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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 178

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Общий суточный расход холода Q (в Дж/сут.)

 

Q = SQ1+ S Q ,+ 2Q3 + 2Q4,

(250)

где Qi— расход холода, теряемого через внешние ограждения;

 

Q2— расход холода на охлаждение и замораживание продуктов;

 

Qs — расход холода на вентиляцию;

камерах

Qi— потери

холода при открывании дверей, от пребывания в

людей,

от освещения и др.

 

Расход холода Qi (в Дж/сут) на теплопередачу определяют для каждой камеры отдельно, учитывая потери холода через пол, потолок и стены камеры, по формуле

2 Qi =

864002 Fk (fKtH) ,

(251)

где F — поверхность стен, пола

и потолка каждой камеры по

внутренним

размерам до изоляции, м2;

Вт/(м2’ К),

k — коэффициент теплопередачи стен, пола и потолка камеры,

£ = 0,34-0,7;

 

 

г“к— температура воздуха в камере, °С;

tH— температура снаружи теплопередающей поверхности, °С.

Высота стен определяется от чистого пола камеры до чистого пола вышележащего этажа. Размеры полов и потолков измеря­ ются между осями внутренних стен или от внутренней поверхно­ сти наружных стен до оси внутренних стен. Длина наружных стен неугловых помещений измеряется между осями внутренних стен, длина угловых помещений — от внешней поверхности наружных стен до оси внутренних стен. Длина внутренних стен измеряется между осями стен, а также между внутренней поверхностью на­ ружных стен и осью внутренних стен.

Расчетная температура наружного воздуха

/ = 0 ,4/смД- 0,6/макс,

(252)

где ^см— среднемесячная температура, °С;

^макс— максимальная суточная температура самого жаркого месяца для данной климатической зоны (находится по справочнику).

Солнечная радиация увеличивает разность между темпера­ турами снаружи и внутри камер; в расчетах это учитывается уве­

личением указанной разности температур

на 15—20° С — для

плоской кровли и на 5—10° С для стен,

обращенных на юг и

юго-запад. Продолжительность солнечной радиации для южных районов — 12 ч/сутки и для средней зоны — 9 ч/сутки.

Расход холода Q2 на замораживание продуктов определяют по формуле

 

2 Q2 = S (У (t„ — !к) ,

(253)

где

G— количество замораживаемых продуктов, кг/сут.;

 

in и »к — начальная и конечная энтальпия продуктов, Дж/кг.

 

Если в камерах предприятий продукты подвергаются только охлаждению, то в этом случае расход холода Q% определяют пю формуле

Qa —■(Gc -(- GT ст) (/j — f2) ,

(254)

205


где G и От — количество охлаждаемых продуктов и тары, кг/сут.;

 

с и сх— теплоемкость продуктов и тары, Дж/(кг-К);

°С.

t1 n t 2— начальная и конечная температура продуктов и тары,

Расход холода Q3 на вентиляцию, определяют по формуле

XQ3 = £ aVp (ц — г2) ,

(255)

где а = 1 - г - 2 — кратность смены воздуха в сутки;

 

V— объем вентилируемых камер, м3;

 

р — плотность воздуха при температуре в камере, кг/м3;

<! и /2— энтальпия наружного воздуха и воздуха в камере

(при 'со­

ответствующей влажности их находят по диаграмме /—х ).

Расход холода Q4 (в Дж/сут) на открывание дверей,

освеще­

ние, пребывание рабочих в камере не поддается точному учету и принимается около 30% от расхода холода на теплопередачу, т. е.

2 Q 4 = 0 , 3 S Q 1 .

(256)

Определим расход энергии на компрессионную холодильную машину, работающую с сухим ходом компрессора (см. рис. 100).

Количество тепла, отнимаемого 1 кг хладагента при испаре­ нии, или удельная холодопроизводительность машины, q0 (в Дж/кг)

 

 

Чо — Н — г4>

(257)

а объемная холодопроизводительность qv (в Дж/м3)

 

 

4v = 40 P = { i l — »4)Р ,

(258)

Где

I-! — энтальпия

пара при входе в компрессор, Дж/кг;

 

 

<4 — энтальпия хладагента после дросселирования, Дж/кг;

 

р— плотность хладагента, кг/м3.

 

 

 

 

Количество

циркулирующего

в

установке

хладагента G

(в кг/с)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(259)

где Q0 — холодопроизводительность машины, Вт.

 

 

Холодильный коэффициент для

принятых параметров

 

 

ij — <4

>

 

 

 

®— .

.

(260)

 

 

<2Н

 

 

где

< 2 — энтальпия пара после сжатия в компрессоре, Дж/кг.

 

Количество холода, соответствующее 1 кВт-ч затраченной энергии, или холодопроизводительность 1 кВт-ч, К (в Вт)

К = lOOOs.

(261)

Так как потребляемая компрессором работа за 1 с, выражен­ ная в ваттах, составляет G (t2ii), а в 1 кВт-ч эквивалентен 1000 Вт, то теоретическая мощность компрессора NT (в кВт)

NT G (h — h)

(262)

1000

 

206


Действительную мощность компрессора (в кВт) вычисляют по формуле

NT

N = — L ,

(263)

Л

где и — общий к. п. д компрессора.

На основании этих расчетов подбирают оборудование необ­ ходимой холодопроизводительности.

4. АБСОРБЦИОННЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ

Основным достоинством абсорбционных холодильных уста­ новок по сравнению с компрессионными является использование для выработки холода тепловой энергии отходящих дымовых га­ зов или отработанного пара. Хладагентом в этих установках яв­ ляется аммиак, который кроме хо­ роших холодильных качеств обла­ дает большой растворимостью в воде.

Схема адсорбционной холодиль­ ной машины показана на рис. 104.

Газообразный аммиак, выделив­ шийся из водоаммиачного раствора в кипятильнике 1, поступает в кон­ денсатор 2, где конденсируется, от­ давая тепло охлаждающей воде. Сжиженный аммиак проходит через дросселирующий вентиль 3 и испа­ ряется в испарителе 4, воспринимая тепло из окружающей среды. Из ис­ парителя газообразный аммиак на­ правляется в абсорбер 5, где по­

глощается

водой

с

образованием

Рис.

104. Схема абсорбцион­

высококонцентрированного ( ~ 50 %)

ной холодильной машины.

раствора.

Полученный раствор на­

 

7 в кипятильник 1.

гнетается

насосом

6

через теплообменник

Здесь за счет нагревания водяным паром большая часть аммиа­ ка испаряется и в виде газа поступает в конденсатор 2, а обед­ ненным водоаммиачный раствор ( ~ 20%-ный) отводится из ки­ пятильника в абсорбер для обогащения.

Из сопоставления рис. 104 и 100 видно, что в абсорбционной холодильной установке роль компрессора выполняет термокомп­ рессор'— агрегат, включающий кипятильник, абсорбер и тепло­ обменник.

Для абсорбционных установок требуются меньшие затраты и менее сложное оборудование, чем для компрессионных устано­ вок; кроме того, в них энергия расходуется только на насос для водоаммиачного раствора.

207


5. ПАРОВОДЯНЫЕ ЭЖЕКТОРНЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ

При помощи пароводяных эжекторных установок можно ох­ ладить среду до +5° С. Принципиальная схема такой установки показана на рис. 105.

Водяной пар высокого давления поступает в эжектор 2, кото­

рый

отсасывает

пар из испарителя

1.

В результате

этого оста­

 

 

 

 

 

точное давление в испарителе сни­

 

 

 

 

 

жается до 0,266—0,532 кПа. При

гджаетдя/ах

 

 

 

этом циркулирующая вода вследст­

 

 

 

 

парат, предназначенный для охлаж­

 

 

 

 

 

вие частичного испарения охлажда­

 

 

 

 

 

ется и откачивается насосом 3 в ап­

Haifa

 

 

 

дения. Водяной пар после выхода из

 

 

 

 

эжектора конденсируется в конден­

 

 

 

 

 

саторе смешения 4\ после этого кон­

 

 

 

 

 

денсат и вода откачиваются мокро­

 

 

 

 

 

воздушным насосом.

 

 

Рис. 105. Схема пароводя­

 

Благодаря

высокому

холодиль­

ной

эжекторной

холодиль­

 

ному

коэффициенту,

большому

 

ной машины.

 

 

к. п. д. и компактности пароводяные

 

 

 

 

 

эжекторные холодильные установки

 

 

 

 

 

находят широкое применение.

 

П р и м ер .

Определить

необходимую

холодопроизводи-

 

тельность компрессора для холодильной камеры, в которой

 

ежесуточно охлаждается в картонных коробах 10 т сливочного

 

масла от 6 = 15° С до

t2 =

—2° С и хранится

в

ней

в течение

 

5 суток. Площадь камеры 24 м2. Относительная влажность воз­

 

духа в камере 85%. Температура наружного воздуха fH= 28°C

 

и относительная влажность его ф= 64%. Температура воздуха:

 

в камере <к = —4° С,

в смежном помещении

20° С, в тамбуре

 

15° С; температура почвы под полом 14° С и почвы у стен под­

 

вала 21е С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент теплопередачи наружных стен и стен, отделя­

 

ющих смежные помещения, 0,54 Вт(м2-К), перегородок и там­

 

бура— 0,7

Вт/(м2-К)

перекрытия — 0,47 Вт/(м3-К)

и пола —

 

0,7 Вт/(м2-К). Кратность циркуляции

а = 2

объема

в сутки.

 

Размеры камеры представлены на рис. 106.

кДж/сут), теря­

 

Р е ш е н и е .

1. Количество холода

Qi (в

 

емого через внешние ограждения, определим по формуле (251).

 

Полученные

расчетные данные

сведены

в

таблицу:

 

(стр. 209).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расход холода на охлаждение масла и тары определим

 

по формуле (254)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q2 = (10000.2,68 + 1000-2,5) [15 — (—2)] = 498 100

кДж/сут,

где

2,68 — теплоемкость масла, кДж/(кг-К);

 

 

 

 

 

 

1000— масса тары, кг;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ,5 — теплоемкость тары, кДж/(кг-К).

 

 

 

 

 

 

3. Расход холода на вентиляцию камеры определим по фор­

 

муле (255)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q3 =

76,8-2-1,29 (68 — 4,2) =

12,640 кДж /сут,

 

208


Наименование ограждений

Стена наружная . . .

То ж е ...............................

Стена смежного помеще­

ния .....................................

Перегородка в тамбур

П о л ....................................

Потолок . . . . . .

Размеры ограждений

длина, м

ширина, м

высота, м

площадь, м2

 

 

 

1|

6,5

3,2

20,8

4,5

3,2

14,4

6 ,0

3,2

19,2

4,0

3,2

12,8

6,0

4,0

24,0

6,0

4,0

24,0

 

 

a j*

Коэффициент

•A

I

н н !

теплопере­

О

<Я X

о

01

|,

дачи,

X

« е и

кВт/(м2- К)

<0 5

 

 

Р, S'**

0 ,5 4 -10-3

 

25

 

0 ,5 4 -10 -3

 

25

 

0 ,5 4 -10-3

 

28

 

0,7 -10 -з

 

16

0 ,7 -10 -з

 

18

0,47-Ю -з

 

28

 

Количестве холода, кДж/сут.

24 260

16 800

25 200

12 890

26 130

27 290

И т о г о .....................

— — — —

132 460

Рис. 106. Планировка холодильной камеры.

где 76 ,8 — объем камеры, м3; 68— энтальпия наружного воздуха, кДж/кг;

4 ,2 — энтальпия воздуха в камере, кДж/кг.

4. Расход холода на эксплуатационные притоки (за счет открывания дверей, освещения и др.) примем равным 30% от расхода холода через ограждения:

Qt = 0,3-Qi = 0,3-132460 = 39 740 кДж/сут.

Общий расход холода

Q = Qi + Qi + Qa + Qt = 132 460 + 498 100 + 12 640 + 39 740 =

= 682 940 кДж/сут.

I<1 В. Н. Стабников, В. И. Баранцев

209