Высшее образование


ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ



Pdf көрінісі
бет72/150
Дата05.09.2023
өлшемі4.17 Mb.
#476602
түріУчебник
1   ...   68   69   70   71   72   73   74   75   ...   150
КНИГА 16 Bolshakov Holod


ГЛАВА 12 
 
ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
В ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ 
 
12.1. Тепловой расчет процесса охлаждения 
В задачу теплового расчета входит определение продолжительности охлаждения 
продуктов и количества теплоты, отводимого от них в процессе охлаждения. 
Продолжительность охлаждения — основа расчета количества теплоты, отводимой 
от продуктов в процессе охлаждения, оценки эффективности работы холодильной камеры, 
оборудования и др. Она зависит от вида и параметров охлаждающей среды, размеров и 
теплофизических характеристик охлаждаемых продуктов. Наибольшей продолжительностью 
характеризуются процессы охлаждения продуктов в воздушной среде, наименьшей — в 
вакууме. 
Продолжительность охлаждения продуктов, имеющих правильную геометрическую 
форму или близкую к ней, определяют, пользуясь номограммами, выражающими 
графическую зависимость безразмерной температуры от критериев Фурье и Био для 
середины пластины, оси цилиндра и центра шара. 
Безразмерная температура 
 
Θ = (t – t
0
) / (t
H
 – t
0
), (50)
где t, t
H
 — 
соответственно текущая и начальная температуры продукта, °С; t
0
— 
температура 
охлаждающей среды, 
0
С; 
t= f 
(х, τ). (51) 


94 
Критерий Био, характеризующий эффективность теплообмена поверхности продукта 
с охлаждающей средой, рассчитывается по уравнению 
Bi = 
α l / λ, (52) 
где α — коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности продукта охлаждающей среде, 
Вт/(м
2
• К); l— половина толщины продукта, м; λ — коэффициент теплопроводности 
продукта, Вт/(м · К). 
Коэффициент теплопроводности продукта определяют по таблице (см. табл. 3), а 
коэффициент теплоотдачи — из критериальных зависимостей теплообмена при 
вынужденном и естественном движении охлаждающей среды у поверхности продукта. 
Приближенно коэффициент теплоотдачи от продукта к воздуху находят из 
зависимости Юргенса: 
α = 1,16 (5,3 + 3,6 v), (53) 
где — скорость движения воздуха у поверхности продукта, м/с. 
Для приближенных расчетов коэффициент теплоотдачи от продукта к жидкой среде 
при естественной конвекции можно принять равным 200 — 230 Вт/(м
2
· 
К), при скорости 
движения жидкости 0,5 м/с - 1000 Вт/(м
2
· 
К). 
По полученным значениям безразмерной температуры и критерия Bi из номограммы 
для пластины, цилиндра или шара (см. приложение 2) определяют точку пересечения 
соответствующих прямых. Из полученной точки опускают перпендикуляр на ось абсцисс и 
находят значение критерия Фурье Fo, или безразмерное время 
Fo = 
а τ / l
2
, (54) 
где а — коэффициент температуропроводности продукта, м
2
/с; τ — продолжительность 
охлаждения, с; l — половина толщины продукта, м. 
Отсюда продолжительность охлаждения 

τ = Fo l
2
/a. (55) 
Коэффициент температуропроводности продукта а в формуле находят по таблицам 
теплофизических характеристик. В приближенных расчетах его можно принять равным 1,25 
· 10
-7
м
2
/с. 
Количество теплоты, отводимой при охлаждении, можно определить, пользуясь 
выражением 
Q = G c

(t
H
 – t
K
) (56) 
Или 
 
G (i
H
 – i
K
), (57) 
где G — масса продукта, кг; с
0
— 
удельная теплоемкость продув та, кДж/(кг • К); i
н
- i
к
— 
разность удельных энтальпий продукта при его начальной и конечной температурах, кДж/кг. 
При охлаждении продуктов воздухом необходимо учитывать, что часть теплоты 
отводится вследствие испарения влаги с их поверхности, т.е. конвективный теплообмен 
сочетается с испарительным. Причем теплота, отводимая вследствие испарения влаги, может 
составлять до 50 % общего количества теплоты в зависимости от температуры воздуха и 
свойств охлаждаемых продуктов. 
Испарение влаги с поверхности продуктов значительно уменьшается при наличии 
естественного защитного слоя или упаковки. 


95 
При медленном охлаждении продуктов количество теплоты, отводимой от мяса, 
птицы, рыбы и др., увеличивается за счет биохимических процессов, происходящих в 
продукте на начальной стадии созревания. В этом случае общая формула количества 
теплоты, отводимой от продукта, с учетом его внутренних тепловыделений и теплового 
эффекта испарения имеет следующий вид: 
G [c

(t
H
 – t
K
) + q
BH
 + g(L
K
 - L
И
)]; (58) 
где G — масса продукта, кг; t
H
- t
K
— 
разность начальной и конечной температур продукта; 
q
ВН
— 
внутреннее тепловыделение единицы массы продукта в процессе всего охлаждения
Дж/кг; g — удельное количество испарившейся воды; L
K
- L
И
— 
удельная теплота 
конденсации и испарения с единицы массы продукта, Дж/кг. 


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   68   69   70   71   72   73   74   75   ...   150




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет