Охлаждение продуктов

Пороха

Опытное определение давления продуктов горения

Для определения давления газов служит монометрическая бомба – замкнутый прочный стальной сосуд малого объема. Для регистатрации давления используют тензометрический датчик.

Способ описан в руководстве Гольбиндера А.И. Лабораторные работы по курсу теории ВВ / А.И. Гольбиндера. – М.: Росвузиздат, 1963.

Цель охлаждения состоит в обеспечении неизменности исходного свойства продукта как в процессе их технологической (холодильной) обработки, так и при последующем холодильном хранении.

Уменьшение скорости течения комплекса процессов - биохимических, микробиологических и физических - достигается воздействием на продукт внешних факторов: температуры, относительной влажности воздуха, его влагосодержания, скорости движения, воздействия барометрического давления. Таким образом, охлаждение - это комплексный процесс переноса теплоты и вещества в объеме продукта и с его поверхности, или, как его принято называть, процесс тепло- и массопереноса.

Определяющим фактором воздействия на продукт является температура. С понижением температуры уменьшается скорость течения всех перечисленных процессов.

При аналитическом решении задачи об охлаждении продуктов приходится прибегать к упрощению в отношении представления формы реального продукта. С определенной долей допустимости принимается, что форма большинства продуктов может быть уподоблена форме простых тел - пластины, шара, цилиндра.

Кроме того, считается, что структура продукта однородна, и он равномерно охлаждается средой. Все вместе сказанное свидетельствует о том, что реальная длительность охлаждения отличается от расчетной.

Граничные условия при охлаждении

Процессы переноса тепла и влаги, как и любые физические процессы, протекают в пространстве и во времени. Совокупность мгновенных значений температуры во всех точках объема продукта называют температурным полем t =f(x, у, z, т). Температурное поле может быть стационарным и нестационарным.

Стационарным полем называют поле, в объеме которого температура в любой точке неизменна. Если температурное поле изменяется во времени, оно называется нестационарным.

Если температура является функцией одной или двух координат, оно называется одно- или двухмерным.

При описании одномерного температурного поля продукта используют дифференциальное уравнение теплопроводности, связывающее температуру, длительность процесса и координату точки объема:

где

а- коэффициент температуропроводности, м²/с.

Решение дифференциального уравнения теплопроводности предполагает: знание геометрической формы продукта, распределения температуры в продукте к началу охлаждения (начальные условия) и закона взаимодействия теплоотводящей среды и поверхности продукта (граничное условие).

Совокупность начального и граничного условий называют краевыми условиями.

Для практических расчетов начальное распределение температуры в объеме продукта принимается постоянной: t = const.

Характер граничных условий определяется особенностями теплообмена на поверхности продукта. В расчетной практике наиболее употребительно задание граничных условий в виде граничных условий первого, второго и третьего рода.

Граничные условия первого рода предполагают задание температуры поверхности продукта как функции времени . В частном случае это условие выполняется при интенсивном теплоотводе от поверхности продукта, например при охлаждении продукта, в жидкой среде. В этом случае коэффициент теплоотдачи от поверхности продукта а, Вт/(м²•К), является достаточно большой величиной (). Соответственно , а температура поверхности продукта в течение процесса охлаждения остается постоянной (t_n= const).

Граничные условия второго рода предполагают задание плотности теплового потока в виде функции времени q(t) =f (t). В простейшем случае на протяжении процесса охлаждения эта величина постоянна (q = const).

Наибольшее практическое применение для решения задач охлаждения продуктов имеет краевое условие третьего рода.

Граничные условия третьего рода характеризуют особенности конвективного теплообмена между поверхностью тела и теплоотводящей средой. При этом температура теплоотводящей среды может быть постоянной или изменяться по известному закону.

Аналитическое решение задачи об охлаждении продуктов наиболее часто рассматривают при неизменной температуре теплоотводящей среды.

Дата добавления: 2013-12-12