. Дальнейшее сокращение площади отверстий не способствует улучшению распределения температур, к тому же увеличивается время охлаждения кузова. Установлено также, что при использовании коллектора с четырьмя отверстиями BFOTB=3,15' Ю~6 м2) изменение давления в 1,5 раза не влияет на температурный разброс. Проведенные эксперименты позволили предположить, что, уменьшая площадь отверстий, можно получить истечение двухфазного потока, аналогичное критическому истечению однофазного потока, которое характеризуется максимальными массовыми скоростями и максималь- т;/Гс 290 280 Z/U 260 \ X V > > \ г Г\ < / / \ '/Ш? 1 1 / 1 ! ! i i V ! \ j / 1 \SJ 'fv^fjgS \i / w \ I 1 0 10 15 %MUH Рис. 2. Распределение температур в кузове при распылительном коллекторе с восемью отверстиями: X — t2\ О — t3\ А — U (индексы 2, 3, 7 соответствуют точкам измерения температур, показанным на рис. 1). | 29i <^ ^> н~ш 1 ^ :^ 1 ^ ! gss W 0 •—> 1 : J 10 15 Т,мин Рис. 3. Распределение температур в кузове при распылительном коллекторе с четырьмя отверстиями: О — tz, X — t6; л — U (индексы 3, 6, 7 соответствуют точкам измерения температур, показанным на рис. 1). ной степенью распыления, обеспечиваемой гидродинамикой потока. В табл. 2 приведены результаты расчета эффективного, истинного расхода и массовой скорости / в различные моменты времени т для разных распылительных коллекторов. Данные табл. 2 показывают, что при суммарной площади отверстий 2^отв,меньшей6- 10~e м2, и давлении перед распылительным коллектором рр= =0,104-7-0,185 МПа имеет место критическое ис- Таблица 1 Количество отверстий п 8 4 4 2 * 3 2F0TB, м* 6,3- Ю-6 3,15-10-в 3,15-10-6 1,60-10-6 12.10-6 2,35-10-6 рс, МПа 0,12 0,18 0,12 0,2—0,13 0,2 0,2 Максимальный температурный разброс, К Начальное охлаждение 21 14 10 11 16 12 т= 15-*-25 мин Охлаждение 14 10 8 10 15 10 Нагревание 7 3 3 4 7 3 т=35-*-45 мин Охлаждение 9 8 8 10 13 11 Нагревание 3 2 2 3 5 3 Количество азота, израсходованного за 40 мин, кг 16 13 12,6 10,5 19 10 Время до первого закрытия клапана (начальное охлаждение) 4'45" 7'30" 8'45" 8'43" 1046" 7'30" * — Истечение происходило через шайбу диаметром, равным диаметру трубки. 40
Таблица 2 т, мин 30 40 25 40 15 50 15 40 15 25 рс, МПа 0,12 0,12 0,18 0,18 0,126 0,126 0,15 0,15 0,20 0,21 р , МПа 0,06 0,06 0,14 0,16 0,104 0,115 0,14 0,14 0,16 0,185 °эф кг/4 10 10 15 9 13,2 3,4 12 9 30 7 6 = fPa6 2тобщ 0,23 0,16 0,43 0,26 0,4 0,24 0,62 0,45 0,38 0,275 °ИСТ' КГ/Ч 43,5 62,5 35 35 32 35 19,5 20 79 25,5 /, кг/(ч-м2) 6,9-10б ЫО7 1,1.107 1,Ы07 1,2-107 1,25-Ю7 6,6-107 1,09-Ю7 ** ОТВ' 6,3- Ю-6 3,15-Ю 3,15-Ю-6 1,6-Ю-6 12-Ю-6 2,35-10—• течение, когда массовая скорость не зависит от давления рр. Важной эксплуатационной характеристикой системы азотного охлаждения является количество расходуемого азота. Как показывает опыт эксплуатации, время работы охлаждающей системы от момента закрытия дверей до момента их открытия при внутригородских перевозках не превышает 40 мин, поэтому эффективный расход, значительно изменяющийся за это время, не может служить характеристикой для такого типа систем. В связи с этим сопоставление проводили по общему количеству азота, израсходованного за 40 мин, при одинаковых начальных температурах в кузове (см. табл. 1). Очевидно, что при критическом истечении количество расходуемого азота меньше, чем при до- критическом. Таким образом, в результате проведенных исследований установлено: характер распределения температур в кузове зависит от площади отверстий распылительного коллектора; существует такая площадь отверстий, при которой в рассматриваемом диапазоне давлений возникает критическое истечение, характеризуемое постоянством истинной массовой скорости — в этом случае уменьшается неравномерность распределения температур в кузове; если площадь отверстий больше, чем та, при которой наблюдается критическое истечение, то увеличиваются расход азота и неравномерность распределения температур; если меньше, то удлиняется процесс начального охлаждения кузова. Опытные образцы системы азотного охлаждения, оборудованные распылительными коллекторами, обеспечивающими минимальный расход азота и минимальную неравномерность температур, успешно прошли предварительные испытания в стационарных и эксплуатационных условиях. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Исследование большегрузного рефрижераторного контейнера с азотной системой охлажде- ния/М. М. Поварчук, В. В. Трутнев, Г. М. Леонова и др.— Холодильная техника, 1979, № 5. 2. Поварчук М. М. Испытание малотоннажных авторефрижераторов с азотной системой охлаждения для внутригородской транспортировки пищевых продуктов.— Холодильная техника, 1979, № 10.
УД К1621.564.25-404:532.14 Плотность некоторых жидких фреонов на линии насыщения Канд. техн. наук В. 3. ГЕЛЛЕР, канд. техн. наук Е. Г. ПОРИЧАНСКИЙ, П. И. СВЕТЛИЧНЫЙ Одесский технологический институт пищевой промышленности им. М. В. Ломоносова ю. г. элькин Одесский инженерно-строительный институт В работах, посвященных изучению плотности жидких фреонов на линии насыщения, экспериментальные значения при низких температурах практически отсутствуют. Это объясняется сложностью проведения эксперимента. Рекомендуемые значения плотности при низких температурах обычно находят экстраполяцией. Нами были получены экспериментальные данные о сжимаемости R13, R13B1, R14, R22, R23, и R152a в области низких температур вплоть до температуры кристаллизации. Эти данные со среднеквадратической погрешностью 0,05—0,07% аппроксимированы уравнением состояния 3 5 5-10-2/?= 2 t = 0 /==0 где р —давление, МПа; Г —температура, К; р — плотность, г/см3. Коэффициенты уравнения A) приведены в табл. 1 (азъ=ам=аъъ=аи=а1Ъ=0). Плотность жидких фреонов на линии насыщения найдена путем совместного решения уравнения состояния и уравнения, описывающего 2 *<«_+ШР2' + Ч5-10-»7У, A) ps, Т^-зависимость. Наиболее надежные литературные данные и результаты собственных измерений (R = 152a) о давлении насыщенных паров обработали по уравнению Мартина [12]: In pi =а0 + аг1Т8 + а2 In Ts + a3Ts + [а4 (b — Ts)/bT] X X In (b-Ts), B) где b = ГКр + 8; Тк$ — температура в критической точке, К. Значения параметров уравнения B), полученные в результате обработки данных [1, 3, 4, 5, 6, 8], приведены в табл. 2. Результаты расчетов плотности кипящей жидкости R13, R13B1, R14, R22, R23 и R152a представлены в табл. 3. Следует отметить, что при низких температурах значения плотности фреонов в состоянии кипящей жидкости определены впервые. Для R14 данные о плотности кипящей жидкости на линии насыщения, полученные М. Терри с соавторами [16], в интервале температур 120— 185 К согласуются с нашими результатами в пределах 0,3%, при температурах ниже 120 К пределах 0,3 %, при температурах ниже 120 К — до 0,5 %, а данные Ц. Кноблера и Ц. Пингса [11] — в пределах 0,15—0,4 % (рис. 1). Результаты [9] на 0,7—2,5 % выше наших данных. Расхождения полученных нами и приведенных в таблицах значений плотности кипящей жидкости [2, 3, 8, 10, 13—15] R13, R13B1, R22, R23 и R152a показаны на рис. 2. Для R13 и R13B1 наблюдается весьма хорошее согласова- Таблица 1 BЯ-1)/ 10 11 12 13 14 15 30 31 32 33 34 50 51 52 53 70 71 72 1 Я13 9,81597129 —8,97892365 —3,00538384 1,28538801 2,61694257 —0,878436638 —12,7419603 10,6527673 5,60753385 —5,80157838 0,636637455 1,72375337 —1,58488986 —2,10980049 1,57345806 0,101215401 0,273435584 0,270317077 /?13В1 —21,7137193 —2,58339498 40,8458323 —27,4770287 6,19952152 —0,611058309 19,1777194 —16,1672905 —2,49285725 2,51391266 0,368410943 —4,13215140 1.66261689 2,66466351 —1,30941329 0,226627285 0,502771026 —0,449722407 Коэффициенты a^f-f-i). #14 33,8519138 —43,9481238 —32,0964308 79,4748572 —43,4232370 7,81839854 —41,1482544 78,3623404 —45,9827797 4,84901114 1,300027191 11,1135289 —22,0180635 13,7297192 —1,96079971 —0,916108471 2,07678277 —1,09280526 R22 139,014299 —246,853249 170,346464 —51,2849057 —0,361821361 2,98134042 —49,5686551 14,2284975 24,8300259 —2,48959800 —3,83347799 —14,8563958 61,5759889 —58,7169645 15,8212996 4,85259988 —12,0851950 10,1584072 _________________________ Я23 10,4695244 —41,5351563 62,0549311 —43,6892439 14,6001320 —1,78638542 7,23840408 —20,4195756 14,1809274 —1,98242715 —0,543174125 —10,2903847 18,7185937 —11,9499779 2,76405891 1,87114149 —2,09694898 1,22813101 R\52a 97,3399410 —178,631003 —192,059960 653,575468 —493,309366 117,704529 —157,708263 73,8486446 649,913734 —899,369169 327,799737 51,4201391 50,6948052 —271,258670 183,854722 —1,0011828 6,16326293 2,64028028 42
Таблица 2 Параметр С0 а1 а2 а3 а4 Ткр> К | Я13 73,1580545 —3502,01983 —11,2933588 0,021783562 0,104348045 301,99 Я13В1 73,9304809 —4403,3406 —10,821874 0,016957272 0,337329127 340,05 Значения параметров уравнения B) 1 Я14 65,48256 —2410,1286 —10,618938 0,0279682 —0,0220807 227,50 R22 72,930839 —4791,521190 —10,3726853 0,014230394 0,291993532 369,15 Я23 —14,6463166 —2630,99219 5,69343766 —0,017308763 0,648164882 299,06 R\52a 194,985374 —7567,16297 —32,035702 0,049793302 —0,093901879 386,65 т, к 90 100 ПО 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 | 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 Таб Плотность кипящей жидкости, кг/м #13 — — — 1741,2 1707,0 1672,5 1637,5 1601,9 1565,4 1527,8 1488,9 1449,5 1405,8 1360,8 1313,0 1261,7 1205,8 1143,8 1071,5 976,0 — Я13В1 | #14 — — — — — — — — 2142,5 2101,0 2057,4 2015,6 1971,3 1925,6 1880,4 1828,6 1776,4 1720,8 1660,5 1594,7 1521,8 1882,3 1833,4 1784,9 1736,0 1686,0 1634,3 1580,3 1523,2 1462,2 1396,4 1329,6 1239,9 1125,5 — — — — — — — — — | #22 _ — — — — — 11641,0 1614,4 1587,8 1561,1 1534,2 1507,0 1479,4 1451,2 1422,2 1329,4 1361,5 1329,6 1296,4 1261,9 1226,1 1188,2 #23 _ — — — — — 1593,4 1558,4 1522,7 1486,1 1448,6 1409,7 1369,2 1326,7 1281,6 1233,2 1180,6 1122,4 1056,1 976,86 870,0 — л и ца 3 3 | #152а — | — — — — — 1184,2 1165,6 1147,0 1128,6 1109,4 1090,3 1070,8 1050,9 1030,8 1010,0 988,5 966,40 943,38 919,36 894,13 867,49 839,08 808,42 774,89 щ i,o 0,5 О 'Q5 о- ; а- 2 D-J *?& а а .ccctp( dooooooQ" 1,96% kPo-c&P2- —J— 2,5% 100 120 Щ 160 180 ТЧ'К Рис. I. Отклонения экспериментальных значений плотности кипящего жидкого хладагента R14 от расчетных данных табл. 3: 1 — экспериментальные данные [16]; 2 — экспериментальные данные L9J; 3 — экспериментальные данные [11J. Рис. 2. Отклонения значений плотности кипящей жидкости фреонов, приведенных в литературе, от расчетных данных табл. 3: / - R13B1 [14]; 2 - R13 [15]; 3 — R23 [13]; 4 - R22 [3 ]; 5 — R152a [10]; 6 — R22 [2]. ние с данными [14, 15] (расхождения не превышают 0,15 %). Значения для R22, рекомендуемые А. В. Клецким [3] при температурах выше 240 К, практически совпадают с нашим расчетом, однако при более низких температурах отклонения возрастают и при 180 К достигают 1%. Лучшее согласование отмечено с данными А. В. Клецкого [2], однако и здесь с понижением температуры до 150 К расхождения составляют ~0,7 %. Аналогичные отклонения имеют место для R23 [13] при температурах 190 К и для R152a [10] при температурах ниже 260 К. Сравнение наших экспериментальных данных Рэ с результатами расчета плотности кипящей жидкости рр по обобщенному уравнению ВНИХИ [7] приведено в табл. 4. Для всех исследованных т, к 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 Я13 — —0,23 —0,08 0,03 0,05 0,12 0,22 —0,10 — (Рр Я13В1 — — — —0,14 0,05 0,03 —0,06 0,03 0,04 0 Та -рэ)/рр.Ю0, % R14 0,18 0,35 0,40 0,38 0,08 — — — — — " #22 — — — — —0,70 —0,40 —0,17 0 —0,04 —0,13 блица 4 R23 — — —0,11 —0,05 —0,02 —0,06 —0,11 0,61 0.89 43
нами фреонов расхождение в большинстве случаев лежит в пределах ошибки опыта. Учитывая, что при разработке методики расчета плотности кипящей жидкости на линии насыщения авторы [7] не располагали данными о плотности в области низких температур, приведенное в табл. 4 сравнение свидетельствует об экстраполяцион- ных возможностях этой методики. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Исследование Р, Т-зависимости фреона-23/ Д. С. Рассказов, Е. К. Петров, Г. А. Спиридонов и др. — В кн.: Теплофизические свойства веществ и материалов. М., 1975, вып. 8. 2. К л е ц к и й А. В. Таблицы термодинамических свойств газов и жидкостей. Фреон-22. Вып. 2, М., Изд-во стандартов, 1978. 3. К л е ц к и й А. В. Теплофизические свойства фреона-22. М., Изд-во стандартов, 1970. 4. Лагуткин О. Д., Куропаткин Е. И., Соколова Л. А. Термодинамические данные фреона-14 в состоянии насыщения. — В кн.: Холодильная техника и технология. Киев, 1974, вып. 19. 5. Перел ьштейн И. И. Термодинамические свойства фреона-12 и фреона-13. — В кн.: Теплофи- Канд. техн. наук Ю. А. ОЛЕНЕВ Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности Цель настоящей работы — оценить величины энергии связи влаги ингредиентов и смесей мороженого. Для этого были использованы данные об удельных теплотах испарения влаги при 41 °С и соответствующих им остаточных влаго- содержаниях, полученные для любого момента сушки [1]. Энергию связи влаги Е, кДж/кг, выражали как разность между теплотой ее испарения и теплотой испарения дистиллированной воды. Всю содержащуюся в ингредиентах и смесях мороженого влагу по величине энергии связи разделили на 4 группы. В первую группу вошла влага с энергией связи, равной 0 (свободная вода), во вторую группу — влага с энергией связи до 100 кДж/кг (слабо связанная вода). При установлении высшей границы энергии связи второй группы влаги были приняты во внимание данные Д. Г. Рютова о величине энергии отрыва связанной влаги, замерзающей в пищевых продуктах при отрицательных температурах [2]. Согласно этим данным, полученным расчетным путем, в диапазоне отрицательных температур до —100 °С может замерзать лишь влага, имею- зические свойства веществ и материалов. М., 1971, вып. 4. 6. Перельштейн И. И., Алешин Ю. П. Применение бромированных фреонов 12В1 и 13В1 в холодильной технике. М., ВНИХИ, 1976. 7. Перельштейн И. И., Парушин Е. Б. Обобщенные температурные зависимости давления насыщенных паров и плотности кипящей жидкости. — В кн.: Термодинамические свойства важнейших рабочих веществ холодильных машин. М., 1976. 8. Brown I. А. — J. Chem. Eng. Data, 1963, vol. 8, № 1. 9. E 1 e с h а г d u s M. E. M., Maestre M. — La revue generate du floid, 1965, vol. 93, № 1. 10. J о h n s о n J. — ACHRAE, 1969. 11. Knobler СМ., Pings С J. — J. Chem. Eng. Data, 1965, vol. 10, № 2. 12. Martin J.J. — Thermodynamic and Transport Properties of Gases Liquids and Solids, N - Y - To- ronto-Ldn., 1959. 13. M о r s у Т. Е. — Kaltetechnik, 1966, Bd. 18, № 5. 14. Rorabusch U. K.— Kaltetechnik, 1964, Bd. 16, № 3. 15. Rombiisch U. K., G i e s e n H. — Kaltetechnik, 1968, Bd. 20, № 2. 16. Terry M. J., Lynch J. Т., В unci ark M. et al.— J. Chem. Thermodynamics, 1969, № 1. щая энергию связи не более 80 кДж/кг. К третьей группе была отнесена влага с энергией связи от 100 до 500 кДж/кг (прочно связанная вода). Верхняя граница энергии связи этой группы влаги была установлена на основании анализа характера кривых удельных теплот испарения. При значениях в среднем около 2900 кДж/кг они резко устремляются вверх. В четвертую группу вошла влага, энергия связи которой превышает 500 кДж/кг (особо прочно связанная вода). На рис. 1 и 2 графически изображена энергия связи влаги в молоке, водных растворах стабилизаторов и других ингредиентов смесей мороженого при различных остаточных содержаниях связанной воды по отношению к содержанию сухих обезжиренных веществ (GJGC, кг/кг). В связи с большим диапазоном значений энергии связи графики выполнены в логарифмической форме. По оси ординат для получения безразмерных величин взяты десятичные логарифмы отношений EIEq, причем для удобства пользования графиком Е0 принято равным 1 кДж/кг. В таблице показано распределение влаги по величине энергии связи в растворах ингредиентов мороженого, молоке и сливочной смеси. Анализ данных по связанной воде в цельном сыром и пастеризованном молоке показывает, УДК 663.674.001.5 Энергия связи влаги в смесях мороженого и их ингредиентах 44
t't w ю о 1\ \Ji X. г*Г> X J. ±A DC ^r 16 f7 n —-X"""- X-X-"> I cU/ 1 ^ #4 0,3 0,7 at 0 -0,1 -0,2-0,3 Iff -ju Рис. 1. Зависимость энергии связи влаги в растворах стабилизаторов от содержания связанной воды: 1 — альгинат натрия; 2 — метилцеллюлоза; 3 — агароид; 4 — желирующий картофельный крахмал; 5 — картофельный крахмал; 6 — желатин; 7 — казеинат натрия. 10 10 О 1 &\ Гз к ? f^ IT 2гг Гд ! X 0J 0,1 0 -0,1 -0,2 -0,3-0,4 -0,5 -0,6 1д *р. Рис. 2. Зависимость энергии связи влаги в молоке и растворах дисахаридов от содержания связанной воды: / —- молоко сырое цельное; 2 — молоко пастериз ванное цельное; 3 — лактоза; 4 — восстановленное обезжиренное молоко: 5 — сахароза. Объект исследования Агароид Альгинат натрия Желатин Казеинат натрия Крахмал картофельный Крахмал картофельный желирующий Метилцеллюлоза Сахароза Лактоза Молоко цельное сухое Молоко цельное пастеризованное Молоко обезжиренное востановленное Смесь для сливочного мороженого (среднее значение по 5 образцам с различными стабилизаторами) Gw^ Gc (Е-0) 1,90 3,42 1,30 1,00 1,60 1,78 2,64 0,98 1,68 1,80 1,80 1,16 1,06 100 V/ А\ Ы 31 о V tops 1,55 1,82 0,83 0,65 0,80 0,98 1,50 0,54 0,82 1,58 0,64 0,81 0,63 о о ю V/ Л\ V 31, ° о орс 1,30 1,14 0,56 0,46 0,25 0,18 1,02 0,43 0,56 0,61 0,46 0,49 0,36 о о Л д 31 о Л top Й 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 что при моментальной пастеризации молока в потоке, несмотря на то, что общее количество связанной воды остается неизменным, распределение ее по величине энергии связи значительно изменяется. В пастеризованном молоке количество слабо связанной воды увеличивается за счет уменьшения прочно связанной и особо прочно связанной воды. Еще значительнее изменяется распределение связанной воды при высушивании молока, когда действие тепловой обработки усугубляется обезвоживанием. В восстановленном обезжиренном молоке доля связанной влаги составляет только 1,16 кг/кг против 1,80 кг/кг в цельном сыром молоке. Доля слабо связанной воды- в процессе получения сухого молока из цельного сырого молока увеличивается, в то время как доли прочно связанной и особо прочно связанной влаги уменьшаются. Данные о величинах энергии связи влаги могут быть использованы для интерпретации количественных изменений связанной воды в процессе технологической обработки смесей, их фризе- рования и закаливания мороженого и ее влияния на формирование кристаллов льда. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. О л е н е в Ю. А., Борисова О. С, Кор - н е л ю к Б. В. Связанная вода в растворах ингредиентов и смесях мороженого. — Холодильная техника, 1980, № 1. 2. Р ю т о в Д. Г. Влияние связанной воды на образование льда в пищевых продуктах при их замораживании. — Холодильная техника, 1976, № 5. •*• 45
В ПОРЯДКЕ ОБСУЖДЕНИЯ УДК 536.24:664.8.037 О теории тепловлажностных процессов в камерах холодильников Д-р техн. наук, проф. М. 3. ХЕЛЕМСКИЙ Всесоюзный научно-исследовательский институт сахарной промышленности Следует одобрить решение редколлегии журнала «Холодильная техника» о широком обсуждении предложенной В. 3. Жаданом [4] термодинамической теории тепловлажностных процессов. По ходу дискуссии напрашиваются следующие замечания: статьи участников дискуссии идут под общим названием «К вопросу о тепловлажностных процессах...», в то время как необходимо говорить не о процессах (которые неоднократно описывались в литературе без надлежащих обобщений и иногда с неправильными выводами), а о теории этих процессов, без которой невозможно совершенствование техники|]хранения пищевых продуктов; вряд ли правомерно ограничивать рассматриваемую проблему областью применения только искусственного холода, если учесть, что не менее 90 % сочной сельскохозяйственной продукции хранят при использовании естественного холода — теория В. 3. Жадана, имеющая обобщенный характер,^распространяется и на этот случай; нельзя обсуждать предложенную теорию без сопоставления ее С|]ранее выполненными теоретическими разработками и предложенными схемами процессов; отдельные замечания по теории сформулированы без каких-либо доказательств. До настоящего времени общепринятой и единственной схемой процессов переноса тепла и влаги при хранении недышащих продуктов была схема, согласно которой поверхностное испарение влаги происходит непрерывно в стационарном режиме по законам психрометрии при передаче тепла от воздуха к продукту, причем предполагается, что температура продукта всегда ниже температуры воздуха [6, с. 17; 9, с. 39]. Эта схема ничего общего не имеет с реальной холодильной камерой, отличающейся колебаниями температуры воздуха и продукта, что служит исходным положением термодинамической теории. Предположение о стационарности процессов в Цхолодильных камерах настолько привычно, что Е. С. Курылев и Г. Б. Чижов усмотрели это «обычное представление» в термодинамической теории, не обратив внимания, что рис. 1 в статье В. 3. Жадана [4, с. 40] относится к разделу «Процессы в охлаждаемом штабеле». Они пишут [7, с. 48]: «Можно предположить также, что имеется в виду подвод тепла от воздуха камеры к поверхности продукта, испарение влаги в воздух и последующее образование снеговой «шубы» на холодных поверхностях, в условиях, близких к стационарным, но тогда это обычное представление и неясно, для чего оно подчеркнуто выделяется». «Обычное представление» привело к тому, что важнейший вопрос техники хранения пищевых продуктов — влагообмен в штабеле — оказался запутанным. В результате распространилось неправильное толкование многих явлений и последовали ошибочные рекомендации. Укоренилось, например, мнение о том, что при относительной влажности воздуха 100 % потеря влаги мясом прекращается [6, с. 23], но это неверно в отношении реальной камеры, отличающейся нестабильностью температурного режима. Доказательством служит усушка мяса в герметичных упаковках, возрастающая с увеличением амплитуды и частоты колебаний температуры в камере [8, с. 437]. Для переноса влаги в этом случае достаточной оказывается разность температур воздуха и внутренней поверхности упаковки в сотые доли градуса [10, с. 23], что обычно бывает в фазах понижения температуры в камере. Сторонники психрометрической модели штабеля, как видно, сомневаются в преобладании нестабильного температурного режима в холодильных камерах. Они пишут [7, с. 48] об «условиях, близких к стационарным» и утверждают: «Такие явления наиболее типичны для хранения продуктов в камерах холодильников». ' По представлениям В. 3. Жадана, влага испаряется в каждой фазе очередного вынужденного охлаждения продукта, предварительно ассимилировавшего тепло при повышении температуры в камере в результате внешних теплопритоков, а также физиологических процессов (для плодов и овощей). Неизбежное колебание температуры продукта подтверждается влагообменом в герметичной упаковке, а также прямыми наблюдениями [4, с. 40] и нашей многолетней практикой по хранению сахарной свеклы. Установлено, что с увеличением амплитуды и частоты колебаний наружного воздуха потери свекловичных корней возрастают. Даже для сахарной свеклы, выделяющей биологическое тепло, внешние теплопри- токи играют существенную роль. Опыты, проведенные в производственных условиях, показали, что при активном вентилировании важным средством снижения потерь является применение 46
надежных теплоизоляционных и воздухонепроницаемых укрытий свекловичных кагатов. Существует мнение, что усушку продуктов можно уменьшить путем автоматического регулирования температурного режима в холодильных камерах [6, с. 213]. Однако упускается из вида неизбежное запаздывание в срабатывании датчиков температуры и существование практически неконтролируемых зон на расстоянии от них — обычно у наружных ограждающих конструкций. Например, в работе [1, с. 21—22] указывается: «Необходимо учитывать, что в точке установки датчика поддерживать температуру с отклонениями в пределах 0,3—0,5 °С не представляет трудностей, но отклонения на некотором расстоянии от датчика зависят от неконтролируемого взаимодействия тепловыделений и связывающего эффекта воздушных потоков». Отсюда следует, что в пристенных штабелях должна быть повышенная усушка продукта, что и наблюдается на практике [8, с. 432]. «Пробным камнем» при оценке любой теории внутриштабельных процессов должен стать установленный впервые Д. Г. Рютовым факт независимости абсолютной усушки мяса от степени загрузки камеры [10, с. 23]: «Загрузка камеры в % мало влияет на потери в тоннах за год, что объясняется большой . испарительной способностью мяса». Совершенно иное объяснение этого факта находим у Г. Б. Чижова [12, с. 239]: «При полной загрузке камеры усушка за год составит около 2%, при загрузке на 60 % усушка будет около 3,2 %, а при загрузке на 40 % усушка будет 4,8 %, хотя во всех трех вариантах загруженности камеры абсолютная усушка составит приблизительно 5т в год. Такой эффект объясняется тем, что доминирующую роль в явлении усушки продукции при постоянстве теплоприто- ков по их форме и количеству тепла играет осушающее действие охлаждающих приборов, а не площадь испаряющей поверхности продукта». Приведенные объяснения кажущегося парадоксальным явления свидетельствуют о необоснованности представлений, базирующихся на законах психрометрии. Рассматриваемое явление четко объясняется с помощью формулы В. 3. Жадана w ~ 6385— 1,233 — 335/ > где W — абсолютная усушка продукта при охлаждении, замораживании или холодильном хранении, кг; Q — тепло, которое приходится отводить от продукта воздухом, кДж; t — температура в камере, СС. Значение Q за период охлаждения и замораживания подсчитывают по известной формуле [4, с. 41], а при хранении мяса принимают равным 70—90 % тепла, проникающего через ограждающие конструкции камеры [4, табл. 2]. Как видно из приведенной формулы, при данной температуре в камере единственным фактором, определяющим абсолютную усушку, является тепло, которое приходится отводить от продукта. Обоснования параметров приточного воздуха, как утверждается в работе [7, с. 49], не требуется. В опытах Д. Г. Рютова во всех трех вариантах теплопритоки в камере были одинаковы, поэтому усушка не изменялась с изменением загруженности камеры. Некоторые участники дискуссии [2, 3] отмечают ограничение области применения расчетной формулы В. 3. Жадана высокими значениями относительной влажности воздуха, но, во-первых, это не мотивируется, а во-вторых, влажность воздуха в штабеле обычно всегда высокая: для фруктов и овощей 90—98 %, для мяса 94—98% [10, с. 23]. По нашим наблюдениям [11, с. 139], в свекловичных кагатах она держится обычно на уровне 96—100 %. Влажностный режим в штабелях отличается автоматизмом саморегулирований, поэтому вопреки распространенному мнению о решающей роли относительной влажности воздуха (в соответствии с законами психрометрии), в действительности она не имеет самостоятельного значения, так же как и факторы, определяющие общую испарительную способность продукта: величина его поверхности, скорость движения воздуха, коэффициент испарительной способности продукта. При изменении любого из этих факторов возникает компенсирующий процесс — соответствующее изменение относительной влажности воздуха. В исследованиях Д. Г. Рютова [10] при загрузке камеры на 40 % равновесная относительная влажность воздуха была (^94 %, а при загрузке на 100 % она возросла до 98 %. Психрометрическая модель штабеля не увязывается с влагообменом при активном вентилировании продуктов, которое заключается в периодическом (пульсирующем) отводе тепла, аккумулированного продуктом. Установившаяся система взглядов на тепло- влажностные процессы, помешавшая некоторым участникам дискуссии [7] разглядеть принципиально новое в теории В. 3. Жадана, не совместима с основным признаком теории — ее обобщенным характером, возможностью единым принципом объяснить накопленные факты. Поэтому можно утверждать, что до настоящего времени не было теории внутриштабельных тепловлаж- ностных процессов. Невозможность распространения психрометрической модели штабеля на плоды и овощи, имеющие температуру не ниже, а выше температуры воздуха, привела к недооценке роли влаго- обмена для этих видов продуктов. 47
Так, в последней монографии Г. Б. Чижова имеется следующее утверждение [13, с. 243]: «Для хранения растительных продуктов в камерах с воздушным охлаждением важно, что большинство растительных продуктов характеризуется обилием влаги. Следовательно, небольшая потеря ее почти не отразится на качестве продуктов». Прямо противоположного и обоснованного мнения придерживается А. А. Колесник [5, с. 35]: «Большинство плодов и овощей содержит в составе тканей 85 % и более воды. Однако сравнительно небольшие потери влаги приводят к нарушению биологических процессов, усилению распада органических веществ, ослаблению устойчивости плодов и овощей по отношению к микроорганизмам, ухудшению качества и сокращению сроков хранения». В своей статье В. 3. Жадан пишет [4, с. 44]: «Получившая большое распространение и считающаяся одной из лучших воздушная система охлаждения с общеобменной вентиляцией имеет наиболее низкий коэффициент технологической эффективности». Г. Б. Чижов рекомендует эту систему к широкому внедрению [13, с. 242]. Он отмечает, что за рубежом камеры хранения растительных продуктов оборудуют только воздушными системами охлаждения, и далее указывает: «Вероятно, от смешанного охлаждения камер хранения растительных продуктов есть смысл отказаться и ограничиться воздушным охлаждением». Между тем в статье Г. Б. Чижова и Е. С. Курылева [7, с. 49] сказано: «Выводы статьи справедливы, но не содержат новизны». Резкая критика объяснения В. 3. Жаданом основной закономерности внутриштабельных процессов — постоянство относительной влажности охлаждающего воздуха при отводе тепла от продуктов — не подкреплена никакими конкретными данными о микроструктуре их поверхности. При этом упускается из вида второе объяснение В. 3. Жадана [4, с. 41]: «...не обнаруживается какого-либо закономерного различия в потерях продукта в низу и верху штабеля), следовательно, потенциал локальной усушки для всего процесса остается одинаковым. Это подтверждает закон постоянства относительной влажности воздуха». Самым веским доказательством справедливости основной закономерности процесса является хорошее совпадение многочисленных опытных данных с результатами расчетов по формуле В. 3. Жадана [4, табл. 1—4]. А. А. Гоголин [3, с. 45] утверждает, что теория В. 3. Жадана не распространяется на продукты, не выделяющие тепла. С ним не согласен Г. Б. Чижов, который пишет [13, с. 231—232]: «...если работа охлаждающих устройств такова, что теплоприток лишь в малой его части воздействует на продукт, то соответственно невелика зависимость усушки от теплопритока. Это основная идея, развиваемая в работах В. 3. Жадана, рассмотревшего условия хранения продуктов, не выделяющих и выделяющих тепло, и предложившего методы расчета усушки, систему охлаждения камер в соответствии с названной идеей». Предложенная В. 3. Жаданом оригинальная теория внутриштабельных тепловлажностных процессов при охлаждении, замораживании и хранении продуктов животного и растительного происхождения заслуживает детального изучения и объективной оценки. Она позволяет формулировать практические рекомендации по совершенствованию техники хранения пищевых продуктов. Например, из расчетной формулы В. 3. Жадана вытекает требование уменьшить удельную площадь поверхности ограждающих конструкций хранилищ, через которые поступают теплопритоки. В отношении сахарной свеклы, хранящейся при активном вентилировании, это означает целесообразность увеличения высоты и ширины кагатов с неповрежденной свеклой. Наша многолетняя практика полностью подтверждает этот вывод. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Баркалов Б. В., Кар пис Е.Е. Кондиционирование воздуха в промышленных, общественных и жилых зданиях. М., Стройиздат, 1971. 2. Бражников А. М., Каухчешви- л и Э. И., М а л о в а Н. Д. О процессах тепло- и массообмена в камерах холодильников. — Холодильная техника, 1979, № 9. 3. Гоголин А. А. К вопросу о тепловлажностных процессах в камерах холодильников. — Холодильная техника, 1979, № 6. 4. Ж а д а н В. 3. Термодинамическая теория тепловлажностных процессов в камерах холодильников. — Холодильная техника, 1979, № 6. 5. Колесник А. А. Факторы длительного хранения плодов и овощей. М., Госторгиздат, 1959. 6. К у р ы л е в Е. С, Герасимов Н. А. Холодильные установки. М. — Л., Машгиз, 1961. 7. К у р ы л е в Е. С, Чижов Г. Б. К вопросу о тепловлажностных процессах в камерах холодильников. — Холодильная техника, 1979, № 8. 8. Постольски Я-, Груда 3. Замораживание пищевых продуктов./пер. с польского. М., Пищевая промышленность, 1978. 9. Р ю т о в Д. Г. Влагообмен в камерах хранения замороженных продуктов. — Холодильная техника, 1954, № 3. 10. Р ют о в Д. Г. Потери мороженого мяса при хранении и способы их уменьшения. — Мясная индустрия СССР, 1956, № 2. 11. X е л е м с к и й М. 3. Хранение сахарной свеклы. М., Пищевая промышленность, 1964. 12. Ч и ж о в Г. Б. Теплофизические процессы в холодильной технологии пищевых продуктов. М., Пищевая промышленность, 1971. 13. Ч и ж о в Г. Б. Теплофизические процессы в холодильной технологии пищевых продуктов. М., Пищевая промышленность, 1979. 48
ОБМЕН ОПЫТОМ УДК 628.84:621.565:[673.6:628.16.067].001.86 Запорно-фильтрующее устройство для автономных кондиционеров Э. И. ЧЕРНЯВСКИЙ Череповецкий металлургический завод В автономных кондиционерах типа СКК и КС на жидкостном фреоновом трубопроводе устанавливали, как правило, ручной вентиль, фильтр- осушитель для отделения механических примесей и осушки хладагента и соленоидный вентиль для защиты компрессора от гидравлических ударов при его пуске после стоянки. Каждый из этих элементов имеет по два штуцера с наружной резьбой и крепится самостоятельно при установке на кондиционере. Это усложняет схему жидкостных трубопроводов автономного кондиционера и затрудняет его обслуживание. /J! '?w' Рис. 1. Запорно-фильтрующее устройство. Автором предложено скомпоновать из ручного вентиля 1, фильтра-осушителя 3 и соленоидного вентиля 2 один узел — запорно-фильтрующее устройство (рис. 1). Этот узел компактен и имеет одно крепление — кронштейн 4 соленоидного вентиля. Чтобы избежать соединительных трубопроводов между элементами устройства, видоизменена конструкция промежуточного элемента — фильтра-осушителя (рис. 2). Он состоит из корпуса /, фланца 2, крышки «?. В горловине корпуса 1 имеется внутренний резьбовой канал с резьбой М20х1,5, предназначенный для непосредственного вворачивания ручного вентиля 15Б35бк1 (Z)y 10), обычно устанавливаемого на ресивере или конденсаторе кондиционера. Для присоединения соленоидного вентиля- СВФ-10 к фильтру приваривают ниппель 4 с надетой на него гайкой 5. В целях повышения надежности штуцер соленоидного вентиля СВФ-10, имеющий разбортовку, перетачивают под размеры штуцерно-торцового соединения (?>УЮ). Гайка 5 соленоидного вентиля протачивается4 соответствующим образом. Фланец 2 приваривают к корпусу 1, в который, вставляют фильтрующий * или осушительный элемент и поджимающую его пружину (на рис. не показаны), затем корпус закрывают крышкош 3. Пружина заимствована из сальника компрессора ФУ12. Собранный по рис. 1 узел испытывают в сборе- и на кронштейне 4 устанавливают в кондиционер. К штуцеру 5 ручного вентиля 1 подключают- трубопровод от ресивера (конденсатора), штуцер* 6 соленоидного вентиля 2 подсоединяют к трубопроводу, идущему к терморегулирующему вентилю. Внедрение предложения позволило упростить, схему фреоновых трубопроводов кондиционера, повысить надежность соединений и облегчить его обслуживание. Предложение внедрено в листопрокатном цехе завода. * Конструкция применяемого фильтрующего элемента описана в журнале «Холодильная техника»». 1979, № 6, с. 48. Рис. 2. Фильтр-осушитель. 49
УДК 663.674.013E71.62) Фабрика мороженого Хабаровского хл а докомби нота А. Г. КЛАДИИ Росмясомолторг В марте 1978 г. на Хабаровском хладокомбинате Росмясомолторга была досрочно введена в эксплуатацию фабрика мороженого мощностью 10 т/смену, построенная по проекту Гипрохо- лода. Фабрика мороженого размещена в четырехэтажном производственном корпусе с примыкающими к нему холодильником условной емкостью 1,8 тыс. т, автономным компрессорным цехом холодопроизводительностью 1,1 млн. ст. ккал/ч и бытовым корпусом. На фабрике установлено технологическое оборудование в основном отечественного производства: гомогенизаторы А1-ОГМ, пластинчатые охладительные установки ООЯ-1,2, резервуары РЧ-ОТН-4, протирочные машины Т1-КПХ, поточно-механизированные линии ОЛС и М6- ОЛБ, автоматы А2-ОВА для выпечки вафельных стаканчиков, тестомесильные машины ТММ-120. Листовые вафли выпекаются на автоматах «Нагема» (ГДР). В качестве сырья для производства мороженого используют сливочное масло, сухие молоко и сливки, сгущенное молоко, обезжиренное молоко, яйца и другие продукты. Натуральное молоко не используют. ^ Смесь мороженого охлаждают закрытым способом в пластинчатых охладительных установках ООЯ-1,2. Затем ее доохлаждают до требуемой технологической инструкцией температуры в резервуарах типа РЧ-ОТН-4 оборотной ледяной водой, поступающей из испарителя ИП-90, который установлен в аппаратном отделении компрессорного цеха. Ледяная вода используется также в вафельном отделении фабрики мороженого для охлаждения теста в резервуарах с двойными стенками из нержавеющей стали емкостью 100—150 л. В камерах хранения холодильника установлены панельные батареи. В ходе монтажа и эксплуатации фабрики мороженого были внедрены рационализаторские предложения, направленные на повышение эффективности и качества работы. В заготовительном отделении изготовлены и установлены два бочко- опрокидывателя, что значительно облегчило условия труда. Ленточные транспортеры фризеро- фасовочного отделения были обшиты леерами и частично введены в камеру дозакаливания в целях уменьшения перевалок готовой продукции и сокращения числа грузчиков. Для снижения гидравлических сопротивлений фризеры ОФИ приближены на расстояние до 1,0 м к дозирующим узлам расфасовочных автоматов, что позволило сократить длину трубопроводов для мороженого до 1,5 м. Это мероприятие способствовало продлению срока службы насосов фризеров, экономии электроэнергии, снижению расхода холода, а также расширению фронта работы фризеровщицы, которая теперь может следить за укладкой брикетов и стаканчиков в люльки конвейеров. Для увеличения производительности труда и облегчения работы упаков^ щиц каждая поточно-механизированная лини*г оборудована производственными столами, на которых закреплены клейницы и рольганги. По последним мороженое в ящиках скатывается на основной ленточный транспортер и направляется на дозакаливание. Выносные рельсовые приставки для конвейеров встроили непосредственно в скороморозильные шкафы, чтобы избежать загромождения фризеро-фасовочного отделения ящиками с готовой продукцией. Окна шкафов обшили утеплителями. ¦ | ; ; - ; В целях увеличения надежности работы линий и улучшения качества продукции на фризерах ОФИ установили сменные шкивы, что позволило использовать как плоские, так и тексропные ремни. ; 1 I j : j Применяемые на фабрике оттаивание батарей скороморозильных аппаратов и продувка фризеров горячими парами аммиака дают хорошие результаты, способствующие обеспечению заданной температуры мороженого на выходе из фризеров. В компрессорном цехе установлены три двухступенчатых агрегата АДС-РАБ200А, один АДС-РАБ60А, три компрессора П110, четыре аммиачных насоса ЦНГ-68 и два циркуляционных ресивера 3,5 РДВ. Компрессоры оснащены приборами оперативной и защитной автоматики. Холодопроизводительность установки регулируется автоматическим включением или остановкой компрессорных агрегатов по команде электронного моста КСМ-4. В качестве датчиков i применены термометры сопротивления. Уровень жидкого аммиака в промежуточных сосудах, циркуляционных ресиверах, испарителях регулируется реле уровня ПРУ-5 и соленоидными вентилями СВМ. В компрессорном цехе установлены щиты предупредительной, рабочей и аварийной сигнализации. Дистанционное измерение температуры в контрольных точках холодильной установки и контроль температуры смеси в резервуарах осуществляются логометром Л-64 в комплекте с мно- 50
поточечным переключателем и термометрами сопротивления, дистанционный контроль температуры воздуха в холодильных камерах — многоточечным электронным мостом КСМ-4 и датчиками (термометрами сопротивления), установленными в камерах, контроль температуры смеси в змеевиковых пастеризаторах — дистанционным термометром, включающим звуковую сигнализацию при достижении заданной температуры. Аммиачные компрессоры работают при трех температурах кипения аммиака: —40, —25 и —12 °С. Скороморозильные шкафы и фризеры поточно- механизированных линий присоединены к системе с температурой —40 °С. В камерах хранения и дозакаливания мороженого поддерживается температура —30 °С, в экспедиции —18 °С, в складе хранения сырья 0°С. В качестве теплоизоляции холодильных камер применен в основном пенополистирол ПСВ-С толщиной 250—300 мм, лишь в некоторых ограждениях уложены минераловатные плиты толщиной 200—300 мм. В предпусковой и пусковой периоды хладокомбинату практическую помощь оказала бригада ИЗОБРЕТЕНИЯ <11) 690253 B1) 2507196/28-13 B2) 14.07.77 2 E1) F 25 D 11/02; F 25 В 5/00 E3) 621.565.923 G2) В. К. Калюжный, Е. П. Волков <54) ДВУХКАМЕРНЫЙ ДОМАШНИЙ ХОЛОДИЛЬНИК, содержащий низкотемпературный и среднетем- пературный испарители, герметичный компрессор, конденсатор и дросселирующие органы, установленные перед испарителями, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабильности заданных температурных режимов в обеих камерах, герметичный компрессор имеет полость дозарядки, испарители соединены параллельно, при этом выход низкотемпературного испарителя подсоединен к всасывающей полости компрессора, а выход среднетемпературного испарителя — к полости дозировки компрессора. опытных специалистов родственных предприятий из Ленинграда и Новосибирска под руководством главного инженера Новосибирского хладокомбината В. А. Петрова. В последующем специалисты хладокомбината выезжали на фабрики мороженого в Ростов-на-Дону, Новосибирск и Москву для изучения опыта их работы. Залогом быстрого освоения процесса производства мороженого на Хабаровском хладокомбинате явилась проведенная работа по подбору кадров и, в первую очередь, ведущих специалистов. Большая заслуга принадлежит техническим работникам, на плечи которых легла задача освоения сложного технологического оборудования. Здесь надо отдать должное профессиональной любознательности, творческому поиску и настойчивости в достижении конечной цели, проявленными главным механиком хладокомбината Л. И. Ковалем, начальником компрессорного цеха А. А. Григорьевым, старшим машинистом Г. Н. Ванаковым. Коллектив предприятия готов выполнить стоящие перед ним задачи по дальнейшему совершенствованию техники, технологии и организации труда, достижению в 1980 г. объема производства мороженого в размере не менее 3000 т# (И) 690271 B1) 2416940/24-06jB2) 09.11.76 2 E1) F 28 С 3/06 E3) 536.423.1 G2) В. С. Майсоценко, А. Б. Ци- мерман, И. М. Печерская, М. Г. Зексер G1) Одесский инженерно-строительный институт E4) СПОСОБ ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ВОДЫ ДО ТОЧКИ РОСЫ путем контакта воды с охлаждающим воздухом, предварительно охлажденным при постоянном влагосодержании через разделительную стенку воздухом, контактирующим с водой, отличающейся тем что, с целью повышения эффективности охлаждения, воду подают на разделительную стенку со стороны охлаждающего воздуха и процессы контактирования воды с охлаждающим воздухом и* его предварительного охлаждения ведут одновременно. (И) 694749 B1) 2616960/23-06 B2) 10.05.78 2E1) F 25 В 19/04; F 25 D 3/00 E3) 621.565.4 G2) В. Д. Ельча- нинов, Н. Я. Обухов, В. Е. Халанский, Д. А. Шаповалов, В. А. Шмаков E4) СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ГЕРМЕТИЧНОГО ОБЪЕКТА, содержащая циркуляционный контур, в который после охлаждаемого объекта последовательно включены регенератор-теплообменник с охлаждающей полостью и компенсационная емкость, отличающаяся тем, что, с целью сокращения времени межэксплуатационного обслуживания преимущественно при размещении объекта на транспортном средстве, теплообменник-регенератор расположен выше компенсационной емкости и охлаждаемого объекта и соединен с ними посредством гибких трубопроводов, снабженных разъемами цангового типа, причем охлаждающая полость теплообменника-регенератора заполнена твердым веществом с большой величиной скрытой теплоты плавления, преимущественно пальмитиновой кислотой. 17 51
ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ОТ РЕДАКЦИИ Журнал «Холодильная техника» начинает с настоящего номера печатать разработанные БНИХИ «Правила устройства и безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок» (новое название 6-го издания «Правил техники безопасности на аммиачных холодильных установках»). По окончании публикации Правил редакция предполагает, в случае возникновения у читателей вопросов, опубликовать комментарии их составителей с разъяснением положений, вызвавших наибольшее количество вопросов читателей, а также наиболее интересные предложения по реализации требований статей Правил. УДК [621.565:621.564.22]-78[083.13) Правила устройства и безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок Настоящие отраслевые Правила составлены Всесоюзным научно-исследовательским институтом холодильной промышленности (ВНИХИ) с учетом общепромышленных «Правил техники безопасности для холодильных машин и установок», подготовленных ВНИИхо- лодмашем, а также накопленного опыта эксплуатации, проектирования и монтажа аммиачных холодильных установок в пищевых отраслях промышленности и торговле. При разработке Правил были учтены замечания и предложения министерств, ведомств, проектных, научно-исследовательских и учебных институтов, производственных предприятий и других заинтересованных организаций. Правила предназначены для инженерно-технических работников — специалистов по проектированию, монтажу, эксплуатации холодильных установок и технике безопасности. С введением в действие настоящих Правил утрачивают силу «Правила техники безопасности на аммиачных холодильных установках», изд. 5. М., ВНИХИ, 1967 г. Технологическая документация по проектированию и эксплуатации холодильных установок должна соответствовать настоящим Правилам и инструкциям заводов-изготовителей. Правила рассмотрены и одобрены Ученым советом ВНИХИ, согласованы с Президиумом ЦК профсоюза рабочих пищевой промышленности и утверждены Минмясомол- промом СССР. В редактировании Правил принимали участие: В. И. Николаев, И. И. Моцкобили (Мин- мясомолпром СССР); В. М. Уткин, А. И. Савельева, В. Д. Леонов (ЦК профсоюза рабочих пищевой промышленности); Ю. Я. Сенягин (Минмясомолпром РСФСР); Н. К. Плотников (Гипромясо); В. Н. Кроткое (ВНИИхолодмаш); Б. Н. Коган (Гипрохолод); Э. Н. Коровина (Гипрорыбпром); О. А. Бахвалов, В. М. Леонов, Ю. А. Паланто (Минторг РСФСР); А. И. Шувалов (завод «Компрессор»). Составители: И. М. Гиндлин, В. К. Лемешко, Ю. К. Соломаха (ВНИХИ). 1. Общие положения 1.1. Настоящие Правила определяют требования к устройству и безопасной эксплуатации стационарных холодильных установок, работающих по замкнутому циклу с использованием аммиака в качестве холодильного агента (приложение 1). 1.2. Требования Правил распространяются на проектирование организациями и предприятиями пищевых отраслей промышленности и торговли холодильных установок, их монтаж и эксплуатацию. 1.3. Требования настоящих Правил распространяются в полном объеме и на холодильные установки или их элементы, заполненные аммиаком, но находящиеся по каким-либо причинам в нерабочем состоянии. 1.4. Оборудование холодильных установок (в том числе иностранного изготовления) должно отвечать отечественным нормативам холодильного машиностроения, а его эксплуатация — настоящим Правилам. 1.5. При проектировании, монтаже и эксплуатации новых предприятий, содержащих аммиачные холодильные установки, требования на- 52 17
стоящих Правил должны соблюдаться в полном объеме. При приведении действующих холодильных установок в соответствие с требованиями настоящих Правил допускается в отдельных случаях частичное отступление от некоторых требований по согласованию в установленном порядке с вышестоящими контролирующими организациями (например, меньшая высота помещений, размещение аммиачного оборудования в подвале, прокладка аммиачных трубопроводов в туннеле и т. п.). Сроки приведения действующих холодильных установок в соответствие с требованиями настоящих Правил устанавливаются министерствами и ведомствами. 1.6 Ответственность за выполнение требований настоящих Правил возлагается на администрацию предприятия (производственного объединения *) и вышестоящую хозяйственную организацию, а контроль за их выполнением обеспечивается инженером по охране труда и технике безопасности (или лицом, выполняющим его функции) предприятия, заводским (местным) комитетом и технической инспекцией труда профсоюза. При отсутствии в Правилах требований, соблюдение которых при производстве работ необходимо для обеспечения безопасных условий труда, администрация предприятия по согласованию с заводским (местным) комитетом профсоюза принимает меры, обеспечивающие безопасные условия труда. 1.7. Должностные лица на предприятиях, в организациях, а также инженерно-технические работники проектных и конструкторских институтов и организаций, виновные в нарушении настоящих Правил, несут личную ответственность, независимо от того, привело ли это нарушение к аварии или несчастному случаю с людьми. Они отвечают также за нарушения, допущенные их подчиненными. 1.8. Выдача должностными лицами указаний или распоряжений, принуждающих нарушать настоящие Правила, самовольное возобновление работ,остановленных органами технического надзора, технической инспекцией труда профсоюза или лицом, ответственным за надзор, а также непринятие этими лицами мер по устранению нарушений, которые допускаются в их присутствии подчиненными, являются грубейшими нарушениями Правил. В зависимости от характера нарушений и их лоследствий все указанные лица несут ответственность в установленном законодательством порядке. * Далее именуемые предприятиями. 1.9. В холодильных установках допускается применять только аппараты (сосуды), изготовленные в соответствии с действующей нормативно-технической документацией, утвержденной, согласованной и зарегистрированной в установленном порядке. 1.10. На каждом предприятии должны быть разработаны и утверждены инструкции по эксплуатации холодильного оборудования, входящего в состав холодильной установки, а также инструкции по охране труда. Разработку инструкций обеспечивает начальник компрессорного цеха (или заменяющее его лицо), который представляет их на согласование инженеру по охране труда и технике безопасности (или заменяющему его лицу) и на утверждение главному инженеру предприятия (или его заместителю) и заводскому комитету профсоюза. Инструкции должны быть доведены до каждого машиниста (под расписку) и вывешены на видном месте. 1.11. На каждом предприятии приказом должно быть назначено лицо, ответственное за исправное состояние, правильную и безопасную эксплуатацию холодильных машин и установок. Регистрация холодильных аппаратов (сосудов), надзор за ними в процессе эксплуатации и их техническое освидетельствование должны проводиться лицом, специально назначенным приказом по предприятию, в ведении которого находятся эксплуатируемые холодильные машины и установки. 1.12. На администрацию предприятия возлагается проведение инструктажа рабочих и служащих по технике безопасности, производственной санитарии, противопожарной охране и другим правилам охраны труда, а также постоянный контроль за соблюдением работающими всех требований инструкций по охране труда. Рабочие и служащие обязаны соблюдать инструкции, устанавливающие Правила выполнения работ и поведения в производственных помещениях. Рабочие и служащие обязаны также соблюдать установленные требования эксплуатации машин и механизмов и правила пользования средствами индивидуальной защиты. 2. Организационные мероприятия 2.1. К обслуживанию холодильных установок допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование и имеющие свидетельство об окончании специального учебного заведения или курсов: по эксплуатации холодильных установок — для машинистов; по автоматизации холодильных установок — для слесарей по контрольно-измерительным приборам и автоматике. 53
К самостоятельному обслуживанию холодильных установок машинисты могут быть допущены только после прохождения стажировки сроком не менее 1 мес (в результате которой они должны освоить обслуживание конкретной установки и поддержание нормальных режимов ее работы) и соответствующей проверки знаний. Стажировку должны проводить опытные наставники. Допуск к стажировке и самостоятельной работе осуществляется распоряжением по предприятию. 2.2. Инструктаж по технике безопасности и правилам оказания доврачебной помощи обязателен для всех вновь поступающих на работу и работающих независимо от их стажа и квалификации. Руководители предприятий обязаны обеспечить своевременное и качественное проведение инструктажа работающих по безопасным приемам и методам работы, ознакомление с правилами поведения на территории, в цехах и на участках предприятия. Объем проведения инструктажа и порядок его оформления приведены в приложении 2. 2.3. Периодическая проверка знаний персонала по обслуживанию холодильной установки, технике безопасности, инструкций по эксплуатации оборудования и практическим действиям по оказанию доврачебной помощи должна производиться не реже одного раза в 12 мес комиссией, состоящей из специалистов по холодильной технике, электротехнике и технике безопасности. Состав комиссии утверждается приказом руководства предприятия. Результаты проверки заносятся в специальный журнал, где указываются дата проверки и оценка знаний каждого проверяемого, за подписями членов комиссии. 2.4. Персонал, допущенный к обслуживанию холодильной установки, должен знать: машинисты: — ее устройство, обслуживание, принцип работы, системы аммиачных, рассольных и водяных трубопроводов, а также порядок выполнения работ по пуску, остановке и регулированию режима работы установки и ее элементов в соответствии с заводскими инструкциями по обслуживанию установленного оборудования; — правила безопасной работы с электроустановками *; — элементарные основы физики в области холодильного процесса; — характеристику и свойства аммиака; — нормальный режим работы холодильной установки; * В объеме не ниже II квалификационной группы для машинистов и не ниже IV — для слесарей по КИПиА. 54 — правила зарядки установки аммиаком. Слесари по К И П и А: — правила безопасной работы с электроустановками *; — устройство, обслуживание, принцип действия и наладку автоматических приборов установки, щитов и пультов, системы автоматизации и защиты компрессоров и насосов от опасных режимов работы и аварий; — принцип работы холодильной установки. Машинисты и слесари по КИПиА должны, кроме того, уметь пользоваться средствами индивидуальной защиты и знать соответствующие правила техники безопасности, правила оказания доврачебной помощи при отравлении аммиаком* и поражении электрическим током, правила и приемы ремонта оборудования и систем, порядок ведения суточного журнала работы машинного отделения. Инженерно-технический персонал, ответственный за эксплуатацию холодильной установки, а также весь обслуживающий ее персонал должны уметь правильно действовать при опасном отклонении от нормального режима работы установки, возникновении аварийной ситуации и ликвидации прорыва аммиака. 2.5. Конструкция сосудов (аппаратов), их эксплуатация, а также регистрация и освидетельствование предприятиями-владельцами должны отвечать требованиям «Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» (приложение 3). Сосуды (аппараты) холодильных установок не подлежат регистрации и освидетельствованию органами Госгортехнадзора СССР. Администрация предприятия должна обеспечить холодильную установку необходимым штатом персонала, руководствуясь действующими «Нормативами численности рабочих холодильных установок», разработанными НИИ труда. 2.6. В машинном отделении должны быть вывешены на видном месте — инструкции по устройству и безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок; обслуживанию машин, аппаратов (сосудов); эксплуатации холодильной системы (охлаждающих устройств); обслуживанию контрольно-измерительных приборов и автоматики; оказанию доврачебной помощи при отравлении аммиаком и поражении электротоком; действиям персонала при ликвидации прорыва аммиака и возникновении аварийной ситуации («влажный» ход компрессора и пр.); пожарной безопасности; охране труда, а также: — годовые и месячные графики проведения планово-предупредительного ремонта;
— схемы аммиачных, рассольных и водяных трубопроводов с пронумерованными в них и соответственно в натуре запорной арматурой и приборами автоматики; — указатели нахождения средств индивидуальной защиты; — номера телефонов скорой помощи, пожарной команды, диспетчера электросети, начальника компрессорного цеха (домашний телефон); — номера телефонов и адрес организации, обслуживающей автоматизированную холодильную установку. 2.7. В случае внесения изменений в холодильную установку схемы трубопроводов должны быть соответственно исправлены в двухнедельный срок. 2.8. Прием в эксплуатацию вновь смонтированной или реконструированной установки производится в соответствии соСНиП III—3—76. При приеме должны быть представлены следующие документы: — проект установки (с внесенными в установленном порядке изменениями, если таковые имели место при монтаже); — технические условия и руководства по эксплуатации заводов-изготовителей холодильного оборудования; — акты на проведенные строительные и монтажные работы; — акты на испытание оборудования и систем трубопроводов на прочность и плотность; — акты на продувку и заполнение системы аммиаком. Электрическая часть холодильной установки принимается в эксплуатацию в соответствии с требованиями СНиП III—33—76, «Правил технической эксплуатации и правил техники безопасности при эксплуатации воздушных линий электропередач, распределительных электросетей и взрывоопасных электроустановок» (приложение 4) и «Правил устройства электроустановок» (глава 1—8). 2.9. Оборудование холодильной установки и вентиляционные устройства машинного и аппаратного отделений должны ежедневно подвергаться проверке ответственным за их эксплуатацию лицом (с занесением замеченных дефектов и мер по их устранению в журнал работы машинного отделения). 2.10. Вход посторонним лицам в помещение машинного и аппаратного отделений запрещается. Снаружи у входных дверей этих помещений должны быть установлены звонки для вызова обслуживающего персонала, а также вывешены предупредительные надписи «Вход посторонним воспрещен». 2.11. Лица, допущенные в машинное, аппаратное или конденсаторное отделение, а также в холодильные камеры с непосредственным охлаждением для выполнения работ, не связанных с. обслуживанием холодильной установки и оборудования (ремонт помещения, теплоизоляции, покраска оборудования и труб и пр.), должны быть проинструктированы об опасных последствиях повреждения холодильного оборудования, трубопроводов и их креплений, арматуры, контрольно-измерительных и автоматических приборов, батарей и воздухоохладителей. Указанные лица должны быть предупреждены о недопустимости использования оборудования, труб* и приборов в качестве опор для рабочих площадок (подмостей), лестниц и средств подъема материалов, о запрещении курения и о порядке эвакуации из помещений в случае утечки аммиака или аварии. Выполнение ремонтных работ в упомянутых помещениях, а также очистка батарей при оттай- ке инея должно проводиться под наблюдением; лица, ответственного за эксплуатацию холодильной установки (лица его заменяющего). 2.12. Проверка знания правил, норм и инструкций по технике безопасности руководящими и инженерно-техническими работниками должна осуществляться в соответствии с положением%. утвержденным Минмясомолпромом СССР. 2.13. Расследование несчастных случаев осуществляется в соответствии с действующим «Положением о расследовании и учете несчастных случаев на производстве», утвержденным Президиумом ВЦСПС. (Продолжение следует)
ХРОНИКА Второе всесоюзное научно-техническое совещание «Проблемы совершенствования и развития оборудования для кондиционирования воздуха и вентиляции» С 28 по 30 ноября 1979 г. в г. Харькове состоялось Второе всесоюзное научно-техническое совещание по кондиционированию воздуха, организованное Министерством строительного, дорожного и коммунального машиностроения, объединением «Союзкондиционер», ВНИИконди- ционером и ЦНИИТЭстроймашем. В работе совещания приняли участие представители Госплана СССР, Госстроя СССР, Госснаба СССР, Мин- строймаша, ведущие специалисты заводов, научно-исследовательских, проектных организаций, вузов (всего около 250 человек). На совещании были заслушаны и обсуждены 15 докладов и 54 сообщения по вопросам исследования, разработки и внедрения новых типов оборудования для кондиционирования воздуха и вентиляции, а также перспективного развития отрасли кондиционеростроения. В докладах генерального директора объединения «Союзкондиционер» В. И. Молова, директора " ВНИИкондиционер Г. С. Куликова и заместителя директора ЦНИИ- промзданий В. И. Прохорова было отмечено, что успехи в кондиционе- ростроении достигнуты не только в результате осуществления ряда мероприятий по развитию отрасли кондиционеростроения, но также и благодаря тесному сотрудничеству науки и производства. В результате за период 1974—1979 гг. повысились об>ем производства и технический ур.» >нь выпускаемого оборудования, расширена его номенклатура. Выпуск кондиционеров возрос в 1975 г. по сравнению с 1970 г. примерно в 1,5 раза, а в 1980 г. по сравнению с 1975 г. увеличится в 1,6 раза. С 1980 г. начнется серийное производство нового ряда центральных агрегатированных кондиционеров типа КТЦ производительностью по воздуху от 31,5 до 250 тыс. м3/ч, которые заменят центральные кондиционеры ряда КТ, что позволит повысить эффективность производства, упорядочить проектные решения и улучшить технико-экономические показатели СКВ. Наряду с разработками центральных кондиционеров, в настоящее время ВНИИкондиционером, СКТБ «Кондиционер» и домодедовским заводом «Кондиционер» разработан и внедрен новый унифицированный ряд автономных кондиционеров общего назначения типа КТА1 с водяным охлаждением конденсатора производительностью по воздуху от 2 до 10 тыс. м3/ч. Бакинским заводом бытовых кондиционеров выпускаются бытовые кондиционеры типа Б К-1500 и БК-2500, Краматорским — типа «Донбасс». Интенсивно проводятся работы но созданию общепромышленных автономных кондиционеров типа КТА2-5 с воздушным охлаждением конденсатора. В выступлениях представителей различных организаций ставился вопрос о необходимости ускорения разработок новых типов кондиционеров для строительных и дорожных машин, тракторов и другой подвижной техники. Многие участники совещания уделяли внимание методам улучшения тех нико-экономических показателей отдельных элементов кондиционеров: воздухонагревателей, воздушных фильтров, вентиляторов, воздушных клапанов, а также контактных аппаратов для повышения интенсивности тепло- и массообмена в них. В частности, это относится к аппаратам с регулярными насадками из прогрессивных материалов, а также камерам орошения новых типов и теп- ломассообменным блокам для центральных кондиционеров и градирен. Все больше внимания уделяется разработке теплообменников для утилизации тепла и холода стационарного и вращающегося типа. Наметилась тенденция повышения в центральных кондиционерах удельных воздушных нагрузок. Возрос технический уровень некоторых решений по автоматическому управлению СКВ. Принимаются меры по комплектной поставке кондиционеров со средствами автоматизации. Наряду с отмеченными положительными результатами, в докладах, сообщениях и выступлениях участников отмечалось медленное решение ряда назревших вопросов, недостаточная координация в действиях заинтересованных организаций, некомплексное решение некоторых проблем. Многие конкретные предложения, направленные на устранение отмеченных недостатков, нашли отражение в решении совещания. Однако имеются вопросы, по которым, очевидно, еще трудно сейчас принять конкретные решения, поскольку требуется время для их систематизации и дополнительного обсуждения. Во-первых, необходимо обратить внимание на более рациональное использование кондиционеров. Для этого требуется разработать и внедрить в практику обоснованные и доступные приемы оптимизации проектных решений по СКВ. Во-вторых, необходимо провести исследования по выявлению требований ко всему комплексу технико- экономических показателей отдельных элементов СКВ. Для этого надо сформулировать требования к каждому элементу систем, учитывая влияние их характеристик на все технико-экономические' показатели проектируемых систем. В-третьих, в связи с большим вниманием к экономии топлива и электроэнергии требуется не только отобрать и наладить производство эффективных средств утилизации тепла, удаляемого из объектов с воздухом, но и определить целесообразную область их первоочередного использования. Для реализации отмеченных резервов улучшения всего комплекса технико-экономических показателей в сфере производства кондиционеров и их использования необходимы совместные строго координированные действия ведущих научно-исследовательских институтов, проектных организаций, вузов и т. д.. Совещание наглядно продемонстрировало возросший уровень развития кондиционеростроения. Участники совещания ознакомились с новой лабораторной базой ВНИИкон- диционера, а также с производством Харьковского кондиционерострои- тельного завода. 56
К 70-летию Евгения Сергеевича Курылева 9 января 1980 г. исполнилось 70 лет со дня рождения и и 50 лет научно-педагогической деятельности заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, доктора технических наук, профессора Евгения Сергеевича Курылева. Е. С. Курылев после окончания с отличием Ленинградского технологического института холодильной промышленности в 1937 г. остался в нем работать. В июле 1941 г. добровольно вступил в ряды Советской Армии, участвовал в боях на Ленинградском фронте, командуя минометным дивизионом. В 1945 г. после тяжелого ранения Е. С. Курылев вернулся в институт и в 1946 г. защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук. С 1950 г. Е. С. Курылев работает на кафедре холот дильных установок, ведет активную научную и педагогическую работу. В 1968 г. он успешно защитил диссертацию на соискание ученой степени доктора технических наук. Основное направление научной деятельности Е. С. Курылева — повышение эффективности производства и использования искусственного холода в различных отраслях промышленности. В целях развития этого направления в ЛТИХП в 1964 г. создана отраслевая научно-исследовательская лаборатория Министерства нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышлен^ ности, которой бессменно руководит Евгений Сергеевич. В области мясо-молочной и холодильной промышленности пйд его руководством проводились исследования насосных схем подачи хладагента к охлаждающим приборам, а также разрабатывались схемы скороморозильных аппаратов для мелкоштучных продуктов. Результаты исследований внедрены на многих предприятиях страны и дают существенный экономический эффект. ИЗОБРЕТЕНИЯ A1) 684265 B1) 2580866/23-06 B2) 20.02.78 2E1) F25 В 15/02 E3) 621,575 G2) Н. М. Ткач, Б. А. Минкус, А. Г. Дергачев G1) Одесский технологический институт холодильной промышленности E4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХОЛОДА В АБСОРБЦИОННОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ, путем двухстадийного выпаривания раствора, на первой стадии — теплотой, выделяющейся при абсорбции в цикле превышения температур, а на второй —- посторонним теплоносителем с одновременным отбором паров, образующихся на первой стадии выпаривания, и подачей их В; паровой поток, образующийся во второй стадии, последующей ректификации, дефлегмации, конденсации паров и испарения полученной жидкости при низком давлении с производством холода, отличающийся тем, что* с целью повышения экономичности путем снижения теплоты дефлегмации, отбор паров, образующихся на первой стадии выпаривания раствора, осуществляют на различных температурных уровнях и подают их на процесс ректификации в соответствующие температурные зоны потока паров хладагента, образующихся на. второй стадии выпаривания. Под руководством Е. С. Курылева выполнены и* успешно защищены 10 кандидатских диссертаций. Богатый научный опыт Евгения Сергеевича нашел свое отражение в большом количестве публикаций. Е. С. Курылев является основным автором учебника «Холодильные установки», выдержавшего два издания и получившего широкое признание как у нас в стране, так и за рубежом, автором двух учебных пособий по курсу холодильных установок и большого числа статей, опубликованных в различных научно-технических изданиях и в журнале «Холодильная техника». Научно-педагогическая деятельность Е. С. Курылева неразрывно связана с его активной общественной работой. Вступив в 1939 г. в ряды Коммунистической партии Советского Союза, Евгений Сергеевич неоднократно избирался в состав партийного бюро, был секретарем партийного бюро института и членом Фрунзенского РК КПСС г. Ленинграда. За успешное выполнение боевых заданий в годы Великой Отечественной войны и активную трудовую деятельность Е. С. Курылев награжден орденами «Отечественной войны 1-й степени», «Отечественной войны 2-й степени», «Знак Почета» и медалями. Е. С. Курылев пользуется широкой известностью и заслуженным авторитетом среди специалистов- холодильщиков. Редакционная коллегия и редакция журнала «Холодильная техника», коллеги и товарищи по работе сердечно поздравляют Евгения Сергеевича со славным, юбилеем и желают ему крепкого здоровья и дальнейших успехов в научной деятельности и подготовке кадров специалистов-холодильщиков для народного хозяйства. (И) 694748 B1) 2610893/25-06 B2) 04.05.78 2E1) F 25 В 15/16 E3) 621.575 G2) ИЛ. Варшавский, В. В. Соловей, Ю. В. Черкашин, В. А. Попович, М. В. Мельник G1) Институт проблем машиностроения АН Украинской ССР E4) КОМПРЕССОРНАЯ УСТАНОВКА, содержащая генераторы-абсорберы, попеременно переключаемые с десорбции паров хладагента высокого давления на адсорбцию паров низкого давления, отличающаяся тем, что, с целью снижения количества потребляемого тепла, установка снабжена насосом, а в генераторах- абсорберах' установлены теплообменники, соединенные между собой с образованием циркуляционного контура, и насос включен в последний. A1) 696247 B1) 2344480/23-06 B2) 08.04.76 2 E1) F25 В 9/00 E3) 621.565.45 G2) Г. И. Воронин, А. Д. Суслов, В.*В. Белов, А. Н. Стрельцов, В. Б. Полтараус G1) Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана E4) ТЕПЛОИСПОЛЬЗУЮЩАЯ ГАЗОВАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА, содержащая газовый циркуляционный контур и установленные в нем цилиндры, регенераторы и теплообменные аппараты, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, в конт тур дополнительно включены нагнетатель и газораспределитель, подсоединенный к цилиндрам, в которых размещены неподвижные перегородки, выполненные из; пористого материала. 57
В МЕЖДУНАРОДНОМ ИНСТИТУТЕ ХОЛОДА УДК [637.664].037.1 Руководство по холодильному хранению скоропортящихся продуктов* (МИХ, 1976 г.) ХОЛОДИЛЬНОЕ ХРАНЕНИЕ СКОРОПОРТЯЩИХСЯ ПРОДУКТОВ -За основу при составлении данного раздела «Руководства по холодильному хранению» приняты изданные Международным институтом холода в 1967 г. «Рекомендуемые условия для хранения скоропортящихся продуктов», которые дополнены в разделе практическими положениями. «Рекомендуемые условия» остаются основным справочным источником по всем вопросам холодильного хранения, не освещенным в данном разделе. Об изменениях, происходящих в продуктах в процессе замораживания, достаточно полно изложено в «Рекомендациях по обработке и реализации замороженных .продуктов», выпущенных в свет МИХом в 1972 г. Этот материал не вошел в рассматриваемый раздел «Руководства по холодильному хранению». * * * Холодильная обработка не улучшает качества продуктов, а лишь замедляет его ухудшение, вызываемое микробиальными, химическими и ферментативными процессами. По мере развития этих процессов возрастают трудности их замедления. Хорошие результаты холодильной обработки можно получить только для продуктов с нормальной микро- •биальной обсемененностью, не имеющих загрязнений и физиологических пороков. Не обладающие этими свойствами продукты, помещенные в камеру, могут оказать вредное воздействие на ранее загруженные продукты, а также привести камеру в антисанитарное состояние «в результате распространения спор плесени, выделения посторонних запахов и т. д. Установлено, что микроорганизмы в некоторых продуктах не всегда развиваются непосредственно после их получения, это может происходить несколько позднее, например в молоке. Грибковые плесени, внесенные с продуктом в холодильную камеру, нередко начинают быстро развиваться лишь через некоторое время. Поэтому очень важно знать условия предыдущей обработки продукта, поступившего »с производства, что позволит предвидеть возможность микробиального развития. За рубежом считают, что относительно высокая стоимость холодильной обработки продуктов оправдана, если продажная цена покрывает расходы на охлаждение, которое целесообразно при хорошем коммерческом качестве продуктов. Холодильная обработка должна быть проведена возможно скорее после убоя, улова или сбора, так как любая задержка приводит к сокращению * Продолжение. Начало см. № 2,4, 6,9 за 1979 г., .№ 1 за 1980 г. 58 срока хранения продукта, подверженного качественным изменениям и порче до охлаждения. Если, например, вовремя не охладить груши, то начинается процесс их созревания, который уже нельзя предотвратить последующим охлаждением в камерах. Необходимость немедленной холодильной обработки продуктов, в частности замораживания, в некоторых случаях является спорной. В качестве примера можно привести мясо, необходимость замораживания которого зависит от его последующего использования. Мясные кулинарные изделия должны быть вначале охлаждены и лишь после созревания заморожены. Если же мясо предназначено для переработки, его следует замораживать безотлагательно. Практически не всегда легко определить качество продукта и установить допустимый срок его хранения или целесообразность замораживания. Зачастую качество оценивают на основании физических свойств продуктов (внешний вид, плотность, цвет, запах). Для некоторых продуктов существуют гарантийные методы определения качества (например, овоскопирование яиц), но они являются исключением. Проводятся работы по совершенствованию методов оценки качества, годных для других продуктов (например, для рыбы). Целесообразно по вопросам качества консультироваться с опытными в этой области экспертами и следовать их рекомендациям. На всем протяжении холодильной цепи от места производства до потребителя продукты должны находиться под непрерывным воздействием холода. Наиболее благоприятные температуры для максимальных сроков хранения различных продуктов приведены в «Рекомендуемых условиях для холодильного хранения скоропортящихся продуктов» (МИХ, 1967 г.). Поддержание температур ниже рекомендуемых не удлиняет, как правило, сроки хранения охлажденных продуктов и зачастую, наоборот, сокращает их вследствие риска замораживания или физиологических заболеваний продуктов. Если продукты заложены на кратковременное хранение, то температуры могут быть более высокими. Сроки хранения, приведенные в «Рекомендуемых условиях», действительны для продуктов хорошего качества и обеспечивают надежное сохранение его не только в камерах холодильника, но и в течение нормального срока реализации. На протяжении всего срока хранения температура в камерах должна поддерживаться возможно более постоянной. Некоторые продукты весьма чувствительны к колебаниям температуры, особенно, если она близка к точке их замерзания. В этом случае колебания в пределах ±1°С могут, например, неблагоприятно отразиться на качестве яиц или сократить сроки хранения фруктов. Не следует загружать в камеру продукты с температурой более высокой, чем температура камеры. На практике это, однако, не всегда удается. Поэтому при проектировании предусматривают поступление в камеры хранения ограниченного количества продуктов, для охлаждения которых устанавливают соответствующее оборудование. Поступающие охлажденные продукты целесообразно не сосредоточивать в одном месте, а распределять по камере. Равномерность температуры воздуха должна быть обеспечена по всему объему камеры. Теплопритоки через ограждения холодильных камер существенно влияют на распределение температуры воздуха, что следует учитывать при выборе оптимальной толщины теплоизоляции ограждающих конструкций. Равномерное распределение температуры воздуха в камерах хранения особенно трудно достижимо при выделении продуктами теплоты дыхания. Систематическими измерениями установлено, что при неправильном штабелировании неравномерность температуры в камере хранения фруктов достигает 4 СС.
Воздушное охлаждение с принудительной циркуляцией воздуха позволяет получить более равномерную температуру в камерах. При длительном хранении продуктов циркуляция воздуха должна быть умеренной, без зон застоя и чрезмерного движения воздуха. Точность современных приборов автоматического регулирования температуры находится в пределах ±1 С. «Следует уделять должное внимание правильному размещению их в камере и корректировать его для каждой конкретной камеры. Некоторые зарубежные специалисты считают, что температуру в камерах должен измерять персонал машинного отделения, другие же доверяют эту работу специальному лицу, посещающему все камеры один или, лредпочтительнее, несколько раз в день. Рекомендуется измерять температуру не в одном, а в нескольких местах камеры. Термометры должны быть защищены от повреждений. К ним должен быть обеспечен свободный доступ. Важно измерять также температуру хранимых продуктов. Потери массы продукта за период хранения, зависящие от уровня оптимальной влажности воздуха в камере, прямо пропорциональны разности парциальных давлений паров воды в воздухе и поверхностном слое продукта и обратно пропорциональны сопротивлению этого слоя переносу влаги. Потери массы вызывают большие убытки и, кроме того, снижают питательную ценность продукта. Сокращение потерь массы может быть достигнуто повышением сопротивления поверхностного слоя продукта переносу влаги (посредством воскования, осушения этого слоя, упаковки продукта) или повышением относительной влажности воздуха в камере. Большинство пленок, применяемых для упаковки, создает вокруг продукта очень влажный микроклимат и оказывает большое сопротивление переходу влаги в воздух камеры. Поэтому повышение относительной влажности воздуха в камере для борьбы с потерями массы имеет предел, так как оно может оказаться благоприятным для развития микроорганизмов на некоторых продуктах. В «Рекомендуемых условиях» указаны достаточно надежные значения относительной влажности воздуха, при которых микроорганизмы не развиваются, но потери массы являются допустимыми. Недавно проведенные исследования позволили установить, что в условиях некоторых микроклиматов допустимо повышать относительную влажность воздуха почти до полного насыщения при благоприятном ее влиянии на продукт. Существуют большие различия в сопротивляемости потерям влаги поверхностных слоев продуктов. Одни подвержены большим потерям, чем другие. Различны потери влаги одним и тем же продуктом. Они возрастают при увеличении отношения поверхности ^его к объему и при более мелкой расфасовке (бескостное мясо в кусках теряет влаги больше, чем мясо в полутушах или четвертинах). Мясо молодых животных, ткани которого богаты влагой, легче обезвоживается, чем мясо старых. Жирное мясо теряет меньше массы, чем тощее. Потери массы уменьшаются по мере увеличения срока хранения, что объясняется прогрессирующим высыханием поверхностного слоя продукта и замедлением испарения влаги. Однако в слишком сухом воздухе потери массы в единицу времени довольно велики и при длительном хранении. При одной и той же относительной влажности развитие микроорганизмов происходит менее интенсивно, если в камере поддерживается более низкая температура. Как правило, более высокая относительная влажность устанавливается в камере с более низкой температурой, поэтому для хранения мороженых продуктов рекомендованы достаточно низкие температуры, позволяющие поддерживать близкую к 100 % относительную влажность. В условиях низкой относительной влажности возникают так называемые побочные явления, снижающие коммерческую стоимость продукта (например, увядание фруктов или «ожоги» замороженных продуктов). При длительной транспортировке охлажденного мяса полезна корочка подсыхания на его поверхности, которая задерживает развитие микроорганизмов. Некоторые охлажденные продукты поступают на холодильник с относительно малым содержанием влаги. Следует принять меры против поглощения ими излишней влаги в процессе хранения. В орехах и финиках, например, поддерживается равновесное содержание влаги при относительной влажности воздуха 70 %. Наилучшие результаты хранения лука обеспечиваются при относительной влажности 70—75 %. В одной и той же холодильной камере относительная влажность воздуха может изменяться в зависимости от свойств загруженного продукта, степени загрузки камеры, вида упаковки, состояния теплоизоляции ограждений, времени года (лето или зима), а также от продолжительности рабочего цикла холодильной установки. Если в одной камере хранят различные продукты, то они должны иметь одинаковую характеристику по потерям влаги, так как при различной паропроницаемости упаковки или поверхностного слоя менее защищенные продукты будут терять больше влаги, осаждающейся в виде снеговой шубы на охлаждающей поверхности. При частичной загрузке холодильной камеры обычно потери массы более высокие, чем при полной загрузке теми же продуктами. Особое внимание должно быть уделено упаковке продуктов. Исследования показали, что в некоторых случаях упаковка может создавать вокруг охлажденного продукта вредный микроклимат, приводящий к его порче. Некоторые упаковочные материалы, например дерево, легко поглощают водяные пары и способствуют потере влаги продуктами. Решение проблемы сокращения потерь массы продуктов при хранении заключается в регулировании относительной влажности, а также в комплексной оценке камеры, продукта и холодильного оборудования как взаимосвязанных частей системы, в которой устанавливается равновесие между темпом притока тепла и влаги, выделяемых продуктами, светильниками и механическим оборудованием, и быстротой одновременного отвода их в определенном соотношении холодильным оборудованием. Обычные методы регулирования относительной влажности посредством изменения поверхности теплообмена, количества циркулирующего воздуха и температурного напора между воздухом и хладагентом эффективны только в определенных пределах. Единственный в настоящее время метод регулирования с точным поддержанием заданной относительной влажности при малом температурном напоре заключается в комбинированном охлаждении и подогреве воздуха, что автоматически контролируется с помощью реле давления и гигростата. Этот метод дорогостоящий, и его применяют лишь в особых случаях (например, для сушки мягких сыров). В камерах хранения с теплозащитной рубашкой можно благодаря пониженным теплопритокам через ограждения легче поддерживать более высокую относительную влажность воздуха, чем в обычных камерах хранения мороженых продуктов. При поступлении в камеры с теплозащитной рубашкой продуктов, имеющих более высокую, чем воздух камеры, температуру, или выделяющих тепло дыхания (например, фрукты), требуется их предварительно охладить. Обычные холодильные камеры, предназначенные для хранения продуктов при высокой относительной влажности, должны иметь хорошую теплоизоляцию ограждений, позволяющую снизить теплоприток до минимума. 59
Применяемые в настоящее время приборы для изме- зонтальното участка циркуляции воздуха размещение рения относительной влажности имеют нестабильные штабелей не должно нарушать ее равномерности. Частнч- характеристики, дают неточные показания, часто выхо- ная загрузка камер отрицательно влияет на циркуляцию дят из строя и требуют периодической проверки и ка- воздуха. Если схема расстановки штабелей обеспечивает либровки. Лучшие результаты измерений дают психро- равномерное сопротивление воздушному потоку в каме- метры (с мокрым и сухим термометрами). Для измере- ре, но отсутствует один или несколько рядов поддонов ния относительной влажности при температурах ниже с грузом, это может полностью нарушить равномерность О °С необходимы специальные приборы. циркуляции. В течение всего периода холодильного хранения мож- Рекомендуется преимущественно умеренная кратность но поддерживать достаточно равномерную температуру циркуляции. Теоретический коэффициент кратности цир- и влажность в объеме камеры с помощью либо естест- куляции отличается от фактического, так как не учиты- венной конвекции, либо принудительной циркуляции воз- вает эффекта эжекции, вовлекающей в циркуляцию до- духа, которая находит все большее применение. полнительные массы воздуха. В камерах хранения с естественной конвекцией равномерные температуры и влажность воздуха достигаются и *. ГИНДЛИН хорошим распределением охлаждающей поверхности Всесоюзный научно-исследовательский батарей и равномерной подачей в них хладагента. Всесоюзный научно-исследовательский В камерах с воздушным охлаждением большое зна- ИНСТИТУТ холодильной промышленности чение имеет организация равномерного распределения циркулирующего воздуха. При значительной длине гори- (Продолжение следует) ВНИМАНИЮ ЧИТАТЕЛЕЙ! Издательство «Пищевая промышленность» выпустило следующие книги по холодильной технике: Гальперин Д. М. Монтаж и наладка холодильных установок. Справочник. 480 с, 1 р. 71 к. Малые холодильные установки и холодильный транспорт. Справочник. 238 с, 1 р. 70 к. Мещеряков Ф. Е. Основы холодильной технологии. Учебник для вузов. 560 с, 1 р. 24 к. Эксплуатация холодильников. Справочник. 208 с, 1 р. 62 к. Якобсон В. Б. Малые холодильные машины. 368 с, 1 р. 73 к. Заказы на книги (без денежных переводов) следует направлять по адресу: 113035, Москва, М-35, 1-й Кадашевский пер., 12. Отдел распространения издательства «Пищевая промышленность». К СВЕДЕНИЮ АВТОРОВ! При подготовке статей для журнала «Холодильная техника» необходимо руководствоваться следующими правилами. 1. Статьи печатаются на пишущей машинке на одной стороне листа через два интервала и направляются в редакцию в двух экземплярах. 2. Размер статей для основного раздела не должен превышать 10 стр., для всех j * остальных — 7 стр. машинописного текста, число рисунков не должно быть более пяти. 3. Формулы вписываются разборчиво, с указанием прописных и строчных букв и с обводкой красным карандашом букв греческого алфавита и синим карандашом — латинского. 4. В статьях необходимо использовать Международную систему единиц (СИ). 5. Список использованной литературы приводится в конце статьи по алфавиту с соответствующими ссылками на нее в тексте, В списке использованной литературы указываются фамилия и инициалы автора, название книги, место издания, название издательства, год издания (или название статьи и журнала, или другого периодического издания, год, номер). Ссылки на рукописные работы не допускаются. 6. Рисунки и фотографии прилагаются в двух экземплярах. Чертежи и схемы выполняются четко карандашом или тушью согласно правилам черчения и с соблюдением ГОСТов. Представляемые светокопии должны быть новыми. Допустимый наибольший размер чертежа 420X594 мм. Подрисуночные подписи печатаются на отдельной странице. 7. Одновременно со статьей представляется реферат, в котором кратко излагается содержание статьи, приводятся данные о характере работы и основные ее результаты. Объем реферата не должен превышать 7з страницы машинописного текста. во
СПРАВОЧНЫЙ ОТДЕЛ УДК 673.6:621.564.25 Ручные бессальниковые вентили для фреона Н. С. ДЕРЯБИН ВНИИхолодмаш А. И. СВЕРДЛОВ ЦКБарматуростроения С 1980 г. ЛПОА «Знамя труда» снимает с производства , ручные запорные сальниковые вентили с Dy=10, 15, 25, 32, 50, 65, 100 и 150 мм (ТУ26-07-022—76) и переходит к выпуску вместо них ручных запорных бессаль- никовых вентилей с аналогичными диаметрами условных проходов по черт. У26362 (ТУ26-07-ПО—74). В бес- сальниковых вентилях, в отличие от сальниковых, соединение шток—крышка уплотнено посредством силь- фона, что обеспечивает полную герметичность по отношению к внешней среде. Бессальниковые вентили (см. рисунок) предназначены для установки в качестве запорных устройств на Бессальниковые вентили: а — D =10 и 15 мм; б — D = 25ч-150 мм; / — корпус; 2 — фторопластовое кольцо; 3 — золотник; 4 — уплотнительное кольцо? S — сильфон; 6 — шток; 7 — маховик; 8 — стойка; 9 — подшипник; /0—резьбовая втулка; 11 — прокладка; 12 — кольцо. 0/00 трубопроводах и аппаратах с жидким и газообразным фреоном* Через корпус /, выполненный из коррозионностой- кой стали 08Х18Н10Т-ВД, при открытом затворе протекает рабочая среда. Золотник 5, в который запрессовано фторопластовое кольцо 2, обеспечивает герметичное перекрытие проходного сечения вентиля. Поступательное движение передается к золотнику 3 от штока 6, с которым он соединен у вентилей Dy 10 и 15 завальцовкой, а у вентилей Dy 25-4-150 — с помощью кольца 12. Помимо основного уплотняющего элемента— сильфо- на 5, в соединении шток—крышка имеется дополнительный уплотняющий элемент — у вентилей Dy 10 и 15 уплотнительное кольцо 4, а вентилей Dy 25-rl 50 уплотнительное кольцо 4 и прокладка 11. Для облегчения управления вентилями Dy 50ч-150 служит подшипник 9. 17 61
Dv 10 15 25 32 50 65 100 150 dx 10,5 13,5 26 32 50 65 99 150 d» 20 25 38 44 65 69 118 170 Обозначения dz 10 15 25 31 49 66 96 145 d< 14,5 22,5 33 39 58 77 110 161 размеров на рисунке db 19* 27 — — — — — ~ D _ — 160 160 200 240 320 400 L 106 130 160 180 230 290 350 480 Lt 132 165 230 258 324 396 488 620 / _ —- 1 1 1 3 3 3 H — 220 220 268 290 390 440 Масса вентиля под приварку, кг 2,000 2,100 7,350 8,250 14,000 26,600 51,300 83,500 Масса вентиля с присоединениями, кг 2,100 2,200 12,224 16,286 24,600 37,100 81,200 131,200 В рабочем положении золотник 3 вентиля полностью открыт или закрыт. При вращении маховика 7 против часовой стрелки золотник 3 поднимается вверх и открывает проходное сечение вентиля, при вращении маховика 7 по часовой стрелке золотник 3 опускается и перекрывает проходное сечение вентиля. Установочное положение вентилей на трубопроводе может быть любым. Рабочая среда может подаваться «на и под золотник». Техническая и эксплуатационная характеристика вентилей Диаметр условного прохода ?>у, мм Рабочая среда Содержание масла во фреоне, % Давление рабочей среды, МПа (кгс/см2) Вакуумная плотность по отношению к внешней среде, мм рт. ст. Температура рабочей среды, °С Температура окружающей среды в рабочих условиях, °С Относительная влажность окружающей среды при эксплуатации и хранении (при 20° С), % Температура хранения (в помещении), °С Срок службы вентилей до списания, лет Средний ресурс до списания, цикл Средняя наработка на отказ, цикл, не менее 10-^ 150 (8 типоразмеров) Жидкие и газообразные фреоны с маслами До 10 4D0) 5-Ю-з —100-г +200 —40-^ +60 95±3 —40-г+ 30 10 10000 2700 Габаритные и присоединительные размеры, а также масса вентилей приведены в таблице. л В зависимости от типа присоединения к трубопроводу' вентили будут выпускаться в трех исполнениях: с патрубками под приварку (все вентили), с штуцерноторце- вым присоединением к трубопроводу по ГОСТ 5890—78 (вентили с Dy 10 и 15) и фланцевым присоединением к трубопроводу по ГОСТ 12823—67 на Ру 40 (вентили с Dy 25-M50). Ниже указаны принятые исполнения и обозначения вентилей (А — с концами под приварку, Б — штуцерно-торцевое, В — фланцевое): У26362-010 У26362-010-02 У26362-015 У26362-015-02 У26362-025 У26362-025-03 У26362-032 У26362-032-03 А Б А Б А В А В У26362-050 У26362-050-04 У26362-065 У26362-065-04 У26362-100 У26362-100-04 У26362-150 У 26362-150-04 А В А В А В А В Пример заказа вентиля с Dy 10 с патрубками под приварку: Вентиль У26362-010. Пример заказа вентиля с Dy 100 с фланцевым присоединением к трубопроводу: Вентиль У26362-100-04. Вентили ударо- и вибростойкие в соответствии с действующими нормами. Срок гарантии — 24 мес со дня ввода вентилей в эксплуатацию. Завод-изготовитель бессальниковых вентилей—ЛПОА «Знамя труда». /WWWWWWWWWV. ВНИМАНИЮ ЧИТАТЕЛЕЙ! В 1980 г. выйдет в свет и поступит в продажу книга: Даурский А. Н., Мачихин Ю. А. РЕЗАНИЕ ПИЩЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ. 18 л., 5000 экз., 1 р. 10 к. Изложены современные взгляды на физическую сущность процесса резания пищевых материалов, освещены основные закономерности резания пластинчатыми и дисковыми ножами, струной, рассмотрены также вопросы виброрезания. Дан анализ конструкций резательных машин, устройств и механизмов разного назначения. Приведены методы расчета производительности резательных машин, усилий и работы резания. Указаны современные направления развития техники и технологии резания, пути повышения эффективности процесса. Книга предназначена для инженерно-технических работников пищевой, мясной, молочной и рыбной промышленности. Заказы на книгу (без денежных переводов) следует направлять по адресу: 113035, Москва, М-35, 1-й Кадашевский пер., 12. Отдел распространения издательства «Пищевая промышленность». 62 17
РЕФЕРАТЫ УДК 662.998.003.1.004.12 Об оптимизации толщины слоя тепловой изоляции ограждающих конструкций зданий холодильников. ГИН- ДОЯН А. Г., ЛИФАНОВ Б. В., ХОДЫРЕВА В. Т. «Холодильная техника» , 1980, № 2. Предложена методика оптимизации теплозащитных свойств ограждающих конструкций зданий холодиль- никоз, основанная на определении минимума приведенных затрат. Она более полно учитывает технико- экономические факторы, характеризующие строительство и эксплуатацию холодильников. Дан анализ влияния отдельных факторов на выбор общего сопротивления теплопередаче. Иллюстраций 1. Список литературы — 10 названий. УДК [621.57.048:621.564.25]:536.24.001.24 К расчету коэффициента теплоотдачи при кипении фре- онов в горизонтальных трубах испарителей. ЗАХАРОВ Ю. В., РАДЧЕНКО Н. И. «Холодильная техника», 1980, № 2. Предложен метод расчета коэффициента теплоотдачи при кипении фреонов внутри труб испарителя, учитывающий наличие двух зон теплообмена: зоны пузырькового кипения и зоны конвективного теплообмена. Вычислены и представлены в графическом виде для хладагента R22 зависимости массового паросодержания, соответствующего переходу от одной зоны теплообмена к другой, от массовой скорости и плотности теплового потока, отнесенной к внутренней поверхности трубки. Иллюстраций 2. Список литературы — 3 названия. УДК 629.114.444:621.565.004.17:536.5 Выбор оптимальной конструкции распылительного коллектора для азотной системы охлаждения. ТРУТ- НЕВ В. В., ЛЕОНОВА Г. М., ВИННИ КОВ А. И. ПОВАРЧУК М. М. «Холодильная техника» , 1980, №2. Приведены результаты экспериментального исследования системы азотного охлаждения авторефрижератора с распылительными коллекторами (в качестве которых использованы трубки диаметром 8X1 мм, длиной 1315 мм), имевшими разное количество отверстий: 8, 4, 3 и 2, каждое диаметром 1 мм. Установлено, что характер распределения температур в кузове зависит от площади отверстий. Показано, что существует такая площадь отверстий, при которой в рассматриваемом диапазоне давлений возникает процесс истечения, характеризуемый постоянством истинной массовой скорости, наименьшей температурной неравномерностью и минимальным расходом азота. Таблиц 2. Иллюстраций 3. Список литературы — 2 наз- Ь вания. УДК 621.564.25-404:532.14 Плотность некоторых жидких фреонов на линии насыщения. ГЕЛЛЕР В. 3., ПОРИЧАНСКИЙ Е. Г., СВЕТЛИЧНЫЙ П. И., ЭЛЬКИН Ю. Г. «Холодильная техника», 1980, № 2. На основе собственных экспериментальных измерений плотности в области низких температур и литературных данных по кривой упругости рассчитана плотность кипящих жидких хладагентов R13, R13B1, R14, R22, R23, и R152a до температуры кристаллизации. При низких температурах данные о плотности получены впервые. Таблиц 4. Иллюстраций 2. Список литературы — 16 названий. УДК 629.463.126:621.565-98.001.24 Определение вероятности отклонения давлений от расчетных уровней в теплообменных аппаратах рефрижераторного подвижного состава. ШЕ В АН ДИН М. А., КУРБАН В. Д. «Холодильная техника», 1980, № 2. Предложен метод расчета вероятности отклонения давлений от расчетных уровней в теплообменных аппаратах рефрижераторного подвижного состава. Дан пример расчета вероятности отклонения давления конденсации от расчетных и допустимых уровней для 12-ва- гонной рефрижераторной секции и 21-вагонного рефрижераторного поезда при перевозке неохлажденных и мороженых грузов. Метод расчета приведен для стационарных холодильных установок. Таблиц 4. Иллюстраций 3. Список литературы — 4 названия. УДК 621.577.003.13.004:663.952.1 Эффективность холодильного хранения чайного листа на фабриках с теплонасосным теплохладоснабжением. ГОМЕЛАУРИ В. И., ВЕЗИРИШВИЛИ О. Ш., ХОШТАРИЯ А. Г., ХЕЧУАШВИЛИ Г. 3. «Холодильная техника», 1980, № 2. Приведены результаты исследования условий холодильного хранения зеленого чайного листа. Установлены- оптимальные параметры при его хранении и охлаждении. Показана высокая эффективность предлагаемой комплексной схемы теплохладоснабжения. Таблиц 1. Иллюстраций 5. Список литературы — 7 названий. УДК 621.565.912.048-251:637.433.7.037.001.5 Эффективность замораживания яичного меланжа в роторном льдогенераторе. КУЗНЕЦОВА Т.Е., ЦВЕТКОВ А. И. «Холодильная техника», 1980, № 2. Экспериментально исследована производительность роторного льдогенератора с учетом обобщенного показателя качества меланжа в зависимости от температуры стенки испарителя и толщины замораживаемого слоя. Установлено более высокое качество продукта, замороженного в льдогенераторе, по сравнению с замороженным в воздухе в ящиках из гофрированного картона. Оптимальный режим замораживания меланжа в роторном льдогенераторе при температуре стенки —33 С и толщине слоя 1,1 мм. Таблиц 2. Список литературы — 8 названий. УДК 621.565.945.001.5 Исследование модульного пластинчатого воздухоохладителя. КОНАНОВ Н. С, ЧУМАК И. Г. «Холодильная техника», 1980, № 2. Приведены результаты экспериментального исследования модульного пластинчатого воздухоохладителя с профилированным воздушным каналом (ПВК). Установлено, что применение ПВК существенно меняет гидродинамическую структуру воздушного потока. Предложены обобщенные зависимости для определения тепловых и гидравлических характеристик модульных пластинчатых воздухоохладителей, работающих на режимах, соответствующих режимам замораживания мяса. Таблиц 2. Иллюстраций 3. Список литературы — 6 названий. УДК 663.674.013E71.62) Фабрика мороженого Хабаровского хладокомбината*. КЛАДИЙ А. Г. «Холодильная техника», 1980, № 2. Описана новая фабрика мороженого, оснащенная в основном отечественным оборудованием. Внедрение рационализаторских предложений, поданных в ходе монтажа и эксплуатации фабрики мороженого позволило^ повысить эффективность и качество работы. ю
УДК 628.84:621.565:[673.6:628.16.067].001.86 Запорно-фильтрующее устройство для автономных кондиционеров. ЧЕРНЯВСКИЙ Э. И. «Холодильная техника», 1980, № 2. Описано запорно-фильтрующее устройство, предназначенное для установки на автономных кондиционерах, •скомпонованное из ручного вентиля, фильтра-осушителя и соленоидного вентиля. Чтобы избежать соединительных трубопроводов между элементами устройства, видоизменена конструкция промежуточного элемента — фильтра-осушителя. Внедрение предложения позволило упростить схему фреоновых трубопроводов кондиционера, повысить надежность соединений и облегчить его обслуживание. Иллюстраций 2* УДК 629.463.126 Новая модель 5-вагонной рефрижераторной секции. БЕРЕНШТЕЙН М. Г., КИРЕЕВ Н. В., ИРДЕЕВ А. Ф., САПОЖНИКОВ С. А. «Холодильная техника» 1980, № 2. Приведены основные параметры новой серийной 5-вагонной секции РС-4, сравнение которых с параметрами 5-вагонных секций других типов показывает преимущества модели РС-4. Рассмотрена теплоизоляция ограждений грузовых вагонов, описаны энергохолодильное оборудование, система регулирования и управления работой холодильно-нагревательной установки, системы контроля температуры воздуха в грузовых помещениях. Указана экономическая эффективность внедрения новой секции РС-4 в народное хозяйство. Таблиц 3. Иллюстраций 3. УДК [629.12:621.565.92:621.867].004.17 Влияние конструктивных параметров судового воздушного конвейерного морозильного аппарата на его производительность. ДИДЕНКО В. Ф., ЧЕРКАШИН А. С. «Холодильная техника», 1980, № 2. Рассмотрены пути рациональной модернизации действующих морозильных аппаратов судов, предусматривающие минимум модернизационных работ. Задача решена посредством расчета номинальных значений основных характеристик морозильного аппарата исходя из минимума приведенных затрат. Таблиц 3. Иллюстраций 3. УДК 663.674.001.5 Энергия связи влаги в смесях мороженого и их ингредиентах. ОЛЕНЕВ Ю. А. «Холодильная техника», 1980, № 2. Приводятся данные о величине энергии связи влаги в ингредиентах и смесях мороженого при 41 °С. Вся влага, в зависимости от ее величины энергии связи, количественно разделена на 4 группы. Графически показана зависимость энергии связи от содержаний связанной воды. Установлено, что при пастеризации и высушивании молока существенно изменяется распределение влаги по энергии связи, по сравнению с ее распределением в сыром молоке. Таблиц 1. Иллюстраций 2. Список литературы — 2 названия. УДК 637.52.037.02 Опытно-промышленный аппарат для замораживания фрикаделек и пельменей. ГЕРАСИМОВ Н. А., ТЕЙ- ДЕР В. А., ЯКОВЛЕВ А. В., КУЗНЕЦОВ Е. A.j «Холодильная техника», 1980, № 2. Описан опытно-промышленный аппарат двухстадийного замораживания мелкоштучных продуктов с доморажи- ванием их в виброаэрокипящем слое. Приведены методика и результаты его испытания. Полученные данные позволяют рекомендовать аппарат подобной конструкции для широкого применения на мясокомбинатах. Таблиц 1. Иллюстраций 4. Список литературы—4 названия. УДК 621.515.001.4 Турбокомпрессоры малой производительности. КОШКИН Н. Н. «Холодильная техника*, 1980, № 2. Дана техническая характеристика ступеней турбокомпрессоров с колесами, имеющими угол выхода рабочих лопаток Р2=35 и 120°, рассчитанных по уточненной методике* которая разработана в ЛТИХП. Приведены данные экспериментального исследования, сделаны выводы о принципиальной возможности создания для условий кондиционирования воздуха турбокомпрессора, имеющего 2—3 ступени, холодопроизводитель- ностью 70—80 кВт при работе на R11 и 350—450 кВт на R12 с достаточно высокими энергетическими коэффициентами. Таблиц 1. Иллюстраций 2. Список литературы — 4 названия. На первой странице обложки. Новая 5-вагонная рефрижераторная секция типа РС-4 производства ПО БМЗ (статья о ней печатается в этом номере журнала). РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: М. П. Кузьмин (главный редактор),Л. Д. Акимова (зам. главного редактора), Н. Д. Абрамов, Е. М. Агарев, А. В. Быков, И. М. Гиидлин, д-р техн. наук, проф. А. А. Гоголин, И. М. Кал нинь, А. В. Кан, д-р техн. наук, проф. Э. И. Каухчешвили, Н. П. Коновалов, М. М. Позин, А. Н. Сергиенко, д-р техн. наук, проф. Г. Б. Чижов, М. М. Ша- поваленко, д-р техн. наук, проф. А. П. Шеффер. Технический редактор Н. Н. Зиновьева Рукописи не возвращаются Сдано в набор 20.12.79. Подписано в печать 21.0180. Объем 4,0 печ. л. Усл.-печ. л. 6,72. Уч.-изд. л. 7,71 Т-03626. Формат 84X1087i6. Высокая печать Тираж 13600 экз. Заказ 2971 Адрес редакции: 125422, Москва, А-422, ул. Костикова, 12. Телефон 216-86-73. Чеховский полиграфический комбинат Союзполиграфпрома Государственного комитета СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 142300, г. Чехов Московской области.