43. Характеристика способів штучного охолодження. Охолодження за допомогою процесів фазового переходу.

Охолодження широко застосовується в громадському харчуванні для збереження швидкопсувних харчових продуктів, напівфабрикатів та готових страв, приготування різних видів охолоджених і заморожених виробів і створення мікроклімату.

Розрізняють природне та штучне охолодження. Охолодити нагріте тіло природним шляхом можна лише до температури навколишнього середовища, в якому перебуває тіло. Досягти менших температур можливо штучним способом за допомогою холодильних машин. Холодильна машина знижує температуру тіла відносно навколишнього середовища та підтримує її впродовж тривалого часу в умовах незначного запасу робочої речовини.

Охолодження відбувається за допомогою робочого тіла або холодильного агента, який відбирає теплоту Q₀ з охолоджуваного об'єму. Кількість Q₀ залежить від зовнішнього притоку теплоти Т.

Для отримання низьких температур застосовують процеси, які супроводжуються поглинанням теплоти:

- фазовий перехід речовини (плавлення, кипіння, сублімація);- адіабатичне дроселювання газу (ефект Джоуля-Томсона);- вихровий ефект Ранка-Хільша;- термоелектричний ефект Пельєтьє.

Для охолодження за допомогою плавлення використовують водяний лід.

Охолодження при використанні процесів фазового перетворення. Існують три агрегатних стани речовини: газоподібне, рідке і тверде. Переходи речовин з одного агрегатного стану в інший називають фазовими змінами (перетвореннями). Фазові перетворення речовин, що відбуваються з поглинанням або виділенням теплоти, знаходять широке застосування в процесі отримання штучного холоду. При зміні агрегатного стану поглинається (виділяється) тілом теплота витрачається на подолання (збільшення) сил міжмолекулярної взаємодії. Так як агрегатний стан речовини змінюється при постійній температурі, що залежить від фізичних властивостей і умов переходу з одного стану в інший, то виділяється або поглинається теплота називається прихованою. Охолодження відбувається в процесі зміни агрегатного стану тіл, що протікає з поглинанням теплоти:

-кипіння - випаровування рідини, перехід її на пару (відбувається по всьому об'єму рідини); -плавлення - перехід твердих тіл у рідкий стан; -сублімація - перетворення твердих тіл відразу в газоподібний стан, минаючи рідку фазу.

Однак реалізувати охолодження з допомогою таких процесів, як, наприклад, сублімація твердого діоксиду вуглецю або плавлення льоду, можна тільки при наявності дуже великих запасів робочих речовин. У процесах машинного охолодження найчастіше використовується властивість деяких робочих речовин кипіти при низьких температурах, В даному випадку забезпечити безперервне охолодження можна і при використанні одного і того ж кількості охолоджуючого речовини, якщо після отримання холодильного ефекту повернути його в первісний стан. Знижуючи тиск робочого тіла, ми тим самим можемо знизити температуру кипіння до необхідної величини.

44. Характеристика способів штучного охолодження. Принцип роботи термоелектричних холодильних машини. Їх переваги та недоліки.

Охолодження широко застосовується для збереження швидкопсувних харчових продуктів, напівфабрикатів та готових страв, приготування різних видів охолоджених і заморожених виробів і створення мікроклімату.

Розрізняють природне та штучне охолодження. Охолодити нагріте тіло природним шляхом можна лише до температури навколишнього середовища, в якому перебуває тіло. Досягти менших температур можливо штучним способом за допомогою холодильних машин. Холодильна машина знижує температуру тіла відносно навколишнього середовища та підтримує її впродовж тривалого часу в умовах незначного запасу робочої речовини.

Охолодження відбувається за допомогою робочого тіла або холодильного агента, який відбирає теплоту Q₀ з охолоджуваного об'єму. Кількість Q₀ залежить від зовнішнього притоку теплоти Т.

Для отримання низьких температур застосовують процеси, які супроводжуються поглинанням теплоти:

- фазовий перехід речовини (плавлення, кипіння, сублімація);- адіабатичне дроселювання газу (ефект Джоуля-Томсона);- вихровий ефект Ранка-Хільша;- термоелектричний ефект Пельєтьє.

Для охолодження за допомогою плавлення використовують водяний лід.

Термоелектричне охолодження. Термоелектричне охолодження в холодильній техніці дуже перспективно і набуває все більшого практичного значення.

Початок є французьким фізиком Ж. Пельтье, що встановив, що при пропусканні електричного струму і кола, що складається з двох різних провідників, один з спаїв про ¬ водників охолоджується, а інший нагрівається. Іншими словами, за допомогою ефекту Пельтьє можна охолоджувати йди нагрівати деякий об'єкт.

Незважаючи на те що енергетична ефективність термоелектричних охолоджувачів істотно нижче, ніж парокомпрессионних холодильних машин, інтерес до них постійно підвищується. Це пояснюється в першу чергу обмеженнями на використання ряду холодоагентів (СРС, НСРС) в парокомпрессионних машинах, що пов'язано з їх негативним впливом на атмосферу Землі.

Крім того, термоелектричні холодильники мають ряд інших переваг:

- Можливість зміни напрямку електричного струму і, як наслідок, перехід від охолодження до нагрівання; - Модулі, що виробляють холод, виключно надійні; можливість дуже швидкого охолодження об'єктів; - Висока точність регулювання температури і здійснення термостатування шляхом зміни струму харчування; - Робота без шуму і вібрації через відсутність рухомих частин; простота технічного обслуговування.