Практические занятия № 4

Решение задач по процессам охлаждения

и замораживания продукции

4.1. Калорический расчет

Цель калорического расчета - определение суммы всех теплопритоков, поступающих в охлаждаемый грузовой объем (трюм, провизионную камеру, скороморозильного аппарата и т.п.)

В общем случае суммарный теплоприток равен:

Q₀ =Q_брутто , кДж/суткисутки

Q_брутто = (1,2 .... 1,3)^.Q_нетто , кДж.

Q_нетто = 24Q₁ + z Q₂ + Q₃ + Q₄ + z Q₅ + Q₆, кДж/сутки (4.1)

где z - число работы установки в сутки;

Q₁ - теплоприток через изолированные ограждения охлаждаемого объема

Q₁ = 1,2  kF(t_н - t_в ), кДж/ час (4.2)

где k - коэффициент теплопередачи отдельных изоляционных конструкций, ккал/(м^{2 .} ч^. град);

F - поверхность ограждения, м² ;

t_н - температура наружной поверхности охлаждаемого объема, К;

t_в - температура воздуха в охлаждаемом объеме, К;

Q₂ - часовой расход холода на термическую обработку замораживаемого продукта;

Q₂ = , кДж/ч (4.3)

где G - масса груза подлежащего холодильной обработке, кг;

i_к, i_н - теплосодержание продукта в конце и начале термообработки, кДж/кг ;

 - продолжительность термообработки, час.

Более точный результат для конкретных объектов в зависимости от содержания влаги в продукте дает следующая формула:

Q₂ = G c^.(t_н - t_з) + W ^. r + c_м (t_з – t_c.к ), кДж (4.4)

где с - удельная теплоемкость продукта в точке замерзания тканевых соков, кДж/(кг ^. К);

W_ - количество вымерзшей воды в продукте, кг;

t_н - начальная температура продукта, К;

t_з - температура замерзания тканевых слоев, К;

t_с.к. – средняя конечная температура замораженного продукта,К;

W - количество воды в рыбе, доли единицы;

 - количество вымороженной воды, доли единицы;

r - удельная теплота льдообразования (принимается равной 334 кДж/кг);

с_м - удельная теплоемкость замороженного продукта, (для технических расчетов принимается равной 2 кДж/(кг^. К).

Q₃ - теплоприток, поступающий с наружным воздухом при вентиляции охлаждаемых помещений.

Q₃ = V^. а^. _в (i_н - i_в) , кДж/сутки (4.5)

где V - объем вентилируемого помещения, м³;

а - кратность вентиляции в сутки, в зависимости от принимаемого груза принимают от 1 до 4;

i_н , i_в - энтальпия наружного воздуха и воздуха в охлаждаемом помеще - нии, кДж/кг ;

_в - плотность наружного воздуха.

Q₄ – расход холода на охлаждение тележек с противнями или движущихся частей транспорта.

В первом случае

= , кДж/час (4.6)

где n_n - число тележек с противнями;

g_м.т. - масса тележки с противнями, кг;

с_м.т. - теплоемкость металла тележки, кДж/(кг^.К), принимается равной 0,46…0,48.

t_н – t_к – разность между начальной и конечной температурами тележек, проходящих через морозильную камеру, К;

 - время работы аппарата, сек.

Во втором случае

= G_д.ч. С_д.ч. V_к (t_н - t_к ) 3600, кДж/ч (4.7)

где G_д.ч. - масса движущихся частей конвейера на 1 м цепи, кг ;

с_д.ч. - теплоемкость металла движущихся частей, кДж/(кг^.К);

v_к - скорость движения ленты конвейера, м/сек.

При этом t_н может быть принята равной - 1 С, а t_к на 6 С выше средней температуры воздуха в камере

Q₅ - эксплуатационные расходы холода

Q₅ = Q₅ + Q^ ₅

здесь Q^₅ - расход холода на охлаждение воздуха, поступающего через неплотности в ограждениях морозилки и при открывании дверей

Q ^₅ = n₀ ^. V_м _в  i, кДж/ч (4.8)

где n₀ - количество объемов инфильтрирующего воздуха в час, обычно принимается 5 ;

V_м - внутренний объем морозильного помещения, м³ ;

_в - плотность воздуха в морозильном помещении, кг/м³ ;

_i - разность теплосодержания воздуха снаружи и внутри морозильного помещения, ккал/ кг (определяется по I-d - диаграмме).

Q^- расход на охлаждение:

Q^₅ = N 860^. ^. ₂ ^.₃ , кДж/ч (4.9)

где N - установленная мощность электродвигателей, кВт

3540 - тепловой эквивалент 1кВт или кДж,

₁ , ₂ , ₃ - коэффициенты одновременности работы использования мощности и загрузки электродвигателей. Произведение коэффициентов принимается равным 0,75.

Q₆ - расход холода на приготовление льда, в случае наличия льдогенератора.

Q₄ = G_л q , кДж/сутки (4.10)

где G_л - суточный расход льда, кг ;

q - удельный расход холода на приготовление льда, кДж/кг

(q = 400 ... 520 кДж/кг).