расчет холодильной камеры для хранения мяса
Расчет холодильной камеры, замороженное мясо в блоках
Определение вместимости холодильной камеры. Теплотехнический расчет изоляции ограждающих конструкций. Определение теплопритоков в камеру и тепловой нагрузки. Тепловой расчет холодильной машины и воздухоохладителя. Подбор холодильного оборудования.
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МОЛДОВЫ
КАФЕДРА ХОЛОДИЛЬОЙ ТЕХНИКИ
ПО КУРСУ «ХОЛОДИЛЬНАЯ ТЕХНИКА»
ТЕМА ПРОЕКТ: РАСЧЕТ ХОЛОДИЛЬНОЙ КАМЕРЫ, ЗАМОРОЖЕННОЕ МЯСО В БЛОКАХ
ВЫПОЛНИЛА: СТ-КА ГР. ТКР-112 ДЬЯЧЕНКО М.
ПРОВЕРИЛ: ДОКТОР КОНФ.НАУК КАРТОФЯНУ В.
1.Расчет вместимости холодильной камеры
2. Теплотехнический расчет изоляции ограждающих конструкций
2.1 Определяем толщину теплоизоляции наружных стен
2.2 Определяем толщину теплоизоляции между камерами
2.3 Определяем толщину теплоизоляции между камерой и коридором
2.4 Определяем толщину теплоизоляции пола
2.5 Определяем толщину теплоизоляции для кровли
3. Расчет теплопритоков в камеру и определение тепловой нагрузки
3.1 Теплопритоки через ограждающие конструкции
3.2 Теплопритоки от грузов при холодильной обработки
3.3 Теплопритоки от тары
3.4 Теплопритоки при вентиляции помещений
3.5 Эксплуатационные теплопритоки
4. Расчет нагрузки на компрессор
4.1 Расчет холодопроизводительность компрессора
4.2 Расчет нагрузки на воздухоохладитель
5. Тепловой расчет холодильной машины и воздухоохладителя
5.1 Выбор рабочего режима
5.2 Расчет узловых точек
6. Тепловой расчет холодильной машины
7. Расчет воздухоохладителя
8. Подбор холодильного оборудования
Строительные конструкции камеры (стены, пол, кровля) включают заданные строительные материалы. В зависимости от вида хранимого груза пол может иметь или не иметь обогревательные устройства.
1. Расчет вместимости холодильной камеры
Вместимость камеры хранения в тоннах груза определяется по формуле:
холодильный камера расчет
Площадь камеры, м2 Величина b
от 100 до 400 0,75…0,8
Полученное значение вместимости камеры хранения округляют до целого числа.
Fстр = В•L= 12•12=144 м2
Gк = Fстр•gv•hгр•b—=144•600•42•0,8•10 3 =290 т
2. Теплотехнический расчет изоляции ограждающих конструкций
В задачу расчета входит выбор типа изоляции и ее толщины для всех ограждений камеры. Формула для расчета имеет вид:
Значения сопротивлений теплопроводности строительных конструкций д/л определяются на основании исходных данных, принимаемой конструкции (Приложение 5) и характеристик строительно-изоляционных материалов (Приложения 6 и 7). Там же можно взять значение коэффициента теплопроводности для выбранного типа изоляции лиз.
Полученная расчетным путем толщина изоляции для всех ограждений округляется до стандартного значения, обычно кратного 25 мм. Если принятая величина диз.д отличается от расчетной диз более, чем на 10%, определяется действительное значение коэффициента теплопередачи kд по формуле:
2.1 Определяем толщину теплоизоляции наружных стен
Принимаем толщину изоляции диз = 160 мм
2.2 Определяем толщину теплоизоляции между камерами
Принимаем толщину изоляции диз = 160 мм
2.3 Определяем толщину теплоизоляции между камерой и коридором
Принимаем толщину изоляции диз = 160 мм
2.4 Определяем толщину теплоизоляции пола
Принимаем толщину изоляции диз = 70мм
2.5 Определяем толщину теплоизоляции для кровли
Принимаем толщину изоляции диз = 160мм
3. Расчет теплопритоков в камеру и определение тепловой нагрузки на камерное холодильное оборудование, и холодильную машину
Суммарная тепловая нагрузка на камерное оборудование
SQ = Q1 + Q2 + Q3 + Q4= Qоб
Q1- теплопритоки через ограждающие конструкции, Вт
определяется для условий работы камеры в самых неблагоприятных условиях.
3.1 Теплопритоки через ограждающие конструкции
Теплопритоки через стены, перегородки и кровлю рассчитывают по формуле:
Теплопритоки через пол, имеющий обогревательные устройства:
где tг = 1 оС при электрообогреве, и tг = 3 оС при обогреве горячим воздухом.
Если полы не имеют обогрева, то расчет теплопритоков выполняется по условным зонам, в соответствии с методикой, приведенной в литературе [1].
Теплоприток от солнечной радиации через наружные стены и кровлю камеры определяют по формуле:
Величина Дtс определяется в зависимости от окраски наружной поверхности ограждений. Для светлоокрашенной кровли Дtс =14,9 оС, для темноокрашенной Дtс =17,7 оС, для наружной стены (в примере, ориентированной на запад) значение Дtс зависит от материала стены и цвета ее тона:
Теплоприток от наружной стены
Теплоприток между камерами и коридором.
Теплоприток через кровлю. Q1T=
Теплоприток от солнечной радиации через наружные стены и кровлю камеры:
3.2 Теплопритоки от грузов при холодильной обработке
Теплопритоки при охлаждении и домораживании продуктов рассчитывают по формуле:
3.3 Теплоприток от тары
3.4 Теплопритоки при вентиляции помещений
Этот вид теплопритока учитывается только для камер хранения растительных продуктов в свежем виде и определяется по формуле:
3.5 Эксплуатационные теплопритоки
Теплоприток от освещения камеры, Вт:
Теплоприток от работающих электродвигателей
Теплоприток при открывании дверей
Теплопритоки от растительных продуктов при дыхании
Определяются по формуле:
4. Расчет нагрузки на компрессор
4.1 Расчетная холодопроизводительность компрессора определяется по формуле:
SQкм = Q1 + Q2 + (0,5…0,75) *Q4
4.2 Расчет нагрузки на воздухоохладитель
На камерное холодильное оборудование все составляющие тепловой нагрузки принимаются в полном объеме:
5. Тепловой расчет холодильной машины и воздухоохладителя
Для подбора холодильной установки необходимо использовать сводные данные калорического расчета, заданные температурные условия работы холодильной камеры и тип используемого холодильного агента.
Рис. 2 Схема регенеративного цикла одноступенчатой холодильной машины
5.1 Выбор рабочего режима
Температура кипения холодильного агента
tконд =tнар + (8…12) oC
Температура перегрева паров агента после испарителя
Температура переохлаждения жидкого агента перед РВ
Эта температура определяется из теплового баланса теплообменника.
Нормы загрузки холодильников и холодильных камер
В одном и том же холодильнике можно хранить различное количество грузов в зависимости от характера груза, упаковки, метода штабелирования, а также от наличия подъемно-транспортных устройств и других факторов. Поэтому для сравнения холодильников по емкости введено понятие «условная емкость», под которой понимается емкость, заполненная мороженым мясом из расчета 0,35 т на 1 м 3 грузового объема. При хранении в данном холодильнике (или холодильной камере) другого продукта емкость холодильника может оказаться больше или меньше условной. Так, сливочного масла в камере разместится вдвое больше, чем мяса, а яиц в картонных ящиках (или мороженой баранины) — примерно на 30% меньше. Для определения действительной емкости камер существуют нормы загрузки различными продуктами 1 м 3 грузового объема. Чтобы облегчить пересчет условной емкости в действительную для данного продукта и обратно пользуются коэффициентами пересчета. Если известна условная емкость сборной холодильной камеры, то для получения фактической, условную емкость необходимо разделить на коэффициент пересчета. Если же известна фактическая емкость по определенному грузу, то для получения условной, фактическую емкость умножают на соответствующий коэффициент.
Нормы загрузки 1 м 3 грузового объема продукта при обычной укладке, при укладке на поддонах и в контейнерах, а также коэффициенты пересчета на условную емкость для различных продуктов приведены в табл. 1.
Расчет камеры для холодильной обработки мяса
Назначение и классификация оборудования для охлаждения и замораживания. Камера холодильной обработки мяса с системой увлажнения воздуха. Расчет теплоизоляции пола камеры замораживания. Монтаж и испытание холодильного оборудования и трубопровода.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.01.2010 |
| Размер файла | 5,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1. Анализ современных объектов аналогичного назначения
1.1 Общие сведения об охлаждении и замораживании пищевых сред
1.2 Назначение и классификация оборудования для охлаждения и замораживания
1.2.1 Классификация оборудования
1.2.2 Конструкции холодильников и камерного оборудования
1.3 Патентная проработка проекта
1.3.1 Камера холодильной обработки мяса с системой увлажнения воздуха
1.3.2 Конструкции камерных приборов охлаждения
1.4 Формулирование идеи реконструкции и обоснование технического решения
2.1 Расчет теплоизоляции пола камеры замораживания
2.2 Расчет конденсации влаги на стеновых панелях
2.3 Определение толщины теплоизоляции всасывающего трубопровода холодильной установки
2.4 Определение площади теплопередающей поверхности охлаждающих батарей
2.5 Расчет необходимого количества воздухоохладителей коридора
2.6 Расчет массового расхода приточного воздуха в камере замораживания
2.7 Расчет воздушной завесы для двери холодильной камеры
3 Ремонт монтаж и эксплуатация холодильного оборудования и трубопроводов
3.1 Монтаж холодильного оборудования и трубопроводов
3.2 Испытание трубопроводов
3.3 Порядок монтажа элементов холодильной проводки
3.4 Установка трубопровода и арматуры
4 Безопасность и экологичность проекта
4.1 Безопасность жизнедеятельности в производственной среде
4.1.1 Опасные и вредные производственные факторы (ОВПФ)
4.1.2 Физически опасные и вредные производственные
4.1.3 Оценка химически опасных и вредных производственных факторов
4.2 Безопасность при чрезвычайных ситуациях
Список используемых источников
Наряду с ростом холодильных емкостей постоянно развиваются холодильное машиностроение и приборостроение. Холодильные машины выпускают преимущественно в виде автоматизированных агрегатов. Большое внимание уделяется конструированию и изготовлению мелких автоматизированных холодильных машин, что позволяет оснастить холодом значительное количество предприятий торговли и общественного питания
Холод применяется во многих отраслях промышленности: в химической, горнорудной, металлургической и др. Особенно большое применение получил холод в пищевой промышленности для хранения скоропортящихся продуктов, а также в технологическом процессе производства пищевых продуктов при их термической обработке и транспортировке железнодорожным и другим транспортом.
Для сохранения и переработки все возрастающего количества пищевых продуктов необходимо значительное повышение объемов и темпов строительства холодильников и холодильного оборудования, а также техническое совершенствование существующих холодильных предприятий.
Использование холода, особенно искусственного, значительно улучшает санитарно-гигиеническое состояние продуктов во время технологических процессов производства, хранения и торговли ими в течение всего года.
Холод на мясоптицеперерабатывающих предприятиях применяют в следующих процессах:
— охлаждение мяса, субпродуктов, жира и других продуктов убоя скота;
— хранение охлажденных продуктов;
— хранение замороженных продуктов;
— охлаждение мясных продуктов при производстве колбас, копченостей, перетопке жиров, выработке фасованной продукции и полуфабрикатов;
— выработка смазочных масел из технических жиров;
— охлаждение рассола для посола шкур;
— сублимационная сушка медицинских препаратов;
— изготовление льда, используемого в производстве колбасных и других изделий;
— кондиционирование воздуха в производственных помещениях для создания определенных технологических режимов и комфортных условий работы.
В птицеперерабатывающей промышленности холод используется для охлаждения, замораживания и хранения тушек кроликов, птицы и дичи, а также при хранении яиц и меланжа.
1. Анализ современных объектов аналогичного назначения
1.1 Общие сведения об охлаждении и замораживании пищевых сред
Это один из основных способов холодильного консервирования продуктов без изменения их структурного состояния.
По принципу переноса тепло-ты способы охлаждения подразделяются на три группы:
путем конвекции (охлаждение продуктов в воздухе, упакованных в непрони-цаемые искусственные или естественные оболочки, а также в жидких средах);
в результате фазовых превращений (интенсивное испарение части содержа-щейся в продукте воды при его вакуумировании);
смешанным теплообменом (передача теплоты осуществляется конвекцией, радиацией и за счет теплообмена при испарении влаги с поверхности продукта).
замораживание в кипящем хладагенте;
замораживание в жидкостях как промежуточных хладоносителях;
замораживание в воздухе как промежуточном хладоносителе.
1.2 Назначение и классификация оборудования для охлаждения и замораживания
1.2.1 Классификация оборудования
В основу классификации аппаратов для охлаждения и замораживания пищевых сред положены следующие признаки: назначение цикла холодильной установки, способы получения холода, число ступеней охлаждения, вид и число рабочих веществ, температурный уровень охлаждения, полезная холодопроизводительность и др.
Представленная на рис. 1 (см. прилож.) система и классификация использует наиболее существенный технологический признак холодильной обработки пищевых продуктов, который во многом определяет их качество.
1.2.2 Конструкции холодильников и камерного оборудования
Для создания и поддержания таких параметров воздуха здания холодильников сооружают без окон, они имеют мощную тепловую изоляцию кровли, наружных и внутренних ограждений, дверей, оснащаются оборудованием для охлаждения помещений и устройствами для предотвращения промерзания грунта в основании здания.
Различают следующие типы холодильников:
— Заготовительные холодильники предназначены для первоначальной холодильной обработки, кратковременного хранения и подготовки заготовляемых продуктов к транспортировке на торговые предприятия или распределительные холодильники.
— Распределительные холодильники предназначены для создания и хранения резервных, сезонных, текущих и страховых запасов скоро портящегося сырья и готовой продукции, обеспечивающих ритмичность производства пищевых отраслей и равномерное снабжение пищевыми продуктами населения в течение года.
— Базисные холодильники предназначены для длительного хранения резервов скоропортящихся продуктов (госрезервы).
— Холодильники продовольственных баз предназначены для обслуживания торговой сети небольших городов. На эти холодильники поступают пищевые продукты с производственных и распределительных холодильников.
— Перевалочные холодильники предназначены для кратковременного хранения грузов при передаче их с одного вида транспорта на другой, например, с железнодорожного транспорта на автомобильный и наоборот.
— Холодильники предприятий розничной торговли и общественного питания предназначены для краткосрочного хранения запасов продуктов, которые реализуются предприятиями в течение нескольких дней.
— Холодильники смешанного назначения могут выполнять функции перечисленных выше видов.
В последнее время строят одноэтажные холодильники из облегченных конструкций. Элементы наружных стен и покрытия монтируют из облегченных трехслойных панелей «сэндвич» (рис 1.3). В этом случае большие холодильные камеры могут быть без внутренних колонн. Здания холодильников такого типа бывают двух видов; с внутренним или наружным каркасом.
Данная строительная конструкция холодильника и, в частности, его теплоограждающая конструкция являются на сегодняшний день самой передовой среди существующих в данной области.
Холодильник имеет каркас из колонн 6 и балок 10. Сетка колонн имеет размеры 6Ч6 (36) м. С помощью крепежных элементов к колоннам крепятся изолирующие стеновые панели «сэндвич» 7, а на балки укладываются потолочные панели 8. Верх холодильника покрывается кровлей 9, имеющей дополнительную теплоизоляцию для защиты потолочных панелей от нагревания прямым солнечным излучением. Колонны ставятся на специальные фасонные опоры и скрепляются с опорной поверхностью анкерными болтами.
На стыках между панелями устанавливаются прокладки 12 из каучуковой ленты, а внешняя поверхность стыка замазывается герметизирующей смесью 13.
Данная конструкция легка в монтаже. Холодильники с применением новой строительной технологии монтируются в течение нескольких месяцев. Стоимость строительства этим методом на 40-50 % ниже стоимости строительства традиционными методами. Кроме того, теплоизоляционные панели неприхотливы к условиям эксплуатации и не требуют ухода и технического обслуживания.
Для гидроизоляции наклеивают на горячей битумной мастике на основание 4-5 слоев рубероида. Для повышения отражающей способности кровли на ее поверхность укладывают более светлый материал. В России разработан и выпускается теплоотражательный материал ДМПС (дублированный металлизированной пленкой спецматериал), имеющий степень черноты не более 0,06.
При жидкостном обогреве в железобетонную плиту основания, расположенную под полом, закладывают систему трубопроводов (рис. 1.5, б), по которой с помощью насоса циркулирует жидкость (этиленгликоль, смазочное масло), подогреваемая в теплообменниках паром, электроэнергией и т.д. Электрический обогрев осуществляется электронагревателями, к которым электрический ток подводится через трансформаторы, понижающие напряжение до 36 В.
Стальные стержни (арматурная проволока) укладывают в бетонные плиты основания. Особое внимание уделяют гидроизоляции всей конструкции пола, которую выполняют в виде двух слоев гидроизола на горячей битумной мастике.
В зоне расположения устройств для обогрева грунта необходимо поддерживать температуру 2°С.
Если несущие колонны металлические, то их крепление осуществляется анкерными болтами (рис.1.6).
В холодильниках устанавливают специальные изолированные двери. Конструкция крепления откатной двери представлена на рисунке 1.7.
Для уменьшения притока теплого воздуха в охлаждаемые помещения при открывании дверей их оснащают воздушными завесами (рис. 1.8) или брезентовыми шторами.
Камеры холодильников в зависимости от назначения классифицируются:
2) по характеру действия (камеры непрерывного и периодического действия );
3) по конструкции (камеры проходного и тупикового типа);
4) по способу хранения груза (камеры хранения груза штабелированием или на подвесных путях);
5) по способу циркуляции воздуха (с естественной или принудительной циркуляцией воздуха).
Камеры охлаждения (рис. 1.9) с поперечным движением воздуха или с дутьем воздуха сверху вниз предназначены для охлаждения мяса и могут быть циклического (периодического) или непрерывного действия.
Камера охлаждения с поперечным движением воздуха (рис. 1.9, а) состоит из воздухоохладителя 1, перегородок 2, охлаждаемых полутуш мяса 3, перемещаемых с помощью подвесного пути 4 (стрелки показывают направление движения воздуха).
Камера охлаждения с дутьем воздуха сверху вниз (рис. 1.9, б) включает в себя воздухоохладитель 1, вентилятор 2, ложный потолок 4 и охлаждаемые туши 5, перемещаемые с помощью подвесного пути 3. На подвесных путях камер охлаждения туши размещают с интервалами на рамах в 30. 50 мм.
На участке подвесного пути длиной 1 м размещают 2. 3 говяжьих или 3. 4 свиных полутуши. Крупные туши размешают в зоне с наиболее низкой температурой и наиболее интенсивным движением воздуха.
Камеры замораживания (рис. 1.10) обеспечивают замораживание мяса и мясопродуктов и состоят из батарей и воздухоохладителей и могут быть с вынужденным или естественным движением воздуха.
а) с поперечным движением воздуха; б) с дутьем воздуха сверху вниз
Оборудование камеры замораживания туннельного типа с поперечными движением воздуха (рис. 1.10, а) состоит из потолочных воздухоохладителей с направляющими аппаратами 6, расположенных над ложным потолком 3 и подвесными путями 5, укрепленными на подвесках 2. Охлажденный в воздухоохладителях воздух через нагнетательные отверстия 4 в ложном потолке омывает полутуши мяса, и отепленный воздух через всасывающее отверстие вновь направляется на охлаждение в воздухоохладитель.
В морозильной камере туннельного типа с межрядными батареями (рис. 1.10, б) размещено четыре туннеля, в каждом из которых имеется один подвесной путь для подвешивания и передвижения мяса. Вдоль стен каждого туннеля установлены пристенные оребренные батареи 6. Нагнетаемый вентилятором 3 воздух по каналу, образованному ложным потолком и перекрытием камеры, через нагнетательное отверстие 1 направляется в первый туннель, в котором, двигаясь сверху вниз, омывает замораживаемые полутуши.
а) с поперечным движением воздуха; б) c межрядными батареями
Через отверстие 5 в нижней части перегородки 2 первого туннеля воздух попадает во второй туннель, в котором он циркулирует уже снизу вверх. Далее воздух через отверстие перегородки переходит в третий туннель, опускается вниз и направляется в четвертый туннель, из которого засасывается вентиляторами через всасывающее отверстие 4, и снова направляется в первый туннель. Приближение в таких камерах теплоотводящих приборов поверхности продукта дает возможность использовать не только конвективный, но и радиационный теплообмен, что сокращает продолжительность замораживания и уменьшает усушку.
Камеры замораживания с ложным потолком (рис.1.11) имеют воздухоохладитель с всасывающим отверстием около пола камеры. Охлажденный воздух выбрасывается вентилятором 1 в пространство между перекрытием и ложным потолком. В грузовой объем воздух поступает через щелевые сопла 2 по обе стороны ниток подвесных путей 3.
К камерным приборам охлаждения относятся воздухоохладители и пристенные батареи.
Воздухоохладители бывают постаментные и подвесные и компонуются из секций-модулей. Распространены воздухоохладители из оребренных труб или пластин с каналами, внутри которых кипит хладагент или циркулирует хладоноситель. Воздух продувается с помощью вентилятора. Разность температур воздуха и поверхности охлаждения может достигать 12°С.
Для охлаждения камер длительного хранения мороженых грузов используют панельные батареи, представляющие собой стальные листы, к которым приваривают цельнотянутые трубы. Пристенные и потолочные батареи (рис. 1.12) могут применяться как отдельно от воздухоохладителей (тихое охлаждение), так и совместно с ними. Наружная поверхность труб может быть гладкой или оребренной.
1.3 Патентная проработка проекта
1.3.1 Камера холодильной обработки мяса с системой увлажнения воздуха
Целью изобретения является снижение усушки.
Камера для холодильной обработки мясных туш (рисунок 1.13) содержит теплоизолированный корпус 1 с дверями 2, 3 для загрузки и выгрузки туш, систему циркуляции воздуха, включающую расположенные вдоль корпуса воздухоохладители 4 с нагнетательными патрубками 5, подвесные пути 6 для размещения мясных туш. Система циркуляции воздуха снабжена линией подвода увлажненного воздуха, содержащей всасывающий раструб 7 с вентилятором 8, размещенный над дверью 2 для загрузки и распределительный коллектор 9 с отводными трубками 10, подсоединенными к нагнетательным патрубкам воздухоохладителей 4.
При эксплуатации камеры через загрузочную дверь 2 по подвесному пути 6 парные мясные туши поступают в полость корпуса 1. Воздух с помощью вентиляторов подается в батареи воздухоохладителей 4. После охлаждения поступает в грузовой объем, омывает поверхность мясных туш и охлаждает их. В процессе загрузки камеры происходит воздухообмен между полостью корпуса 1 и смежным помещением, из которого производится загрузка мясных туш. Теплый и влажный воздух проникает в корпус через верхнюю часть загрузочной двери 2 и поднимается в раструб 7. Из раструба 7 с помощью вентилятора 8 по коллектору 9 влажный и теплый воздух подается в нагнетательные патрубки 5, где смешивается с холодным и сухим воздухом из воздухоохладителей 4. Это приводит к увеличению влажности охлаждающего воздуху, поступающего в полость корпуса 1 (грузовой объем) и омывающего поверхность охлаждаемых мясных туш, и, соответственно, к снижению интенсивности усушки.
Данное устройство позволяет снизить усушку на 10- 15%.
Камера для холодильной обработки мясных туш, содержащая теплоизолированный корпус с дверью для загрузки мясных туш, подвесные пути, систему циркуляции воздуха, включающую расположенные вдоль корпуса воздухоохладители, отличается тем, что, с целью снижения усушки, система циркуляции воздуха снабжена линией подвода увлажненного воздуха, содержащей всасывающий раструб с вентилятором, размещенный над дверью для загрузки, и распределительный коллектор с отводными трубками, подсоединенными к нагнетательным патрубкам воздухоохладителя [Приложение Б а.с. № SU 1763824 А1].
1.3.2 Конструкции камерных приборов охлаждения
Изобретение относится к камерным пристенным и потолочным батареям.
Выполнение наружного оребрения в виде трех ребер, представляющих собой продольные полосы, позволяет разделить намораживаемый лед на три не связанных между собой цилиндра. В связи с этим для сбора льда необходимо подпустить только такое количество теплоты, которое необходимо для подтаивания ледяного слоя в зоне контакта последнего с наружной поверхностью труб высотой, равной высоте микровыступов поверхности труб. При образовании жидкой фазы адгезия льда с поверхностью труб и ребер полностью нарушается и части цилиндра под действием силы тяжести соскальзывает с труб.
Установка первого ребра в верхней части в вертикальной плоскости, размещение двух других по обе стороны от первого и закрепление их на нижнем полуцилиндре трубы под углом 10-90° к горизонтальной оси поперечного сечения трубы позволяют наиболее эффективно использовать силу тяжести при удалении частей цилиндров льда.
В случае выполнении ребер с углом более 90° боковые ребра оказываются полностью покрытыми слоем льда и не могут разделять оседающий иней на раздельные части. Кроме того, боковые ребра препятствуют удалению нижней части цилиндров льда. При выполнении ребер с углом меньше 10° затрудняется удаление боковых частей цилиндров льда, так как значительно возрастает сила трения. В этом случае резко ухудшается эффект соскальзывания инея боковых частей цилиндров. Наиболее целесообразно использовать предлагаемое устройство в качестве потолочной батареи. В этом случае основная масса инея нарастает на нижней части батареи и боковые ребра перехватывают своей нижней частью поток массы водяного пара. Следовательно, на боковых и верхней частях трубы оседает минимальное количество инея.
При расположении ребер 3 и 4 на нижней части трубы под углом 90° к горизонтальной оси 5 поперечного сечения трубы 1 расстояние между ребрами 3 и 4 нецелесообразно выполнять менее 0,3 наружного диаметра трубы, так как при таком расстоянии возможно быстрое зарастание инеем межреберного пространства, что значительно снижает эффективность работы охлаждающей батареи.
1.4 Формулирование идеи реконструкции и обоснование технического решения
На основании анализа конструкции камеры охлаждения, технологии мясоперерабатывающего производства и оборудования, входящего в его состав, а также в результате патентной проработки проекта в курсовом проекте предлагается:
— В камере холодильной обработки мясных туш, содержащей теплоизолированный корпус с дверью для загрузки мясных туш, подвесные пути, систему циркуляции воздуха, включающую расположенные вдоль корпуса воздухоохладители установить на систему циркуляции воздуха линию подвода увлажненного воздуха, содержащую всасывающий раструб с вентилятором, размещенный над дверью загрузки, и распределительный коллектор с отводными трубками, подсоединенными к нагнетательным патрубкам воздухоохладителя, что приведет к снижению интенсивности усушки мясных туш, меньшим потерям продукта и облегчению проведения последующих операций переработки мяса.
— В камеру холодильной обработки мясных туш установить систему охлаждающих батарей, элемент которой выполнен в виде трубы для циркуляции хладагента, имеющей наружное продольное оребрение, причем, ребра выполнены из трех продольных полос: первое установлено в верхней части трубы в вертикальной плоскости, а два других ребра расположены по обе стороны на равном расстоянии от первого и закреплены на нижней части трубы под углом 50? к горизонтальной оси поперечного сечения трубы, что приведет к снижению энергозатрат, сокращению времени оттаивания батарей, снижению металлоемкости, интенсификации охлаждения воздуха в камере, что в конечном итоге скажется на производительности рассматриваемой холодильной камеры.
2.1 Расчет теплоизоляции пола камеры замораживания
Толщина слоя теплоизоляции
2.2 Расчет конденсации влаги на стеновых панелях
Необходимо определить, возможна ли конденсация влаги на внутренней поверхности наружной стены холодильника, расположенного в ЦЧР и изготовленного из панелей типа «сэндвич» (рисунок 2.2) для условий холодного периода года в камере хранения охлажденных грузов.
Чтобы не допустить конденсацию влаги на панели (со стороны камеры) в холодный период года, необходимо выполнить условие
Действительный коэффициент теплопередачи
В итоге получаем соотношение кд =0,26 Вт/ (м 2 ·К) 2 ·К). Следовательно, условие невыпадения влаги на поверхности ограждения соблюдается.
2.3 Определение толщины теплоизоляции всасывающего трубопровода холодильной установки
Трубопровод диаметром dTP = 108Ч4 мм изолирован скорлупами СК-5 из пенополистирола
Минимальную толщину теплоизоляции холодильных трубопроводов, обеспечивающую предотвращение конденсации водяных паров из окружающего воздуха, определяют из уравнения
Условие невыпадения влаги из воздуха на наружной поверхности трубопровода записываем в следующем виде:
11,95 2 ) пристенных батарей определяем по формуле
Для труб со звездообразным продольным оребрением площадь наружной поверхности
Тепловая нагрузка на пристенные батареи Qпр, кВт
Коэффициент теплоотдачи бр радиацией определяем по формуле
Для приближенных расчетов еп можно использовать упрощенную зависимость
Коэффициент облученности ш принимаем по таблицам. При отношений S/DH= 310/57 = 3,15 коэффициент ш = 0,87 для однорядной пристенной батареи.
Подставляем известные данные и рассчитываем коэффициент теплоотдачи бр
Коэффициент теплоотдачи бк конвекцией при свободном движении находим с помощью обобщенной зависимости
При определении разности Дtст предварительно находим температуру кипения t0 холодильного агента и температуру наружной поверхности tCT охлаждающих труб. При учитываем следующие соотношения:
Значения лв , нB и Рr принимаем равными соответствующим значениям для сухого воздуха при tm=-23 °С и находим по таблицам.
При известных данных
Коэффициент влаговыпадения о определяем по уравнению
Коэффициент ч находим из рисунка 2.4: чпр = 0,95.
При известных данных коэффициент теплопередачи составляет:
Qnp = 6,883•80,4•8 = 27,17 кВт.
Расчетная тепловая нагрузка батарей превышает заданную на 4,5%.
Охлаждающие батареи размещаем вблизи поверхности перегородки, разделяющей камеру и коридор, что позволит локализовать наружные теплопритоки, проникающие в камеру.
Для определения вместимости батарей предварительно находим внутренний объем труб
Внутренний объем 1 м труб охлаждающих батарей, не имеющих внутреннего оребрения,
Определяем металлоемкость охлаждающих батарей
GM = 132,48·8,3 = 1100 кг.
2.5 Расчет необходимого количества воздухоохладителей коридора
Принимаем разность Дt = 9°C и определяем необходимую площадь теплопередающей поверхности
где Va1 = 30 л- вместимость по холодильному агенту одного воздухоохладителя.
2.6 Расчет массового расхода приточного воздуха в камере замораживания
Задаемся следующими размерами: ширина сопла bc=2 b0 = 0,1 м ; длина сопла lс = 0,1 м; расстояние между соплами lcґ=0,5 м.
Рассчитываем расстояние h0 от начального сечения до полюса воздушной струи:
Тангенс угла расширения струи
tg б = aT / 0,41=0,4/0,41 = 0,97
При расположении ложного потолка ниже балок подвесных путей расстояние х от ложного потолка до плоскости размещения бедренных частей мясных полутуш равно 1 м.
Ширина воздушной струи на расстоянии х от сопла
h = 2·( l+0;051 )·0,97 = 1.9 м
При h = 1,9 м вся поверхность полутуши будет находиться в зоне обдува, так как ширина полутуши в наиболее утолщенной (бедренной) части значительно меньше, чем ширина воздушной струи.
Определяем осевую скорость движения воздушной струи:
на выходе из сопла