Высшее образование
жүктеу/скачать 4.17 Mb. Pdf көрінісі
|
| а — полная; б — упрощенная; / — наружные стены камеры; // — источники влаги помимо
продукта; /// — воздух камеры; IV — продукт; V — приборы охлаждения; 1— перенос теплоту конвекцией; 2 — перенос теплоты радиацией; 3— перенос теплоты испарением и конденсацией На рис. 19, а дана принципиальная схема тепловлажностных процессов в камере холодильного хранения, предложенная Д. Г. Рютовым. В схеме учитываются конвективный и радиационный переносы теплоты, а также перенос влаги испарением (сублимацией) и конденсацией (десублимацией). Однако для математического описания процесса приняты некоторые допущения: влага в воздух камеры поступает только за счет испарения (сублимации) с поверхности продукта; продукт получает теплоту от воздуха только путем конвекции. Упрощенная схема переноса теплоты и массы в камере холодильного хранения при отсутствии лучистого теплообмена и посторонних источников влаги дана на рис. 19, б. Температура продуктов t n , хранящихся в камере, несколько ниже температуры хранения t B из-за испарения воды с поверхности продукта (усушки). Таким образом, в камере хранения поддерживается температура t B > t n > t б , где t б — температура охлаждающих приборов. Условием переноса влаги будет (t в – t п ) < (t в – t б ). (71) Количество теплоты, отбираемое от воздуха и расходуемое на испарение влаги в единицу времени, будет равно Q = α F(t B – t п ), (72) где α — коэффициент теплоотдачи между продуктом и воздухом, Вт/(м 2 · К); F — площадь поверхности продуктов, м 2 . Количество влаги, испарившейся из продукта в единицу времени, кг/с, W и = βF (p n – φp в ). (73) Она оседает на батареях охлаждения, причемъ W и = β б F б ( φp в - р б ). (74) где β, β б — соответственно коэффициенты испарения и конденсации водяного пара, кг/(м 2 · с · Па); F б — площадь поверхности охлаждающих приборов, м 2 ; р п , р б — давление водяных паров соответственно на поверхности продукта, батареи, Па; р в — давление насыщенных паров воздуха, Па; φ — относительная влажность воздуха. 99 Количество теплоты, затраченной на испарение, и количество испарившейся влаги связаны соотношением W и = Q/r n , где r п — удельная теплота парообразования (сублимации), кДж/кг. По закону Льюиса при испарении (сублимации) или конденсации (десублимации) α/β = const. Преобразовав уравнения (43) и (74), получим αF/(α б F б ) = А(φ р в – p б ) / (t B - t n ), (75) где α б — коэффициент теплоотдачи между воздухом и поверхностью охлаждающей батареи; А — постоянный коэффициент. Анализ уравнения (75) показывает, что при данных F, α, t B , t n уменьшения усушки ( φр в – p б ) можно добиться, увеличивая α б F б , т. е. увеличивая поверхность охлаждающих приборов или коэффициент теплоотдачи α б . Математическое описание тепло- и массообменных процессов усложняется при учете лучистого теплообмена между продуктом, батареями охлаждения и стенками камеры, а также внутренних тепловых потоков, возникающих в результате колебания температуры воздуха в камере хранения. Учитывая теплоту, подводимую к продукту конвекцией и излучением от более теплой стенки камеры, теплоту, отводимую от продукта излучением к поверхности приборов охлаждения, и теплоту сублимации влаги, а также внутренние тепловые потоки, усушку определяют из уравнения ΔG = F б (d п – d в ) / [c б (1/ α б + 1/ α п )], (76) где F б — площадь поверхности охлаждающих приборов, м 2 ; d n , d в — влагосодержание насыщенного воздуха соответственно при температуре продукта и воздуха камеры, кг/кг; с б — удельная теплоемкость влажного воздуха при температуре поверхности приборов охлаждения, кДж/(кг • К); α п — конвективный коэффициент теплоотдачи от поверхности продукта, Вт/(м 2 · К). Главный фактор, влияющий на усушку, — температура воздуха камеры хранения. Усушка уменьшается с понижением t B , причем на каждые 10 °С приблизительно в два с половиной раза. Не случайно в настоящее время рациональной температурой хранения замо- роженных продуктов считается -25...-30 °С, при этом не только уменьшается усушка, но и удлиняется срок хранения продуктов. Однако в некоторых старых холодильниках еще используется температура -12 °С, а общепринятая температура равна -18...-20 0 С. Относительная влажность воздуха почти не влияет на усушку при низких температурах хранения. При одной и той же относительной влажности воздуха усушка может возрастать, когда возрастает разность температур между воздухом камеры и поверхностью приборов охлаждения, и убывать, когда уменьшается. Увеличение приводит к возрастанию интенсивности конденсации влаги из воздуха и, следовательно, к увеличению усушки. Скорость движения воздуха в камерах хранения должна быть минимальной, обеспечивающей ликвидацию застойных зон. Абсолютная усушка практически не зависит от количества продукта в камере хранения, однако относительная усушка резко возрастает, когда камера недогружена. Это объясняется увеличением удельной плотности теплового потока на единицу продукта. Самый лучший способ сократить усушку до минимальной — упаковка продуктов и понижение температуры, причем потери массы зависят от паропроницаемости упаковочных материалов. жүктеу/скачать 4.17 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|