Холодильная техника и технология 2 страница

Действительная (индикаторная) мощность, затрачиваемая в цилиндрах компрессора , кВт, рассчитывается по формуле

= 22,55 / 0,85 = 26.53 кВт, (4.27)

где - индикаторный коэффициент полезного действия.

Значения определяется по графическим зависимостям в зависимости от степени повышения давления в компрессоре (см. приложение). P_к / P₀ = 4,16; =0,85.

Эффективная мощность , Вт, которую необходимо подвести к валу компрессора от электродвигателя, составит

= 26,53 / 0,8 = 33,16 кВт (4.28)

где - механический КПД компрессора.

Величина учитывает потери на трение и работу масляного насоса. = 0,8.

Необходимую мощность электродвигателя, , Вт, для приведение в действие компрессора при непосредственном приводе, определяют по формуле

= 33,16 / 0,9 = 36,8 кВт (4.29)

где - КПД электродвигателя.

= 0,9.

По значениям и выбираю два аммиачных поршневых компрессора П40, со следующими техническими данными:

Число цилиндров – 4;

Производительность – 0,0289 м³/с.

Мощность – 13 кВт.

Испарители для охлаждения камер

Подбор испарителя осуществляется по необходимой площади теплообмена F_и, м², которая находится по следующей формуле

= 118606,9 /5*(3-(-4))= 33818,8 м² (4.30)

где k_и – коэффициент теплопередачи испарителя, Вт/(м^{2 0}С).

k_и = 5 Вт/(м^{2 0}С).

По типу испарителя и его поверхности теплообмена и размерам камеры подбирается марка и количество испарителей (см. приложение).

Согласно задания выбираю коллекторные батареи с поверхностью теплообмена f_б = 52 м², тогда количество батарей составит

n = 3388,8 / 52 = 66 батарей.

Конденсатор

Количество тепла переданное от холодильного агента охлаждающей среде через поверхность теплообмена или тепловая нагрузка конденсатора, Q_к, Вт, определяется по формуле

= 0,11 * 1315 * 1000 = 144650 Вт (4.31)

Площадь поверхности теплообмена конденсатора, F_к, м², рассчитывается по формуле

= 144650 / 700 * 8 = 25,8 м², (4.32)

где k_к– коэффициент теплопередачи конденсатора, Вт/(м^{2 0}С);

- средняя разность температур между холодильным агентом и охлаждающей средой, ⁰С.

k_к= 700 Вт/(м^{2 0}С)

Для конденсаторов водяного охлаждения величина определяется по формуле

= 36 – (30 + 26)/2 = 8⁰С (4.33)

В конденсаторе тепло от холодильного агента переходит к охлаждающей среде – воде. Охлаждающую воду насосом необходимо подавать на конденсатор в соответствующем количестве.

Для конденсатора водяного охлаждения расход охлаждающей воды , м³/с, определяется по формуле

= 144650 / 4186*4*1000 = 0,0078 м³/с, (4.34)

где с_вд – удельная теплоемкость воды, Дж/(кг ⁰С);

- разность температур на входе и на выходе из

конденсатора, ⁰С;

- плотность воды, кг/м³.

с_вд=4186 Дж/(кг ⁰С), =1000 кг/м³, .

Выбираю конденсатор марки КТГ – 32, который имеет теплопередающую поверхность F_к = 36 м².

2.4 Регулирующий вентиль

При дросселировании жидкого холодильного агента площадь отверстия регулирующего вентиля , м², рассчитывается по формуле

____________________

= 0,11 /0,35* \/ (1,5 – 0,36)*10⁶*2*585,9 = 8,6*10^{-6 м2} (4.35)

где – коэффициент расхода;

P_к- давление конденсации, мПа;

P₀ - давление кипения в испарителе, мПа;

- плотность жидкого холодильного агента перед дроссельным отверстием при P_к, кг/м³.

=0,35. = 585,9 кг/м³.

Ниже приводится схема холодильной установки с указанием марок выбранного оборудования (см.приложение).

Список использованных источников

1. Расчет и подбор оборудования для холодильного хранения плодов и овощей. Методические указания к контрольной работе по дисциплине «Холодильная техника и технология» для студентов заочной формы обучения специальности 27.08.00 - Технология консервов и пищеконцентратов. Кубанск. гос. технол. ун-т. Сост.: А. И. Черных, Л. Л. Троянов, М. В. Шамаров, Краснодар. 2000, 36 с.

2. Холодильная техника и технология: Учебник/ Под ред.А.В.Руцкого. –М.:ИНФРА-М, 2000.-286с.

5 Задания на контрольные работы

Вариант задания выбирается студентом по двум последним цифрам зачетной книжки. Варианты заданий приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Варианты заданий по выполнению контрольной работы

Последние две цифры зачеиной книжки	Город	Продукт	Масса хранимого продукта, Е, т	Температура продукта начальная, tпр(1),^0С	Температура продукта конечная, tпр(2),^0С	Время охлаждения, пр, сут	Высота штабеля, hгр, м	Высота камеры, hкам, м	Тип испарителя	Охлаждение конденсатора	Холодильный агент
01,34,67	Волгоград	Абрикосы						5,8	Воздухоохладитель	Водяное	Аммиак
02,35,68	Баку	виноград				1,5	4,4		Воздухоохладитель	Воздушное	Фреон 22
03,36,69	Душанбе	Груши				1,5	5,4	6,8	Батареи	Воздушное	Фреон 22
04,37,70	Владивосток	Персики				1,5		5,4	Батареи	Водяное	Фреон 22
05,38,71	Калуга	Яблоки					4,8		Батареи	Водяное	Фреон 22
06,39,72	Воронеж	Черешня				0,5	5,4	5,8	Батареи	Воздушное	Фреон 22
07,40,73	Астрахань	Капуста					4,4	4,8	Воздухоохладитель	Водяное	Аммиак
08,41,74	Брянск	картофель					5,4		Батареи	Водяное	Аммиак
09,42,75	Белгород	Лук репчатый				0,5	3,8	4,8	Воздухоохладитель	Водяное	Аммиак
10,43,76	Казань	Томат				1,5	5,4	5,8	Батареи	Воздушное	Аммиак
11,44,77	Вильнюс	Абрикосы					4,4	5,8	Воздухоохладитель	Водяное	Фреон 22
12,45,78	Краснодар	Бананы					4,2	5,4	Воздухоохладитель	Воздушное	Фреон 22
13,46,79	Ашхабад	Лимоны				0,5	4,8		Воздухоохладитель	Водяное	Фреон 22
14,47,80	Батуми	Апельсины					4,4		Воздухоохладитель	Воздушное	Фреон 22
15,48,81	Керчь	Слива				0,5		5,8	Воздухоохладитель	Водяное	Аммиак
16,49,82	Донецк	Дыня				1,5	5,4		Батареи	Воздушное	Аммиак
17,50,83	Ейск	Морковь				0,5	4,8	5,8	Батареи	Водяное	Фреон 22
18,51,84	Сочи	огурцы				1,5		4,8	Батареи	Водяное	Аммиак
19,52,85	Нальчик	Свекла					5,2		Батареи	Водяное	Аммиак
20,53,86	Краснодар	Чеснок				1,5		4,8	Воздухоохладитель	Воздушное	Фреон 22
21,54,87	Туапсе	Капуста						4,8	Батареи	Водяное	Аммиак
22,55,88	Львов	картофель				2,5		4,8	Батареи	Водяное	Аммиак
23,56,89	Ставрополь	Лук репчатый				2,5			Батареи	Воздушное	Фреон 22
24,57,90	Севастополь	Томат					3,8	4,8	Воздухоохладитель	Водяное	Аммиак
25,58,91	Новороссийск	Абрикосы						4,8	Воздухоохладитель	Воздушное	Фреон 22
26,59,92	Ялта	виноград							Воздухоохладитель	Воздушное	Аммиак

27,60,93	Кишинев	Груши				2,5		4,8	Воздухоохладитель	Водяное	Аммиак
28,61,94	Махачкала	Персики						4,8	Батареи	Водяное	Аммиак
29,62,95	Пятигорск	Яблоки					4,4	5,4	Воздухоохладитель	Водяное	Фреон 22
30,63,96	Харьков	Черешня				0,5	3,8	4,8	Воздухоохладитель	Водяное	Фреон 22
31,64,97	Воронеж	Абрикосы				1,5			Воздухоохладитель	Водяное	Аммиак
32,65,98	Волгоград	Виноград				1,5		5,4	Воздухоохладитель	Воздушное	Фреон 22
33,66,99	Казань	яблоки							Батареи	Водяное	Фреон 22

6 Содержание и оформление контрольных работ

Объем работы включает технические расчеты оборудования и составление технологической схемы холодильной машины.

Технические расчеты оформляются в виде расчетной работы объемом до 20-ти страниц, которая содержит:

- титульный лист;

- задание;

- содержание;

- расчет холодильной камеры;

- определение параметров работы холодильной машины;

- построение цикла холодильной машины в термодинамической диаграмме;

- расчет холодильного оборудования;

- построение схемы холодильной машины;

- список использованных источников.

Контрольная работа выполняется студентом по индивидуальному варианту по следующим исходным данным:

ВАРИАНТ ЗАДАНИЯ

1) наименование продукта __________________________________

2) масса хранимого продукта Е, т ____________________________

3) температура продукта начальная t_{пр (1)}, ⁰С ___________________

4) температура продукта конечная t_{пр (2)}, ⁰С ____________________

5) время охлаждение продукта , сутки _____________________

6) высота штабеля продукта h_гр, м ___________________________

7) высота камеры h_кам, м ____________________________________

8) город___________________________________________________

9) тип испарителя __________________________________________

10) охлаждение конденсатора ________________________________

11) холодильный агент ______________________________________

Задание оформляется на отдельном листе записки.

Требования к выполнению работы

Работа выполняется на листах формата А4 снабженных рамкой. Текст пишут с одной, либо двух сторон листа, количество строк на странице – от 33 до 38. Расстояние от рамки до границ текста должно быть в начале и конце строк не менее 5 мм, от верхней или нижней строки текста до рамки – не менее 10 мм. Расстояние заголовка подраздела от предыдущего текста – 15 мм, до последующего – 10 мм. Абзацы в тексте начинают отступом 15-17 мм.

Содержание включает наименование всех разделов и подразделов записки с указанием номеров страниц.

Раздел “Холодильная камера” включает краткое описание системы охлаждения камеры и расчет притоков тепла в камеру.

Расчет холодильного цикла проводится по методике, изложенной в разделе данных методических указаний.

Расчет и подбор холодильного оборудования выполняется по разделу 6 с использованием справочных данных приложения методических указаний.

Технологическая схема камеры и холодильной машины выполняется на листе формата А4 с изображением системы охлаждения камеры и графического обозначения выбранного холодильного оборудования машины, соединенных трубопроводами (см.приложения).

Каждая расчетная формула сначала записывается в буквенном виде с расшифровкой буквенных символов, встречающихся первый раз. Вычисления выполняются с точностью до трех значащих цифр и только в системе СИ.

В формулах в качестве символов применять обозначения установленные соответствующими государственными стандартами. Пояснения символов и числовых коэффициентов, входящих в формулу, если они не пояснены ранее в тексте, должны быть приведены непосредственно под формулой. Пояснения каждого символа следует давать с новой строки в той последовательности, в которой символы приведены в формуле. Первая строчка пояснения должна начинаться со слова “где” без двоеточия после него.

Пример – Плотность каждого образца , кг/м³, вычисляют по формуле

(1)

где m – масса образца, кг;

V – объем образца, м³.

Холодильное хранение плодов и овощей

Для замедления разрушительных биохимических и микробиологических процессов с целью предотвращения быстрой порчи и продления сроков хранения плодов и овощей необходимо:

- резко снизить интенсивность дыхания плодов, не прекращая его полностью;

- максимально уменьшить испарение влаги с поверхности продукции;

- предотвратить развитие вредной микрофлоры.

Для длительного сохранения натуральных свойств плодов и овощей широко используется холодильное хранение этой продукции при пониженных температурах. Режим холодильного хранения определяют с учетом биологических, физиологических и химических особенностей продукции, зависящих от вида, сорта, состояния и условий выращивания.

Режимы хранения плодов и овощей характеризуются создаваемыми температурой, влажностью, подвижностью и составом воздуха, а также перепадом температур между воздухом и охлаждающими приборами холодильных машин.

При этом успешность хранения плодов и овощей в значительной мере зависит от температуры воздуха, определяющей направление и интенсивность всех процессов, которые происходят в продукции при хранении и в первую очередь процесса газообмена при дыхании.

Оптимальная температура плодов и овощей определяется температурой их замерзания (криоскопическая температура) и чувствительностью к низким температурам, т.е. восприимчивостью к заболеваниям от холода выше точки замерзания.

Для большинства видов плодоовощной продукции оптимальной температурой хранения является температура, близкая к криоскопической. При этой температуре интенсивность дыхания и расход органических веществ доходят до минимума. Понижение температуры хранения ниже криоскопической связано с опасностью замерзания сока и последующим необратимым разрушением растительных клеток плодов. Превышение температуры хранения против оптимальной приводит к сохранению продолжительности хранения.

Хранение плодов и овощей при пониженных температурах осуществляется в специальных строительных сооружениях – холодильниках. Холодильник состоит из отдельных теплоизолированных от окружающей среды помещений – холодильных камер, объединенных общим грузовым коридором. Пониженная температура воздуха в камерах обеспечивается искусственным охлаждением холодильными машинами.

Однако важно не только создать в холодильной камере оптимальные температуры и влажность воздуха, но и поддерживать их равномерными и постоянными на протяжении всего периода хранения продукции. Поддержание постоянной и равномерной температуры и влажности воздуха в камере способствует его циркуляция по объему помещения. Вентиляция камер применяется для освежения воздуха, удаления газообразных продуктов, выделяющихся при дыхании плодов и овощей.

Продукцию в камерах холодильника хранят в таре – деревянных ящиках или контейнерах. Днища и стенки ящиков и контейнеров делают решетчатыми, что позволяет воздуху попадать в слой продукции. Установка контейнеров и ящиков в многоярусные штабеля высотой 3 – 4 метра с помощью погрузчиков позволяет эффективно использовать объем камеры хранения, легко механизировать загрузку и разгрузку продукции. Укладка тары с продукцией в штабель должна производиться таким образом, чтобы холодный воздух обтекал тару со всех сторон и охлаждал продукцию. Для этого между штабелями оставляют расстояние 3  5 см. Если это условие не соблюдается, продукция начинает разогреваться и отпотевать.

Основное оборудование холодильных машин

Холодильное оборудование камер хранения

Необходимые по технологии температуру и влажность воздуха в холодильной камере обеспечивают испарители холодильных машин. Применяют два вида испарителей:

- батареи;

- воздухоохладители.

Охлаждающие батареи изготавливают путем сварки стальных труб диаметром, обычно, 38 мм в несколько рядов в виде змеевика или секций соединенных коллекторами. Расстояние между трубами составляет 180 мм. На наружную поверхность труб навивают спиральную ленту толщиной 1 мм и шириной от 30 до 40 мм. Оребрение в несколько раз увеличивает внешнюю теплопередающую поверхность труб, дает экономию труб в 2 – 3 раза.

По месторасположению батареи бывают пристенные и потолочные. Схема пристенной и потолочной батарей приведена в приложении Г.

Пристенные батареи располагают преимущественно вдоль наружных стен в местах наибольшего притока тепла на расстоянии 0,2м от стены и возможно выше от пола.

Потолочные батареи размещают по всей площади потолка на расстоянии 0,4 м от него.

Жидкий холодильный агент, протекая по трубам, кипит, поглощая тепло от воздуха окружающего батарею, в результате чего температура в камере понижается. Охлажденный воздух за счет естественной циркуляции проходит сверху вниз через штабель пищевых продуктов со скоростью 0,05 – 0,2 м/с. Получив тепло от продукта и через ограждения камеры, воздух поднимается вверх и снова охлаждается батареями.

Воздухохладитель состоит из оребренных труб батареи, которая монтируется компактно в несколько рядов в металлическом кожухе, имеющим отверстия для входа и выхода воздуха. Принудительное движение воздуха через батарею со скоростью 3 – 5 м/с обеспечивается электровентилятором. В результате эффективность теплопередачи от воздуха к кипящему в трубах батареи холодильному агенту возрастает в 6 – 8 раз. Воздухоохладители вентилятором создают и принудительную циркуляцию воздуха непосредственно в камере со скоростью 1 – 3 м/с. Нисходящие потоки воздуха проходят через штабель продукции и затем вновь всасываются в воздухоохладитель. Воздухоохладители располагают непосредственно под потолком камеры. Схема воздухоохладителя приведена в приложении Г.

Испарители имеют следующие коэффициенты теплопередачи, отнесенные к оребренной наружной поверхности:

- батареи К_и = 3,5 – 6,0 Вт/(м^{2 0}С);

- воздухоохладители К_и = 12 – 14 Вт/(м^{2 0}С).

Дата добавления: 2015-05-26