4.2. Расчет коэффициента теплоотдачи

Общий коэффициент теплоотдачи многослойной ограждающей конструкции с последовательно расположенными слоями рассчитывают по формуле:

k₀ =, Вт/(м² К) (4.11)

где R_о – общее сопротивление теплоотдаче многослойной ограждающей конструкции (м^{2 .}К)/Вт;

R_н - сопротивление теплоотдаче с более теплой стороны ограждения,

R_н = , (м² К)/Вт

R_i - сопротивления теплопроводности i-го слоя конструкции (кроме изоляции)

R_i =, (м² К)/Вт

R_в - сопротивление теплоотдаче с холодной стороны ограждения

R_в = , (м² К)/Вт

R_из - сопротивления теплопроводности термоизоляционного слоя

R_из = , (м² К)/Вт

4.3.Определение толщины теплоизоляционного слоя

В практических расчетах толщины изоляционного слоя используют значения так называемого «требуемого» коэффициента теплоотдачи - К, которые берутся из соответствующих таблиц и тогда толщину изоляционного слоя определяют по формуле полученной из предыдущей. Справочные данные (12, стр.47…49).

^тр_из = _из , м (4.12)

При выборе стандартных плит, полученная величина округляется в большую сторону.

Задание 4

4.1. Рассчитать общий коэффициент теплоотдачи ограждающей конструкции, состоящей из слоя бетона  = 50 мм, слоя стали  = 5 мм, слоя цементного раствора  = 10 мм и изоляционного материала – пенопласта слоем 40 мм.

4.2. Рассчитать общий коэффициент теплоотдачи ограждающей конструкции, состоящей из слоя кирпичной кладки  = 140 мм., слоя известково-песчаного раствора  = 20 мм, слоя асбоцементных листов  = 10 мм и минеральной ваты толщиной 80 мм.

4.3. Определить толщину изоляционного слоя для помещений с температурой внутри -30С, а снаружи +15С, остальные условия в задании № 4.1.

4.4. Определить толщину изоляционного слоя для помещения с температурой внутри - 20С, а снаружи - +4С, остальные условия в задании № 4.2.

4.5. Произвести полный калорический расчет для судовой туннельной морозильной установки, производительность которой 20 т/сутки (22 часа), при условии, что ее изолирующее ограждение состоит из 2-х стальных листов между которыми находятся плиты из пенопласта, а изолирующий слой состоит из асбоцементных плит. Сырьем является сельдь неразделанная (крупная).

4.6. Произвести полный калорический расчет для конвейерной судовой морозильной установки типа LBH-25-1, производительность которой 30т/сутки (22 часа), при условии, что ее изолирующее ограждение состоит из кирпичной кладки обшитой алюминиевым листом, а изолирующий слой состоит из стеклорубироида. Сырьем является тушка крупной скумбрии.

Практические занятия № 5

Решение задач связанных с охлаждением продуктов.

Продолжительность охлаждения рыбы зависит от ее свойств, свойств охлаждающей среды и условий при которых протекает процесс (температура, характер и скорость движения охлаждающей среды, размер продукта и др.)

Охлаждение продукта в жидкой среде протекает гораздо быстрее, чем в воздушной.

Продолжительность охлаждения продукта стереометрической формы в воздушных камерах можно определить по формуле, предложенной болгарскими учеными А.Фикиным и И.Фикиной:

 = с (5.1)

где  /s - коэффициент, зависящий от формы продукта;

- половина толщины продукта, м;

а - коэффициент температуропроводности, м² /с;

t_н и t_к - начальная и конечная температура продукта, К;

t₀ - температура окружающей среды, К;

Bi - коэффициент Био.

Продолжительность рыбы в воде состоит из двух периодов: первый - до регулярного режима; второй - регулярный режим.

Продолжительность охлаждения первого периода ₁ находят из зависимости:

₁ =, с (5.2)

где F₀ - число Фурье;

R_v - эквивалентная толщина рыб, м;

a_р - температуропроводность рыбы, м²/с.

В конце первого периода охлаждения средняя температура рыбы

t_р = t₁ - (t₁ - t_s), К (5.3)

где t₁ - начальная температура рыбы, К.

t_s - температура хладоносителя, К.

 - коэффициент, зависящий от температурного режима охлаждения.

Продолжительность охлаждения второго периода:

₂ =, (5.4)

где t₂ - конечная температура охлаждения рыбы, равна 3С.

m - темп охлаждения.

, c^-1 (5.5)

где К_n - критерий Кондратьева.

Количество теплоты, которое необходимо отвести от охлаждаемой рыбы, определяется по формуле:

Q = m^.c(t_n -t_к) + q + m₀ (i_к - i_н), кДж (5.6)

где m - масса охлаждаемого продукта, кг;

с - удельная теплоемкость охлаждаемого продукта кДж/(кг К);

t_n и t_к - начальная и конечная температура продукта, К

q - внутреннее тепловыделение единицы массы рыбы, кДж/кг.

q = i_н - i_к , кДж (5.7)

где i_n и i_к - энтальпия рыбы при ее начальной и конечной температуре

i_к - удельная теплота конденсации водяного пара, кДж/кг;

i_и - удельная теплота испарения водяного пара, кДж/кг;

m₀ - относительная потеря влаги продукта, кг.

m₀ = m / m_и (5.8)

где m_и - масса испарившейся влаги, кг.

Однако в практических расчетах количество теплоты, отводимое от рыбы при ее охлаждении от начальной до конечной температуры можно определить по формуле:

Q = mс(t_н - t_к ), кДж (5.9)

где m - масса охлаждаемой рыбы, кг;

с - удельная теплоемкость рыбы, кг;

t_н и t_к - начальная и конечная температура рыбы, К.

Задание № 5

2.1. Определить время необходимое для охлаждения крупного пиленгаса до t_к = -2С, при ее охлаждении в камере где воздух циркулируется со скоростью 2 м/с, G=800 кг/ч.

2.2. Определить время, необходимое для охлаждения в воде (бункер-рыбоохладитель) средней ставриды. G = 500 кг/час.

2.3. Определить количество теплоты, отведенное от продукта (из условий задачи 2.1).

2.4. Определить количество теплоты, отведенное от продукта (из условий задачи 2.2).