Файл: Стабников, В. Н. Процессы и аппараты пищевых производств учебник.pdf

190

С учетом возможного изменения вакуума и погружения нижней части трубы на 1 м в барометрический ящик общую высоту трубы принимаем равной 11 м.

Глава XIII. ОСНОВЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Искусственный холод широко применяют в пищевой промыш­ ленности, на транспорте, предприятиях общественного питания и в торговле.

По сравнению с другими способами консервирования (суш­ кой и стерилизацией) скоропортящихся продуктов охлаждение является наиболее экономичным и удобным способом, при кото­ ром наиболее полно сохраняются вкусовые качества пищевых продуктов и содержащиеся в них витамины. В процессах пище­ вой технологии холод используется и для сгущения термола­ бильных растворов путем вымораживания воды, проведения вы­ паривания при пониженных температурах и др. С помощью холода также успешно осуществляется поддержание в производ­ ственных, общественных и жилых помещениях определенных па­ раметров (кондиций) воздуха.

Развитию теории холодильных машин и использованию хо­ лода в народном хозяйстве способствовали работы советских ученых В. Е. Цыдзика, Н. С. Комарова, И. И. Левина, В. И. Гла­ голева, А. А. Гоголина, И. С. Бадылькеса и др.

2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОЛУЧЕНИЯ ХОЛОДА

Охлаждение представляет собой процесс отнятия тепла от тела или среды, сопровождающийся понижением их температу­ ры. Охлаждение может быть естественным и искусственным.

При естественном охлаждении с помощью холодной воды или воздуха тело может быть охлаждено только до температуры окружающей среды; более низкие температуры достигаются ис­ кусственным охлаждением.

Для искусственного охлаждения, обеспечивающего отнятие относительно больших количеств тепла, используют такие физи-

191

в зависимости от давления в сосуде. Например, при атмосфер­ ном давлении аммиак кипит при —33,4° С, если же создать в со­ суде давление 2 -105 Па, то аммиак будет кипеть при t = — 19° С, отнимая при этом из окружающей среды соответствующее коли­ чество тепла. Чтобы кипение хладагента в сосуде не прекраща­ лось, из него с помощью компрессора отсасывают образующийся пар.’поддерживая тем самым в сосуде постоянное давление, со­ ответствующее температуре кипения.

Для того чтобы хладагент, совершив холодильный эффект, принял первоначальное агрегатное состояние, тепло, отнятое им от охлаждаемой среды, должно быть передано другой среде. Наиболее подходящими охлаждающими средами являются во­ да или воздух. Передача тепла от хладагента к этим средам обычным естественным путем невозможна, так как температура их выше температуры хладагента.

Естественным путем тепло передается только от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой.

мо затратиь механическую энергию или тепло, в результате че­ го температура хладагента повысится и переход тепла от него будет происходить естественным путем.

Холодильные машины, в которых для получения холода ис­ пользуют процесс кипения жидкости, называют паровыми холо­ дильными машинами. В свою очередь они делятся на паровые компрессионные машины, работающие с затратой механичебкой энергии, и абсорбционные и пароэжекторные машины, работаю­ щие с затратой тепла. Искусственное охлаждение может быть осуществлено также при использовании термоэлектрического эффекта, расширения сжатого газа и др.

Рассмотрим с точки зрения термодинамики круговой цикл, совершаемый холодильным агентом.

Как известно, круговые процессы (циклы), совершаемые ра­ бочими веществами в машинах, делятся на прямые и обратные. На принципе-прямых циклов работают двигатели внутреннего сгорания, паровые двигатели, реактивные двигатели и др., ко­ торые вырабатывают механическую энергию за счет переноса с высшего энергетического уровня на низший.

Наиболее совершенным холодильным циклом, в котором за­ трачивается наименьшее количество работы, является обратный цикл Карно, состоящий из двух изотермических и двух адиаба­ тических процессов, но осуществляемых рабочим веществом по сравнению с прямым циклом в обратном порядке; на соверше­

ние этого цикла затрачивается работа, в результате чего отни­ мается тепло.

На рис. 98 в Т—5-диаграмме показан обратный цикл Карно. На диаграмме в области слева от нижней пограничной кривой х = 0 хладагент может существовать только в виде жидкости;