/
Текст
Некоторые особенности регулирования влажности
воздуха в камерах холодильников
Канд. техн. наук Е. КУРЫЛЕВ
Регулирование влажности воздуха в камерах
хранения продуктов на холодильниках может
обеспечить создание благоприятных условий
для хранения продуктов и уменьшить их усушку.
Для правильного использования возможностей,
открываемых регулированием влажности,
следует рассмотреть особенности, характерные для
этого процесса.
1. Равновесная относительная влажность
воздуха в охлаждаемом помещении
Относительная влажность воздуха в
помещении <?k устанавливается в результате
стремления системы к влажностному равновесию,
которое достигается при равенстве влагопритоков
в охлаждаемое помещение количеству влаги,
выпадающей на поверхности охлаждающих
приборов. Такое понимание процесса установления
влажности аналогично представлению об
установлении равновесной температуры воздуха в
охлаждаемом помещении tk при равенстве теп-
лопритока в помещение количеству тепла,
отводимому охлаждающими приборами.
Вопросы влагообмена в охлаждаемом
помещении неоднократно подвергались обсуждению
и нашли рассмотрение, например, в работах
Д. Рютова [1] и Т. Шмидта [2]. Однако в этих
работах уравнения для равновесной
относительной влажности даются в неявном виде и
решаются методом последовательного
приближения, вследствие чего анализ основных факторов,
от которых зависит регулирование влажности
в помещении, оказывается затруднительным.
В настоящей статье применен общий путь
составления влажностного баланса, но при помощи
некоторых упрощающих допущений получено
приближенное, практически достаточно точное,
аналитическое выражение для равновесной
относительной влажности воздуха в явном виде.
Влажностный баланс в охлаждаемом
помещении может быть написан следующим образом:
AG + W = WQ, A)
где:
AG — количество влаги, испаряющейся с
поверхности продуктов, т. е. усушка
продуктов;
W — прочие влагопритоки, т. е. количество
влаги, проникающей через ограждения,
влаговыделения людей и влагоприток
через регулятор влажности;
W0 — количество влаги, конденсирующейся на
поверхности охлаждающих приборов (вла-
гоотвод).
При всяких нарушениях влажностного баланса,
связанных с изменениями влагоподвода или вла-
гоотвода, в системе, обладающей свойством
самоустановления, возникают процессы,
стремящиеся восстановить равновесие, но при новом
значении равновесной относительной влажности.
Так, при увеличении влагоподвода, например
из-за внесения в камеру теплых продуктов,
правая сторона равенства A) окажется меньше
левой стороны. Это повлечет за собой
увеличение влажности воздуха в помещении, а
следовательно, и влагоотвода WQ до тех пор, пока
вновь не будет достигнуто равновесие при
некоторой повышенной влажности, которая и
будет новой равновесной влажностью воздуха
охлаждаемого помещения.
Усушка продуктов AG подчиняется
закономерностям поверхностного испарения влаги:
bG = $nFn(P:-PKh B)
где:
Рл — коэффициент испарения с поверхности
продуктов, отнесенный к разности
парциальных давлений, в 1 мм рт. ст.;
Fn — поверхность продуктов;
Р"п — парциальное давление насыщенного
водяного пара над поверхностью продуктов;
Рк — парциальное давление водяного пара в
воздухе охлаждаемого помещения.
При рассмотрении вопроса о регулировании
влажности в камерах хранения можно считать,
что при достаточно длительном хранении
продуктов температура их поверхности tn
опускается ниже температуры воздуха помещения
tK и приближается к температуре мокрого
термометра.
В таком случае взаимосвязь между
параметрами этих состояний с некоторым
приближением может быть получена из
психрометрической формулы:
P"n-PK = A{tK-tn), C)
где А — психрометрический коэффициент,
зависящий от скорости движения воздуха.
При барометрическом давлении 750 мм рт. ст.
и скорости воздуха 4 м\сек А = 0,5; при
скорости воздуха 0,8 м\сек А = 0,6 и при
скорости воздуха порядка 0,1 м\сек А ^1,0.
6
Некоторые особенности регулирования влажности воздуха
№ 2
Так как
то
bG = $nFn(K-%P"K)
P"n-VKP"K = A{tK-tn).
B')
C')
Последнее уравнение позволяет выразить
величину Р"п через параметры воздуха камеры.
Имеющаяся здесь температура поверхности
продуктов tn связана с давлением насыщенного
пара над этой поверхностью функциональной
зависимостью. Однако эта зависимость —
логарифмическая, что и затрудняет решение
поставленной задачи. Для упрощения задачи и
получения более простых по форме уравнений,
которые позволили бы более ясно вскрыть
качественные зависимости процесса
регулирования влажности, принимаем для интервала
температур порядка 10° приближенную линейную
зависимость между давлением и температурой
насыщенного водяного пара, т. е. считаем, что
Р" = а + Ы.
D)
Для интервала температур от 0 до —10° С
методом наименьших квадратов получено
уравнение Р" = 4,49 + 0,246 t, а для интервала
от —10 до —20° С уравнение Р" = 3,27 +
+ 0,119 ?. Погрешность вычислений по этим
уравнениям не более 5%. При сокращении
температурного интервала погрешность,
естественно, уменьшается.
При замене температур в уравнении C')
давлениями насыщенного пара, пользуясь
зависимостью D), можно получить:
р:
*„р:
Р — Р
или
откуда
^0+4)=^^+т-)-
П» _ П" А ± Ь^К
Найденное значение Р"п может быть
подставлено в выражение B') для усушки продуктов:
или
AG=p„F„(p;^^-^)
AG = B F P" l == 9к
А
E)
Количество влаги, отводимой путем
конденсации пара на охлаждающих приборах,
определяется по выражению, аналогичному B):
W0 = %F0(PK-PZ)
или
w0^qf0(%p:-pi), F)
где:
Р0 — коэффициент конденсации пара на
поверхности охлаждающих приборов;
F0 — поверхность охлаждающих приборов;
Р ~ давление насыщенного водяного пара над
поверхностью охлаждающих приборов.
Влагоприток от прочих источников обычно
невелик, а потому под членом W будем
подразумевать количество влаги, подаваемой в
помещение через регулятор влажности.
Выражения E) и F) позволяют написать
уравнение влажностного баланса
В F Р"
1+4-
+ W = %Fu{yKP"K-P). G)
Из влажностного баланса находится
выражение для равновесной влажности воздуха
охлаждаемого помещения:
•л+"-?0+т)+-?0+4)
со = * к .
Введем следующие обозначения:
Рого Рк
го»
«+-Г
м.
Если для первого рассмотрения считать
величины $п и ро приблизительно постоянными и не
слишком отличающимися друг от друга, то
f(F) будет представлять собой отношение
поверхностей продуктов и охлаждающих
приборов. Физический смысл величины <р0 будет ясен
из дальнейшего. Коэффициент М для
помещения с определенной температурой и
определенным способом охлаждения является
постоянной величиной.
С учетом принятых обозначений выражение
для равновесной влажности может быть
преобразовано, если разделить его числитель и
знаменатель на Ро^о:
WM
<Р*= TW+м • (8)
Уравнение (8) позволяет проанализировать
ряд положений, полезных при рассмотрении
условий регулирования влажности воздуха в ох-
№ 2
Некоторые особенности регулирования влажности воздуха
7
лаждаемых помещениях. Вначале может быть
рассмотрен простой случай, какой будет иметь
место при отсутствии каких-либо влаговыделе-
ний в помещении, кроме усушки продуктов,
т. е. когда W = 0. Тогда равновесная
влажность воздуха у'к, связанная только с
испарением влаги с поверхности продуктов, окажется
равной
, __ /(F) + ToAf {q)
'* f(F) + M ' к '
Как видно из последнего уравнения,
равновесная влажность ук зависит от величины ср0 и от
соотношения между поверхностями продуктов
и охлаждающих приборов.
Рассмотрим два случая, соответствующих
минимальному и максимальному значениям f (F).
а) Поверхность охлаждающих приборов очень
велика по сравнению с поверхностью продуктов,
т. е. /(/7) = 0. Это же условие имеет место
тогда, когда в охлаждаемом помещении
хранятся грузы, с поверхности которых не
происходит испарения влаги.
В этом случае ср^ = сРо- Таким образом, %
это равновесная влажность охлаждаемого
помещения, которая устанавливается при отсутствии
в помещении влаговыделений. Так как при
:ср0 должно быть —77-
то
равенство парциальных давлений пара влечет за
собой равенство влагосодержаний dfC = d"Q. Это
означает, что в диаграмме i — d влажного
воздуха точка /, характеризующая состояние
воздуха в охлаждаемом помещении, будет лежать
на линии постоянного влагосодержания,
проведенной через точку о, характеризующую
состояние насыщенного воздуха над поверхностью
охлаждающих приборов (рис. 1). Можно
сказать также, что ср0 есть самая низкая
относительная влажность, которая может установиться в
охлаждаемом помещении с температурой tK при
температуре охлаждающей поверхности tQ.
б) Поверхность охлаждающих приборов очень
мала по сравнению с поверхностью продуктов,
т. е. /(F) = cnd.
В этом случае <?'к = 1.
Аналитическое решение задачи для этих двух
крайних, хорошо практически известных
случаев является подтверждением
удовлетворительности формулы (8).
Однако применение найденной зависимости
не ограничивается этими двумя случаями. Она
позволяет анализировать условия не только уста-
Рис. 1. Равновесная
влажность воздуха
охлаждаемого помещения при
отсутствии влаговыделений.
новления равновесной влажности воздуха, но и
ее изменения в желаемом направлении.
Прежде всего можно утверждать, что
величина равновесной относительной влажности
воздуха устанавливается в
пределах от ср0 до 1 и при
единственном источнике
влагопритока —
испарении влаги с поверхности
продуктов, а также при
постоянных
температурах воздуха в
помещениях и поверхности
охлаждающих приборов
зависит только от
соотношения поверхностей
продуктов и
охлаждающих приборов. Чем
меньше продуктов
находится в охлаждаемом
помещении, тем ниже будет
в нем относительная влажность воздуха.
При хранении упакованных продуктов
величина коэффициента испарения для них будет
мала по сравнению с коэффициентом конденсации
на поверхности охлаждающих приборов. Это
вызовет уменьшение f (F) и относительное
понижение влажности воздуха в помещении.
Формула (9) указывает на возможность
регулирования влажности * воздуха путем
изменения поверхности охлаждающих приборов и
путем изменения температуры их поверхности.
В первом случае уменьшение поверхности
охлаждающих приборов вызывает
соответственное возрастание f(F), благодаря чему
равновесие в процессе влагообмена в охлаждаемом
помещении будет устанавливаться при более
высокой относительной влажности. Во втором
случае изменение температуры поверхности
вызывает изменение величины влажности <р0, а
следовательно, и влажности воздуха в помещении.
Следует иметь в виду, что изменение
температуры поверхности охлаждающих приборов
ограничено определенными пределами.
Во-первых, для возможности влагоотвода
температура поверхности охлаждающих приборов должна
быть ниже температуры точки росы воздуха
помещения. Во-вторых, влажность ук с
понижением температуры t0 в ряде случаев
понижается только до некоторого значения, после
чего может повышаться [3, 2]. При постоянной
температуре и влажности воздуха
охлаждаемого помещения уклон линии, изображающей
в i— d-диаграмме процесс изменения
состояния воздуха, зависит от температуры поверх-
8
Некоторые особенности регулирования влажности воздуха
№ 2
Рис. 2. Минимальная
влажность воздуха в
охлаждаемом помещении
с заданными
температурой tk и влажностью <р#.
ности [охлаждающих приборов tQ. Как видно
из рис. 2, линия процесса, проведенная из
точки /, при температуре tm оказывается
касательной к ль'нии насыщенного воздуха ср = 1.
Уклон линии процесса
при этом окажется
наименьшим, а возможность
влаговыпадения —
наибольшей. Поэтому
температуру tm называют
температурой
максимального влаговыпадения [4].
Если температура
поверхности снижается ни-
же tMB, то возможность
влаговыпадения
уменьшается, что
характеризуется увеличением
уклона линии процесса.
Температуре tm
соответствует минимальная
относительная влажность сролг
При регулировании
влажности как
изменением температуры поверхности охлаждающих
приборов, так и изменением величины их
поверхности может происходить одновременное
изменение температуры в охлаждаемом помещении, так
как под воздействием этих же факторов
устанавливается равновесная * температура воздуха.
Все это нельзя не учитывать при выполнении
систем регулирования влажности воздуха в
охлаждаемых помещениях.
2. Увлажнение воздуха
охлаждаемых помещений
Особенностью процесса регулирования
влажности воздуха в охлаждаемых помещениях
является его односторонность, связанная с
постоянным влагоотводом вследствие конденсации
пара на охлаждающих приборах. В
подавляющем большинстве случаев требуется только
увлажнять воздух помещения и повышать тем
самым его влажность. В тех редких случаях,
когда требуется понижение влажности, осушать
воздух можно теми средствами, какие вытекают
из уравнения (9): понижением температуры
поверхности (до температуры tM6) и
интенсификацией процесса влагообмена (увеличение ро),
например увеличением скорости движения
воздуха.
Увлажнение воздуха может осуществляться
не только указанными средствами, но и
подачей влаги W в помещение в соответствии
с уравнением (8).
Уравнение (8) с учетом уравнения (9) может
быть написано следующим образом:
отсюда количество подаваемой влаги для
удержания заданной влажности ук будет:
w = *,-4-/*M^m
A0)
Последнее выражение позволяет сделать
следующий вывод. Влажностный баланс A) может
натолкнуть на мысль о том, что при одном
и том же влаговыпадении W усушка AG могла
бы быть при любой влажности воздуха
уменьшена подачей извне заменяющего количества
влаги W'. Зависимость A0) показывает, что W
может иметь вещественное значение только
тогда, когда требуемая влажность воздуха ук
должна быть больше, чем равновесная
влажность <р^, устанавливающаяся при наличии только
усушки продуктов. Добавлением влаги в
помещение можно уменьшить усушку только
повышая влажность воздуха выше ч>к и в
предельном случае до чк= 1, т. е. до полного
прекращения усушки.
Максимальное количество влаги,
необходимое для доведения воздуха до насыщенного
состояния, будет получено из (8), полагая
Wmax = (l-%)P'^QFQ.
(И)
Если в помещении хранится груз, с
поверхности которого не испаряется влага, а
заданная влажность воздуха ук больше, чем ср0, то
для ее установления потребуется подача влаги
в количестве
W = (%-uQ)P"K$0F0.
A2)
Уравнения A0-М2) показывают, что
количество влаги, подаваемой для увлажнения
воздуха помещения, зависит не только от
заданной относительной влажности. Оно возрастает
при повышении температуры воздуха, при
увеличении поверхности охлаждающих приборов и
увеличении интенсивности теплоотдачи.
При регулировании влажности путем подачи
влаги в помещение не требуется увеличивать
поверхность охлаждающих приборов, но зато
возрастает потребная холодопроизводительность
компрессора, что является серьезным
недостатком этого метода.
При достаточной производительности
установки увлажнение воздуха путем подачи влаги
№ 2
Экспериментальные исследования конвективного теплообмена
9
не оказывает влияния на температуру воздуха
в помещении. Этим последний способ выгодно
отличается от способов, которые были
рассмотрены в первом разделе.
ЛИТЕРАТУРА
1. Рютов Д. Г. Влагообмен в камерах хранения
замороженных продуктов, „ Холодильная техника"
№ 3, 1954 г.
Случай свободного движения жидкости
Анализ системы дифференциальных
уравнений, характеризующих процесс конвективного
теплообмена на границе раздела фаз при
плавлении и затвердевании, позволил определить
в общем виде критериальные уравнения.
Для процесса плавления:
Nu=fl{Gr, Pr, Fo, К). A)
Для процесса затвердевания:
Nu=f2 \Qr, Pr, Fo, К, §-). B)
В соответствии с уравнениями A) и B) были
поставлены опыты для изучения процессов
плавления и затвердевания. Они проводились
с двумя жидкостями — вода и этиленгликоль
(С2Н602), имеющими значительное различие в
физических свойствах и, в частности, в
величинах критерия Прандтля.
В опытах по плавлению использовались
предварительно приготовленные образцы шаровой
2. Schmidt Т. Е. Die Abhangigkeit des Luftzustandes.
in Kalteraumen von baulichen und betrieblichen Bedin-
gungen. „Kaltetechnik" № 5, 1954.
3. Меркель Ф. Теплопередача в воздухоохладителях,,
„Холодильное дело" № 11—12, 1932 г.
4. Блиер Б. М., Вургафт А. В. О выборе
рационального типа холодильной машины для
предприятий рыбной промышленности, „Рыбное хозяйство"-
№ 8, 1952 г.
и цилиндрической формы. Опыты по
затвердеванию проводились на наружной поверхности
вертикальной двойной трубы. По внутренней
трубе рассол подавался из испарителя
холодильной машины, проходил межтрубное
пространство и возвращался в испаритель.
При исследовании процессов плавления
измерялись: время от начала процесса,
температура жидкости в сосуде, в который погружался
образец, размеры образца. Последнее измерение
осуществлялось путем проектирования
плавящегося образца на экран, на котором
получалось примерно десятикратное увеличенное
изображение. Опытами было проверено
отсутствие искажений изображения из-за изменения
коэффициента светопреломления в тех
пределах температур, при которых проводились
опыты.
В опытах по затвердеванию, кроме того,
измерялись с помощью термопар температуры
поверхности трубы, на которой образовывалась
твердая фаза, и в некоторых опытах —
температуры внутри твердой фазы в четырех
точках.
SOME SPECIFIC FEATURES OF HUMIDITY CONTROL IN COLD
STORE ROOMS
E. S. KURYLEV, Cand. Techn. ScL
Summary
Expressions for calculating shrinkage and the relative humidity in cold
store rooms are presented, based on the psychrometric formula and on
humidity equilibrium equations. Various methods of humidity control are
analyzed, in particular the method of adding moisture to the air.
Экспериментальное исследование конвективного теплообмена
в процессах плавления и затвердевания
Доктор техн. наук А. ТКАЧЕВ
10
Экспериментальные исследования конвективного теплообмена
№ 2
Коэффициенты теплоотдачи из опытов
определялись по следующим уравнениям:
для процесса плавления
. <P7w
Аг
Ах
для процесса затвердевания
rmB0ln-^L
е0Ах '
C)
D)
где ср — теплота плавления, в которой учтено
по Иванцову1 тепло охлаждения
образовавшейся твердой фазы;
?' = ? + 0,44С,в,.
E)
Обработка -опытов проводилась по средней
температуре между жидкостью и поверхностью
твердой фазы.
Результаты опытов по плавлению.
Было проведено 68 опытов с горизонтальными
ледяными цилиндрами при диаметрах образцов
от 10 до 90 мм и температуре воды в баке
от 2 до 32° С. Установлено влияние аномалии
в плотности воды на условия движения воды
и теплоотдачи.
Кроме опытов с горизонтальными ледяными
цилиндрами были проведены: 14 опытов с
горизонтальными этиленгликолевыми цилиндрами
диаметром от 20 до 77 мм, при ©0 от 18 до
59° С; 28 опытов с вертикальными ледяными
цилиндрами диаметром от 13 до 55 мм и в'0 от
9 до 16° С; 29 опытов с ледяными шарами
диаметром от 24 до 50 мм при в0 от 2 до
26° С.
Обработка экспериментальных данных
позволила получить общую закономерность,
справедливую для каждого отдельного опыта и опытов
с различной геометрической формой плавящихся
тел, имеющих различные физические свойства
в твердом и жидком состояниях:
М*~ = 0,32.
F)
Максимальное отклонение опытных точек от
лрямой, соответствующей уравнению F),
составляет 22% для цилиндров малого диаметра,
среднее отклонение +6,8%.
По уравнению F) можно определять время
процесса плавления при известном значении
критерия Nu в этих условиях.
1 Теплотехника слитка и печей. ЦНИИ черной
металлургии. Институт стали. Сборник трудов, выпуск
2E), 1953 г.
Путем обработки опытов для горизонтальных
ледяных и этиленгликолевых цилиндров
получена полуэмпирическая зависимость для
относа
шения
Nu
Nu0
где
NuQ
1,69
у
1
1 + 0,25/VAoP (Аа + 4)(ЯгА0 + 2) •
Ло — ~з—
G)
'/PTtw
В последней формуле Nu0 должен
вычисляться для стабильного агрегатного состояния.
На основании сопоставления опытов по
теплообмену при плавлении в свободном потоке
жидкости с теоретическим решением можно
было убедиться в справедливости вывода,
сделанного ранее о наличии влияния процесса
плавления на конвективный теплообмен. Коэффициенты
теплоотдачи при плавлении получились
меньшими по сравнению с условиями теплообмена
при стабильном агрегатном состоянии. При
этом основной величиной, определяющей
снижение коэффициента теплоотдачи, является
разность температур в0.
Результаты опытов по
затвердеванию. Намораживание льда проводилось на
вертикальной трубе; всего проведено 11 опытов
в
при отношениях -^ от 1 до 5. Из опытов бы-
ло установлено, что в начале процесса, когда
толщина льда мала и скорость его образования
велика, коэффициент теплоотдачи имеет
значительно ббльшую величину по сравнению со
случаем теплоотдачи при стабильном
агрегатном состоянии. По мере нарастания льда
коэффициент теплоотдачи уменьшается и медленно
приближается к предельному значению,
которое достигается при прекращении
льдообразования и соответствует условиям конвективного
теплообмена без изменения агрегатного
состояния.
После обработки опытных данных получена
следующая критериальная зависимость:
/ Fo\lU
Nu
(8)
Если принять для теплообмена вертикальных
цилиндров с воздухом
Nu0 = 0,39 (GrPryi*,
№ 2
Экспериментальные исследования конвективного теплообмена
11
ТО
Nu
Nu0
¦** AгЛтГ*
(9)
Это уравнение может быть использовано для
определения того, насколько интенсивнее
происходит теплообмен при затвердевании в
сравнении с процессом, при котором нет изменения
агрегатного состояния.
Результаты опытов подтверждают общий
вывод из теоретического решения задачи.
Можно только отметить, что опытные данные
свидетельствуют о большем влиянии процесса
затвердевания на конвективный теплообмен.
Случай вынужденного движения жидкости
Опыты по плавлению проводились в малом
(емкостью 1,5 мъ) и большом (емкостью 30 м3)
лотках в льдотермической лаборатории
Всесоюзного гидротехнического института им.
Веденеева. В малом лотке с помощью
установленного движителя можно было изменять скорость
движения воды. В большом лотке скорость
была постоянной — около 0,2 м\сек. До
проведения опытов в малом и большом лотках
были определены поля скоростей: для большого
лотка — в зависимости от высоты, для
малого — от числа оборотов движителя и размеров
образца. Опыты проводились только с водным
льдом. Вычисление критериев подобия
осуществлялось по физическим характеристикам при
температуре жидкости.
Результаты опытов по плавлению.
В малом лотке было проведено 38 опытов при
двух - числах оборотов (около 300 и 450 об/мин)
движителя при температурах воды в интервале
от 0 до 3° С; в большом лотке — 23 опыта
при температурах от 8 до 22° С и постоянной
скорости воды. Опыты показали, что в лотках
создавался турбулизированный поток, причем для
малого лотка степень турбулизации зависела
от числа оборотов.
При работе движителя с 300 об/мин степень
турбулентности в обоих лотках оказалась
примерно одинаковой и для этого случая
теплоотдача от воды к одиночному цилиндру при
стабильном агрегатном состоянии
характеризовалась следующей формулой:
Nu0 = 0,29ReWPr°>\
A0)
в которой числовой коэффициент на 35%
больше обычного. Формула A0) была принята для
сопоставления с условиями теплообмена при
изменении агрегатного состояния.
Справедливость последней формулы была проверена
опытами при затвердевании. К концу процесса
затвердевания наступает режим теплоотдачи,
соответствующий формуле A0). При
проведении процесса затвердевания в малом лотке при
300 об/мин конечные опытные точки вполне
удовлетворительно располагаются относительно
прямой, соответствующей уравнению A0) в
логарифмической анаморфозе. Для выяснения
влияния процесса плавления на теплоотдачу по
проведенным опытам были вычислены отноше-
определялся по
ния -—, в которых Nu0
NuQ
формуле A0), а 10 по формуле A2). Это
позволило провести сопоставление с
теоретическим решением, хотя такое сопоставление
носит совершенно условный характер, так как
опыты выполнялись с цилиндрами при
турбулентном пограничном слое, а решение
выполнено для ламинарного пограничного слоя у
пластины.
В результате сопоставления оказалось, что
в опытах влияние процесса плавления больше,
Nu
т. е. отношения .=— меньше теоретических.
Для нахождения отношения г=Д- предложена
NuQ
следующая эмпирическая зависимость:
Nu
где
JjUq 1+6,5Р/-А0 '
Лл :
и "Л
(П)
A2)
Критериальная зависимость F),
установленная для свободного движения, оказалась
справедливой также для вынужденного движения.
Таким образом, по формуле A1) можно
определять критерий Нуссельта при плавлении, а
по уравнению F) время процесса плавления
в случае вынужденного движения жидкости.
Результаты опытов по
затвердеванию. Опыты по затвердеванию проводились
в малом лотке при постоянном числе оборотов
движителя (около 300 об/мин). Всего проведен
21 опыт при температуре воды от 0 до 0,33° С.
Благодаря сохранению скорости движения воды
постоянной интервал изменения критерия Рей-
иольдса оказался небольшим и обусловленным
различными диаметрами образцов. Общая
интенсивность теплоотдачи при затвердевании,
как показали опыты, очень велика. Условный
12
Экспериментальные исследования конвективного теплообмена
№ 2
12
суммарный коэффициент теплоотдачи
(включающий конвективную теплоотдачу и тепло,
отводимое для образования льда) достигает
значений порядка 20000-f-30000 ^о?Лнас
одновременно и условия конвективного
теплообмена оказываются также более
благоприятными
На основании обработки опытных данных
получена критериальная зависимость для
конвективного теплообмена при затвердевании в
вынужденном потоке жидкости:
^4^ = 0,00003.
Nu
A3)
Отношение л^- находится делением уравне-
NuQ
ния A3) на A0), в результате получается:
Nu
Nu0
0,000036
Fo
К
(И)
Последняя формула может быть
использована для практических расчетов.
Выводы
фициенты теплоотдачи имели значения,
превышавшие в несколько раз коэффициенты,
соответствующие процессам при стабильном
агрегатном состоянии. Таким образом, опыты
подтвердили представление, вытекающее из
теории пограничного слоя.
При количественной оценке коэффициентов
теплоотдачи должно быть отдано предпочтение
опытным результатам. При теоретическом
решении были сделаны такие допущения,
которые могли дать количественный результат,
значительно отличающийся от действительного.
С этой точки зрения можно еще раз
подчеркнуть, что полученное теоретическое решение
дает лишь качественную характеристику
процессов конвективного теплообмена при
плавлении и затвердевании; количественный же
результат пока надо искать в опыте, так как
аналитическое решение поставленной задачи
представляет чрезвычайно большие
трудности.
Обработка опытов была проведена таким
образом, что в итоге получены критериальные
уравнения и эмпирические зависимости,
позволяющие определять для некоторых случаев
коэффициенты теплоотдачи на границе
раздела фаз в процессах плавления и
затвердевания и время протекания процесса.
пре
Л' «'
Аи=т
Опыты по исследованию конвективного
теплообмена на границе раздела фаз в процессах
плавления и затвердевания полностью
подтвердили теоретические соображения, ранее
опубликованные1. Действительно, в опытах по
плавлению при свободном и вынужденном
движении получены коэффициенты
теплоотдачи меньше, чем в аналогичных условиях при
отсутствии изменения агрегатного состояния;
в процессах затвердевания эти коэффициенты
оказались бблыыими. Таким образом, на
основании опытов можно прийти к выводу о
наличии влияния процессов плавления и
затвердевания на условия конвективного теплообмена.
В полном соответствии с теоретическими
выводами влияние процессов плавления и
затвердевания на изменение коэффициентов
теплоотдачи оказалось различным: при
плавлении это влияние сравнительно невелико — в
пределах температур жидкости, при которых
велось плавление, коэффициенты теплоотдачи
уменьшались на 40%; при затвердевании коэф-
1 А. Ткачев, «Холодильная техника» № 2, 1956 г.
Принятые обозначения
а — коэффициент температуропроводности, м21час;
с — удельная теплоемкость, ккал\кг ° С;
f — индекс, указывающий, что данная величина относится к
жидкой фазе;
g — ускорение земной силы тяжести, м}сек2;
I — характерный линейный размер теплопередающей поверхности, м;
m — индекс, указывающий на среднее значение данной величины;
г — радиус, м\
г0 — начальный радиус, м\
w — индекс, указывающий, что данная величина относится к
твердой фазе;
а — коэффициент теплоотдачи при изменении агрегатного состояния,
ккал\м* ° С час;
а0*— коэффициент теплоотдачи без изменения агрегатного состояния;
Р — коэффициент объемного расширения, 1/°С;
1 — удельный вес, кг\мъ\
0О— разность температур между поверхностью твердой фазы и
жидкостью;
0 —разность температур на границах тверд ей фагы;
X — коэффициент теплопроводности, ккал\м ° С час;
V — коэффициент кинематической вязкости, м"*1сек;
безразмерная координата;
время, час;
теплота плавления, ккал\кг\
~ к итерий Фурье ;
gl^Q0
5-
х —
<? -
Fo =
Gr=
— критерий Грассгофа ;
Как
«шивае
прото*
соотве
ному
рам р
Изм
«вызват
тем и
из-за
данны
Всл(
-струи f
перем<
зора \
там.
эжект<
на вег
кие э
рабоче
Так1
ДИЛЬН!
тое ре
осуще<
нием ]
Диа
№2
Регулирование производительности пароэжекторных холодильных машин
13
& = —х критерий, характеризующий теплообмен при фазовом
превращении;
а.1
Л и=-г критерий Нуссельта в процессах при изменении
агрегатного состояния;
Как известно, в эжекторе рабочий пар
смешивается с холодным паром, причем размеры
проточной части эжекторов должны строго
соответствовать определенному
количественному соотношению и качественным
параметрам рабочих тел и их смеси.
Изменения в большом диапазоне могут
вызвать неустойчивую работу эжектора, а
затем и прекращение холодильного эффекта
из-за несоответствия его проточной части
заданным условиям.
Вследствие значительной сложности
конструирование регулируемых сечений сопел и
переменного сечения проточной части
диффузора не привело к положительным
результатам. Регулирование же производительности
эжектора дросселированием холодного пара
на всасывании вызывает неоправданно
высокие энергетические потери, так как расход
рабочего пара остается постоянным.
Таким образом, в пароэжекторных
холодильных машинах возможно только
ступенчатое регулирование холодопроизводительности,
осуществляемое последовательным
выключением и включением эжекторов.
Диапазон и ступени регулирования опреде-
ЛГц0=——2 критерий Нуссельта в процессах без изменения
агрегатного состояния;
v
Рг= критерий Прандтля.
Среднее значение величины указывается чертой над ней.
ляются количеством и производительностью
эжекторов. Например, при установке трех
одинаковых эжекторов можно регулировать
холодопроизводительность ступенями C3,3;
66,6 и 100% ог номинальной).
При наличии нескольких -параллельно
работающих эжекторов, непосредственно
соединяющих испаритель и главный конденсатор,
регулирование холодопроизводительности
отключением того или иного из них возможно
только при герметичном разделении
работающих полостей испарителя и конденсатора,
связанных с выключенным эжектором. В
противном случае произойдет выравнивание
давлений в испарителе и конденсаторе, и работа
холодильной машины станет невозможной.
Ниже рассматриваются схемы
регулирования, которые по существу сводятся к
различным способам указанной выше
герметизации.
При сравнительной оценке схем,
основанной на опыте практического выполнения
различных типов пароэжекторных машин,
изготовляемых заводом «Компрессор», мы
исходим из простоты автоматического
регулирования производительности.
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF CONVECTIVE HEAT
EXCHANGE IN MELTING AND SOLIDIFICATION PROCESSES
Prof. A. Tkachev, Dr. Techn. Sci.
Summary
The results are presented of an experimental investigation on convective
heat exchange in melting and solidification processes under conditions of
free and forced liquid motion.
The heat transfer coefficients in melting were found to be less than those
for the stable aggregate state, whereas in solidification they were of greater
value.
The mechanism of melting and solidification processes is in qualitative
accord with the author's theory.
Регулирование производительности пароэжекторных
холодильных машин
Инж. М. ШУМЕЛИШСКИЙ
14
Регулирование производительности пароэжекторных холодильных машин
№ 2
I. Схема регулирования производительности
при помощи запорной арматуры
Схемой (рис. 1) предусматривается
разделение паровых полостей испарителя и
конденсатора задвижками, установленными на
Рабочий пар
Рис. 1. Схема регулирования при помощи
запорной арматуры. г^-ил~;;~ _
линии холодного пара между испарителем и
смесительной камерой главного эжектора или
между выходной частью эжектора и
конденсатором.
Для уменьшения производительности в
первом случае необходимо вначале закрыть
задвижку на линии холодного пара 1, затем
закрыть вентиль 2 на подаче к эжектору
рабочего пара; во втором случае вначале закрыть
вентиль 2, а затем задвижку 3. Вторая
модификация схемы (с задвижкой между
эжектором и конденсатором) менее удобна, так как
в процессе закрытия вентилей неизбежно
кратковременное повышение давления в
испарителе.
К общим недостаткам этой схемы
регулирования следует отнести:
а) плохую герметичность задвижек, в
результате чего происходит перетекание пара из
конденсатора и уменьшение холодопроизводи-
тельности машины;
б) значительный вес и размеры арматуры,
что исключает применение такой схемы для
машин большой производительности при
необходимых диаметрах арматуры 350—400 мм;
в) сложность автоматизации в связи с
необходимостью смещенного по времени действия
двух запорных органов.
П. Схема регулирования производительности
с раздельными главными конденсаторами
Каждый главный эжектор или группа
эжекторов имеет отдельный главный конденсатор.
При закрытии вентиля 1 (рис. 2)
прекращается доступ рабочего пара в один из главных
Рабочий л ар
Конденсат
¦Испаритель
Рис. 2. Схема регулирования с раздельными
главными конденсаторами
эжекторов (или группу эжекторов).
Одновременно закрывается вентиль 2 на линии,
соединяющей полость воздухоотделителя главного
конденсатора с воздушным эжектором первой
ступени. В главном конденсаторе, сообщенном
с испарителем через выключенный главный
эжектор, устанавливается такое же давление,
как и в испарителе.
К недостаткам схемы следует отнести
высокую стоимость машины при выполнении
раздельных главных конденсаторов. Особенно это
сказывается в машинах большой
производительности и при необходимости плавного
регулирования.
Веса и габариты машин оказываются
большими по сравнению с предыдущей схемой.
№ 2
Регулирование производительности пароэжекторных холодильных машин
15
III. Схема регулирования производительности
с разделением испарителей на полости
регулирования
Каждый главный эжектор или группа
эжекторов имеют свою полость (секцию)
испарителя, отделенную от остальных полостей
(рис. 3). Помимо герметичной перегородки,
Рабочий naf
Рис. 3. Схема регулирования с разделением испа-JJ
рителя на полости регулирования. ig» *
секции испарителя разделены водяными
затворами на входе и выходе из испарителя
рабочей воды.
Для уменьшения производительности
машины достаточно перекрыть вентиль / и
прекратить доступ рабочего пара в отключаемый
главный эжектор. При этом в отключенной
секции испарителя устанавливается давление
конденсации, а водяные затворы под
действием разности давлений конденсации и
испарения препятствуют прохождению рабочей
воды через эту секцию и автоматически
отключают ее от работающих секций
испарителя.
Преимущества этой схемы перед первыми
двумя очевидны.
Отсутствие дополнительной арматуры и
аппаратов позволяет значительно уменьшать
размеры и веса машин. Просто и надежно
решается автоматизация регулирования
производительности. При установке на паровых
линиях соленоидных запорных вентилей 1 и 2,
действующих от датчиков <?, например,
термореле типа ТРДК-53, установленных на
рабочей воде на выходе из испарителя, можно
осуществить автоматическое поддержание
необходимой температуры рабочей воды с
колебаниями в небольшом температурном
интервале. При этом вспомогательные эжекторы
продолжают работать, поддерживая вакуум в
аппаратах даже при выключении всех
главных эжекторов, что обеспечивает
автоматическое последующее их включение при
увеличении тепловой, нагрузки. В этой схеме, в
отличие от схемы II, не требуется одновременно с
выключением главных эжекторов также
отключать от главного конденсатора воздушные
эжекторы, что уменьшает количество
автоматической арматуры.
Опыт показал, что количество тепла,
вносимого в неработающую секцию испарителя
конденсирующимся в ней паром (от главного
конденсатора), незначительно и не влияет на
энергетические показатели машины.
Из рассмотренных схем регулирования
производительности в пароэжекторных
холодильных машинах нам представляется наиболее
рациональной схема III с разделением
испарителя на полости регулирования, которая
может быть рекомендована для машин как с
поверхностными конденсаторами, так и с
конденсаторами смешивающего типа.
CONTROL OF THE CAPACITY OF STEAM EJECTOR
REFRIGERATION MACHINES
M. SHUMELISHSKll Eng.
Summary
The most rational method is the stepwise control of the capacity by
shutting off separate nozzles. A control system is proposed in which each main
ejector is connected to its own separate evaporator section. This may be
recommended both for machines with the surface type or with the mixing
type of condensers.
Холодильная установка производительностью 1 млн. ккал/час
при температуре—73° С
Инж. Т. ГОГОЛИНА, инж. Е. РЫБКИН
Нефтеперерабатывающие заводы являлись
постоянными потребителями значительных
количеств холода при температуре до —43° С.
Эта потребность полностью удовлетворялась
двухступенчатыми аммиачными холодильными
машинами. Однако в дальнейшем
потребовалось значительное понижение температур
пиления до —70 -5 73°С, что исключило
возможность применения аммиака на нижней
ступени.
Рассмотрев ряд вариантов, Центральное
конструкторское бюро холодильного
машиностроения (ЦКБХМ) пришло к выводу, что
наиболее приемлемым низкотемпературным
хладагентом для данной установки
производительностью 1 млн. ккал1час является этан.
Большая взрывоопасность этана в условиях
нефтеперерабатывающего завода (категория
которого в целом взрывоопасна) не явилась
запретным фактором.
Кроме того, этан получается из продуктов
нефтяных отходов местного производства.
Коллектив ЦКБХМ с участием
консультанта— инженера А. Н. Фомина разработал
проект низкотемпературной станции. В
настоящее время первая этано-аммиачная
холодильная установка с непосредственным испарением
прошла испытания, пробную эксплуатацию и
сдана в промышленную эксплуатацию на
одном из нефтеперерабатывающих заводов.
Холодильная установка выполнена
каскадной, причем в качестве нижней ветви
использован одноступенчатый этановыи цикл, а в
верхней ветви каскада — двухступенчатый
аммиачный (с одноступенчатым
дросселированием).
Машинное оборудование холодильной
установки, так же как и большинство основных
аппаратов, выпускается серийно.
На рис. 1 дана принципиальная схема
установки. Основное оборудование этановой части
состоит из трех газомотокомпрессоров, двух
теплообменников «пар — пар», двух
теплообменников «пар — жидкость», трех
испарителей-конденсаторов с ресиверами и аппаратов
потребителя холода с непосредственным
испарением этана,
Из аппаратов потребителя холода пары
этана проходят последовательно две группы
рекуперативных теплообменников. В первой,
по ходу всасывания, группе теплообменников
пары этана, возвращающиеся от потребителя
холода, перегреваются за счет
переохлаждения жидкого этана, поступающего из
испарителей-конденсаторов.
В этих же теплообменниках происходит
испарение уносимых парами частиц жидкого
этана, а также и больших количеств его в
случае попадания в трубопроводы из аппаратов
потребителя холода. Это возможно при
неправильной регулировке либо при резком
изменении нагрузки.
Во второй группе теплообменников пары
этана, идущие от потребителя холода,
перегреваются, охлаждая пары, сжатые в
компрессоре и направляемые в
испарители-конденсаторы. Эта группа теплообменников
служит также для интенсивного отделения масла.
Масло отделяется в паровых
теплообменниках за счет интенсивного охлаждения пароз
этана и многократного изменения
направления движения их в аппарате.
Наличие теплообменников значительно
повысило температуру на всасывании у эта-
новых компрессоров, что позволило
использовать серийно выпускаемые газомотоком-
прессоры без существенных изменений. Так,
при температуре испарения —73° С как по
расчету, так и по полученным замерам при
испытании установки пары этана на
всасывании в компрессор имеют температуру не
ниже —7° до ±0°С.
В качестве компрессоров нижней этановой
ветви каскада использованы три газомото-
компрессора марки 8ГК-2,2—9,5 завода
«Двигатель революции», мощностью 300 л. с,
которые, как уже указывалось, работают по
нормальному одноступенчатому холодильному
циклу с системой непосредственного
испарения. Каждый газомотокомпрессор имеет хо-
лодопроизводительность в рабочих условиях
330 000 ккал/час при 350 об/мин.
Расчетная температура конденсации этана
(—35° С) совпала с действительной.
В качестве конденсаторов для этанового
f^j$foj%tej% fefl fcrjfe' for,
Ltf
%^
47
Й1
/<7
Д
ч 1M1 i)l 4i ' ' ' n
-s?
ЛГ
//
Рис 1. Принципиальная схема установки:
/-компрессор АДК-73/40, 2 — промежуточный сосуд, 3 — маслоотделитель, <# — гаситель пульсации, 5 - мотогазокомпрессор 8ГК-2,2-9,5,
6 — отделение умягченной воды, 7 — щит контрольно-измерительных приборов, 8 — испаритель-конденсатор, 9 - ресивер этановый, 10 —
теплообменник «пар—пар", 7/— теплообменник „пар-жидкость", 12 — аммиачный отделитель жидкости, 13 — ресивер аммиачный, 14 - вертикальный
аммиачный конденсатор, 75- трубопровод подачи жидкого этана потребителю, 16 — жидкий этан от потребителя, 17 — жидкий аммиак к
потребителю, 18 - продувка этаном, 19 - возврат паров этана от потребителя, 20 - возврат паров аммиака от потребителя, 21 - связь этановой системы
с газгольдерами, 22 — связь аммиачной системы со складом аммиака.
18
Холодильная установка производит. 1 млн. ккал/час при температуре —73° С
№ 2
цикла служат кожухотрубные вертикальные
теплообменные аппараты поверхностью
теплообмена 280 м2. Конденсаторы этанового
цикла являются одновременно испарителями
аммиачного цикла. Пары этана
конденсируются в межтрубном пространстве указанных
аппаратов, а в трубках кипит аммиак.
Жидкий этан стекает в ресиверы, откуда, пройдя
обратные теплообменники, поступает в
испарительную систему потребителя холода.
Этановая схема включает в себя группу
газгольдеров общей емкостью 800 ж3,
рассчитанных на рабочее давление 8 атм. Они
являются дополнительной резервной (буферной)
емкостью, обеспечивающей слив этана, в
случае остановки части компрессоров. Кроме
того, наличие газгольдерного парка дало
возможность всю аппаратуру этанового цикла
рассчитывать на рабочее давление 21 атм.
Каждый аппарат этанового цикла имеет по
две группы предохранительных клапанов. Они
отрегулированы на сброс этана в
газгольдерный парк при повышении давления в системе
выше 17 атм.
Конденсация этана производится в этано-
аммиачных испарителях-конденсаторах. Схема
аппаратов предусматривает индивидуальную
оттайку и дренаж каждого аппарата в
специальный ресивер.
Необходимость этого
выявилась после пробных пусков
установки, во время которых
испарители:конденсаторы
забивались влагой и гидратами
примесей этана.
Принципиальная схема
аммиачной части каскада
холодильной установки
представлена на том же рис. 1.
В качестве компрессоров
используются шесть
двухступенчатых горизонтальных
аммиачных компрессоров марки
АДК-73/40, выпускаемых
заводом «Компрессор». Каждый
компрессор при температуре
кипения —43°С обеспечивает холодопроизво-
дительность 430 000 ккал1час.
Согласно техническому заданию часть
аммиачных компрессоров работает с
промежуточным отбором холода при температуре
—40 + —43°С.
Предусмотрена возможность работы
компрессоров как на общую линию всасывания,
так и раздельно: от
испарителей-конденсаторов и от аммиачных испарителей.
Каждый из установленных компрессоров
АДК-73/40 имеет свой индивидуальный
промежуточный сосуд диаметром 1200 мм. Кроме
понижения температуры перегрева, он служит
гасителем пульсации стороны нагнетания
цилиндра низкого давления.
При этом для уменьшения имевшей ранее
место пульсации на выходе каждого цилиндра
высокого давления поставлены специальные
гасители пульсации непосредственно у
компрессоров и маслоотделители диаметром
1200 мм.
Аммиачные компрессоры, обслуживающие
потребителя холода с температурой кипения
—43° С, засасывают пары аммиака через
специальные отделители жидкости (приемные
трапы) с дренажем жидкости.
Аммиачные компрессоры, обслуживающие
аммиачно-этановые испарители-конденсаторы,
засасывают пары аммиака из отделителей
жидкости, размещенных на
испарителях-конденсаторах. Питание жидким аммиаком
испарителей-конденсаторов предусмотрено через
отделители жидкости. Аммиачная схема
позволяет производить оттайку аппаратов
потребителя холода, включая испарители-кон:
денсаторы, горячими парами аммиака,
нагнетаемыми компрессорами.
Установка расположена в двух отдельных
машинных помещениях (аммиачном и этано-
вом), разделенных капитальной стеной
(рис.2).
Вся аппаратура аммиачного и этанового
цикла размещена на аппаратной площадке,
расположенной вне здания. Это намного
сокращает необходимую кубатуру здания.
Особенностью всей установки в целом
является следующее:
1) расчетное рабочее давление на установ-
ЛЛ ЛЛ ПЛ ПЛ ПЛ ПЛ
^
Рис. 2. План расположения оборудования установки (нумерация
оборудования та же, что и на рис. 1).
№ 2
Холодильная уСШндвкй производит. 1 млн. ккал/час при температуре —73° С
19
ке не превышает 21 атм, что дало
возможность применить обычную аммиачную
аппаратуру для этанового цикла (например,
ресиверы для слива жидкого этана из
конденсаторов-испарителей) ;
2) наличие
теплообменников созда- i
ло газомотокомпрес-
сорам облегченные
условия работы, так
как на всасывании
этана температура
была не ниже —7°
при температуре
кипения агента —73°.
Это дало
возможность использовать
серийно
выпускаемые газомотоком-
прессоры без особых
переделок;
топливом газомотоком-
прессоров является
нефтяной газ, что
очень удобно для
нефтеперерабатывающих заводов. Газо-
мотокомпрессоры
позволяют широко и
плавно изменять хо-
лодопроизводитель-
ность путем изменения числа оборотов и
применения байпаса;
3) низкотемпературные участки установки
потребовали применения сталей специальных
марок;
4) давление во всей нижней ветви каскада
(этан) выше атмосферного, что исключает
подсосы воздуха в систему.
При проведении испытаний и пробной
эксплуатации установки была достигнута
предусмотренная проектом холодопроизводитель-
- —
- Пары этана от потребителя холода
1 1 1 1 I —\ 1 1 ( н i
Пары этана из обратного теплообменника
- Жидкий этан из теплообменника
1—
—1—г*
i_ Вход добратный теплообменник
(жидкий этан из испаритель-конденсатороО)
12 » Ю
(время в часах)
Рис. 3.
Температурные кривые этано-аммиачной
установки (по испытаниям).
ность 990 000 ккал/час при температуре
кипения этана —73° С с промежуточным отбором
холода в количестве 1300 000 ккал/час при
температуре кипения аммиака —43° С.
На рис. 3 представлены температурные
кривые установки, снятые во время пробной
эксплуатации.
A REFRIGERATING UNIT OF ONE MILLION KG. CAL./HR.
CAPACITY AT —73° С
Т. GOGOUNA, Eng. and E. RYBKIN, Eng.
Summary
To meet the requirements of petroleum processing plants there has been
designed, mounted and tested a cascade refrigerating installation employing
a one stage ethane cycle in the low and a two stage ammonia cycle in the
high level of the cascade. Three gas engine compressor units manufactured
by the „Dvigatel* Revolutsii" factory are used in the ethane cycle. Vertical
shell and tube heat exchangers serve as evaporator-condensers. Ethane
vapors are condensed in the inter-tubular space, ammonia boiling in the
tubes. The calculated working pressure of the installation does not exceed
21 atm., allowing the use of standard ammonia equipment for the ethane
cycle. The gas engine-compressor units permit smooth capacity control over
a large range by changing the number of revolutions and using a by-pass.
The presence of heat exchangers facilitates the working of the gas engine-
compressor unit.
2*
i
Основы метода расчета сублимационных конденсаторов
Канд. физ-мат* наук К. ШУМСКИЙ
Конденсация пара в твердое состояние в
вакууме (при давлениях ниже тройной точки)
характеризуется движущейся границей
конденсата, то есть непрерывным ростом слоя
твердого конденсата на поверхности. Пар
непосредственно переходит в твердое состояние, минуя
жидкую фазу. Аппараты, в которых
происходит такой процесс, мы будем впредь называть
сублимационными конденсаторами.
Исследование процесса конденсации водяного
пара при давлениях ниже 4,6 мм рт. ст. и
температуре ниже 0°С (параметры тройной
точки) выявило пути создания сублимационных
конденсаторов. Установлено, что для каждого
режима работы сублимационной установки
должен быть создан конденсатор,
соответствующий данному режиму разрежения среды.
Должны быть разработаны специальные
конденсаторы для высокого вакуума, когда
—>1, для среднего вакуума, когда -г-=1 (до
давлений порядка 1,5 мм рт. ст.), и
конденсаторы для вязкостного режима (давления от
1,5 мм рт. ст. до 4,6 мм рт. ст.). Здесь
X — длина среднего свободного пробега
молекул, d — характерный размер аппарата.
При давлениях выше 1,5 мм рт. ст.
нормально работают трубчатые конденсаторы
пара проскакивает в вакуумные насосы. Если
вакуумные насосы работают с газобалластным
устройством, то их непрерывная работа
обеспечена на длительный срок (месяц и более без
регенерации масла в насосе).
Однако при более низких давлениях
значительная часть поверхности оказывается
омертвленной и более экономичными будут являться
скребковые конденсаторы (рис. 2). Основным
Хладагент
Льдопраемник
Рис. 2. Схема скребкового
конденсатора.
Хладагент
^ар
Рис. 1. Схема трубчатого
конденсатора.
(рис. - 1). В этих условиях вся внутренняя
поверхность трубчатого конденсатора
покрывается^ льдом и только небольшая часть
недостатком скребковых конденсаторов является
менее развитая поверхность, чем в трубчатых.
В связи с этим крайне необходимо поставить
вопрос о создании скребкового конденсатора
с развитой поверхностью.
В условиях высокого вакуума, когда длина
среднего свободного пробега молекул пара
становится значительно больше характерного
размера аппарата, скребковые конденсаторы
становятся нерентабельными. В этом случае
съем образовавшегося льда с единицы
поверхности крайне мал. Для такого вакуума
целесообразно применение открытых конденсаторов.
Такие конденсаторы помещают внутрь
вакуумной системы, где находится и сушимое
вещество (рис. 3).
. Рассмотрим теперь схему расчета
сублимационных конденсаторов и метод нахождения
необходимой поверхности конденсации по
заданной производительности.
Анализ работы сублимационного конденсатора
показывает, что определяющую роль при
выборе конструкции и расчете аппарата играет
не величина воспринятого конденсатором тепла,
№ 2
Основы метода расчета сублимац. конденсаторов
21
выделяющегося при конденсации пара, а
возможность откачки водяного пара охлаждаемой
поверхностью конденсатора. Работа
сублимационного конденсатора аналогична работе
| ЩК насосу
Рис. 3. Схема скребкового конденсатора.
вакуумного насоса — конденсатор является
насосом для откачки водяного пара и работа его
состоит в том, что благодаря непрерывной
конденсации пара на его поверхности парциальное
давление пара у поверхности конденсации все
время поддерживается более низким, чем
парциальное давление пара в испарителе или
сублиматоре. Поверхность конденсатора,
выбранная с учетом возможности откачки пара из
испарителя, тем самым уже обеспечивает
полную 1 конденсацию пара на охлаждаемой
поверхности.
Выражение для скорости откачки
сублимационного конденсатора, работающего в усло-
х
виях высокого вакуума
d
>1
может быть
непосредственно получено из кинетической
теории газов [1]. Оно аналогично выражению для
скорости откачки диафрагмы площадью F
в случае, если размеры диафрагмы малы
в сравнении с размерами сосуда и средней
длиной свободного пробега молекул газа.
Скорость откачки диафрагмы S определяется
по формуле
S = V~
V 2-a.m
1
Л
F,
A)
1 Полной конденсацией называем конденсацию пара
до давления насыщения при температуре охлаждаемой
поверхности конденсатора.
где: k — постоянная Больцмана;
Т — абсолютная температура;
m — масса молекулы;
Р2кР{— давления по обеим сторонам диафрагмы.
Если подставить соответствующие значения
m и Т для водяного пара при температуре
20° С, получим
Я2
5=14,
Рх
F л /сек.
B)
При откачке водяного пара сублимационным
конденсатором скорость откачки* конденсатора
Sk может быть записана в виде
Sh = \Afi[\ --^F л\сек% C)
где: Pk — давление насыщения водяного пара
при температуре tk;
tk — температура стенки конденсатора
с паровой стороны;
Рс — парциальное давление пара в
испарителе;
F — эффективная площадь конденсатора,
см2.
Под эффективной площадью конденсатора
подразумевается та часть его общей
поверхности, которая участвует в работе и
покрывается слоем конденсата. Из формулы C)
следует
с Ah п „2
14,8 1
D)
Формула D) получена для условий
молекулярного потока, когда —т->1. Это означает,
что при Pk<^Pc все молекулы пара, попавшие
на охлаждаемую поверхность, остаются на ней;
энергия фазового превращения мгновенно
отводится от поверхности. В этих условиях
конденсация пара происходит без вторичного
испарения сконденсировавшихся молекул и без
повышения температуры движущейся границы.
С увеличением давления пара, поступающего
в конденсатор (Яг), выделяющаяся теплота
фазового превращения не успевает полностью
отводиться от поверхности, температура
движущейся границы возрастает, и увеличивается
число вторично испаряющихся молекул. При
образовании элементарной ассоциированной
группы кристаллической решетки льда,
состоящей из пяти молекул пара [2], мгновенно
выделяется энергия фазового превращения,
которая должна столь же быстро отводиться от
поверхности. Однако такой мгновенный отвод
энергии в действительности возможен только
22
Основы метода расчета сублимац. конденсаторов
№ 2
в условиях редкого падения молекул пара на
охлаждаемую поверхность, т. е. в условиях
высокого вакуума. При увеличении давления
Рс мгновенно выделяемая тепловая энергия
несоизмеримо велика по сравнению с тепловой
проводимостью системы, ввиду чего неотводи-
мая тепловая энергия расходуется на частичный
самораспад (спонтанный распад) уже
образовавшихся кристаллических групп.
В общем случае выражение для определения
необходимой поверхности конденсации F будет
иметь вид
'тей^т* ,5)
где / — коэффициент затвердевания, который
представляет собой степень устойчивости
образовавшихся кристаллических групп и
характеризует количество сублимационного льда,
остающегося на поверхности после вторичного
испарения.
Скорость процесса конденсации и
вторичного испарения такова, что изменение
температуры охлаждаемой поверхности tk не может
оказать какого-либо влияния на коэффициент
затвердевания /. Чтобы обнаружить такой
эффект, необходимо было бы иметь бесконечно
большую тепловую проводимость системы или
понизить температуру охлаждаемой
поверхности до величин совсем другого порядка по
сравнению с действительно осуществимыми.
Экспериментальные исследования,
проведенные в НИИХИММАШе, и обобщение опыта
эксплуатации сублимационных конденсаторов
позволили нам предложить следующую
зависимость для определения коэффициента
затвердевания /:
f = apc, F)
где: а — параметр, зависящий от природы пара
и от характерных геометрических
размеров сублимационной установки
0<а<1;
Рс — показатель степени, численно равный
давлению поступающего в
конденсатор водяного пара, мм рт. ст.
О < Рс < 4,58.
Для нахождения необходимой величины
поверхности конденсации F при температуре
tk необходимо знать значения всех величин,
входящих в правую часть формулы E).
Sk — это скорость конденсации, которую
необходимо обеспечить для нормального
протекания процесса сублимации в испарителе.
Чтобы найти необходимую величину Sk для
каждой заданной установки, необходимо знать
объем водяного пара, выделяющегося в
сублиматоре при давлении Рс, а также необходимо
учесть пропускную способность вакуумных
коммуникаций. Скорость откачки газа из системы
S связана с необходимой производительностью
насоса SHac следующим соотношением:
s Г "г* i
где L — пропускная способность вакуумных
коммуникаций [3]. Это же соотношение
полностью применимо для подсчета необходимой
скорости откачки конденсатора SK
Sk= jj i , (8)
V ~ L
где V — объем пара, выделяющегося из
продукта в единицу времени, приведенный к
давлению Рс. V представляет собой необходимый
объем пара, который следует откачать через
систему трубопроводов с пропускной
способностью L л/сек при помощи конденсатора,
имеющего скорость откачки Sk л/сек.
По условиям задачи обычно бывает задано
весовое количество влаги, которое необходимо
удалить из системы О кг\час. Объем пара
V л\сек, который будут занимать О кг\яас
водяного пара при давлении Рс мм рт. ст.,
равен
т/ 1000-760 Gv OQn G , /m
к = -1боо—Пр7 = 280-ргл1сек, (9)
где V — удельный объем водяного пара при
давлении 760 мм рт. ст. и температуре 20° С.
^ =1,31 мъ\кг.
Для определения величины L требуется
рассчитать вакуумные коммуникации для
прохождения через систему V л/сек пара. Для этого
следует предварительно задать диаметры и
длины соединительных трубопроводов,
количество и расположение вентилей и т. п. и
подсчитать пропускную способность вакуумных
коммуникаций L л/сек по формулам вакуумной
техники. Полученное значение пропускной
способности L должно удовлетворять условию
L>V. A0)
Кроме весовой производительности G, обычно
бывает задана необходимая температура стенок
№ 2
Основы метода расчета сублимац. конденсаторов
23
определения
конденсатора tk и парциальное давление пара
в сублиматоре Рс. Давление насыщения Pk,
соответствующее заданной температуре tk,
легко определяется по кривой насыщения для
водяного пара.
Таким образом, трудность
необходимой поверхности F по
формуле E) заключается в
нахождении коэффициента затвердевания
f=apc. При определении
величины а мы исходили из
граничных значений для коэффициента /.
Числовое значение параметрам,
определенное для данной жидкости,
меняется с изменением конструктивных форм
и размеров аппарата. При изменении диаметра
конденсатора коэффициент / может быть
определен по формуле / = 0,64p*d, где d —
величина, численно равная диаметру конденсатора
в сантиметрах.
Ниже приведены значения а для
цилиндрических конденсаторов различных диаметров —
от 1 до 10 см.
Q = G-r + G-c (t — tk) ккал\яас, A1)
гда г ккал\кг — теплота сублимации,
зависящая от температуры tk.
Далее приведены значения г при различных
температурах конденсации [5].
<к°С
г ккал\кг
0
676,9
-5
670,7
-10
682,5
-15
685,3
-20
688,1
-25
690,6
-30
693,4
-35
696,2
-39
698,5
с — теплоемкость водяного пара, ккал\кг°С\
t — температура пара на входе в
конденсатор, равная в обычных условиях
15-f-20°C.
Удельный тепловой поток подсчитывается
по уравнению
~ ккал\мЧас,
A2)
\
Диаметр,
см
1
1
0,6407
2
0,4105
3
0,2630
4
0,1685
5
0,1080
6
0,0692
7
0,0443
8
0,0284
9
0,0182
10
0,0117
Согласно закону
теплопроводности Фурье для
плоской стенки
Я
, dt
~ko~dt>
Значения коэффициента / для различных
давлений водяного пара при конденсации его в
цилиндрической трубе могут быть определены
по уравнению f = apc или по графику,
приведенному на рис. 4. График показывает, что
скорость процесса у конденсатора с меньшим
диаметром больше, чем у конденсатора
большого диаметра. На существование такой
зависимости указывал академик А. В. Лыков,
исходя из волновой теории теплообмена [4].
Найденное по формуле E) значение
поверхности F обеспечивает полную конденсацию
пара с выделением теплоты фазового
превращения на стенке конденсатора при постоянной
температуре стенки со стороны
конденсирующегося пара. Дальнейшая задача расчета
состоит в том, чтобы отвести выделяющееся
количество тепла при помощи холодильной
установки.
Общее количество тепла, которое должно
•быть передано через поверхность конденсатора
F к хладагенту, определяется следующим
образом:
/
V
1,0
щ
0,8
0,1
Ofi
ф|
щ
о?
0,2
0,1
О
ш
III III
1
1
1
1
1
111 i'
111 i
111 [||
11
!
ml 8см
W~ 7 CM
ill
111 III
Wvvv
fH
111
111 1
I'll III
11
ill! |
d=fcf
2c*
1см
\ff|?L S
yMfO 5c*
1\1
|B
111
w
Ш
fjlln 1
f
r
/ 1
II
J III [•
Til
111
II,
1
1
1
ШШ
>S'
*2 <>6ПГ*2 b6W~32 Ь6Ю'22 46Ю'72 Ь6Ю°2 4670г2 0 6
Рмм pm.cm.
Рис. 4. Зависимость коэффициента затвердевания / от
давления Рс для цилиндрических конденсаторов
различных диаметров.
24
Основы метода расчета сублимац. конденсаторов
№ 2
где Х0 — теплопроводность стенки конденсатора;
dt
j? — градиент температур в плоской стенке.
Интегрирование этого выражения дает
gb
^ = ^
A3)
где Ыст — перепад температур в охлаждаемой
стенке;
В — толщина стенки.
Для цилиндрической стенки
гд
А^ = Т
ln-i.
где г2 и гх — радиусы наружной и внутренней
поверхности конденсатора.
Обозначим Мхл — температурный напор между
хладагентом и наружной поверхностью стенки.
Тогда
А*.
_ я
A4)
где аХА ~ коэффициент теплоотдачи от
хладагента к наружной поверхности
стенки.
Зная разности температур Мст и ЬАХЛ при
данной величине удельного теплового потока #*
определяем необходимую температуру
хладагента t„
*хл — tk
A5)
Если при переходе тепла от стенки к
хладагенту имеются какие-либо еще термические
сопротивления, то их также следует учесть.
Таким образом, холодильная установка с хо-
лодопроизводительностью Q ккал\яас при
температуре tXA обеспечит отвод выделяющегося
тепла с поверхности и поддержание постоянной
температуры tk на стенке со стороны пара.
В случае, если выбрана конструкция
бесскребкового конденсатора, в котором толщина
образующегося на поверхности слоя льда
непрерывно увеличивается, то время работы
такого конденсатора будет ограничено. Можно
подсчитать толщину слоя льда и перепад
температур в этом слое. Например, при
расчете конденсатора производительностью
3 кг\яас по удаляемой влаге при давлениях
Яг=1?б мм рт. ст. и Pk = 0,9 мм рт. ст.
(tk = — 18° С) необходимая поверхность
конденсатора оказывается равной 0,64 м при
q = 3300 ккал\м2яас. При этом толщина слоя
льда, образующегося в течение одного часа
0,003
0,9-0,64
= 0,0052 м.
Действительный перепад температур в слое
q Ьл 3300 0,0052
*~ь
I
= 2,9° С.
Согласно нашим экспериментальным данным
теплопроводность сублимационного льда
превышает теплопроводность обычного льда и
зависит от давления, при котором происходил
процесс конденсации. Для рассматриваемого
примера {Рвозд = 0,5 мм рт. ст.)
теплопроводность сублимационного льда будет составлять
3—5 ккал\м час° С. Такие данные имеются
и у других исследователей [6].
а
Рис. 5, Рентгенограммы распределения льда на
поверхности конденсатора: tk ^= — 74° С.
а - рп = °>7 мм рт. ст., б - Рп = 2,5 мм рт. ст.
Если нужно увеличить время работы
конденсатора, то следует обеспечить
непрерывное удаление льда с поверхности или
увеличить поверхность конденсации по сравнению
с расчетной с целью получения меньшей
толщины слоя льда на поверхности.
Уравнением E) определяется та поверхность,
которая обеспечит конденсацию заданного
объема водяного пара. При этом желательно
так сконструировать конденсатор, чтобы как
можно большая часть всей еш площади
участвовала в работе и покрывалась слоем
конденсата. Опыт показывает, что не всякая
конструкция конденсатора обеспечивает участие
в работе всей его поверхности. На рис. 5
приведены рентгенограммы двух одинаковых
конденсаторов, в которых происходила конденсация
№ 2
Основы метода расчета сублимац. конденсаторов
25
водяного пара при одной и той же
температуре tk, но при различных давлениях. Из
рисунков видно, что при Pn=-.0J мм рт. ст.
(рис. 5, а) покрыта льдом только !/з всей Длины
конденсатора, в то время как при Рп = 2,5мм
рт. ст. (рис. 5, б) вся поверхность конденсатора
участвует в работе. Рп~ давление пара на
входе в конденсатор. На рис. 6 приведены
экспериментальные зависимости для выбора
конструктивных параметров конденсатора (отно-
пределения твердого конденсата на
поверхности, которое имеет следующий вид:
*
<р(а) =
/ 1
Pk
Л-Рс
273
/ 1
Рг
B73- Tk)
¦ + аз
A6)
нпмм р
pm.cm.\z
/?t
?t
*\
s* *L-
§ 2
5 'г
1
6 7h
Цо Г"
^ nnU
<ъ °>6\1
<ъ Г
ч 0,U\~
*3 оз\-
* °>Г
1 1
5: /?%Е
Oj U.U0 г~
1 Tout
^ /7/79 L
V!
^
JX
V°V,
V*
х --Ч
to
1"L
¦
*gr ч
—— Ьраб—Н '
Ы
н—
1
- -7»а
20 W 60 80 100 1ZO ПО 160 160 200 220
Рис.
6. График определения рабочей
сатора.
2W С раб
d
длины трубчатого конден-
•шения рабочей длины к диаметру) при
различных режимах конденсации. Этими
экспериментальными данными можно пользоваться
при конструировании трубчатых
конденсаторов.
Предложенный-метод расчета особенно прост
для скребковых конденсаторов, для которых
не требуется интегрирование системы
дифференциальных уравнений. Это вызвано тем, что
в скребковых конденсаторах не происходит
утолщения слоя льда. Главная задача расчета
скребковых конденсаторов состоит в том,
чтобы правильно произвести расчет вакуумных
коммуникаций с целью обеспечения свободного
доступа паровоздушной смеси в объем
сублимационного конденсатора. Для всех
бесскребковых конденсаторов как трубчатых, так и
плоских и сферических для выбора
рациональных конструкций необходимо знать закон
нарастания льда на поверхности.
~хг. Используя функцию распределения
конденсата на поверхности в условиях высокого
вакуума при конденсации паров металла [7],
нами получено выражение для нахождения рас-
где: ср (а) — функция распределения конденсата
на поверхности;
а —- геометрический параметр; а = -т-
для цилиндрического
конденсатора.
График функции распределения,
построенный по уравнению A6),
приведен на рис. 7. Как видно из рисунка,
полученный закон распределения
хорошо согласуется с
экспериментальными данными.
Приведенный расчет относится к
случаю конденсации чистого пара без
примеси неконденсирующегося газа.
Однако он может применяться и для
нахождения поверхности конденсации
для реальных процессов. Количество
откачиваемого из сублиматора
неконденсирующегося газа (воздуха)
ничтожно мало по сравнению с
количеством пара, проходящего по
трубопроводам, и оно не оказывает
существенного влияния на кинетику дви-
г тН^4--4_
; 2 з * 5 сем
Рис. 7. Распределение конденсата на
поверхности:
теоретическая кривая,
экспериментальная кривая.
жения всей массы паровоздушной смеси. При
таких условиях формула E) в первом
приближении может быть применена для расчета
процесса в присутствии неконденсирующихся газов.
Данная работа выполнена в
Научно-исследовательском институте химического
машиностроения.
26
Изменение состояния реального газа
№ 2
ЛИТЕРАТУРА
1. А. Гутри, Р. Уокерлинг. Вакуумное
оборудование и вакуумная техника, Издательство
иностранной литературы, 1951 г.
2. М. В. Волькенштейн. Строение и физические
свойства молекул, Издательство Академии наук
СССР, 1955 г.
3. Г. А. Т я г у н о в. Основы расчета вакуумных систем,
Госэнергоиздат, 1948 г.
В настоящей статье, являющейся дополнением
к предыдущей статье автора [1], освещаются
некоторые свойства реальных газов, имеющие
непосредственное отношение к работе
холодильных машин.
Нагрев реального газа при Р = const
Известно, что при нагреве на 1° при заданном
давлении изменение объема газа (коэффициент
объемного расширения) зависит от состояния
газа, то есть от близости этого состояния от
пограничной кривой. В то же время изменение
объема идеального газа зависит только от его
температуры.
Из уравнения состояния идеального газа
Pv = RT
при Р = const получаем
(^)p^4-=const
^ = J-dT.
v T
Следовательно, в Т — ^-диаграмме изобары
изображаются прямыми линиями, проходящими
через начало координат.
4. А. В. Лыков. Тепло- и массообмен в процессах
сушки, Госэнергоиздат, 1956 г.
5. Hoi i and-Merten. Handbuch der Vacuumtechnik,
Halle, 1953. ^
6. E. Ikan. Chemical Engineering Progress, v.43, № 7,
p. 348, 1947.
7. С. А. Векшинский. Новый метод
металлографического исследования сплавов, Гостехиздат,
1944 г.
В уравнении состояния реального газа
Pv = lRT
коэффициент сжимаемости \ является
переменной величиной. Зависимость его от температуры
показана на рис. 1.
Из уравнения состояния выводим
Как видно из рис. 1, в критической точке
изобара проходит вертикально и производная
( сПМ равна бесконечности. Это означает, что
и в Г — ^-диаграмме в критической точке
изобара проходит вертикально. По мере
понижения давления и перехода в область паров
крутизна изобар в Т — ^-д^грамме должна
уменьшаться.
На рис. 2 приведена Т — ^-диаграмма для
водяного пара, для которого имеются точные
данные в широкой области температур и
давлений. Пунктиром нанесены изобары для
идеального водяного пара, точнее, для идеального газа
с газовой постоянной, равной 47,05 кгм\кг град.
BASIC PRINCIPLES IN THE CALCULATION OF
SUBLIMATION CONDENSERS
K. SHUMSKll, Cand. Phys.-Math. Sci.
Summary
In sublimation condensers vapour condensation is characterized by the
growth of a layer of solid condensate under high vacuum conditions.
Formulas are presented for determining the necessary surface area of
the condenser as well as for calculating the surface distribution of the solid
condensate and the over-all heat transfer.
The method of calculation presented pertains to cases in which non-
condensable gases are absent, but as an approximation it may be extended
to actual processes.
Изменение состояния реального газа
Канд. техн. наук Б. ВЕЙНБЕРГ
№ 2
Изменение состояния реального газа
27
5:
I
Ui
—ii
5
к"
А
т
1
$г
ч^
л?
5
=Т~
;
"» ^ Сч. Q-) О) q^ ^с\|С^,ЧЬ «О «О ^ *** ^ «?>
Приведенная температура
Рис 1. Зависимость коэффициента сжимаемости от приведенных
температуры и давления (т — ^-диаграмма).
Объем реального газа в
области перегретых паров
меньше объецэ идеального газа
из-за наличия Ван-дер-Вааль-
совых сил взаимодействия
между молекулами и из-за
объединения части молекул
в относительно устойчивые
комплексы-ассоциаты. При
нагреве газа и удалении от
пограничной кривой влияние
сил взаимодействия
ослабевает, а ассоциаты постепенно
распадаются, что сказывается
в приближении объема
реального газа к объему
идеального.
Противодействие силам
взаимодействия и распад ассо-
циатов требуют затраты
энергии. Этим объясняется
повышенная теплоемкость паров
у пограничной кривой. Так
проявляется связь между ко-
Vm%
(кг
0,025
0,020
I
0,015
1
OfiW
0,005
тяг
„Действительно,
крутизна изобар с
приближением к пограничной
кривой возрастает; у
пограничной кривой крутизна
изобар возрастает с
приближением к
критической точке, в которой
изобара проходит
вертикально.
Как видно, объем
реального водяного пара
ниже объема
идеального, что соответствует
значению коэффициента
сжимаемости ниже
единицы в этой области
давлений и температур.
В то же время
повышение коэффициента
сжимаемости при нагреве
пара приводит к тому,
что объем реального газа
увеличивается при
нагреве быстрее, чем объем идеального.
Следует отметить, что в области высоких
давлений при нагреве газа коэффициент
сжимаемости уменьшается. Здесь объем реального
газа увеличивается при нагреве медленнее, чем
объем идеального газа.
300
350
Ш ~ 450
Температура
500 t°C
Рис. 2. Т — у-диаграмма для водяного пара.
личеством подведенного к газу тепла и
изменением его объема. Очевидно, что
изменение объема газа может быть поставлено
в прямую связь с количеством
подведенного тепла или с изменением теплосодержания
газа.
28
Изменение состояния реального газа
№ 2
На рис. 3 изображена i — ?ь диаграмма для В то же время из уравнения состояния pea ль-
водяного пара. Как видно, объем реального ного газа
водяного пара пропорционален его теплосодер- v2 _ P&Tt x
жанию, и изобары протекают прямолинейно. ~" ~
500
550
600
Тепло со держание
650
700 i к кал/кг
Рис. 3. i — а-диаграмма для водяного пара.
Из всего изложенного, в частности, следует,
что при контакте всасываемого компрессором
газа со стенками каналов блока и цилиндра
повышение температуры (при прочих равных
условиях и равенстве коэффициентов
теплоотдачи) у насыщенного пара будет меньше, чем
у перегретого, а увеличение объема и количество
подведенного тепла будут одинаковыми.
Отметим, что коэффициенты теплоотдачи в
данном случае могут быть неодинаковыми и,
вероятно, теплоотдача к насыщенному или слабо
перегретому пару будет протекать несколько
интенсивнее, чем к сильно перегретому пару.
Изменение температуры
при сжатии и расширении
Если сжатие производится по политропе с
показателем п от состояния 1 до состояния 2, то
из уравнения политропы
Л.
Я2
P&iTx
приравниваем правые
части уравнений и
находим отношение
температур
п -1
74 $2 \ Ри
Как видно, формула
для идеального газа -
п -1
Тг ~ V PJ
является частным
случаем, когда
коэффициенты сжимаемости
равны между собой.
Коэффициенты
сжимаемости идеальных
газов во всех
состояниях равны единице.
Имеющиеся в
литературе указания [2],
что расчет
температуры в конце сжатия
реального газа можно
производить по
формулам, выведенным
для идеального, являются ошибочными.
Близость или равенство температур в конце
сжатия реального и идеального газов по
политропам с равными показателями могут
наблюдаться лишь в отдельных случаях.
При сжатии в области перегретых паров
наблюдается следующее: при адиабатическом
(изоэнтропическом) сжатии коэффициент
сжимаемости 6 мало изменяется. При
политропическом сжатии с показателем меньшим, чем
у адиабаты, в том числе и при
изотермическом сжатии, коэффициент сжимаемости
уменьшается, и только при сжатии с подводом тепла,
по политропе"споказателем более высоким, чем
у адиабаты, коэффициент сжимаемости
возрастает. Соответственно, при сжатии реальных
паров по адиабате температура изменяется
примерно так, как и при сжатии идеального газа
по политропе с таким же показателем.
При политропическом сжатии с отводом тепла
подъем температуры реального газа более
значителен. Так, при изотермическом сжатии
реального газа с показателем, меньшим единицы
[1], температура не изменяется, а при сжатии
№ 2
Изменение состояния реального газа
29
идеального газа по политропе с таким же
показателем температура понизилась бы. При
сжатии реального газа с показателем политропы,
равным единице, температура его возрастает, а
температура идеального газа оставалась бы
неизменной.
Иная картина наблюдается в области высоких
давлений, где коэффициент, сжимаемости всегда
возрастает при сжатии. Здесь повышение
температуры реального газа менее значительно, чем
при сжатии идеального газа с таким же
показателем политропы. В качестве примера отметим
изотермическое сжатие реального газа с
показателем, который значительно может превысить
единицу, в то время как сжатие идеального
газа по политропе с таким показателем
приводит к повышению температуры.
Рассмотрим сжатие водяного пара и аммиака
в области паров и сжатие воздуха в области
высоких давлений.
Как видно, при сжатии водяного пара и
аммиака коэффициент сжимаемости уменьшается,
следовательно, при сжатии идеальных газов
температура в конце сжатия была бы не столь
высокой. Действительно, при сжатии идеального
Некоторый интерес представляет обратная
задача — о соотношении показателей политроп,
если температуры конца сжатая
одинаковы.
Обозначим показатель политропы идеального
газа через m и показатель политропы реального
газа через п.
Если температуры в конце сжатия одинаковы,
то
п —1 тп —1
Решение уравнения дает
m
1 + л
lg/УЛ
или
п-
1
igfr/Si
ig/УЛ
Отношение логарифмов в знаменателях обоих
уравнений равно тангенсу угла наклона линии
1—2 в lg к — lgS-диаграмме, если модули по
Расчет политропического сжатия реальных газов
Газ
Водяной пар
Аммиак
Воздух
Давление, кг/см2
Приведенное давление . .
Температура, °С
Температура, ° К
Приведенная температура .
Удельный объем, мъ\кг . .
Коэффициент сжимаемости
Характеристическое число
Показатель политропы . .
Отношение \^\%
100
0,4432
400
673,16
1,0399
0,271
0,8556
2,1088
,3295
1,1075
1,086
300
1,
540
813,16
1,2562
0,01005
0,7880
2,3456
3,0
0,02672
0,0
273,16
0,672
0,4331
0,956
0,956
1
1
14,0
0,1248
70,0
343,16
0,845
0,1112
0,911
1,144
133
049
282
7,34
100
373,16
2,82
0,00425
1,098
1,497
2,'
645
16,8
200
473,16
3 57
0,'00295
1,370
2,375
26
0,801
водяного пара с показателем политропы 1,1075
температура поднялась бы до 748,6° К D75,4° С).
Умножение этой температуры на отношение
коэффициентов сжимаемости 1,086 дает точное
значение температуры реального газа.
При сжатии идеального аммиака температура
возросла бы до 327,3° К E4,1° С). Умножение
этой температуры на 1,049 дает точное
значение температуры реального аммиака.
При сжатии воздуха в области высоких
давлений коэффициент сжимаемости растет и
температура идеального воздуха повысилась бы
при сжатии до 591° К C18° С). Точное значение
температуры получается умножением
абсолютной температуры 591° на 0,801.
осям равны (рис. 4). Однако, в отличие от рис. 3
в статье автора [1], здесь точки 1 и 2 могут
лежать не на одной, а на произвольных
изотермах. Расположение точек на одной изотерме
иллюстрирует лишь частный случай
изотермического сжатия.
Если линия 1—2 на рис. 4 протекает
горизонтально, то показатели политроп конечных
параметров идеального и реального газов
одинаковы, а в случае изотермического сжатия
равны единице. Если точка 2 расположена ниже
точки 1 (область паров при невысоких
показателях политроп), то показатель политропы
реального газа оказывается более низким, чем
у идеального газа. Если же точка 2 располо-
30
Изменение состояния реального газа
№ 2
жена выше точки /, то показатель политропы
реального газа более высок (область высоких
давлений).
is-
i,o
0,6
Ofi
0,3
Vs
F=55
>^
ж
9^*
С
щ
v\
7VV
\l&
*&/
+1
, _ I
-2,0J
f.2
r''d
| |
If
1
, t.
¦5-
Z
-
1
W
J
0,7 0,2 0,4 0,6 7,0 2 b 6 70 20 Ж
приведенное давление
Рис. 4. Построения ви — ^-диаграмме.
В рассмотренном выше примере (см. таблицу)
показатель политропы водяного пара равен
1,1075. Такое же повышение температуры
идеального водяного пара происходит при
показателе 1,208. Это же значение получается и по
выведенной формуле. В случае сжатия аммиака
значение показателя политропы идеального
аммиака 1,174 также может быть получено по
формуле. При сжатии воздуха (был взят случай
адиабатического сжатия) по формуле получается
показатель политропы для идеального газа,
равный 1,40.
Интересно отметить, что при адиабатическом
сжатии конечная температура сжатия реального
газа близка к конечной температуре
адиабатического сжатия идеального газа. Этот
вопрос, однако, заслуживает отдельного
освещения.
Объемный коэффициент компрессора
Вопрос о расчетном определении объемного
коэффициента непосредственно связан с
вопросом об изменении температуры при сжатии или
расширении реального газа.
Если в индикаторной диаграмме (рис. 5) линия
всасывания совпадает с линией давления во
всасывающем трубопроводе, то
%б~
s
Р
р2-р3
Pt'P*
1
1
к
3
2
\\~^,
-VI-
-. <?'
G+C)-S- -1
Кв = \-с
-2 -1
Рис. 5. К определению объемного
коэффициента.
Пересчет отношения объемов в отношение
давлений может производиться по-разному, но
результат должен быть одинаковым.
Из уравнения политропы непосредственна
выводится
1
Это уравнение правильно и применимо как для
идеальных, так и для реальных газов.
Имеющиеся в литературе указания [2] на его
неприменимость для реальных газов ошибочны.
Из уравнения состояния с использованием
характеристического числа р
Pv = 9RT0
следует
«--¦-«[Йй-']-
Эта формула выведена М. И. Френкелем [2]|
и также является правильной.
По уравнению состояния отношение объемов
равно ^
v. Ь Т, Р3
и4
»8
?з Тг Р±
и подстановка в уравнение для объемного
коэффициента дает
Кб~~1~сШкр1~ Ч-
Выше было показано, что отношение
температур равно
1
Л _ 5
7(
следовательно
Кб=^-с
(
' РА1'™
v PJ
P2}m
pJ
№ 2
Экспериментальное определение производ. центробежных тангенц. форсунок
31
Иного результата не следовало ожидать.
Приводимая М. И. Френкелем формула
\><г
Л-с
Р_
С4 _?_2 \Ш j
должна быть признана ошибочной. Она была
получена в предположении, что изменение
температуры при сжатии реального газа может
быть подсчитано по формулам для идеального
газа.
Выводы
1. При нагреве реального газа под
постоянным давлением в области перегретых паров
объем его изменяется пропорционально
изменению теплосодержания.
2. Выводится формула для расчета
температуры конца сжатия реального газа по политропе
с заданным показателем.
3. Дается графоаналитический метод
сравнения показателей политроп реального и
идеального газов, дающих одинаковые температуры
в конце сжатия.
4. Принимаемая обычно в расчетах формула
для определения объемного коэффициента
компрессора правильна. Формула М. И. Френкеля
ошибочна.
ЛИТЕРАТУРА
1. Б. Вейнберг. „Холодильная техника" № Зх
1957 г.
2. М. И. Френкель. Поршневые компрессоры, Маш*
гиз, 1949 г.
CHANGES OF STATE OF REAL GASES
B. VEINBERG, Cand. Techn. ScL
Summary
In the paper a number of properties of real gases are examined, directly
connected with the operation of refrigeration machines. On heating a real
gas under constant pressure in the superheated vapor region its volume has
been shown to change proportionally to the changes in enthalpy. A formula
has been derived for calculating the temperature at the end of the
compression of a real gas along a given polytropic curve. A graphoanalytic method is
presented for comparing the polytropic parameters of a real and ideal gas
with equal temperatures at the end of the compression process. It has been
shown that for real gases the usual equation is applicable for the volumetric
efficiency of a compressor.
Экспериментальное определение производительности центробежных
тангенциальных форсунок для распыления воды
Канд. техн. наук Е. КАРНИС
Центробежные форсунки используются в
теплообменных аппаратах для создания
развитой поверхности контакта между водой и
воздухом.
Центробежные форсунки с тангенциальным
подводом воды (рис. 1) широко применяются
в градирнях, воздухоохладителях,
испарительных конденсаторах, скрубберах и в
оросительных камерах центральных кондиционеров.
Форсунки этого типа при высокой
эффективности работы наиболее просты по конструкции
и технологии изготовления и наименее
подвержены засорению по сравнению с форсунками
других типов.
В перечисленных установках форсунки
используются для сравнительно грубого
распыления воды при давлениях, не превышающих
3,0—4,0 кг/см2.
Фактическая производительность форсунки
выражается формулой:
<7* = 3,6/0 ^/рл/ж, A)
32
Экспериментальное определение производ. центробежных тангенц. форсунок
№ 2
Л
Рис. 1. Центробежная литая форсунка
одностороннего распыления:
/ — корпус, 2 — грибок, 3 — подводящий
канал, 4 — камера вращения, 5— кок.
где: /0 — сечение выпускного отверстия, мм2;
Н — полный напор воды перед
форсункой, м\
Рф — фактический коэффициент расхода.
Коэффициент расхода \ьф служит для учета
влияния особенностей конструкции форсунки.
Г. Н. Абрамович [1] впервые доказал, что
в центральной части камеры центробежной
форсунки существует воздушный вихрь,
который определяет истечение жидкости из
выпускного отверстия по кольцевому сечению.
Г. Н. Абрамович вывел формулы,
связывающие теоретический коэффициент расхода с
характерными геометрическими размерами
форсунки.
Таким образом, была создана теоретическая
база для проектирования форсунок.
Л. С. Клячко [2] аналитическим путем вывел
выражение для определения минимального
полного коэффициента сопротивления
форсунки, отнесенного к средней скорости истечения
идеальной жидкости из выпускного отверстия:
U,= Ti-ty.1)=y*2(*8 + 1)' B)
где
Д-2
(X'— 1K
= 2
/«А/
C)
х — отношение наружного и
внутренней
него радиусов кольцевого сечения
вытекающего потока воды;
^о» /о ~ радиус {мм) и сечение (мм2)
выпускного отверстия;
R
- сечение входного канала, мм,
расстояние от оси входного
канала до центра выпускного
отверстия, мм.
Минимальный коэффициент сопротивления
связан с максимальным теоретическим
коэффициентом расхода соотношением:
Pm. max :
1
УТГ:
D)
Л. С. Клячко показал, что при распылении
реальной (вязкой) жидкости фактический
коэффициент расхода и фактическая
производительность центробежной форсунки всегда
больше, чем максимальный теоретический
коэффициент расхода и максимальная
теоретическая производительность.
Это свойство форсунки объяснено им
потерями кинетической энергии вращения внутри
форсунки на участке формирования вращения.
Превышение фактической производительности
над теоретической Л. С. Клячко оценил
в 6—15%.
Из формулы A) видно, что с увеличением
площади сечения выпускного отверстия
производительность форсунки возрастает. Исходя
из этого положения, некоторые иностранные
фирмы изготовляют форсунки двустороннего
распыления, у которых в дне камеры
вращения имеется второе отверстие. Двусторонняя
форсунка при желании легко превращается
в одностороннюю, для чего вместо грибка с
отверстием в корпус ввертывается заглушка.
Данные об изменении производительности и
коэффициента расхода форсунки
двустороннего распыления, по сравнению с этими же
характеристиками одинаковой по размерам
форсунки одностороннего распыления, в
литераторе отсутствуют.
По мнению одних специалистов, наличие
конического выступа (кока) в дне камеры
вращения (на рис. 1 показан пунктиром)
способствует лучшему формированию вращения и
повышению производительности форсунки. По
мнению других специалистов, кок нужен
только для того, чтобы предохранить дно камеры
от преждевременного износа, происходящего
вследствие истирания его увлекаемыми водой
песчинками и частичками окалины, а также —
воздействия реактивной силы воздушного
вихря.
В связи с необходимостью выбора лучшей
конструкции форсунок для применения в
типовых оросительных камерах центральных кон-
№ 2 Экспериментальное определение производ. центробежных тангенц. форсунок 33
диционеров х во Всесоюзном
научно-исследовательском институте санитарно-технического
оборудования (ВНИИСТО) проведены
испытания большого числа центробежных
форсунок с тангенциальным подводом воды (свыше
50 типоразмеров).
При проведении этой работы
преследовались следующие цели:
выявление влияния индивидуальных
особенностей изготовления форсунок на их произво-
.дительность;
установление влияния кока на
производительность;
определение производительности форсунок
с различными геометрическими размерами,
при различных давлениях воды;
определение возможности и степени
форсирования производительности форсунок за счет
устройства двустороннего распыления воды;
установление степени расхождения между
фактическими и теоретическими
коэффициентами расхода и выявление влияния на
величину коэффициента расхода геометрических
размеров форсунок и давления воды перед
ними.
Производительность форсунки определялась
путем взвешивания воды, собранной в мерный
сосуд за фиксируемый промежуток времени
при постоянном давлении 2, Давление воды
менялось в пределах от 0,5 до 3 кг/см2.
Результаты экспериментов
Для определения влияния индивидуальных
особенностей изготовления на
производительность испытаны две группы форсунок с
одинаковыми (в пределах допусков) геометрическими
размерами, причем все форсунки имели
подводящие каналы диаметром dgx = 4,5 мм и
радиальное расстояние от оси камеры вращения
до оси подводящего канала /? = 4,5 мм.
Форсунки первой группы в количестве 6 штук
имели выпускные отверстия диаметром d0 =
= 3 мм, форсунки второй группы в
количестве 7 штук имели выпускные отверстия
диаметром rf0 = 3,6 мм.
Расхождение между наибольшей и
наименьшей производительностями у форсунок пер-
1 Серийное производство типовых оросительных
камер и других типовых секций центральных
кондиционеров со второй половины 1957 г. организовано на
Харьковском заводе отопительно-вентиляционного
оборудования.
2 Кроме автора, в опытах участвовали канд. техн.
наук О. Я. Кокорин, младшие научные сотрудники
3. И, Аристова, Т. В. Озолина и старшие лаборанты
О. А. Евсеева, В. Г. Белокурова и В. И. Моисеева.
вой группы составило 33%, а у форсунок
второй группы — около 10%.
Пониженной производительностью, как
правило, обладают те форсунки, у которых при
сверлении входного канала задевается стенка
камеры вращения и поэтому отсутствует
правильное сопряжение по касательной входного
канала со стенкой камеры. Образующаяся в
стенке камеры канавка повышает внутренние
потери давления в форсунке и снижает ее
пропускную способность.
Для установления влияния кока на
пропускную способность проведены сравнительные
испытания двух групп форсунок: сперва с
коком, а затем после его удаления (из того же
корпуса). Использование одних и тех же
корпусов и сменных грибков исключало влияние
индивидуальных особенностей изготовления и
позволило выявить влияние кока в чистом
виде.
Зависимости часовой производительности от
давления воды и диаметра выпускного
отверстия в сменном грибке для форсунок одной и
той же группы выражены эмпирическими
формулами вида:
ЯФ = А-Pnd™ кг\яас, E)
где:
Р~ давление воды, ашиу
d0 — диаметр выпускного отверстия, мм,
Л, mr n — свободный член и показатели
степени, устанавливаемые при
обработке опытных данных.
Результаты испытаний форсунок до и после
удаления кока приведены в табл. 1.
Таблица 1
Эмпирические формулы, характеризующие производительность
форсунок до и после удаления кока
№ групп
форсунок
(см. табл. 2)
6
7
Эмпирическая формула для определения
производительности форсунок^хг 1час
при наличии кока
? = 49,0 РМ7 dol,18
«7 = 53,0 />М6 4,1»12
после удаления кока
<7 = 50,0 РМ7 rf0l,16
<7 = 53,0Р0>47 d 1,12
Из табл. 1 видно, что отсутствие кока
практически не сказывается на производительности
форсунки. Таким образом, можно .считать
установленным, что назначением кока
является только защита дна камеры вращения от
преждевременного износа.
Для определения зависимости
производительности форсунок от их геометрических
размеров и давления воды испытаны девять
3 Холодильная техника № 2
34
Экспериментальное определение производ. центробежных тангенц. форсунок
№ 2
Рис. 2. Центробежная
форсунка, изготовленная из
шестигранного латунного
прутка:
/ — корпус, 2 — грибок, 3 —
подводящий канал, 4 — камера
вращения.
групп форсунок (всего 40), включая форсунки
шестой и седьмой групп.
Форсунки каждой группы имели один и тот
же корпус и отличались друг от друга только
величиной диаметра выпускного отверстия
в сменном грибке. Форсунки первой, второй,
шестой, седьмой, восьмой и девятой групп
имели литые бронзовые корпуса (рис. 1), а
корпуса форсунок третьей, четвертой и пятой
групп были изготовлены посредством
механической обработки шестигранного латунного
прутка (рис. 2) *.
Конструктивные данные испытанных
форсунок и формулы, характеризующие часовую
производительность форсунок каждой группы,
сведены в табл. 2.
Из табл. 2 видно, что с увеличением
размеров R и d вх растет показатель степени у do-
Для форсунок третьей и четвертой групп,
а также для восьмой и девятой групп,
несмотря на то, что они попарно имели совершенно
одинаковые размеры, получены различные
формулы, дающие максимальные отклонения
производительности в пределах от 11 до 16%'.
Такое расхождение в производительностях
можно объяснить разным качеством
изготовления этих форсунок.
При всех прочих равных условиях
наибольшей производительностью обладают форсунки
с подводящим каналом большего диаметра,
1 Автор конструкции инж. Г. А. Еланчик. Форсунки
этого типа в связи с технологическими достоинствами
применяются в типовых оросительных камерах.
Таблица 2
Конструктивные характеристики испытанных форсунок и
эмпирические формулы для определения их
производительности
схс*
<=3 ю^з
Диаметр
выпускного отверстия
в сменном грибке
d0, мм
Эмпирическая формула
для определения
производительности форсунок
3,5
4,5
7,0
7,0
5,0
7,5
7,5
7,5
7,5
4,6
5,0
5,0
5,0
7,0
6,5
6,8
7,0
7,0
2,0; 3,6; 5,0
2,0; 3,5; 4,5;
4,75; 5,3; 5,5
3,5; 4,1; 5,0;
6,0
3,5; 4,0; 5,0;
6,0
50/>М6 </0°>945
57,7 ЯМ6 rf00,91
35,7 Я0'47 d0M2
39,6 Р°>46 w 1,15
38,5 р0.478 ^1,38
50,0 /А47 jol,16
53,0 Р0,47 </о1,12
39,0 Р°>46 </о1,36
45,0/>М75 4,1,40
поэтому могут быть рекомендованы к
применению из числа испытанных форсунки с
диаметром подводящего канала dBX = 7,0 мм.
Возможность повышения производительности
форсунок прсредством дальнейшего
увеличения диаметра подводящего канала экспери!
ментально не исследовалась.
Расчетная формула, предназначенная для
применения при проектировании, должна, по
нашему мнению, выводиться на основании
испытаний нескольких групп форсунок с
корпусами одних и тех же размеров. Впредь до
проведения такой работы для форсунок с
dex = 7,0 мм и R = 7,50—5,0 мм могут быть
рекомендованы формулы, установленные для
форсунок пятой и восьмой групп 2.
Расхождение между абсолютными значениями произво-
дительностей этих двух групп форсунок не
превышает 3—4%.
На рис. 3 и 4 даны графики изменения
производительности форсунок восьмой и пятой
групп в зависимости от давления воды и
диаметра выпускного отверстия.
Для определения степени повышения
производительности форсунок двустороннего
распыления в дне камеры вращения корпуса седь-
2 Обе группы форсунок обладают наибольшим
диаметром подводящего канала. Кроме того, формула для
восьмой группы форсунок дает меньшие
производительности, чем формула для девятой группы форсунок, и
поэтому она более надежна.
№ 2
Экспериментальное определение производ. центробежных тангенц. форсунок
35
Давление воды перед форсункой
Рис. 3. Производительность литой форсунки
(R = 7,S мм; dex = 7,0 мм).
мой группы форсунок просверливались
отверстия различных диаметров. Каждый раз после
просверливания отверстия данного диаметра
форсунка испытывалась со всем комплектом
из четырех сменных грибков.
' В результате обработки опытных данных
для форсунок двустороннего распыления
с равными по диаметру выпускными
отверстиями получена следующая эмпирическая
формула, характеризующая часовую
производительность:
ЯФ.д = 76,ОР°'4^1,оз Kzjttac. F)
Превышение производительности форсунок
двустороннего распыления над
производительностью односторонних форсунок составляет:
При диаметре выпускных отверстий, равном
3,5 мм, это превышение равно 28%, а при
диаметре 6,0 мм — 22 %.
Фактические коэффициенты расхода у
форсунок двустороннего распыления,
подсчитанные по формуле A), оказались на 34—40%
^меньше, чем у форсунок одностороннего
распыления.
Таким образом, можно считать доказанным,
что форсунки двустороннего распыления при
одинаковых с форсунками одностороннего
распыления геометрических размерах и
равных начальных давлениях воды обладают на
20—30% большей производительностью,
причем удвоение площади выпускных отверстий
сопровождается уменьшением коэффициентов
q кг/час
Рис. 4. Производительность форсунки
одностороннего распыления (R = 5,0 мм; dBX = 7,0 мм).
расхода. Очевидно и в данном случае
увеличение подводящего канала может повысить
производительность. Однако этот вопрос
подлежит дальнейшему экспериментальному
изучению.
Форсунки двустороннего распыления могут
найти применение при необходимости
форсирования производительности теплообменных
аппаратов без изменения числа форсунок и
диаметров выпускных отверстий в грибках и
подводящих каналах, а также при
необходимости сокращения числа форсунок без
изменения их суммарной производительности.
Расчеты по формуле A) показали, что для
всех девяти групп форсунок одностороннего
распыления, приведенных в табл.^2,
фактические коэффициенты расхода остаются
практически постоянными при изменении давления
воды от 0,5 до 3,0 ати.
В табл. 3 дано сравнение фактических и
теоретических максимальных коэффициентов
3*
36
Экспериментальное определение производ. центробежных тангени. форсунок
№ 2
расхода для первой, шестой и девятой групп
форсунок одностороннего распыления.
Таблица 3
Сравнение фактических и теоретических максимальных
коэффициентов расхода форсунок одностороннего распыления
№ групп форсунок '
1
6
9
Диаметр выпускного
отверстия d0, мм
2,0
3,6
5,0
3,5
4,1
5,0
6,0
4,0
5,0
6,0
Коэффициенты
расхода
фактический,
вычисленный
по
формуле A)
0,625
0,294
0,234
0,425
0,387
0,320
0,280
0,525
0,465"
0,365
¦ . • -.
теоретический
симальный,
вычисленный
по
формулам B),
C) и D)
0,535
0,398
0,306
0,390
0,353
0,309
0,277
Относительное превышение
фактического коэффициента
расхода над теоретическим
максимальным
"ф ~~ ^m max
е = . 100%
^m max
+ 16,85
~ 26,10
- 23,3
+ 9,0
+ 9,65
+ 3,56
4- 1,1
0,372 -т-41,2
0,333 4- 39,7
0,295 ! . -J- 23>7
1 1
Из данных табл. 3 можно сделать
следующие выводы: для форсунок с одинаковыми
размерами корпусов фактический
коэффициент .расхода убывает с увеличением
диаметра выпускного отверстия и в зависимости от
последнего может отклоняться как в большую,
так и в меньшую сторону от максимальных
теоретических значений; наибольшие
отклонения фактических коэффициентов расхода от
теоретических максимальных составляют от
—26% до +41%. Это значит, что
теоретическое определение коэффициентов расхода
допустимо только при предварительных или
прикидочных расчетах. Экспериментальное же
определение производительности форсунок
остается обязательным.
Выводы
1. Из испытанных центробежных форсунок
с тангенциальным подводом воды наибольшей
производительностью обладают форсунки с
диаметром сечения подводящего канала
в 7,0 мм. Для форсунок, изображенных на
рис. 1 и 2, имеющих канал диаметром в 7 мм,
рекомендуются в качестве расчетных
эмпирические формулы, установленные
соответственно для восьмой и пятой групп форсунок
(табл. 2 и графики рис. 3 и 4).
2. Наличие или отсутствие кока не
оказывает влияния на величину производительности
форсунки.
3. Форсунки двустороннего распыления при
равных давлениях воды обладают на 20—30%
большей производительностью, чем форсунки
одностороннего распыления одинаковых
геометрических размеров. Это свойство
форсунок двустороннего распыления может быть
при необходимости использовано для
интенсификации тепло- и массообмена в теплообмен-
ных аппаратах с непосредственным контактом
между водой и воздухом.
4. Теоретический расчет производительности
форсунок возможен и необходим при их
конструировании, однако фактическую
производительность обязательно надо устанавливать^
опытным путем.
ЛИТЕРАТУРА
1. Г. Н. Абрамович. Теория центробежной
форсунки, статья в сборнике ЦАГИ «Промышленная
аэродинамика», 1944 г.; Прикладная газовая динамика,
Гостехиздат, 1953 г.
2. Л. С. Клячко. Метод теоретического
определения пропускной способности аппаратов с вращающимся
осесимметричным течением жидкости. Статья в
сборнике Ленинградского научно-исследовательского
института охраны труда «Теория и практика обеспыливающей
вентиляции», Профиздат, 1952.
EXPERIMENTAL CAPACITY DETERMINATION
OF TANGENTIAL CENTRIFUGAL NOZZLES
FOR WATER SPRAYING
E. Karpis, Cand. Techn. ScL
Summary
The report presents the results of hydraulic tests of a number of nozzles
for the spraying of water, employed in air conditioning units.
The output coefficients of the nozzles have been determined and the effect
upon them of the design parameters has been investigated.
О выключателях максимального давления в малых холодильных
агрегатах с воздушным охлаждением
Канд. техн. наук В. ЯКОБСОН
Фреоновые холодильные агрегаты
производительностью от 700 до 1600 станд. ккал/час
(ФАК-0,7, ФАК-1,1, ФАК-1,5 —Харьковского
завода торгового машиностроения, агрегат
ИФ-50 — московского завода «Искра» и
РКФ-0,9 — рижского завода «Компрессор»)
имеют одинаковую схему автоматизации.
В нее входят три автоматических прибора (не
считая электрической аппаратуры): регулятор
перегрева (ТРВ-2), прессостат и выключатель
максимального давления (ВМД), также
называемый маноконтроллером. Прессостат и ВМД
конструктивно объединены в один общий приг
бор — реле давлений РД-1. В настоящее
время разработаны новые, более совершенные
конструкции этих приборов. В частности
прессостат и ВМД изготовляются порознь; эти
приборы состоят в основном из одинаковых
деталей и имеют шкалы настройки.
Выключатель максимального давления
является прибором автоматической защиты
холодильных установок. Его назначение — при
чрезмерном повышении давление нагнетания
остановить компрессор и тем самым
предотвратить возможность аварии.
Недопустимое повышение давления
нагнетания вполне вероятно в установках, цмеющих
конденсатор с водяным охлаждением. При
.временном прекращении подачи охлаждающей
воды давление конденсации быстро возрастает,
и ВМД останавливает компрессор. Через
некоторое время, когда давление
понизится на величину дифференциала ВМД
B,5—3,0 кг/'см2), компрессор снова будет
включен. Если за это время подача воды не
возобновилась, то компрессор вновь будет
остановлен, и т. д. В некоторых схемах после
срабатывания ВМД компрессор должен быть
включен вручную.
Перебои в подаче охлаждающей воды
наблюдаются сравнительно часто, особенно в
небольших населенных пунктах. Поэтому все
автоматизированные холодильные установки
с конденсаторами водяного охлаждения
нужно оснащать выключателями максимального
давления.
Первые фреоновые холодильные агрегаты
ВФ-3, серийно изготовлявшиеся для установок
торгового типа заводом «Красный факел»,
имели конденсатор с водяным охлаждением и
были оснащены комбинированным датчиком
давлений, состоящим из прессостата и ВМД.
Когда началось массовое изготовление
агрегатов меньшей производительности с
конденсаторами с воздушным охлаждением, была
принята та же схема автоматизации с
аналогичными приборами. Это решение не было
достаточно обосновано.
В малых установках с конденсаторами с
воздушным охлаждением в отличие от
рассмотренных опасность аварии, вызванной
внезапным повышением давления конденсации,
почти исключена.
Это наглядно показала практика ремонтно-
монтажных комбинатов. В первые годы
массового производства датчиков давлений РД-1
качество сильфонов высокого давления часто
было неудовлетворительным. Механики,
опасаясь потери фреона из машины, повсеместно
отключали трубку, ведущую к ВМД, с
помощью нагнетательного вентиля, имеющего
обратное седло. При этом никаких несчастных
случаев не наблюдалось. В дальнейшем
отключение ВМД от системы было запрещено
специальными распоряжениями.
В «Правилах техники безопасности на
фреоновых холодильных установках»,
утвержденных Президиумом ЦК профсоюза
работников госторговли и потребкооперации и
Министерством торговли СССР, указано, уто
применение выключателя максимального давления
обязательно только на установках с
конденсаторами водяного охлаждения, а также на
установках с конденсаторами воздушного
охлаждения, при часовом объеме, описываемом
поршнями компрессора, более 10 мъ/час
(§16 В).
Установку ВМД на агрегатах малой
производительности с конденсаторами с воздушным
охлаждением считают излишней и в
зарубежной практике.
В «Правилах безопасности на холодильных
установках до 40 000 ккал/час», утвержденных
в 1953 г. в Чехословакии (стандарт CSN
140645, п. 4), указано, что выключатель
максимального давления обязателен в
установках с конденсатором водяного охлаждения
и в установках с конденсатором
воздушного охлаждения холодопроизводитель-
ностью более 3500 нккал/час (около
2800 станд. ккал/час). Это относится к
установкам, заряженным фреоном-12,
аммиаком, хлорметилом, сернистым ангидридом.
В стандарте США CS('E) 107—43 на
холодильные агрегаты торгового типа указано
38
Машины для снегования пищевых продуктов
№ 2
(п. 9, табл. 1), что агрегаты торгового типа с
конденсаторами с воздушным охлаждением и
двигателями мощностью до 3 кет
включительно должны снабжаться прессостатом или
термостатом и не должны оснащаться
выключателями максимального давления.
На всех агрегатах с конденсаторами с
водяным охлаждением американский стандарт
требует устанавливать, кроме прессостатов или
термостатов, выключатели максимального
давления и водорегулирующие вентили.
Искусственное снегование овощей, рыбы,
битой птицы, молока в бутылках и других
пищевых продуктов, допускающих увлажнение
или имеющих водозащитную упаковку,
широко применяется за рубежом в целях
охлаждения перед перевозкой или хранением.
Снегование применяется также на пищевых
предприятиях, в строительстве (для охлаждения
бетона), в спортивных целях (для лыжных
трамплинов). Снегование производят
специальные машины, измельчающие искусственный
блочный лед в снег и подающие его к месту
потребления. Имеются также снеговальные
машины без льдодробилок, предназначаются
они для механической подачи искусственного
чешуйчатого льда.
В Советском Союзе для засыпки некоторых,
видов овощей, перекладываемых в бурты в
конце зимы, применяется естественный снег,
а для пересыпки рыбы — кусковой лед из
обычных льдодробилок.
В колбасном производстве используют
кусковой лед из льдодробилок или чешуйчатый
Следовательно, в выпускаемых в настоящее
время промышленностью малых холодильных
агрегатах, имеющих конденсаторы с
воздушным охлаждением (часовой объем,
описываемый поршнями компрессоров этих агрегатов,
менее 10 мг/час), выключатель максимального
давления не нужен. Этот прибор должен быть
исключен из схемы автоматизации установок
с названными агрегатами, что уменьшит
стоимость установки, упростит ремонт и
сократит число возможных мест утечки фреона.
лед, получаемый в специальных
льдогенераторах. В некоторых случаях лед для колбасного
производства дополнительно измельчают на
мясных волчках с крестовидными ножами.
Новый процесс механизированного
снегования на основе использования искусственного и
естественного льда должен найти применение
в сельском хозяйстве, в рыбной и мясной
промышленности, на железнодорожном и
автомобильном холодильном транспорте.
Искусственное снегование может
существенно улучшить условия кратковременного
хранения скоропортящихся пищевых продуктов
на базах и в магазинах. Не исключена также
возможность применения искусственного
снегования при длительном хранении овощей, а
также мороженого мяса и рыбы (для
ликвидации усушки на холодильниках).
Снегование на базе естественного льда
открывает возможность осуществления без
помощи холодильных машин непрерывной
холодильной цепи от сельского хозяйства до
городского потребителя.
ON THE HIGH PRESSURE CUT OUTS IN SMALL
REFRIGERATING UNITS
V. YAKOBSON, Cand. Techn. Sci.
Summary
The generally accepted automatic control system for small refrigerating
units of 700 to 1600 kg. cal./nr. capacity equipped with air-cooled
condensers provides for a high pressure cut out mounted in a single housing with
a pressostat.
The paper shows that in these units the cut outs are superfluous.
Their elimination would lower the price of the unit, simplify servicing and
decrease the number of places of possible leaks.
Машины для снегования пищевых продуктов
Канд. техн. наук В. БОБКОВ
№ 2
Машины для снегования пищевых продуктов
39
Рис. 1. Снеговальные машины фирмы Джиффорд-Вуд (США) с приводом от электродвигателя
и от двигателя внутреннего сгорания.
За рубежом снеговальные машины для
переработки искусственного льда производят
фирмы Джиффорд-Вуд и Линк-Белт (США),
Цейгерман (ФРГ) и др.
Фирма Джиффорд-Вуд изготовляет
стационарные и передвижные снеговальные машины
(рис. 1) с приводом от электродвигателей
(слева) и двигателей внутреннего сгорания
(справа).
Снеговальная машина для блочного льда
состоит из льдодробильного устройства и
соединенного с ним специального вентилятора
для подачи снега по гибкому шлангу к месту
потребления.
Вентилятор находится на одном валу с
двигателем, а льдодробильное устройство
соединено с ним посредством понижающей
трансмиссии.
По имеющимся данным максимальная
производительность зарубежных снеговальных
машин достигает 60 т снега в час.
В 1956—1957 гг. автор провел во ВНИХИ
работу по применению для снегования
отечественного оборудования.
В качестве устройств для переработки льда
в снег были приняты овощеразделочные
установки типов 622-Х и 657 Харьковского завода
торгового оборудования и типа КПД-ЗМ Ба-
тумского завода пищевых машин.
Овощерезная машина типа 622-Х состоит из
бункера с толкателем и вертикального диска
диаметром 200 мм с двумя ножами,
вращающегося со скоростью 140 об/мин от редуктора
электродвигателя мощностью 0,6 кет.
Результаты испытаний овощерезной машины
при измельчении льда в кусках
200 г представлены на рис. 2.
весом 150—
N ¦ 1111111111111 П П
Gt7L4nc/r?\ 1 II 1 1 1 1 1 1 [ 1 I 1 1 I I I
1R I ИЛ I
I IV I II till t 1111 г!
ih I I \ I M N If!
*t ft
га f? 1 I I IXI M I I I I M I l I I I
t\» /t|] | \\\ I | J || || ifi 11
«^ ^5* in I i, I I l\l I I I I I I J I
« w L q. N 1
s^ j? W Г№
^ ° i>J iSL
^ ir MN iNJ
* s\\\\ Pn_ rkL
*» /Г11 1 i 1 rsu rrfcir Mil
§ * rHi©7?H4J
*l 111 11 ТТмТгНЬ
n i 1111
и 1 1 i 1 M 1 M 11 I i i i It
J | || || II 1 | J j | \Jr* \%
iVrwA \
Штм 5+n
Ii L-**ti1 I 1 ЬИ1 1 I
I 1 JrfrTr \-rfll Mil
1 1 if 1 ft-K^* ' M II 1 1 1
I I'IottTi 1 Mil
1 M 1 1 1 II M 1 1.-1 1 ill 1
ГНтиМ A
Г Г ГТ Ш \\\'
Ml 1 11 1 )rf'\ II
II 1 i II i 1 II ^\ Mill
It М II М 1 У\ II II 1 М
1тТ \\\л \\\\
LW1 Мп
Lrnl Ш| Г
1 Wi г 1 LtT Jllflfij
ь4т^ 1 1 l_Wi I If t 111
1 1 1 vfi T if T f if I 1 1 I г
^ \\н\\
'Jr\\ 1T I I ' ' ' ' ' ' 1 1
"T Усилив подачи р\
11111° ^ля Pm **** 111
A flfip P*?Qn 1 1 1
Г III 1 1 1 1 1 II 11 II 1 I 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 Г1 V
G
кг/час
U00
i
'I
#§
/ 1 3 4 5
Степень дробления льда
6 6мм
Рис. 2. Зависимость производительности и
потребления энергии от усилия подачи и степени
дробления льда (для овощерезной машины 622-Х).
Как видно на рис. 2, наиболее эффективным
является режим дробления льда на крупинки
размером около 6 мм, при котором для усилий
подачи в 5 кг и 20 кг производительность
равняется 300 кг /час и 400 кг/час, а расход
40
Машины для снегования пищевых продуктов
№ 2
электроэнергии соответственно составляет
1 вт-ч/кг и 1,5 вт-ч/кг. Дробление до 3—4 мм
приводите небольшому увеличению расхода
электроэнергии соответственно до 1,5 вт-ч/кг
и 2,5 вт-ч/кг и снижению производительности
до 140 кг/час и 220 кг/час.
При дальнейшем уменьшении крупинок
льда до 0,5—1 мм резко возрастает расход
электроэнергии, а крупинки начинают
слипаться, что делает снег мало пригодным для
пересыпки продуктов.
Согласно проведенным измерениям
объемный вес снега, полученного изо льда,
составляет 0,6—0,7 т/ж3.
Испытанная овощерезная машина
производительностью 150—200 кг/час снега может
быть применена в небольших торговых точках
и на предприятиях общественного питания для
снегования оставленных на следующий день
зеленых овощей, рыбы и молока в бутылках
или во флягах.
Шинковальная машина типа 657 была
подвергнута испытанию на льду в
производственных условиях Павшинской плодоовощной
базы. Эта машина состоит из двух улиткообразг
ных бункеров и горизонтального диска
диаметром 680 мс 11 серповидными ножами,
приводимого во вращение B10 об/мин) от
электродвигателя 4,5 кет с трансмиссией.
Выдача продукции из машины осуществляется
посредством короткого ленточного
транспортера. Средняя производительность
шинковальной машины, перерабатывающей куски льда
весом 1 кг, составила 2 -~ 3 т/час при
размерах частиц льда в 3—4 мм.
Прочность серповидных ножей
недостаточна. Поэтому для снегования необходим
запасной диск с ножами.
Плодоовощная дробилка КПД-ЗМ состоит
из бункера и горизонтального барабана
длиной 220 мм и диаметром 200 мм, снабженного
восемью прочными гребенчатыми ножами для
измельчения льда.
Барабан вращается со скоростью
2000 об/мин от электродвигателя 4,5 кет с кли-
ноременной передачей.
Производительность дробилки на
плодоовощной базе Ждановского района Москвы
составила около 1,5—2 т/час снега.
Проведенная УкрНИХИ в довоенные годы
работа по созданию снеговальной машины с
выдачей снега через гибкий шланг не дала
положительных результатов.
Представленный образец машины хорошо
работал при температуре ниже нуля, но при
плюсовых температурах давал большие
потери в связи с таянием снега и периодическим
засорением.
Неправильной оказалась исходная
предпосылка УкрНИХИ, заключавшаяся в том, что
выбрасывание снега должно осуществляться
посредством воздуходувки — вентилятора
высокого давления.
Теоретически очевидно, что применение
вентилятора высокого давления в связи с
засасыванием большого количества теплого
воздуха неизбежно приведет к превращению
снеговальной машины в «снеготаялку».
Необходимо, однако, отметить, что метание
в чистом виде, например с помощью
ленточного или дискового зерномета, не позволило
бы подавать снег по изогнутому шлангу.
По нашему мнению, только бросковый
вентилятор, сочетающий метание с некоторым
дутьем, может наилучшим образом
осуществить необходимое «пневмомеханическое»
транспортирование снега по шлангу. В связи
с этим при создании пневмомеханического
снеговального агрегата ВНИХИ в качестве
снегомета был взят бросковый вентилятор
ПМП-320 (пневмомеханический приемник для
зерна), изготовленный Всесоюзным научно-
исследовательским институтом зерна.
Вентилятор ПМП-320 состоит из круглого
кожуха и консольной крыльчатки диаметром
320 мм с десятью лопастями серпообразной
формы.
В качестве льдодробилки была принята
наиболее подходящая для этой цели
плодоовощная дробилка КПД-ЗМ, подвергнутая
некоторым переделкам.
Снеговальный агрегат СА-5 (рис. 3)
представляет собой смонтированный на
четырехколесной тележке комплекс из переделанной
дробилки КПД-ЗМ и вентилятора ПМП-320,
соединенного патрубком с полутораметровым
резиновым шлангом диаметром 100 мм.
Вентилятор приводится в движение через систему
шкивов от повернутого на 180°
электродвигателя дробилки D,5 кет, 1450 об/мин).
В результате исследований скорость
барабана дробилки была снижена до 370 об/мин,
число ножей и число зубьев на них уменьшено
вдвое, а длина зубьев увеличена на 70%.
Испытание агрегата СА-5 на стенде ВНИХИ
показало, что в отличие от других машин
измельчение естественного и искусственного
льда происходит в два этапа: 1) в дробилке —
от размера кирпича до размера ореха,
2) в вентиляторе — от размера ореха до
размера зерна (гранулы льда 3 -f- 6 мм).
Такой характер процесса (необходимый для
Рис. 3. Снеговальный агрегат СА-5:
1 — плодоовощная дробилка КПД-ЗМ, 2 — бункер дробилки, 3 — вал дробилки, 4 — шкив дробилки, 5 — шкив вентилятора, 6 — ограждение,
7 — бросковый вентилятор ПМП-320, 8 — короб вентилятора, 9 — клапан вентилятора, 10 — магнитный пускатель, И — тележка, 12 — шланг.
42
Изменение веса мороженого мяса
№ 2
подачи вентилятором снега по шлангу)
указывает на возможность применения для первого
этапа измельчения льда наряду с дробилками
КПД-ЗМ также типовых льдодробилок.
Приводим основные технические показатели
агрегата СА-5: производительность — до
5 т/час, вес — 600 кг, подача снега — до
6 -г- 8 м, потребление электроэнергии на 1 т
снега — 1 квт-ч, окружная скорость
льдодробилки— 3 м/сек, окружная скорость
вентилятора— 42 м/сек.
Потери при переработке льда в снег
составляют 10—15%.
Стоимость агрегата СА-5 — около 5000 руб.
Производственные испытания агрегата СА-5
проведены совместно с В. Шелапутиным и
О. Высоцкой (ВНИХИ) на Марфинском
теплично-парниковом комбинате, где по проекту
автора сооружен опытный снеговальный цех,
оборудованный приемо-загрузочным бунке-
Обычно считается, что в процессе
реализации мороженого мяса в летнее время
происходят естественные потери за счет испарения
влаги с его поверхности. Нормами
естественной убыли эти потери предусмотрены в
размерах от 0,71 до 1,15%.
В действительности же на поверхности
мороженого мяса в процессе реализации летом
образуется иней, так как точка росы
окружающего воздуха в коридорах и на
платформе холодильника, в кузовах автомашин и в
холодильных камерах магазинов всегда выше
температуры поверхности мороженого мяса.
ром для льда, мойками для овощей и
роликовыми дорожками.
Производительность агрегата СА-5 в
производственных условиях составила около 2 т
снега в час, что в основном определялось
темпами подачи льда и овощей.
На снегование в Марфино 1 т овощей
(охлаждение с 20 до 5° и 1—2-суточное
хранение) в среднем расходовалось: 0,4 т льда,
0,88 квт-ч электроэнергии.
По данным В. Шелапутина и О. Высоцкой,
охлажденные и увлажненные снегом огурцы,
лук, редис и салат сохраняли почти
неизменный вес и качество до продажи в течение 1—
2 суток после снегования.
В заключение необходимо отметить, что
предлагаемое в настоящей статье
использование отечественного оборудования в качестве
снеговальных устройств не снимает вопроса о
необходимости освоения производства
специальных снеговальных машин.
В июле и августе 1956 г. автор провел на
Московском холодильнике № 9 опыты с целью
получения характеристик привеса мороженого
мяса в процессе его выпуска с холодильника
и реализации.
В коридорах холодильника, через которые
пропускается мороженое мясо в летнее время,
обычно поддерживается температура воздуха
от 2 до 4°, а влажность воздуха
составляет 80—90%. На платформах холодильника
в этот период года температура и влажность
воздуха устанавливаются в зависимости от
состояния погоды. Мороженое мясо от холо-
MACHINES FOR THE SNOW ICING OF FOOD PRODUCTS
> V. BOBKOV, С and. Techn. Sci.
Summary
A description and the results of tests are presented of mechanised units
for the artificial icing (snow icing) of vegetables.
Cucumbers, onions, radish and lettuce preserved their original weight
and quality until marketing 1—2 days after the icing operation.
The treatment of a ton of vegetables required on an average 0,4 tons
of ice and 0,88 kwh electrical energy.
Изменение веса мороженого мяса при выпуске
с холодильника в торговую сеть
Инж. Г. КОНЧАКОВ
№ 2
Изменение веса мороженого мяса
43
дильника до магазина транспортируется в
автомашинах с закрытыми кузовами.
Кратковременное хранение мороженого
мяса в магазинах производится в
холодильных камерах, где температура воздуха
поддерживается до —3° при относительной его
влажности 85—95%.
Таким образом, на всех этапах
реализации — от холодильника до потребителя —
имеются условия для увеличения веса
мороженого мяса за счет конденсации на его
поверхности влаги из воздуха. Величина
привеса зависит не только от окружающих
условий, но и от продолжительности отдельных
операций. Так, продолжительность
транспортировки мяса из камеры до автомашины
составляет около 20 минут; погрузка мяса на
автомашину продолжается 50—60 минут, а
транспортировка мороженого мяса от
холодильника до магазина — в среднем 30—60
минут.
Опыты показали, что привес мороженого
мяса в процессе транспортировки из камеры
хранения до весов на платформе составляет
0,005—0,02%; при погрузке 3 т мороженого
мяса после взвешивания на автомашину —
0,26—0,53%; при транспортировке от
холодильника до магазина в автомашине с
закрытым кузовом изменение веса мяса не
происходит. Если же при транспортировке имеется
доступ, наружного воздуха к мороженому
мясу, то привес его за время перевозки
составляет 0,22%.
Значителен привес мороженого
мяса и в случае задержки его
в коридорах или на платформах
холодильника в летнее время.
Хотя задержка мороженого мяса
перед реализацией в коридорах
и на платформах холодильник?
не рекомендуется, в практике она s
иногда имеет место. В ночные
часы мороженое мясо на
тележках выгружается из камер
хранения в коридоры, для ускорения ^
или облегчения работ в дневное §f^
время. Кратковременная
задержка мяса на платформе
холодильника в летнее время также
приводит к значительному привесу
и отеплению.
В таблице приведен привес
мороженого мяса при
выдерживании его в коридоре и на
платформе холодильника в течение
различных сроков.
Привес мороженого мяса сопровождается
повышением температуры мяса.
На рисунке показан рост привеса и
повышение температуры мороженого мяса при
выдержке его в коридоре холодильника.
ия,
I К
ПрОДОЛЖк
тельность
выдерживг
часы
1
1 2
6
10
14
18
22
В коридоре (температура
воздуха 4°, влажность
говядина
0,20
0,40
0,48
0,65
0,74
0,86
воздуха
баранина
__
0,20
0,51
0,72
0,81
1,00
1,12
90о/0)
свинина
(жирная)
привес, в
0,17
0,28
0,43
0,48
0,63
^0,64
На платформе (температура I
воздуха 18°, влажность [
воздуха 60-
говя-
дина
баранина
%
0,26
0,46
—
—
—
1 —
¦—
0,53
0,75
—
—
—
—
—
-87%) |
свинина
(жирная)
0,26
0,40
—
—
—
—
—
При выдержке в коридоре холодильника в
течение двух часов мороженое мясо
отепляется с —10 до —6°, и в результате получается
привес, который составляет 0,15—0,20%.
В магазины мясо поступает при
температуре от —8 до —5°. Хранят его там в
охлаждаемых камерах при температуре от —1 до —3°
и относительной влажности воздуха 85—95%.
Естественно, что в процессе
кратковременного хранения мороженого мяса в магазине
оно продолжает отепляться и на его
поверхности продолжается накопление влаги. Вели-
6 Ю /4 1в
Продолжительность Оыдерживания
44
Физико-химические изменения в мороженом
№ 2
чина привеса при отеплении мороженого мяса
в течение 8—12 часов составляет: для
говядины и свинины — 0,4%, для баранины —
0,65%, при отеплении от —6 до —3° для
говядины и свинины привес составляет 0,27%, а
для баранины — 0,52%.
Таким образом, при отпуске и реализации
мороженого мяса (от выпуска из камеры
хранения до его разруба в магазинах) привес
может составить от 0,50 до 1,37%.
В заключение необходимо отметить, что
привес мороженого мяса в процессе отпуска
его из холодильной камеры и реализации в
торговых предприятиях не может
нормироваться, так как в основном он является
следствием неполадок в организации
технологического процесса и зависит от ряда случайных
обстоятельств — изменения условий погоды,
разнообразия средств транспортировки,
разной оснащенности торгующих точек
холодильными устройствами. Во всяком случае
уменьшения веса мяса при этом происходить не
может и, следовательно, нет необходимости
устанавливать нормы естественной убыли
мороженого мяса при транспортировке и
кратковременном его хранении в магазинах.
WEIGHT CHANGES IN FROZEN MEAT DURING ITS MOVEMENT
FROM THE COLD STORE TO THE RETAIL NETWORK
G. KONCHAKOV, Eng.
Summary
Experiments carried out.at the Moscow Cold Storage House № 9 showed
that owing to the condensation of moisture from the ambient air on the
surface of frozen meat an increase in its weight takes place which during
the period from its discharge from the storage room to its being cut in the
meat store may attain a value of 0,50 to 1,37%.
Физико-химические изменения в мороженом при длительном
хранении
Канд. техн. наук Н. САВИНОВСКИЙ
Существует мнение, что мороженое,
заложенное на длительное хранение при температурах
ниже минус 20—25°, является продуктом
стойким, не подвергающимся сколько-нибудь
значительным изменениям.
Подобный взгляд является ошибочным.
В мороженом в процессе длительного хранения
происходят значительные физико-химические
изменения. Содержащийся в мороженом
молочный жир претерпевает изменения за счет
главным образом окислительных процессов.
Как показали исследования Д. Г. Рютова и
А. А. Холоповой в 1937 г., в мороженом, если
оно не изготовлено с применением
низкокачественного жира, аналитически не удается
обнаружить сколько-нибудь заметного распада
жира и его изменений (по кислотному, йодному
числу, числу Рейхерта-Мейсля, числу Гюбля
и др.).
Однако в мороженом после его хранения
можно заметить органолептические пороки,
связанные с изменением жира,— салистый
вкус, лежалый привкус, привкус металла.
Последний возникает при использовании плохо
луженной тары, инвентаря и оборудования.
Несмотря на низкую температуру мороженое
приобретает металлический привкус при
длительном хранении даже в доброкачественной
таре (гильзах). Достаточно указать, что
содержание одной части металла (железа) на
миллион частей продукта способно вызвать
металлический привкус.
Понижение качества мороженого и развитие
ряда пороков неизбежны главным образом
вследствие постоянного контакта продукта с
кислородом воздуха. Предусмотренное
технологическим процессом вбивание в мороженое
воздуха, характеризующее взбитость продукта,
не может не сказаться со временем на
развитии процессов, приводящих к понижению
качества мороженого.
Общеизвестно, что при хранении продуктов,
в частности мороженого, в холодильных
камерах происходит обезвоживание поверхностного
слоя.
В обезвоженном поверхностном слое, как
указывает Д. Г. Рютов, происходят
окислительные процессы и абсорбция посторонних
запахов, что ухудшает вкус, цвет и внешний
вид мороженого.
№ 2
Физико-химические изменения в мороженом
45
Товарные свойства мороженого во многом к так называемой «усадке» мороженого и
характеризуются его структурой и консистеы- уменьшению объема порций,
цией. В шкале балловой оценки мороженого 5. Особенно вредное влияние на качество
этим показателям отводится 30 баллов из 100. и прежде всего* на структуру и консистенцию
Структура мороженого характеризуется мороженого оказывают колебания температуры
главным образом размерами кристаллов льда, в камерах хранения. Колебания в 4—5° резко
содержанием в мороженом воздуха и разме- и отрицательно сказываются на качестве
морами воздушных пузырьков. роженого.
По мере хранения мороженого структура и 6. Потеря влаги мелкофасованным мороже-
консистенция его подвержены значительным ным в процессе длительного хранения за счет
изменениям, приводящим к ухудшению товар- так называемой уморозки, по данным тов. Ша-
ных свойств продукта. дурского, составляет после 12 дней хранения—
В 1955 г. во ВНИХИ была проведена рабо- 0,16%, после 100 дней хранения — 1,70%.
та по хранению мороженого (И. Б. Гисин, 7. Укладка коробок с мороженым в высокие
Р. М. Казакова), которая подтвердила, что A0—11 рядов) штабели для длительного хра-
основные изменения структуры мороженого в нения неизбежно вызывает деформацию брике-
процессе длительного его хранения сводятся тов, что часто является препятствием в роз-
к следующему: ничной реализации мороженого.
1. Кристаллы льда по мере дальнейшего хра- Без потери исходного качес^а (сортности)
нения мороженого укрупняются, что приводит мороженое можно хранить весьма непродол-
к образованию грубой консистенции. Объясне- жительное время.
ние этому явлению надо искать в том, что рас- На основе указанного исследования ВНИХИ
творимость крупных и мелких кристаллов раз- рекомендует следующие сроки хранения моро-
лична. Мелкие кристаллы льда обладают боль- женого при температуре —23° (в месяцах)
шей, чем крупные, растворимостью. Поэтому без понижения исходного качества:
раСТВОр МОЖеТ быТЬ ОДНОВремеННО ПереСЫЩеН- Молочное весовое в гильзах 1
НЫМ В ОТНОШеНИИ КруПНЫХ КрИСТаЛЛОВ И Нена- Молочное фасованное 1
сыщенным в отношении мелких; в этом случае ™олочное с нап°лнителем *есовое J
^ > J Молочное с наполнителем фасованное 1
МеЛКИе КрИСТаЛЛЫ будут ПереХОДИТЬ В раСТВОр, Сливочное весовое 2
а КруПНЫе раСТИ, *5?йМеТНО ухудшая Структуру Сливочное фасованное 1,5 /
И КОНСИСТеНЦИЮ МОрОЖеНОГО. Сливочное с наполнителем весовое 1,5
.2. В ряде случаев молочный сахар, находив- ^1™^"*™* фас°ванн°е '; \
шийся в пересыщенном растворе, при хране- пломбир фасованный 2
НИИ КрИСТаЛЛИЗуеТСЯ, ВСЛеДСТВИе ЧеГО ПрОДуКТ Пломбире наполнителем весовой 2
Приобретает «ПеСЧаНИСТуЮ» КОНСИСТеНЦИЮ, Пломбир с наполнителем фасованный 1,5
резко снижающую качество мороженого. СЕ^«: ;'.; ". ; ; ; \\\\\\\\ Ц
3. В мороженом, не имеющем повышенного
содержания сухих веществ (ароматическое, В мае 1956 г. Министерство торговли СССР
фруктовое, молочное), часто образуется при утвердило временную инструкцию по хранению
длительном хранении порок «снежистость», мороженого, в которой, помимо указанных сро-
сильно ухудшающий товарные его свойства. ков, предусматриваются также основные пра-
4. При длительном хранении происходит ча- вила размещения, хранения, контроль темпера-
стичное удаление воздуха из мороженого, осо- турного режима в камерах и контроль каче-
бенно из поверхностного слоя, что приводит ства мороженого.
PHYSICO-CHEMICAL CHANGES IN ICE CREAM ON PROLONGED
STORAGE
N. SAVINOVSKlt С and. Techn. ScL
Summary
Based on studies of the changes taking place during prolonged storage,
recommendations have been made as to the permissible storage periods of ice
cream.
Теплофизические свойства пива
Канд. техн. наук Л. ЧЕРНЕЕВА
Расчет теплообменной аппаратуры для
нагревания и охлаждения сусла и пива
затрудняется отсутствием данных о теплоемкости,
теплопроводности, вязкости и удельном весе
на разных стадиях производства пива. В
связи с этим во ВНИХИ в 1956 г. были
проведены экспериментальные работы.
Теплоемкость определялась в калориметре
с непосредственным нагревом и находилась
затем по уравнению:
__ Q — A-At
ккал\кг°С,
(о
где Q ккал
G-At
количество тепла, сообщенного
калориметру при производстве
И бануумнасосу
Измерение
вакуума
г рассола
Выходрассол и
Рис. 1. Схема экспериментального стенда для определения
теплоемкости пива.
Для определения тепловых свойств пива
в процессе производства (на третий и в
последний день брожения) необходимо было
прекращать его брожение без изменения
исследуемых свойств. С этой целью применялся
метод теплового воздействия на
микроорганизмы. Бутылки с пивом нагревались в
термостате до 40° С и при этой температуре
«отбивалась» углекислота. Далее бутылки
закрывались пробками и вновь нагревались в
термостате до 80° С. При температуре 80° С пиво
выдерживали 30 минут, после чего его
охлаждали.
опыта (определялось потенцио-
метрическим измерением силы
тока, проходящего через
нагреватель, и падения напряжения
в нагревателе за точно
фиксируемый отрезок времени);
bd °C — повышение температуры
исследуемого вещества в результате
нагрева (путем измерения
температуры платиновым термометром
сопротивления);
G кг — весовое количество жидкости
в калориметре, принимается сред-
№2
Тепло физические свойства пива
47
ним до и после
калориметрического опыта. Определяется по
известному внутреннему объему
калориметра и удельному весу
заполняющей калориметр
жидкости;
А ккал\° С — количество тепла, необходимого
на нагрев калориметра
(установлено опытами с водой и
этиловым спиртом).
Схема экспериментального стенда для
определения теплоемкости пива показана на рис. 1.
Калориметр 2 из нержавеющей стали марки
ЭЯ-1-Т имеет нихромовый нагреватель 4. На
наружной поверхности калориметра навит
платиновый термометр сопротивления 3.
У верхней части калориметра имеется ниппель
с заглушкой. Капилляр 7 служит для
заполнения системы исследуемой жидкостью через
воронку 1. Калориметр и вспомогательный
сосуд 6 в целях уменьшения теплопотерь при
калориметрировании помещены в
тонкостенный красномедный сосуд 5, в котором форва-
куумный насос создает разрежение.
Калориметр погружается в термостат //.
Термостат охлаждается рассолом,
протекающим по змеевику 8, а нагрев осуществляется
с помощью нагревателей 9 и 12, питаемых от
сети переменного тока.
Для скорейшего выравнивания температур
термостата и калориметра вакуумная
оболочка заполнялась газообразным гелием (из
баллона 10), который выбран в связи с его
высокой теплопроводностью и инертностью,
обеспечивающей безопасность работу.
Термометр сопротивления^ калориметра
включался в электрическую цепь, питаемую от
кислотного аккумулятора напряжением 6 в.
Сила тока в цепи регулировалась с помощью
магазина сопротивлений и устанавливалась по
миллиамперметру. В цепь была
последовательно включена образцовая катушка
сопротивления 1 ом. Цепь замыкалась
двухполюсным рубильником, выполняющим роль
инверсионного переключателя, позволяющего
изменять направление тока в цепи термометра для
устранения влияния паразитных
термоэлектродвижущих сил. Нагреватель калориметра
питается постоянным током от батареи
кислотных аккумуляторов общим напряжением 24 в.
Сила тока в нагревателе устанавливалась
с помощью магазина сопротивления. Для
предварительной установки необходимой силы
тока в цепь были включены амперметр и
буферное сопротивление:
К^буф—Кнагр)'
Для потенциометрического измерения силы
тока в цепь была последовательно включена
образцовая катушка сопротивления 10 ом.
Цепь нагревателя калориметра и цепь
буферного сопротивления замыкались
двухполюсным переключателем.
До заполнения установки пивом все ее
детали были тщательно промыты водой, а затем —
исследуемым пивом. При заполнении
установки воздух из капилляра, вспомогательного
сосуда и калориметра вытеснялся через верхний
ниппель калориметра. Калориметр можно
было считать заполненным, когда из резиновой
трубочки, надетой на ниппель, пиво начинало
вытекать. После заполнения ниппель
закрывался заглушкой. Заполненный калориметр
помещался в вакуумную оболочку,
погруженную в термостат с электронагревом и
рассольным охлаждением. После достижения в
термостате постоянной температуры установка
была готова к проведению опыта.
Для устойчивой работы аккумуляторной
батареи за 10—15 минут до начала опыта
батареи включались на буферное сопротивление и
устанавливался греющий ток, обеспечивающий ч
в течение 3 минут повышение температуры
калориметра на 7—8°С. Затем батареи
переключались на нагреватель калориметра,
причем через каждые 30 секунд двумя потенцио'-
метрами переносного типа измерялись сила
тока в цепи нагревателя калориметра и
падение напряжения. По истечении 3 минут нагрев
выключался.
В течение примерно 2 минут после
выключения нагрева температура калориметра
повышалась за счет инерции нагревателя, затем
начиналось медленное охлаждение.
Для каждого опыта строился график
изменения температуры калориметра во времени.
Температура калориметра до нагрева и после
него измерялась пятидекадным
потенциометром «эталон», время фиксировалось
секундомером. Ввиду незначительной величины тока,
питающего термометры сопротивления, в
течение одного опыта сила тока практически не
менялась. Поэтому ток измерялся 2—3 раза
во время каждого опыта. Падение
напряжения на термометре измерялось примерно раз
в минуту. Продолжительность опыта
составляла 30—35 минут. По построенному графику
можно было найти температуру исследуемого
пива в момент окончания нагрева.
Как вытекает из уравнения A), для
нахождения теплоемкости с необходимо определить
значения Q, At, А и G.
48
Теплофизические свойства пива
№ 2
Количество тепла Q определялось из
выражения:
•i2
Q = 0,2392 f/.y-rfx.
Падение напряжения за время нагрева
поддерживалось практически постоянным, и
поэтому при вычислении Q напряжение I/
принималось равным среднему арифметическому
из шести произведенных измерений. В таком
случае
<-2
Q = 0,2392.1Л f/•<**.
Интеграл находился графически
соответственно изменению тока во время нагрева.
Температура калориметра до и после
нагрева измерялась с помощью платинового
термометра сопротивления и рассчитывалась по
формуле:
Rt-Ro
V
где
сс = -
«Ro
*ta-Ro
*s' Ro
Величины RQy Rts и ts определялись во время
градуировки термометра.
Истинная температура калориметра после
нагрева (без теплопотерь) находилась из
графика изменения температуры калориметра
в опыте как температура, полученная в
калориметре при мгновенно проведенном нагреве.
Вес исследуемого пива G, находящегося
в калориметре, вычислялся по объему
калориметра и удельному весу пива. Объем
калориметра определялся многократным
взвешиванием калориметра, заполненного водой при
данной температуре.
Удельный вес пива находился с помощью
ареометра.
Величина А определялась в специально
поставленных опытах с дистиллированной водой
и этиловым спиртом, ее значения даны на
рис. 2.
Для нахождения коэффициента
теплопроводности применен метод регулярного
режима, разработанный Г. М. Кондратьевым [1].
Опыт заключался в определении темпа
регулярного охлаждения шарового слоя
исследуемой жидкости в бикалориметре, состоящем
из внутреннего металлического шарового ядра
и наружной тонкостенной металлической
оболочки. Исследуемая жидкость заполняет
пространство между ядром и оболочкой (рис. 3).
Для регулярного охлаждения тела,
состоящего из металлического ядра, окруженного
шаровым слоем термоизолятора, при а—* оо и
постоянной температуре охлаждающей среды:
X = Ас' A + Аг -ру \. m ккал\м час ° С, B)
Йкап/°С
18,00
40 0 10 20 30 4-0 SO 60 °С
Рис. 2. Расход тепла на нагрев калориметра.
где:
bki'D'
KZJM,
А-
1 —А*
(l+k-\-№)k '
k =
Dr
D
где:
D
диаметр, ядра;
внутренний диаметр оболочки бикало-
8 =
риметра;
D — D'
С , Y — теплоемкость и удельный вес металла
ядра;
с, у* ^ — теплоемкость, удельный вес и
теплопроводность исследуемой жидкости.
Величины А и А\ для данного бикалоримет-
ра являются постоянными.
Экспериментальная установка состояла из
следующих основных элементов: бикалоримет-
ра, жидкостного термостата для охлаждения
бикалориметра при а—^оо и Ьж = const,
вспомогательного жидкостного термостата, с
помощью которого в бикалориметре
устанавливалась начальная температура, и зеркального
гальванометра для измерения разности
температур между ядром бикалориметра и
жидкостью в термостате.
«Темп охлаждения» m подсчитывался по
формуле:
In Vx —In Vn 1 ,
m = 1 /час,
где разность температур v пропорциональна
отклонению луча гальванометра от нулевого
положения.
№2
Теплофизические свойства пива
49
Тогда
т-
\nNi
^3600 1/час,
т3—тх
где: Nx к N2 — отсчеты по шкале
гальванометра;
т2 — Tj — промежуток времени между
отсчетами Nx и N2, в секундах.
Теплопроводность X вычислялась по формуле
B), а значения сиу принимались согласно
полученным экспериментальным данным.
Найденные значения теплопроводности отнесены к
средней (арифметической) температуре начала и конца
опыта.
Для определения вязкости пива применялся
вискозиметр Гепплера с измерением скорости
падения шара в стеклянной трубке,
заполненной исследуемой жидкостью.
Трубка была погружена в стеклянную
ванну, в которой поддерживалась постоянная
температура с помощью ультратермостата. Время
падения шара измерялось секундомером.
Вязкость измерялась по формуле:
'П = т (Тш - Тж)'k сантипуазы,
где: т — время падения шара в секундах,
уш — плотность шара по таблице,
Чж — плотность жидкости,
k — константа шара по таблице.
Рис. 3. Бикалориметр:
/—ядро, 2—оболочка, 3—спай
термопары, 4 и 5 — соломка
фарфоровая, 6 —
термоэлектроды, 7—трубка диаметром 8/ 10мм,
8 — центрирующая звездочка,
9 — втулка, 10 — ниппель для
заполнения, И — центрирую-
• щие штифты.
Свойства пива в процессе его производства
Марка пива
Стадии производства
а «
Коэффициент
вязкости
ж2
*>10*
кр
-О* а
Характеристика пива по данным
лаборатории Останкинского
пивоваренного завода
ч о
О Л
О _
Л Л
4 и
2 «у
5 <у
Ю н
5и
>х к
<U (Я
Ч" К
Жигулевское
(варки №> 671
и № 672)
Жигулевское
(варки № 795)
Московское
(варки № Ц25
и № 1126)
Сусло
3-й день брожения . . .
6-й день брожения . . .
Из лагерного подвала
Из розлива
Сусло ,
3-й день брожения . .
7-й день брожения . .
Из лагерного подвала
Из розлива
Сусло
3-й день брожения . .
7-й день брожения . .
Из лагерного подвала
Из розлива
4
30
60
8,5
5,6
}е
9
4
30
60
7,8
4,8
I 2,2
I 6,3
9
4,6
30,4
60
7,9
5,5
1 1
/ 6
0,91
0,89
0,83
0,89
0,89
0,91
0,90
0,92
0,92
0,90
0,83
0,90
0;90
0,91
0,91
.0,91
0,90
0,88
@,85)
0,89
0,94
0,91
0,93
0,93
1,046
1,0403
1,0245
1,0312
1,0200
1,0183
1,0181
1,0167
1,047
1,0415
1,026
1,0300
1,0185
1,0175
1,0171
1,0165
1,0552
1,050
1,0375
1,0435
1,021
1,0188
1,0185
1,0182
3,28
1,55
1,07
2,47
2,73
3,47
2,80
2,58
3,72
1,74
1,11
2,72
2,84
3,62
3,11
2,73
3,17
1,58
1,02
2,96
2,86
3,31
2,71
2,45
3,35
1,58
1,09
2,52
1 2,78
3,54
2,85
2,63
3,79
1,77
1,13
2,77
2,89
3,69
3,17
2,78
3,23
1,61
1,04
3,02
2,92
3,38
2,76
2,50
0,43
@,50)
@,51)
0,45
0,46
0,46
0,45
0,46
0,42
0,47
0,48
0,43
0,42
0,40
0,43
0,43
0,47
0,48
0,46
0,41
0,43
0,43
0,45
8,3
4,7
4,3
11
8,6
4,7
4,1
13
4,2
1,7
2,4
1,8
1,3
1,1
1,1
2,4 1,0
1,9 0,65
2,5
0,6
2,86
3,6
5,45
5,43
5,89
50,81
50,73
54,7
4 Холодильная техника № 2
50
Тепло физические свойства пива
№ 2
Определение удельного веса пива
проводилось ареометром в широкой пробирке,
окруженной стеклянной трубкой, через которую
прокачивалась вода из ультратермостата.
Результаты опытов
Настоящей работой выявлены значения
теплоемкости, теплопроводности, удельного веса и
вязкости для Жигулевского (двух различных
варок) и Московского пива (см. таблицу).
Они определены по стадиям производства:
для сусла — в интервале температур от 4 до
60° С, для бродящего пива — на третий и
последний дни брожения (при температуре
брожения), из лагерного подвала — для двух
температур 1—2 и 6° С и для готового пива —
после розлива.
Максимально возможная погрешность
опытов при определении теплоемкости составляет
3,3 %, теплопроводности — 4,2 %, вязкости —
2%, удельного веса — 0,16%. Как показал
анализ результатов, действительная точность
большинства опытов выше определенной
аналитически.
Для трех измерений: по теплопроводности
сусла Жигулевского пива (варки №№ 671
и 672, температура 30 и 60°) и теплоемкости
сусла Московского пива (температура 60°) —
погрешность была несколько больше
погрешности в остальных опытах. В таблице указанные
величины взяты в скобки.
Сравнение результатов опытов с
имеющимися в литературе данными по суслу [2]
указывает на их совпадение. Следует отметить, что
публикаций о свойствах пива на остальных
стадиях производства ранее не было.
ЛИТЕРАТУРА
1. Г. М. Кондратьев. Регулярный тепловой
режим, 1954.
2. Air Conditioning and Refrigerating Data Book
Applications Volume. 5 edition, 1955, New-York.
THE THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF BEER
L. Cherneeva, Cand. Techn. ScL
Summary
The results are presented oi the experimental determination of the heat
capacity, thermal conductivity, specific gravity and viscosity of Zhigulevskif
and Moskovskif beers in the stages of manufacture; namely, wort over the
temperature range 4 to 60° C, the product ot the third and final days of
brewing at the brewing temperatures, beer from the storage cellar at the
settling temperature and the fmdy, bottled beer at 9° C.
ОБМЕН ОПЫТОМ
Эксплуатация циркуляционной системы охлаждения
На многих холодильниках, построенных за обслуживания холодильной установки с цирку-
тюследние годы, применена разработанная ляционной системой охлаждения. При экс-
ВНИХИ 1 циркуляционная система непосред- плуатации этой системы наряду с указаниями
ственного испарения. На новых предприятиях в статье надлежит руководствоваться также
не накоплен еще опыт по обслуживанию цир- правилами техники безопасности на аммиач-
куляционной системы, и в некоторых случаях пых холодильных установках и инструкциями
при работе установок бывают те или иные по технической эксплуатации оборудования
неполадки. холодильников.
С целью оказания технической помощи
работникам холодильников в данной статье
описываются принципиальная схема и порядок
1 Ш.Кобулашвили. Автоматизированные
аммиачные схемы непосредственного испарения, „Холодильная
техника* № 2, 1954.
Описание системы
Принципиальная схема холодильной
установки, имеющей систему непосредственного
испарения с принудительной циркуляцией
аммиака, показана на рисунке.
7
Аммиачный на г. ас
Принципиальная схема холодильной
установки:
/ — коллектор жидкостный, 2 — коллектор
дренажный, 3 — коллектор газовый, 4 —
коллектор оттаивательный, 5—диафрагма, 6 —
гампсометр ртутный, 7 — уровнедержателъ,
в — регулирующий вентиль; 9 — соленоидный
вентиль, 10 — фильтр, И — обратный клапан,
12 — бачок для смазки, 13 — батарея.
52
Обмен опытом
№ 2
По этой схеме питание охлаждающих
батарей жидким аммиаком осуществляется от
уровнедержателей, установленных на каждом
этаже.
Батареи, а также газовые и жидкостные
трубопроводы к ним монтируются с уклоном,
как показано на рисунке.
Соответствующим расположением
переливных патрубков уровнедержателей
обеспечивается заполнение жидким аммиаком нижних
труб батарей.
Верхние трубы питаются жидкостью,
перебрасываемой парами из нижних труб. В
результате батареи оказываются заполненными
жидким аммиаком примерно на 33% их
емкости.
Верхние и нижние трубы батарей соединены
специальными патрубками, через которые не
испарившийся в верхних трубах аммиак
стекает в нижние трубы.
В батареях таким образом осуществляется
внутренняя циркуляция жидкого аммиака.
С увеличением тепловой нагрузки
интенсивность внутренней циркуляции возрастает, и
выброса жидкости во всасывающий
трубопровод, как это бывает в длинношланговых
батареях старой конструкции, не происходит.
С помощью насоса жидкий аммиак из
циркуляционного ресивера подается в уровнедер-
жатель верхнего этажа.
По переливной трубе этого уровнедержате-
ля жидкость поступает в уровнедержатель
нижележащего этажа и т. д.
, По дренажному трубопроводу от последнего
уровнедержателя не испарившийся в системе
аммиак возвращается в циркуляционный
ресивер для повторной циркуляции. Насос
подает в 5—6 раз больше аммиака, чем
испаряется его в системе.
За счет такой многократной циркуляции
обеспечивается устойчивое питание жидким
аммиаком охлаждающих приборов.
В связи с этим совершенно отпадает
необходимость распределения жидкого аммиака по
батареям ручным регулированием, которое
приходится производить при обычной системе
непосредственного испарения с верхним
расположением отделителя жидкости.
На некоторых холодильниках поэтажные
уровиедержатели установлены выше батарей,
поэтому в батареи данного этажа поступает
больше аммиака, чем в них испаряется.
Неиспарившийся аммиак стекает по
всасывающим трубам батарей в газовый коллектор
я из него возвращается на питание
нижележащего этажа.
Пары аммиака отсасываются из батарей
через газовые коллекторы и отделитель
жидкости. Отделитель жидкости соединен с
циркуляционным ресивером сливным и
уравнительным трубопроводами.
Жидкий аммиак из конденсатора (после
переохладителя или после змеевиков
промежуточных сосудов в установках
двухступенчатого сжатия) подается в циркуляционный
ресивер через отделитель жидкости.
В циркуляционном ресивере должен всегда
поддерживаться минимальный уровень
аммиака, необходимый для устойчивой работы
аммиачного насоса.
Поддержание уровня аммиака в
циркуляционном ресивере осуществляется
автоматически, с помощью дистанционного указателя
уровня (ДУ) и соленоидного вентиля (СВ).
На большинстве холодильников на
циркуляционном ресивере смонтированы два ДУ.
Нижний и верхний меркоиды этих ДУ
включены в обычную схему трех сигнальных ламп.
Два средних меркоида (верхний — нижнего
ДУ и нижний — верхнего ДУ) управляют
работой соленоидного вентиля, установленного
на жидкостном питательном трубопроводе:
первый включает (открывает) соленоидный
вентиль, а второй выключает (закрывает) его.
Дистанционные указатели устанавливаются
так, чтобы минимальный уровень аммиака в
циркуляционном ресивере был на отметке
200 мм, считая от нижней образующей
ресивера, а максимальный уровень на отметке —
300 мм.
По достижении верхнего уровня аммиака
в циркуляционном ресивере C00 мм)
соленоидный вентиль закрывается, и подача
жидкости прекращается. Уровень жидкого аммиака
в циркуляционном ресивере понижается до
минимального.
По достижении уровня на отметке 200 мм
соленоидный вентиль открывается, и подача
жидкого аммиака возобновляется. Запорный
вентиль после соленоидного вентиля
открывается частично так, чтобы подача жидкого
аммиака производилась с некоторым
превышением расхода его в испарительной системе,
что характеризуется попеременным
открыванием и закрыванием соленоидного вентиля.
В указанном положении запорный вентиль
пломбируется.
При исправнЪй работе приборов автоматики
уровень аммиака в циркуляционном ресивере
колеблется в пределах 200—300 мм и
постоянно горит белая лампа дистанционного
указателя.
№ 2
Обмен опытом
53
В случаях каких-либо неисправностей
приборов автоматики временно (до устранения
неисправностей) можно производить подачу
жидкого аммиака в циркуляционный ресивер
с помощью ручного регулирующего вентиля.
Регулирующий вентиль должен быть открыт
так, чтобы постоянно горела белая лампа
дистанционного указателя.
В настоящее время из-за отсутствия
специальных аммиачных насосов небольшой
производительности на холодильниках установлены
насосы марки ЗЦ-4. Насос ЗЦ-4 может
подавать до 30 ж3 и более жидкости в час. В
связи с этим производительность насоса
необходимо регулировать.
Для холодильников емкостью до 5 тыс. т
практически вполне достаточно подавать
насосом 4—5 ж3 жидкого аммиака в час и
только для очень крупных предприятий, с
разветвленной системой (как например, московский
холодильник № 12), требуется более высокая
производительность насоса.
Производительность насоса в указанных
пределах регулируется вентилем на его
нагнетательной стороне. После того как требуемая
производительность отрегулирована, этот
вентиль пломбируется.
Для контроля за производительностью на
нагнетательном трубопроводе насоса
установлены диафрагма и ртутный указатель
перепада давлений (гампсометр). Гампсомегр
снабжается соответствующей диафрагме
шкалой, указывающей расход жидкого аммиака
в м3/час.
В схеме предусмотрено автоматическое
регулирование температурного режима в
камерах. Осуществляется оно с помощью
регуляторов температуры и соленоидных вентилей,
установленных на жидкостных коллекторах
камер.
Включение системы в работу
Для включения системы непосредственного
испарения с принудительной циркуляцией
аммиака в работу необходимо:
1. Проверить, открыты ли (открыть)
вентили на сливном и уравнительном
трубопроводах между отделителем жидкости и
циркуляционным ресивером, а также вентиль на
дренажном трубопроводе.
2. Проверить наличие пломб на
нагнетательном вентиле насоса и на запорном
вентиле, установленном после соленоидного
вентиля на линии подачи жидкого аммиака в
циркуляционный ресивер.
3. Проверить положение остальных
вентилей, как это производится перед пуском в
работу любой холодильной установки.
4. Убедиться, что дистанционные указатели
на циркуляционном ресивере и отделителе
жидкости включены в работу.
5. Убедиться по сигнальным лампам
дистанционных указателей в наличии жидкости
в циркуляционном ресивере.
6. Пустить аммиачный насос,
руководствуясь соответствующей инструкцией, и
проверить по гампсометру производительность
насоса.
7. Пустить в ход компрессор,
руководствуясь соответствующей инструкцией.
8. Открыть регулирующий вентиль для
подачи жидкого аммиака в циркуляционный
ресивер.
Обслуживание во время работы
1. Следить по сигнальным лампам
дистанционных указателей за уровнем аммиака в
циркуляционном ресивере. При нормальной
работе уровень аммиака в циркуляционном
ресивере поддерживается автоматически на
высоте 200—300 мм от нижней образующей
ресивера и горит белая лампа дистанционного
указателя.
Если при включенном соленоидном вентиле
уровень аммиака в циркуляционном ресивере
понизится ниже отметки 200 мм и загорится
зеленая лампа, то это означает, что жидкости
подано меньше, чем требуется ее в
испарительной системе.
В таком случае нужно прежде всего
проверить исправность действия соленоидного
вентиля, включив и выключив его несколько раз
с помощью контрольной кнопки.
Убедившись, что соленоидный вентиль
открыт и работает четко, необходимо увеличить
подачу жидкого аммиака путем большего
открытия запорного вентиля после соленоидного
вентиля. Если соленоидный вентиль не
открывается, необходимо устранить причину его
неработоспособности. Если это невозможно
сделать без вскрытия соленоидного вентиля,
то необходимо поднять клапан его
принудительно и производить подачу жидкого
аммиака в циркуляционный ресивер с помощью
ручного регулирующего вентиля, контролируя
уровень в ресивере по сигнальным лампам ДУ.
Понижение уровня аммиака в
циркуляционном ресивере ниже 200 мм и зажигание
зеленой лампы дистанционного указателя могут
произойти также при недостатке аммиа-
54
Обмен опытом
№ 2
ка в системе (в линейных ресиверах) и в
случае засорения фильтра перед соленоидным
вентилем.
Если по достижении верхнего уровня
аммиака в циркуляционном ресивере C00 мм)
соленоидный вентиль по каким-либо причинам
не закроется, загорится красная лампа
дистанционного указателя.
В этом случае необходимо закрыть
регулирующий вентиль. Когда загорится белая
лампа дистанционного указателя, приоткрыть
регулирующий вентиль и регулировать подачу
жидкого аммиака в циркуляционный ресивер
вручную по сигнальным лампам
дистанционных указателей.
Регулирующий вентиль должен быть открыт
так, чтобы постоянно горела белая лампа
дистанционного указателя. Регулирование
подачи жидкого аммиака в систему без
наблюдения за уровнем жидкости в циркуляционном
ресивере недопустимо.
В случаях, когда загорается красная лампа
дистанционного указателя уровня, надлежит
также произвести внеочередную проверку
исправности действия его.
Эта проверка производится путем закрытия
и последующего открытия запорного вентиля
на газовой линии дистанционного указателя.
Если дистанционный указатель исправен,
то после закрытия указанного вентиля
загорится сначала белая, а затем зеленая лампа,
а после открытия вентиля загорится сначала
белая, а затем красная лампа. О всех
неполадках в работе приборов автоматики
надлежит записывать в журнал машинного
отделения.
2. Следить по сигнальным лампам
дистанционного указателя за уровнем аммиака в
отделителе жидкости.
При нормальной работе в отделителе не
должно быть жидкости и постоянно должна
гореть зеленая сигнальная лампа. Если в
отделителе появится жидкость и загорится
белая лампа дистанционного указателя,
необходимо закрыть регулирующий вентиль,
прикрыть всасывающий вентиль компрессора,
выяснить и устранить причину заполнения
отделителя жидким аммиаком.
Заполнение отделителя жидким аммиаком
может произойти по следующим причинам:
а) неправильное регулирование подачи
жидкого аммиака в циркуляционный ресивер
вручную или неисправное состояние приборов
автоматики (СВ и ДУ), приведшие к
переполнению ресивера, а затем и отделителя
жидкости;
б) очень большая производительность
насоса (много открыт нагнетательный вентиль
насоса), при которой подаваемая им жидкость
не успевает возвращаться в циркуляционный
ресивер по дренажному и сливному
трубопроводам и переполняет отделитель;
в) очень интенсивная подача жидкого
аммиака из конденсатора (много открыт
запорный вентиль после СВ), когда сливной
трубопровод отделителя не успевает отводить
подаваемую жидкость в циркуляционный ресивер;
г) работа с закрытыми вентилями на
сливном или уравнительном трубопроводах между
отделителем жидкости и циркуляционным
ресивером, а также на дренажной линии.
3. Наблюдать по гампсометру за
производительностью насоса.
4. По графику, утвержденному главным
инженером холодильника, выпускать масло из
циркуляционного ресивера.
Для лучшего удаления масла необходимо
циркуляционный ресивер отеплить. Отепление
ресивера осуществляется за счет отключения
его от остальной системы при неработающем
компрессоре. Необходимо помнить, что
отключение ресивера, заполненного жидким
аммиаком более чем на 80% емкости,
воспрещается правилами техники безопасности.
5. Обслуживать компрессор, конденсатор,
насосы, аппараты и прочее оборудование
установки, руководствуясь соответствующими
инструкциями.
Выключение системы из работы
1. Закрыть регулирующий вентиль и
поработать некоторое время на отсос аммиака из
системы.
2. Остановить компрессор, руководствуясь
соответствующей инструкцией.
3. Остановить аммиачный насос.
Удаление снеговой шубы с батарей
В настоящее время на холодильниках
применяются батареи из оребренных труб.
В щюцессе эксплуатации необходимо
периодически удалять снеговую шубу с батарей и не
допускать образования на них сплошного
снежного чехла.
При образовании на оребренных трубах
снежного чехла эффективность батарей резко
падает.
Легкий пушистый снег может быть удален
с батарей обметанием. Удаление плотного
снега необходимо производить путем
оттаивания его парами аммиака из нагнетательного
трубопровода.
№ 2
Обмен опытом
55
На холодильниках для этой цели
предусмотрена специальная линия оттайки, как
показано на рисунке.
Для оттайки снеговой шубы с батареи
необходимо:
1. Закрыть регулирующий вентиль и
поработать некоторое время на отсос аммиака из
системы (желательно до момента зажигания
зеленой лампы дистанционного указателя на
циркуляционном ресивере).
2. Прекратить подачу аммиака в батарею,
закрыв на жидкостном коллекторе вентиль
после соленоидного вентиля.
3. Прекратить отсос паров из батареи,
закрыв соответствующий вентиль на газовом
коллекторе.
4. Слить аммиак из батареи в
циркуляционный ресивер, открыв соответствующий вентиль
на дренажном коллекторе.
Во время слива внимательно следить за
уровнем аммиака в отделителе жидкости и за
работой компрессора. После слива аммиака
из батареи закрыть вентиль на дренажном
коллекторе.
5. Открыть соответствующий вентиль на
оттаивате^ьном коллекторе для подачи паров
аммиака в батарею.
6. После оттайки снеговой шубы закрыть
вентиль на оттаивательном коллекторе.
7. Включить батарею в нормальную работу,
постепенно открыв вентили сперва на
газовом, а затем на жидкостном коллекторе.
8. После того как уровень аммиака в
циркуляционном ресивере понизится до
нормального и загорится белая лампа дистанционного
указателя, открыть регулирующий вентиль.
Ш. КОБУЛАШВИЛИ, Н. ЯКОВЛЕВ
Блокировка холодильных установок для совместной работы
Многие хладокомбинаты, мясокомбинаты,
комплексы портовых холодильников и
особенно рыбокомбинаты имеют по две
холодильные установки и больше.
В связи с этим опыт блокирования
компрессорных цехов холодильников Астраханского
рыбокомбината имени Микояна представляет
значительный интерес.
Рыбокомбинат имеет три
самостоятельных компрессорных
цеха общей холодопроизводи-
тельностью 2 050 000 кал/час
при температуре испарения
в рабочих условиях —35°.
Эти компрессорные цехи
обеспечивают работу трех
основных цехов —
холодильников
производственного типа, общей
мощностью замораживания 340 т
в сутки.
Добыча рыбы в
Каспийском бассейне имеет резко
выраженную сезонность. Также нерегулярно
производится и поставка сырья на
холодильники для замораживания.
Благодаря территориально выгодному
расположению компрессорных цехов была
поставлена задача блокировки их по подаче
аммиака (рис. 1).
Храяалаше
Хо/?о0илд/тмМ
Шлрессотш цехЛЗ^ь
0L
ХолодильшУГЯ
Хомдилмин/Г/
-62м-
ш
92а -1
ч Ношрессорнь/й yezJft
Рема болда
Рис. 1. План расположения холодильников.
бы как можно больше использовать мощность
компрессоров в период неполной их загрузки.
Блокировка холодильных установок дает
большую экономию электроэнергии, что
непосредственно влияет на снижение
себестоимости выпускаемой продукции.
Кроме того, блокировка создает
нормальные условия для проведения ремонтных работ;
в случае выхода из строя одного из
компрессорных цехов из-за неполадок с
оборудованием охлаждение холодильника
осуществляется соседними цехами.
Диаметр газовой линии принят 159/3,5 мм,
жидкостной — 57/3,5 мм. Протяженность
отдельно газовой и жидкостной линии между
коллекторами регулирующих станций —
200 м, не считая коммуникационных
разветвлений по аппаратам.
При прокладке трубопроводов блокировки
холодильников № 2 и № 3, несмотря на
образование нескольких «мешков», нормальный
режим работы компрессоров не нарушается
(рис. 2).
Более чем годичный опыт работы данной
блокировки показал большую эффективность
проведенного мероприятия. Так, например,
один компрессорный цех в течение
длительного периода B—3 месяца), когда отсутствует
пиковая нагрузка, может обслуживать два
холодильника № 2 (до
реконструкции) и установка
холодильника № 3 работали
без отделителей жидкого
аммиака; кроме того,
установка холодильника № 2
работала по схеме
одноступенчатого сжатия, а
холодильника № 3 — по схеме
двухступенчатого сжатия;
температуры испарения в
них были различны.
В 1955 г. была создана
схема, разработан проект и
осуществлена блокировка
компрессорных цехов № 2
и № 3.
Главная цель блокировки
холодильников по
аммиачным трубопроводам
(жидкостным и газовым —
всасывающим) состояла в том, что-
Блокировка компрессорных цехов № 2 и № 3
Мысль о блокировке этих цехов возникла
еще давно, но реальной схемы ее
осуществления пазпаботано не было, так как установка
мощных производственных холодильника при
их нормальном режиме.
Экономическая эффективность проведенного
мероприятия, если исходить лишь только из
экономии электрической энергии, не касаясь
Рис. 2. Блокировка компрессорных цехов № 2 и № 3.
таких важных факторов, как износ
компрессоров, работа и износ сложного
высоковольтного F000 в) оборудования, отсутствие
необходимости работы водонасосной станции с
производительностью 400 м3/час и других,
очевидна.
Если до блокировки расход электроэнергии
на один центнер замороженной рыбы
суммарно по обоим холодильникам в 1955 г.
составлял: в октябре—13 квт-ч, в ноябре —
13.7 квт-ч, то в 1956 г. после блокировки в
октябре израсходовано 12,3 квт-ч и в ноябре —
10.8 квт-ч.
Необходимо отметить, что указанные показа-
тели являются заниженными, так как не учи-
тывалась экономия электроэнергии, затрачи
ваемой на хранение мороженой рыбы,
охлажденных товаров и презервов.
Вариант блокировки холодильников
по жидкостной линии высокого давления
Практика показала целесообразность
блокировки холодильников при их близком
расположении, как на Астраханском
рыбокомбинате имени Микояна, не обязательно в
полном варианте, но хотя бы по неизолированной
жидкостной линии, соединяющей коллекторы
регулирующих станций. Эта схема дает
возможность при недостатке аммиака в одной
№ 2
Обмен опытом
ы
из систем подавать его из другой и наоборот.
Кроме того, при сливе цистерны аммиак
можно подавать одновременно в обе системы
(рис. 3).
Аммиакохранилище и его
блокировка с компрессорным
цехом № 3
Холодильники
рыбокомбината являются поставщиками
аммиака для большого
количества потребителей, в основном
для мощного
рефрижераторного флота, находящегося на
Каспии.
Аммиачные системы не
рассчитаны на аккумулирование
аммиака, и ввиду этого на
холодильниках смонтировано
аммиакохранилище из секций,
поставленных Кандалакшским
механическим заводом.
Хранилище аммиака состоит из 7
секций, а каждая, группа состоит
хранилищем и цехом более 100 ж), а также
для вспомогательных операций проведены три
трубопровода:
жидкостный — для подачи жидкого аммиака
О/ж-шЯелитель жао/гости
Рис. 3. Блокировка компрессорных цехов № 1 и № 2.
из аммиакохранили-
ща в систему или
прямо из цистерны в
систему;
всасывающий —
для отсоса в случае
надобности любой из
групп секций;
нагнетательный —
для поднятия
давления в цистерне при
сливе, а также в
секциях при
выдавливании жидкости.
Таким образом,
при необходимости
аммиак можно
подавать из аммиакохра-
нилища транзитом
через компрессорные
цехи № 3 и № 2 в
компрессорный цех
№ 1 (рис. 4).
Холодильные
установки, находящиеся
из 12 труб. Общее количество аммиака, содер- в выгодном территориальном отношении в пре-
жащегося в аммиакохранилище, равно 15,5 т. делах одного предприятия или рядом, могут
Для безбалонной подачи аммиака в систему быть использованы с большей эффективностью
компрессорного цеха № 3 (расстояние между при их блокировке. н. БЛОХИН
о/ж - отделитель жидкости
иолл - холле/tтор
Рис. 4. Блокировка аммиакохранилища с компрессорным цехом № 3.
Рационализаторская работа на Пятигорском
хладокомбинате
Коллектив Пятигорского хладокомбината,
являющегося одним из передовых
предприятий в системе Министерства торговли СССР,
за последнее время провел большую
рационализаторскую работу по техническому
переоборудованию всех цехов предприятия и
модернизации существующего оборудования.
В компрессорном цехе установлено новое
оборудование и усовершенствован
технологический процесс производства сухого льда,
благодаря чему его выработка увеличилась
на 60%. На фабрике мороженого установлено
дополнительно четыре танка, два новых
варочных котла, механизирован процесс съемки
брикетов с иглодержателей, что дало
возможность увеличить мощность варочного цикла в
два с половиной раза.
Улучшение технологического процесса,
повышение производительности труда и
увеличение выпуска продукции с одних и тех же
производственных площадей осуществлялось
при активной творческой инициативе рабочих.
Движение изобретателей и рационализаторов
на хладокомбинате принимает из года в год
все более широкие размеры. Сейчас
насчитывается более 40 рационализаторов, которые
за последний год внесли 60 предложений и
усовершенствований, большинство из которых
принято и внедрено в производство. Годовая
экономия от внедренных предложений
превышает 200 тыс. руб. Все эти предложения
направлены на более эффективное
использование производственных площадей, повышение
производительности и облегчение условий
труда.
Много сделано за последнее время
коллективом работников технологического цеха.
В период максимального поступления мяса
для термической обработки на холодильнике
ощущался большой недостаток морозилок.
Рационализаторы тт. Попов, Власов и Генкель
изготовили и установили специальные
приборы охлаждения, позволившие использовать
обычные камеры охлаждения в качестве
морозилок. Это мероприятие дало возможность
дополнительно принимать около 30 т мяса
в сутки.
На протяжении ряда лет снеговую шубу в
камерах охлаждения удаляли специальными
скребками. Рационализатор т. Толмачев
предложил заменить скребки ершом из стальной
проволоки (от старых тросов), благодаря
чему производительность труда увеличилась
вдвое.
Долгое время на холодильнике особенно
узким местом были погрузочно-разгрузочные
работы. Теперь осуществлен ряд мероприятий
для облегчения труда грузчиков и ускорения
процесса разгрузки и погрузки мяса. Своими
силами изготовлены и установлены два
механизированных мясоподъемника. По
предложению старшего технолога т. Власова сделана
трап-площадка для погрузки и разгрузки
железнодорожных вагонов. Все это позволило
ускорить прием и отправку мясных продуктов.
Активными рационализаторами являются
машинисты завода сухого льда тт. И. Нитко и
Я. Лобанов. Так, например, для смазки
подшипников приходилось останавливать насосы,
в связи с чем была изготовлена специальная
масленка, позволяющая добавлять смазку на
ходу.
Вот их другое ценное предложение:
небольшое приспособление — противовес — намного
облегчило труд рабочих при выемке льда из
льдогенераторов и в полтора раза увеличило
производительнрсть труда.
Много технических новшеств проведено
группой рационализаторов на фабрике
мороженого хладокомбината. Здесь по
предложению слесаря-механика И. Вылегжанина и
начальника фабрики В. Бычкова произведена
коренная реконструкция фризерофасовочного
цеха. Без расширения производственной
площади, только за счет сокращения линий
обратной подачи и изменения фигуры брикетогене-
ратора, увеличено количество линий
заморозки брикетов с 11 до 15. В результате
производительность фризерофасовочного цеха
увеличилась в два раза. За две смены цех
выпускает продукции больше, чем прежде за три
смены. Кроме того, проведенная
реконструкция повлияла на снижение себестоимости и
улучшила качественные показатели.
Большое значение имело
рационализаторское предложение т. Вылегжанина по
установке в фасовочном цехе дозатора для заливки
брикетоформ, что облегчило труд работниц,
которым до этого приходилось заливать
формы ковшом вручную. Сократились потери
смеси и повысилась в полтора раза
производительность труда заливщиц. Ценным является
предложенное и изготовленное т. Вылегжани-
№ 2
Обмен опытом
59
ным приспособление к машине по завертке
мороженого. Если прежде приходилось
производить укладку брикетов и вафель в ленту
транспортера вручную, то сейчас с помощью
установленных специальных бункеров
укладка брикетов и вафель производится
автоматически. Вместо четырех человек заверточную
машину обслуживают сейчас только два, а
производительность машины увеличена с 1200
до 2000 кг в смену.
Работница вафельного цеха т. Попенчук
обратила внимание на ненормальную работу
челябинских вафельных прессов. Из-за
плохого выхода пара края вафель не пропекались,
получалось много брака. Предложение
рационализатора заключалось в том, чтобы вместо
боковых планок в верхней части пресса
поставить ножи, что свело к минимуму брак и
значительно повысило производительность труда
вафельщиц. Каждая из них сейчас
обслуживает семь прессов вместо четырех.
Большое значение имеет сконструированный
рационализаторами фабрики станок для резки
сливочного масла. Твердое после выхода из
холодильника масло приходилось рубить
топором на брусья по размеру ящика, причем
тратилось на это 8—10 минут. Сейчас настан-
В истекшем году на фабрике мороженого
Московского хладокомбината имени Микояна
были смонтированы и пущены в ход три
машины для выпечки и резки вафель.
Вафельная печь представляет собой
туннельный шкаф закрытого типа, внутри
которого находится каркас с непрерывно
двигающимся конвейером. На конвейере
расположены 24 прессформы с пекарными листами
размером 460X290 мм. Открывание и
закрывание форм, а также заполнение их тестом
происходит автоматически при помощи тесто-
насоса.
Подогрев ведется газом. Машина работает
совершенно самостоятельно. Нужен только
один человек для снятия листовой вафли и
для наблюдения за работой печи.
Туннельные печи прежде всего
характеризуются высокой производительностью, сниже-
ке для этой операции требуется всего
несколько секунд.
При транспортировке сухого льда
наблюдались большие потери от сублимации.
Работник комбината т. Перковский предложил
простые утепленные пледы. Внедрение этого
предложения дает производству ежегодно
более 15 тыс. руб. экономии.
На хладокомбинате работает технический
совет, в который входят
инженерно-технические работники, передовые
рабочие-рационализаторы. Совет рассматривает каждое
предложение, рекомендует его к внедрению или
отвергает. Если предложение следует
доработать и в этом рабочему нужна помощь,
технический совет выделяет специалистов.
Технический совет вместе с комитетом профсоюза и
администрацией предприятия разрабатывает
темники по рационализации и
изобретательству.
Для популяризации деятельности
коллектива широко проводятся совещания
рационализаторов, месячники смотра рационализации
и изобретательства, а также выпускаются
бюллетени рационализатора и специальный
технический бюллетень. «*»
И. ОЗЕРОВ
нием себестоимости продукции и топлива,
улучшением условий работы и повышением
качества продукции.
До 1957 г. на фабрике мороженого выпечка
вафель производилась на вафельных прессах,
уступающих туннельным печам по всем
техническим показателям. Так, например,
производительность прессов за смену составляла
всего 30—35 кг вафель, туннельная же печь за
это время выпекает в среднем 300 кг. В то
время как для выработки одной тонны вафель
на прессе расходовалось 58 человеко-дней, а
стоимость тонны вафель исчислялась в
702 рубля, при выпечке одной тонны вафель
в туннельной печи затрачивается 31 человеко-
день, а стоимость ее составляет всего 394
рубля. Кроме того, необходимо учесть, что для
подогрева вафельных прессов затрачивалось
большое количество электроэнергии, туннель-
Туннельная вафельная печь и вафлерезка
60
Обмен опытом
№ 2
ные же печи подогреваются газовыми плитами
с обыкновенными горелками.
Комплектной к туннельной вафельной печи
является машина для резки вафель.
Из туннельной печи вафли поступают на
стол для резки. По поверхности стола вафле-
резки движутся во взаимно-перпендикулярных
направлениях две каретки — продольная и
поперечная. При движении кареток упор
проталкивает вафли к рамке, на которой
натянуты струны. Упор подходит вплотную к
струнам, и стопка вафель разрезается на
определенное число частей, в зависимости от
количества струн. Затем прижимы автоматически
возвращаются в исходное положение.
Вафельные листы, разрезанные в продольном
направлении, оказываются под поперечным
прижимом, после чего происходит поперечная резка.
Завод «Компрессор» рекомендует заправку
маслом аммиачных вертикальных
компрессоров производить после создания вакуума в
картере через маслозаправочный вентиль с
помощью резинового шланга, опущенного в
ведро с маслом. Однако подобная заправка
имеет неудобства. Во-первых, воздух,
находящийся в шлангах, всасывается в систему, что
ухудшает работу всей холодильной установки,
во-вторых, вместе с маслом в картер
компрессора попадает грязь со шланга, который
после заправки лежит на полу и загрязняется.
Во избежание всех этих неудобств по моему
предложению на Молодечненском
мясокомбинате был применен новый способ заправки
маслом компрессоров. Масло заливалось через
фильтр в бак размером 1X1, 5X1,2 м,
емкостью 1800 кг. В нижней части боковой
Нарезанные вафли, пройдя через поперечную
рамку, попадают на приемный столик, откуда
их снимают.
До 1957 г. на фабрике вафельные листы
разрезались дисковыми пилами, которые
давали до 30% отходов. Процесс резки являлся
трудоемким и неудобным.
При эксплуатации вафлерезки достигается
высокая производительность труда и
совершенное отсутствие отходов. Кроме того, она
проста в обращении.
В текущем году коллектив фабрики
мороженого будет работать над созданием нового
агрегата для выпечки вафельных (конусных)
рожков для высококачественных сортов
мороженого, расфасовка которого будет
производиться механически.
А. С И РОТ КИИ
стенки бака были приварены штуцеры, от
которых шел трубопровод к маслозаправочным
вентилям компрессоров.
Предложенный метод заправки
предохраняет систему от попадания в неё воздуха и
грязи, что дает экономию электроэнергии и
удлиняет срок службы аммиачных
вертикальных компрессоров.
Если до применения данного метода
компрессор приходилось ежемесячно
останавливать для чистки сетки масляного насоса, то
после перехода на новый способ остановка
компрессора имела место лишь один раз в три
месяца.
Расход электроэнергии на 1000
выработанных ккал уменьшился на 0,05 квт-ч.
Г. ЛЮБУ ШИН
Новый метод заправки маслом аммиачных
вертикальных компрессоров
Оплата труда рабочих по
На всех промышленных предприятиях в
шестой пятилетке предусмотрен значительный
рост производительности труда.
Первостепенное значение в решении этой задачи имеет
широкое внедрение новой современной
техники, комплексная механизация и
автоматизация производственных процессов, массовое
распространение и внедрение передового
опыта.
Немаловажная роль в повышении
производительности труда принадлежит
упорядочению нормирования труда ri заработной платы.
В области нормирования труда и
заработной платы имеются еще крупные недостатки,
они имели место и на холодильнике в Ростове-
на-Дону.
До недавнего времени в цехе мороженого
этого холодильника действовало 68 норм,
разработанных на основе тарифных ставок
свыше 10 лет тому назад. Эти нормы выполнялись
на 150—250%, но фактически никакой личной
заинтересованности у работников не
создавали.
Такое положение вызывало большую
текучесть и тормозило всю работу цеха. Для
учета труда рабочих, занятых на разных
операциях, мастеру приходилось затрачивать более
50% своего времени, к тому же этот учет был
неточным.
При системе индивидуальной сдельщины
каждый работал на отдельном участке
обособленно от коллектива и не был заинтересован
в работе смежных участков.
Руководство холодильника вынуждено было
искать новые формы оплаты труда, которые
бы полностью отвечали материальной
заинтересованности всех рабочих предприятия <
в целом.
Используя опыт других предприятий, мы
решили от индивидуальной сдельщины
перейти к комплексной сдельщине — к оплате
труда по конечным результатам работы смены.
С 1 июля 1957 г. вместо 68 установили
5 сдельных расценок на выработку одной
тонны мороженого: весового, фасованного в
бумагу; фасованного на вафлях; фасованного в
вафельные или бумажные стаканчики; эскимо.
В сдельные расценки не включена
заработная плата за выслугу лет, отпускные, доплата -
за ночные; часы и прочие доплаты.
При начислении заработной платы строго
учитывается степень "квалификации рабочего.
Старая тарифная система не предусматривала
результатам производства
необходимого различия в оплате труда
рабочих по разрядам. Созданная комиссия
пересмотрела и вновь присвоила всем рабочим
квалификационные разряды исходя из опыта
их работы.
Комплексную сдельщину решили
распространить не только на рабочих,
непосредственно занятых на процессе выработки
мороженого, но и на мастеров, дежурных слесарей,
лифтеров, мойщиц тары, уборщиц и бригадиров-
сдатчиков готовой продукции. Новые расценки
предварительно обсуждались непосредственно
на участках — в сменах.
Теперь начисление заработной платы
каждому рабочему производится по результатам
работы смены, при этом учитывается: сколько
и какого мороженого выработала смена;
количество рабочих по разрядам, принимавших
участие в выработке мороженого.
По количеству выработанного мороженого
и по установленным сдельным расценкам
исчисляется фонд заработной платы.
Фонд заработной платы распределяется
между производственными участками по
присвоенным разрядам и действующим дневным
тарифным ставкам сдельщиков.
Применение комплексной сдельщины дало
положительные результаты, а именно
выработка на одного рабочего увеличилась на
15—20% и сократился фонд заработной
платы, хотя средний заработок рабочих возрос
на 5—10%. Как следствие, снизились затраты
на выработку одной тонны мороженого.
Приведенные данные со всей полнотой
подтверждают преимущества комплексной
сдельщины перед индивидуальной.
Первые результаты применения новой
системы заработной платы на базе комплексной
сдельщины говорят о том, что:
а) у коллектива вырабатывается понимание
необходимости общими усилиями, без
увеличения численности персонала, добиваться
перевыполнения суточного и сменного задания,
развивается коллективность в работе;
б) в цехе поддерживается более строгая,
правильная организация труда и укрепляется
трудовая дисциплина.
Реорганизация системы, заработной платы
и нормирования, проведенная в цехе
мороженого Ростовского-на-Дону холодильника,
заслуживает внимания, изучения и обобщения.
Н. СМИРНОВ
КОНСУЛЬТАЦИЯ
Ремонт изоляции трубопроводов на холодильниках
На действующих холодильниках часто
встречается необходимость в ремонте
небольших участков изоляции трубопроводов при
отсутствии соответствующих
термоизоляционных изделий (скорлуп, сегментов или плит, из
которых можно нарезать сегменты). В этом
случае в качестве изоляции можно
использовать минеральную или шлаковую вату.
При этом следует иметь в виду, что эти
материалы являются весьма влагоемкими и
требуют надежной защиты от увлажнения
водяным паром окружающего воздуха. Проникая
в изоляцию, водяной пар конденсируется в ее
холодных слоях, прилегающих к трубопроводу
и увлажняет ее. Выходу влаги с холодной
стороны изоляции препятствует металлическая
стенка трубопровода.
Для получения надежного пароизоляцион-
ного слоя могут быть применены различные
конструкции, в зависимости от наличия
необходимых для этого материалов.
На рис. 1 показана конструкция, в которой
основой для наклейки пароизоляционного слоя
служит фанера. По длине трубопровода,
предварительно окрашенного битумом, укрепляют
деревянные диски толщиной 20—30 мм, диа-
Рис. 1.
/ — минеральная вата, 2— фанера 3-мм, пропитанная битумом, 3 — два слоя борулина или рубероида на битуме, 4 — проволочная
обмотка, 5 — асбестоцементная штукатурка, 6 — деревянные диски.
ВПЕ
шшшшшш
у
Рис. 2.
/ — минеральная вата, 2~ оцинкованное железо, 3 — деревянный диск.
№ 2
Консультация
63
метром, равным наружному диаметру
изоляции, с шагом, равным половине длины листа
фанеры.
Начиная с верхней точки диска, прибивают
лист фанеры к двум соседним дискам
оцинкованными гвоздями. Прибив фанеру несколько
больше, чем на Уг окружности диска,
заполняют предварительно высушенной
минеральной или шлаковой ватой пространство между
фанерой и трубопроводом, уплотняя ее до
объемного веса около 200—250 кг/мг. Затем
прибивают фанеру на остальной части
окружности внахлестку на ранее прибитый край
фанеры (на 3—5 см). И так по всей длине
ремонтируемого участка.
Поверхность фанерной обшивки
прокрашивают горячим битумом, обертывают одним
слоем пергамина и прикрепляют его мелкими
Сверху производят покраску битумом и
обмотку отожженной печной проволокой в двух
направлениях, по которой наносят цементную
штукатурку с последующей покраской.
На рис. 2 изображена конструкция, в
которой изоляция защищается от увлажнения
оцинкованным железом. Все соединения
пропаивают. Порядок работы примерно тот же,
что и при набивке фанеры, но в этом случае
исключается необходимость в рулонных
гидроизоляционных материалах.
В случае отсутствия фанеры и железа
можно принять конструкцию, показанную на рис. 3.
В ней по окружности двух соседних дисков
набивают деревянные рейки сечением 20X10
с расстоянием между ними в 15—20 мм.
После укладки изоляции каркас из
деревянных реек красят битумом и обертывают ру-
/ — минеральная вата, 2 — рейки, 3 — два слоя рубероида на битуме, 4 — проволочная обмотка, 5 — асбестодементная штукатурка,
6 — деревянные диски.
Таблица
Минимальная толщина изоляции холодопровода из минеральнойкваты с объемным весом ?50 кг\мъ
и коэффициентом теплопроводности 0,07 ккал\м нас гряд
Температура
хладагента
Параметры
окружающего
воздуха
температура, ° С ,
20° С
относительная
влажность, %
70
75
80
-15°
-20°
-25°
-30°
-35°
наружный диаметр трубопровода
57
60
70
85
108
65
80
100
159
70
85
105
216
70
90
ПО
529
80
100
130
57
65
80
95
108
70
90
ПО
159
75
95
120
216
80
100
125
529
90
115
145
57
70
85
105
108
80
95
120
159
85
105
130
216
90
115
140
529
105
130
160
57
80
95
115
108
90
105
130
159;
95
115
145
216
100
125
155
529
115
140
175
57
85
100
120
108
95
115
145
159
105
125
155
216
ПО
130
16г
529
125
155
190
оцинкованными гвоздями, а по нему наклей- лонным материалом (гидроизолом, руберой-
вают на горячем битуме один слой борулина дом, пергамином) в один слой, который при-
или два слоя гидроизола. бивают к рейкам мелкими оцинкованными
Если нет этих материалов, то наклеивают гвоздями. Затем на первый (прибитый гвоздя-
два слоя рубероида или три слоя пергамина, ми) слой наклеивают горячим битумом два
64
Консультация
№ 2
слоя борулина или три слоя гидроизола.
Дальнейшая отделка выполняется так же, как
и по рис. 1.
При уплотнении минеральной или шлаковой
ваты до 250 кг/м3, с учетом ее увлажнения в
процессе эксплуатации трубопровода, можно
принять коэффициент ее теплопроводности
равным 0,07 ккал/м час град. При этом
коэффициенте теплопроводности толщина
изоляции из минеральной ваты в зависимости от
диаметра трубопровода, температуры хладо-
носителя и параметров окружающего воздуха
может быть определена по таблице.
Как укладывать
По инструкции Главного управления
холодильниками, изданной Госторгиздатом в
1954 г., при укладке мороженого мяса на
хранение требуется делать отступы от стен
на 0,3 ж и от пристенных батарей на 0,4 м.
Есть ли необходимость в этих отступах и
не следует ли от них отказаться для лучшего
использования грузовой емкости камер и мясо
укладывать вплотную к стенам?
Стремясь к большему использованию
грузовой емкости камер, работники технологических
цехов некоторых холодильников размещают
мороженое мясо вплотную к стенам и даже
пристенным батареям без оставления
проходов под пучковыми потолочными батареями.
Такое складирование мяса недопустимо.
В камерах хранения с потолочными
пучковыми батареями и без пристенных батарей на
крупных холодильниках разница температур
в центре камер и около наружных стен
достигает 3° и более. При укладке мяса в таких
камерах вплотную к стенам температура у
стен из-за отсутствия всякой циркуляции
воздуха может еще более повыситься и повести
к плесневению мясных разрубов, лежащих у
стен. Кроме того, при укладке мяса вплотную
к стенам их можно повредить. Особенно
опасно укладывать мясо вплотную к
междукамерным перегородкам, так как они совершенно не
рассчитаны на какое-либо давление на них.
С целью наилучшего использования
грузовой емкости камер хранения прежде всего
следует обращать внимание на плотность
укладки хорошо промороженного мяса, так
как она во многих случаях ниже нормативной.
В камерах хранения, в которых
поддерживается температура воздуха —15° и ниже,
можно укладывать мясо у стен, но для
равномерного распределения давления на стены и
Фанера, предназначенная для обшивки
изоляции, предварительно красится^ с обеих
сторон битумной мастикой, состоящей из
битума, растворенного в таком же количестве
бензина (по весу). При растворении в
расплавленный битум (M-III) выливают тонкой
струйкой небольшими дозами бензин при
интенсивном перемешивании.
Минеральная вата, применяемая для
изоляции трубопровода, должна быть сухой и
по возможности очищена от «корольков».
И. ДУШИН, Н. КУДРЯШОВ
ь мороженое мясо
циркуляции воздуха около них необходимо у
\ стен устанавливать вертикально брусья сече-
i нием 0,1X0,1 м или устанавливать на ребро
i половые решетки, располагая их так, чтобы
была нормальная циркуляция воздуха. В этом
i случае образуется отступ от стен на расстоя-
) ние 0,1 м.
з При наличии в камере пристенных батарей
отступы от стен на 0,3 ж и от батарей 0,4 м
оставлять необходимо не только для обеспе-
*с чения хорошей циркуляции воздуха, но и для
г прохода к батареям во время профилактиче-
е ского осмотра и на случай устранения свищей
в батареях непосредственного испарения или
[. ликвидации подтеков рассола в батареях при
рассольном охлаждении.
Совершенно недопустимее прикладывать
а вплотную мороженое мясо и другие продукты
р к пристенным батареям, так как при этом не
>- только снижается их хладоотдача, но возни-
х кает опасность их повреждения со всеми тя-
у желыми последствиями при прорыве рассола
*- или аммиака.
и Также не следует закладывать грузами
у проходы от дверей и под потолочной пучковой
о батареей. Эти проходы необходимы для
осмотра продуктов, своевременного снятия снеговой
>- шубы, облегчения борьбы с грызунами,
е Практикуемая закладка продуктами этих
с. проходов увеличивает на 7—8% грузовую
>- емкость камер, но нарушает нормальную экс-
о плуатацию их, ведет к снижению качества
ь основной массы продуктов и увеличивает
к естественные потери. При ликвидации прохо-
L дов снижение качества и увеличение потерь
[- происходит потому, что из-за несвоевременно-
i, го снятия снеговой шубы повышается темпе-
»- ратура воздуха в камерах хранения.
И Инж. П. АЛЕКСЕЕВ
68
За рубежом
№ 2
строительство мясокомбинатов, продукция которых
будет поступать на указанные выше холодильники.
Для быстрейшего ввода новых холодильных
емкостей предусмотрено приспособить под холодильники
ряд складских зданий на действующих предприятиях
(например, на пивоваренном заводе в г. Корча) с
использованием в качестве технической базы
эксплуатируемых холодильных установок.
Кроме того, имеется в виду в ближайшее время
восстановить небольшие холодильники в гг. Тирана, Дур-
рес, Корча и т. д., которые будут использованы для
снабжения продуктами торговых предприятий.
В строительстве холодильников Албании оказывают
помощь Советский Союз и страны народной
демократии, которые поставляют ей оборудование и
изоляционные материалы. Под руководством специалистов
этих стран выполняются проектные работы и монтаж
оборудования.
Для строительства холодильников Албания имеет
собственные строительные материалы (кирпич, цемент,
битум и т. д.), а также необходимые кадры
строителей.
Подготовка для Албании национальных кадров
специалистов по холодильной технике проводится в
странах народной демократии.
Несколько слов о производстве мороженого.
В Албании мороженое не изготовляется при
холодильниках. Тем не менее все города этой страны
обеспечены этим продуктом, изготовление которого
организовано в специальных установках,
смонтированных в местах потребления, то есть в ресторанах, кафе
и закусочных. По-видимому это объясняется
климатическими условиями страны, характеризующимися
высокими температурами наружного воздуха в летнее
время, достигающими в большинстве городов +40°.
Мороженое изготовляется из готовой молочной или
сливочной смеси, доставляемой централизованно во
флягах из заготовительных цехов городских молочных
предприятий.
Для изготовления мороженого ранее использовались
итальянские механические мороженицы, которые ныне
Новые
А. М. Жаворонков. Холодильные установки в
предприятиях потребительской кооперации. Москва,
Издательство Центросоюза, 1957 г., 194 стр. Цена 6 руб.
95 коп.
В книге приводятся подробные указания о монтаже
и эксплуатации аммиачных и фреоновых холодильных
установок в предприятиях торговли и общественного
питания, холодопроизводительностью до 30 тыс. ккал/час.
Книга предназначена для механиков, машинистов и
технических руководителей по монтажу и
эксплуатации холодильных установок.
Г. Б. Чижов. Вопросы теории замораживания
пищевых продуктов. Москва, Пищепромиздат, 1956 г.,
140 стр. Цена 5 руб. 85 коп.
Изложены физические основы теории замораживания
пищевых продуктов. Рассмотрено явление
переохлаждения воды и1 ее фазовые превращения при
замораживании продуктов. Приведены тепловые характеристики
пищевых продуктов и температурные графики замора-
вытесняются более компактными и гигиеничными
аппаратами, имеющими вид прилавков, импортируемыми
из ГДР (фирма VEB Kaltetechnik). В немецких
аппаратах механизм привода мешалок и ножей
расположен не над цилиндром со смесью, как это имеет место
в итальянских установках, а сбоку, внутри прилавка.
Клиноременная передач — закрытого типа.
Производительность немецких установок составляет
25—40 кг/час. При этих установках имеется емкость
(до 60 л) для хранения готового мороженого.
Охлаждение производится непосредственным испарением от
фреоновых (Ф-12) автоматизированных холодильных
установок с воздушными или водяными
конденсаторами.
Указанные установки удобны для применения и
в наших условиях, особенно для небольших
населенных пунктов, санаториев и домов отдыха, морских
и речных судов и, наконец, для широкой сети
столовых и буфетов. Отсутствие необходимости в сухом
льде и в транспортировке мороженого дают
возможность организовать производство его в небольших
масштабах во многих местах, которые лишены в
настоящее время этого вкусного и питательного
продукта.
В заключение упомянем о хорошем впечатлении,
оставшемся у нас от совместной работы с албанскими
товарищами, которые проявляли живой интерес к
освоению холодильной техники и технологии. Они старались
сделать приятным наше пребывание в своей стране.
Показывали многие достопримечательности и
исторические памятники, в том числе старинные крепости,
раскопки римских городов, построенных около двух
тысяч лет до нашей эры, а также красивые | места
на Адриатическом и Ионическом побережьях и др.
Благодаря любезности и вниманию к нам, за которые
мы весьма признательны албанским друзьям, мы
смогли хорошо ознакомиться с этой замечательной
страной, с ее трудолюбивым и мужественным народом.
Инж. И. ГИНДЛИН
КНИГИ
живания. Дан математический анализ
продолжительности и скорости замораживания, а также процесса
испарения влаги из продуктов при замораживании.
В заключении автор указывает возможные пути
совершенствования методов и аппаратуры по
замораживанию продуктов.
Р. Л. Данилов. Абсорбционные холодильные машины
для низовой сети и сельского хозяйства (научное
сообщение ВНИХИ). Москва, Госторгиздат, 1957 г., 25 стр.
Цена 75 коп.
Описаны конструкции и приведены результаты
испытания автоматизированных сдвоенных абсорбционных
холодильных машин, разработанных во ВНИХИ для
низовой сети предприятий молочной промышленности
и сельского хозяйства. Машины имеют
производительность 10 тыс. и 30 тыс. ккал/'час; первая из них может
быть объединена с паросиловым агрегатом ЛПУ-1
конструкции ВИМ в универсальную установку для
выработки электроэнергии, тепла и холода.
ХРОНИКА
Строительство холодильников
Из года в год увеличиваются масштабы
строительства холодильников, осуществляемого для Главмясо-
рыбторга Министерства торговли СССР. Холодильники
строятся в Прокопьевске, Иркутске, Белгороде,
Владимире, Караганде, Арзамасе, Северодвинске и во
многих других городах. Наиболее крупные
холодильники— емкостью до 15 000 т — будут построены в
Хабаровске, Омске, Новосибирске и других
промышленных центрах страны. Строительство холодильников в
Пензе, Костроме, Иваново предусмотрено в
одноэтажном исполнении; емкость этих предприятий — от 1000
до 4000 т.
Холодильные предприятия строятся из сборных
железобетонных конструкций с применением
минеральной пробки в качестве термоизоляционного материала.
Особое внимание при строительстве холодильников
уделяется защите изоляции от увлажнения.
Почти на всех строящихся предприятиях в
холодильных камерах предусмотрена система
непосредственного охлаждения, что по сравнению с рассольной
системой снизит капиталовложения и даст экономию
при эксплуатации.
На всех предприятиях в холодильных камерах
предусмотрена автоматизация регулирования
температурного режима.
Строительство 38 холодильников ведется по
проектам Гипрохолода. Кроме того, 22 холодильника
строятся по проектам местных проектных организаций на
основе типовых проектов Гипрохолода.
В текущем году должны быть введены в
эксплуатацию новые распределительные холодильники в гг. Жу-
На холодильники Главмясорыбторга в Москве,
Ленинграде и ряда других городов поступили первые десятки
электрокаров ЭКП-750 грузоподъемностью 750 кг. Это
новый тип самодвижущейся электрической тележки,
приводимой в движение электромотором постоянного
тока типа ДК-350, напряжением 30 в, мощностью
1,35 кет.
Источником электроэнергии служит установленная
на стальной раме передней части машины
аккумуляторная батарея.
На стальной сварной раме укреплены также
ведущий мост с мотором и редуктором, контрольная
стойка системы рулевого управления и подножка для
водителя.
Ведущий мост не только передает движение от
электромотора к двум передним ведущим колесам, но
ковском (Московская обл.), Прокопьевске, Иркутске,
Белгороде, Владимире, а также крупный холодильник
в Северном речном порту (г. Москва). Этот
холодильник в основном предназначен для приема и
холодильного хранения свежемороженой и соленой рыбы,
доставляемой из Каспийского бассейна
судами-рефрижераторами по каналу имени Москвы.
В этом же году вступят в строй действующих
предприятий новые корпуса расширяемых холодильников
в Москве, Ленинграде, Николаеве, Ногинске и других
городах.
К концу 1958 г. должны быть завершены работы
по реконструкции холодильников №№ 5 и б в Москве,
специализированных для холодильного хранения
рыбных товаров.
Строящиеся холодильники обеспечиваются
необходимыми вспомогательными цехами (ремонтными
мастерскими, котельными, гаражами и *т. п.), подъездными
железнодорожными и автомобильными путями,
инженерными коммуникациями, а также благоустроенными
жилыми домами для рабочих, инженерно-технического
персонала и служащих.
Архитектурный облик строящихся холодильников
решен в простых формах, не требующих больших затрат
и соответствующих характеру предприятий.
Пуск в эксплуатацию новых холодильных емкостей
позволит уже в текущем году значительно улучшить
качество и ассортимент продуктов, реализуемых через
торговую сеть, а также полнее удовлетворить ими
возросшие потребности населения.
и позволяет путем переключения рычагов редуктора
поднимать на высоту до 100 мм и опускать грузовую
платформу электрокара.
Длина электрокара при опущенной платформе
2250 мм, а при поднятой — 2150 мм, высота 1170 мм,
ширина 860 мм.
Вес электрокара с аккумуляторной батареей 1000 кг.
Радиус поворота электрокара по наружному краю
равен 2100 мм.
Скорость движения электрокара: 5—10 км/час — без
груза и 3—8 км/час — с грузом.
Электрокар обладает хорошей маневренностью;
у него сравнительно небольшие габариты, позволяющие
подходить к штабелям грузов в холодильных
камерах, передвигаться в грузовых лифтах и коридорах
холодильника.
Электрокары новой конструкции
Новые приборы автоматики холодильных установок
Для комплексной автоматизации холодильных
установок необходимо освоение новых приборов
автоматики. В связи с этим в Центральном конструкторском
бюро холодильного машиностроения разработана
градация приборов холодильной автоматики и намечен
план их освоения на ближайшие годы. В настоящее
время освоены и внедряются в производство приборы:
реле давления типа РД-10 и РД-11, реле расхода
типа РР, малогабаритный терморегулирующий вентиль
ТРВ-2М и автоматические дроссели на всасывании
типа АДТ.
Реле давления типа РД-10 и РД-11 представляют
собой односильфонные реле, предназначенные для
контроля давления фреона на всасывании и нагнетании
компрессора. Реле давления имеют шкалы настройки
и дифференциала.
В качестве контактной группы применен
микропереключатель серийного изготовления. Реле давления
предназначены для транспортных установок и имеют
пылебрызгозащищенный корпус.
Конструкция реле давления разработана Научно-
исследовательским институтом тепловых приборов и
передана в производство на завод «Термоавтомат».
Реле типа РР предназначается для контроля
расхода хладоносителя и представляет собой комплект,
в который входит дифференциальное реле давления
типа ДРД-1, камерная диафрагма и вентили. Прибор
является универсальным и имеет шкалу (в процентах).
Электрохолодилышки с каждым годом получают все
более широкое распространение среди населения. Они
стали необходимой принадлежностью в ' домашнем
хозяйстве. В настоящее время находятся в эксплуатации
около 900 тысяч холодильников отечественного
производства разных моделей. Со все возрастающей
потребностью растет и выпуск холодильников.
В минувшем году коллектив цеха домашних
холодильников Московского автозавода имени Лихачева
добился значительных успехов в увеличении выпуска
удобного в эксплуатации холодильника «ЗИЛ-Москва»,
модель ДХ-2, емкостью 165 л.
Рост выпуска продукции достигнут благодаря
организации поточного производства и внедрению
рационализаторских предложений.
Одновременно с увеличением продукции коллектив
творчески работает над улучшением качества
холодильников и их модернизацией. С ноября 1957 г. цех
приступил к серийному выпуску электрохолодильников
ДХ-2 с запирающимися на ключ замками. Начат
выпуск этих холодильников с совершенно новым
холодильным агрегатом, более простым по устройству и
безотказным в эксплуатации. В текущем году они
будут выпускаться с электрооборудованием,
рассчитанным на два напряжения — 127 и 220 в. Это позволит
Диафрагма выбирается в каждом отдельном случае
по расходу хладоносителя. Реле расхода обозначается
в зависимости от условного прохода диафрагмы
(например, РР-40 для Дуел = 40 мм).
Реле имеет контактное устройство, предназначенное
для сигнализации или аварийного отключения при
уменьшении расхода ниже установленного.
Прибор ДРД-1 может быть использован отдельно,
как дифференциальное реле давления.
Конструкция прибора разработана заводом
«Манометр» и передана в производство.
Малогабаритный терморегулирующий вентиль ТРВ-2М
мембранного типа разработан взамен сильфонного
ТРВ-2 на 2000 ккал/час и предназначен для
автоматического регулирования подачи жидкого фреона-12 в
испаритель в зависимости от перегрева выходящих из
него паров.
Вентиль ТРВ-2М не имеет внешней уравнительной
линии; по весу и габариту он значительно меньше
выпускаемых типов вентилей.
Автоматический дроссель на всасывании в
компрессор типа АДТ предназначен для автоматического
регулирования производительности компрессора в
зависимости от температуры хладоносителя. АДТ
выполняется с отдельным датчиком, либо в виде общей
конструкции. Регуляторы такого типа в настоящее
время проходят стендовые испытания.
Вентили ТРВ-2М и регуляторы АДТ разработаны
конструкторским бюро на заводе «Респиратор».
эксплуатировать холодильники без массового
применения электротрансформаторов и намного уменьшит
расход электроэнергии.
Сейчас перед коллективом цеха поставлена важная
задача — освоить массовый выпуск холодильника
новой конструкции ёмкостью 240 л. Опытные образцы
нового домашнего холодильника «ЗИЛ» модели КХ-240
получили положительную оценку при контрольном
испытании.
Конструкция электрохолодильника модели КХ-240
более совершенна. Холодильная камера в нем
расположена до самого дна, благодаря чему полезная
ёмкость шкафа увеличена до 248 л вместо 165 л в
холодильнике ДХ-2. Во всю ширину верхней части
камеры расположен замораживатель (испаритель)
большой емкости, разделенный на два отделения: верхнее,
меньшее, предназначено для замораживания пищевого
льда и нижнее объемом 20 л — для замораживания
и хранения продуктов. На внутренней панели двери
сделаны полки для хранения мелких фасованных
продуктов, которые удерживаются от падения
алюминиевыми поясками. Холодильный агрегат снабжен новым
экономичным электродвигателем и надежным
тепловым и пусковым реле. Конденсатор и испаритель
имеют совершенно новую, оригинальную конструкцию,
обеспечивают хорошую теплопередачу и исключают по-
Домашние холодильники
новой конструкции
№ 2
Хроника
71
Внешний и внутренний вид холодильника „ЗИЛ— Москва" КХ-240.
явление коррозии. Электрооборудование рассчитано на По сравнению с другими холодильниками модель
два напряжения—127 и 220 в. Значительно увеличена КХ-240 имеет также ряд преимуществ во внутренней и
производительность компрессора, что обеспечивает внешней отделке.
нормальную работу холодильника при повышенной до
35° температуре окружающего воздуха.
Домашние электрохолодильники КХ-240 будут
экспонироваться на выставке в Брюсселе.
Новые сорта мороженого
На фабрике мороженого Московского
хладокомбината им. А. И. Микояна в настоящее время выпускается
широкий ассортимент пирожных из мороженого:
«Московское», «Ленинградское», «Картошка», «Крем-брюле»,
•«Бисквитное», «Ореховое», «Миндальное», «Фруктовое»,
«Слоеное», «Ассорти» и др. Для пирожных используют
мороженое — пломбир и десертное, вырабатываемые по
действующим рецептурам и удовлетворяющие по
своему качеству требованиям стандарта на мороженое.
К мороженому добавляют сливочный крем или взбитые
сливки с сахаром, ягоды, фрукты в свежем и
консервированном виде, полуфабрикаты кондитерского типа:
жакао-порошок, шоколад, ядра орехов или миндаля
сладкого, цукаты, печенье, бисквит, вафли, желе и др.,
а также ароматические и красящие вещества.
Процесс изготовления порционного мороженого
состоит из трех операций. Первая из них — заполнение
металлических формочек свежефризерованным
мороженым. В зависимости от веса порции и вида
мороженого формочки имеют разный объем.
Второй операцией является закаливание мороженого
в рассольном генераторе при температуре рассола не
выше —22°.
Чем ниже температура рассола, тем быстрее
протекает процесс закаливания и обеспечивается лучшая
структура мороженого.
72
Хроника
№ 2
Последней операцией является извлечение
мороженого из формочек. Для облегчения этого процесса
формочки из рассольного агрегата погружают на
2—3 секунды в ванну с горячим рассолом или водой
с температурой 65—70°. После этого порции
мороженого укладывают в металлические лотки и направляют
в закалочную камеру для кратковременного хранения
до момента передачи их в цех изготовления
пирожных.
Пирожное «Московское» представляет собой
корзинку или тарталетку из вафли, заполненную
сливочным пломбиром. Сверху пирожное оформляется
сливочным кремом. По внешнему виду пирожное
«Ленинградское» представляет собой брикет мороженого,
покрытый шоколадной глазурью. Пирожное «Картошка»
вырабатывается из шоколадного пломбира и глазури,
посыпанной вафельной крошкой. «Песочное» может
быть круглым (в тарталетке) или в виде
прямоугольного брикета (на песочной лепешке). Поверхность
пирожного посыпают ореховой или песочной крошкой.
Пирожное «Ассорти» представляет собой корзинку,
тарталетку или розетку (из вафель или бисквита)
с приподнятыми краями, внутри которых находится
разных сортов мороженое в виде шариков по 20—сО г
с добавлением ягод, фруктов или варенья. Другие
сорта изготовляются по аналогичной рецептуре с
добавлением различных компонентов и изменением
внешнего оформления. Вес порции мороженого 100 г.
На фабрике освоен выпуск слоеного мороженого
и слоеных тортов из двух, трех видов пломбира в
разных сочетаниях (сливочный, шоколадный, молочный,
ореховый и т. д.).
Слоеное мороженое изготовляется на агрегате ФАМ.
Это — два фризера, работающие на разных смесях
мороженого и соединенные общим трубопроводом с
насадкой, благодаря которой мороженое формуется в
двухслойные брикеты весом по 600 г. После этого
брикеты по конвейеру поступают в скороморозильный
шкаф для закалки. Из шкафа брикеты выдаются на
сбрасыватель с вибрирующими пилками, где фасуются
на 100-граммовые порции.
Слоеный торт «Снежинка» изготовляется из двух
или трех слоев мороженого пломбира сливочного или
с различными наполнителями.
На донышко тортовой коробки кладут покрытый
шоколадной глазурью вафельный лист, который
заливают слоем мороженого непосредственно из-под
фризера, затем кладут еще одну глазированную вафлкк
заливают вторым слоем пломбира и т. д. Полуфабрикат
направляют в камеру на закалку, после чего
производят художественное оформление кремом по
глазированной верхней вафле.
Кроме указанных видов мороженого, на фабрике,,
преимущественно в летнее время, освоен
технологический процесс изготовления порционного фруктового-
льда. Это продукт, получаемый в результате
замораживания нефризерованной фруктово-ягодной смеси,,
имеет форму эскимо (на палочке).
Смесь для фруктового льда готовится из
натуральных фруктово-ягодных соков, сахара, стабилизаторов,
и фруктовых эссенций.
Фруктовый лед имеет вкус, аромат и цвет,
характерные для данного вида фруктово-ягодыого сока,.
при однородной и достаточно плотной консистенции.
В настоящее время экспериментальный цех
Московского хладокомбината имени Микояна работает над
технологией выпуска нового сорта «Мраморного»
мороженого с вкраплением различных сиропов.
Интересное и полезное совещание
В конце 1957 г. Комитет по делам изобретений и
открытий при Совете Министров СССР провел
расширенное совещание работников отраслевых журналов. На
совещании обсуждался вопрос об организации на
страницах журналов информации о советских и
иностранных изобретениях.
Заместитель председателя комитета А. Д. Платонов
подчеркнул, что работники соответствующих
журналов, научных учреждений и предприятий мало
или совсем не уделяют внимания этому
важному вопросу. При Государственном комитете по
делам изобретений и открытий при Совете
Министров СССР есть Всесоюзная
патентно-техническая библиотека, но мало кто знает, что эта
библиотека располагает более 5 млн. патентов, на которые
имеются указатели по отраслям, начиная с 1912 г.
В библиотеке можно заказать фотокопию любого
патента, кроме того, можно воспользоваться услугами
экспертов, владеющих иностранными языками.
Патентная литература является ценным информационным
материалом о новых отечественных и зарубежных
изобретениях во всех отраслях промышленности и сельского
хозяйства.
Тов. Платонов информировал о проекте нового
«Положения об изобретениях, открытиях и
рационализаторских предложениях», в котором изложены права и
обязанности изобретателей и рационализаторов.
В соответствии с этим Положением при
квалификации предложений надлежит руководствоваться
следующими определениями:
изобретением признается существенно новое
решение технической задачи в любой области науки,
техники и производства, дающее новый положительный
эффект;
открытием признается установление неизвестных
ранее объективно существующих явлений, свойств и
закономерностей материального мира;
рационализаторским предложением
признается предложение производственно-технического»
характера, позволяющее усовершенствовать
применяемую технику (машины, приборы, инструменты,
приспособления и т. п.), выпускаемые изделия, способы
производства, контроля и исследований или более
эффективно использовать рабочую силу, оборудование и-
материалы.
Кроме того, готовится к печати проект инструкция;
о вознаграждениях за изобретения, открытия и
рационализаторские предложения.
На основании новой инструкции лицам, получающим
авторское свидетельство на изобретение или диплом
на открытие, выплачивается единовременное
вознаграждение, а в результате использования изобретений
и рационализаторских предложений выплачивается
№ 2
Новые книги
73
авторское вознаграждение. Лицам, содействующим
разработке и внедрению изобретений и
рационализаторских предложений, а также реализации предложений
в порядке обмена опытом, выплачиваются премии.
Изобретатели и рационализаторы имеют право на
получение единовременного оплачиваемого
шестидневного, а при получении годовой экономии выше
250 тыс. руб. — десятидневного отпуска в дополнение
к очередному отпуску. Нуждающимся в санаторном
лечении предоставляется бесплатная путевка за счет
предприятия.
Вопрос информации на страницах отраслевых
журналов о новшествах советской и иностранной техники
вызвал широкое обсуждение среди редакционных
работников. Одновременно с этим был поднят насущный
вопрос о публикации в журналах материалов по
обмену опытом. Большинство выступавших высказывали
свое мнение, что журналы мало уделяют внимания
хроникальным материалам. В этом повинны не только
редакционные работники, но и руководство и
инженерно-технический состав предприятий, ведомств и
научно-исследовательских учреждений, которые не
сообщают своевременно журналам о внедрении новой
техники и передовом опыте на предприятиях.
Поставленная задача догнать США по производству
животноводческой продукции на душу населения
предъявляет большие требования к развитию
холодильного хозяйства.
Освоение и внедрение передовой холодильной
техники и технологии теснейшим образом связано с
рационализаторской и изобретательской работой на
производстве.
На холодильниках, заводах водного и сухого льда,
фабриках и цехах мороженого широко развертывается
Доклады от СССР девятому Международному
конгрессу холода (под редакцией Ш. Н. Кобулашвили).
Москва, Госторгиздат, 1957 г., 98 стр. Цена 4 руб.
20 коп.
В сборнике помещены 12 докладов, представленных
на девятый Международный конгресс холода,
состоявшийся в Париже в сентябре 1955 г.
Ш. Н. Кобулашвили, И. М. Геллер. Применение
холода в пищевой промышленности и торговле.
Л. /VI. Розенфельд. Влияние необратимых потерь на
термодинамическую эффективность холодильных циклов.
М. А. Горбунов. Правила техники безопасности на
аммиачных холодильных установках.
Ш. Н. Кобулашвили. Новая система охлаждения
холодильников.
Н. Ф. Ткачев. Строительство крупных
распределительных холодильников.
И. С. Бадылькес. К проблеме применения бромиро-
ванных углеводородов в качестве холодильных агентов.
Д. Г. Рютов. Пути уменьшения потерь при хранении
мороженого мяса.
работа новаторов и рационализаторов по
усовершенствованию производственных процессов, имеется много
примеров проявления творческой инициативы рабочих
и инженерно-технического персонала. Немало имеется
ценных предложений, направленных на решение задач
по техническому перевооружению производства, борьбе
с производственными потерями, улучшению
термической обработки и холодильного хранения продуктов,
повышению качества выпускаемой продукции,
интенсификации и автоматизации технологических процессов,
а также механизации грузовых работ.
Обобщение и распространение передового опыта,,
а также поддержка начинаний новаторов и
рационализаторов производства должны быть одним из
наиболее важных участков работы журнала «Холодильная
техника», который с 1958 г. выходит шесть раз в год.
В журнале значительное место уделяется разделам:
«Обмен опытом», «Консультация», «Хроника» и др.
Все эти мероприятия возможны только при
расширении авторского коллектива.
Помещая эту информацию, редакция журнала
«Холодильная техника» обращается к читателям с
просьбой своевременно присылать статьи и заметки о
модернизации производства и проводимых на предприятии
рационализаторских мероприятиях, в порядке обмена
опытом, а также консультации для читателей по тем
или иным интересующим их вопросам. Кроме этого,
редакция выражает уверенность, что главные инженеры
и первичные организации НИТО пищевой
промышленности (Всесоюзной секции холодильщиков) примут
активное участие в подготовке и присылке материалов,
и в создании опорных корреспондентских пунктов
журнала на предприятиях.
Ф. М. Чистяков, Г. Л. Носкова. Приспособление-
(адаптация) микроорганизмов к низким температурам.
В. С. Мартыновский, В. П. Алексеев. Явление
температурного реверса в вихревой трубе.
Н. А. Головкин, Г. Б. Чижов, И. Г. Алямовский.
Опыт теплофизической оценки режимов охлаждения
пищевых продуктов.
А. Г. Ткачев. Конвективный теплообмен при
плавлении и затвердевании гомогенной среды.
Д. Н. Прилуцкий. Холодильная техника в мясной
индустрии. Библиографический справочник 1930—1956 гг.
Москва, 1957 г., 77 стр.
Справочник, изданный Бюро технической
информации и пропаганды Всесоюзного
научно-исследовательского института мясной промышленности, содержит
классифицированный перечень статей по вопросам
холодильной техники, помещенных в журнале «Мясная-
индустрия СССР» за 1930—1956 гг. В конце
справочника приведен алфавитный указатель авторов.
Новые книги
По страницам иностранных журналов
Автоматизированный холодильник в Лондонском порту
Построенный в Лондонском порту в 1957 г. новый
холодильник емкостью в 4 тыс. т предназначен в
основном для хранения сыра, импортируемого из Новой
Зеландии и Австралии. Кроме того, в нем хранятся
яйца. В холодильных камерах поддерживается
температуры воздуха около 0°.
В статье, опубликованной в журнале «Modern
Refrigeration» (август 1957 г.), отмечается, что
холодильник в Лондонском порту является самым
большим автоматизированным холодильником в Англии.
Рис. 1.
На рис. 1 дан общий вид этого холодильника,
здание которого состоит из восьми наземных этажей. Под
частью здания устроен подвал для размещения
оборудования. Первый и второй этажи не имеют
охлаждаемых камер. Они используются для конторских и
санитарно-бытовых помещений, для инспекционных
целей и для хранения грузов, не требующих охлаждения.
Шесть верхних этажей оборудованы охлаждающими
устройствами и представляют собой холодильный коп-
тур, разделенный изолированной стеной на два почти
одинаковых по объему вертикальных отсека. На
каждом из этих этажей имеется по две холодильные
камеры.
Характерно, что все междуэтажные перекрытия
вертикальных отсеков не имеют изоляции, что, конечно,
позволило значительно удешевить строительство.
Холодильник сооружен на свайном основании, на
котором возведен металлический каркас здания. Балки
каркаса обетонены, а металлические колонны
облицованы кирпичной кладкой. Перекрытия над вторым и
верхним этажами выполнены из монолитного
железобетона. Все остальные междуэтажные перекрытия
осуществлены с применением сборных железобетонных
элементов. Чердака холодильник не имеет. Наружные
стены выполнены из офактуренных кирпичных блоков
толщиной 22,5 см, окрашенных в серебристый цвет.
Конструкция кровли холодильника состоит из
легкого клинкерного бетона, покрытого асфальтовой
мастикой слоем 7,5 см. Поверх мастики уложены белые
плитки для защиты ее от действия солнечных лучей.
Полы холодильника имеют покрытие из
искусственного камня толщиной 3,5 см, причем в местах
интенсивного движения транспорта уложены керамические
плитки размером 30 X 30 см, применяемые на
предприятиях молочной промышленности.
В строительстве холодильника был использован
синтетический изоляционный материал — оназот. Толщина
слоя изоляции перекрытия над восьмым этажом 100 мм.
Наружные стены и перекрытие над вторым этажом
заизолированы слоем толщиной 75 мм. Изоляция
выполнена снизу перекрытий. Колонны восьмого этажа
заизолированы сверху на высоту 1,2 м слоем 75 мм.
На такую же высоту заизолированы колонны и
наружные стены второго этажа.
В описании указывается, чго междуэтажные
перекрытия имеют по своему периметру подклейку
изоляции шириной 1,2 м.
В условиях недостатка площади на территории порта
холодильник имеет небольшие размеры в плане
C0X35,4 м) и вытянут в высоту B3,4 м). В подвале
главного корпуса холодильника размещены машинное
отделение и котельная, в первом этаже —
трансформаторная подстанция, конторские помещения и т. д. Ввиду
близости здания к Темзе пол и стены машинного
отделения и котельной защищены асфальтовой
гидроизоляцией. Средняя высота этажа (от пола до пола)
2,96 м. Площадь одного этажа составляет около
1000 м2, емкость его — около 650 т.
№ 2
По страницам иностранных журналов
75
Плотная застройка портовой территории,
по-видимому, не позволила подвести к холодильнику
железнодорожный подъездной путь. По этой же причине не
представилось возможным разместить здание
холодильника непосредственно у причала.
В связи с этим, для приема скоропортящихся грузов
с рефрижераторных судов и барж, у причала было
построено приемное восьмиэтажное здание, связанное
с главным корпусом холодильника поэтажными,
галереями, перекинутыми в виде моста над улицей,
разделяющей оба здания. Это здание занимает
небольшую площадь у причала. Соединительные галереи
начинаются с третьего этажа. Грузы из судов
подаются существующими на причале кранами на любой
уровень здания и затем по галереям
транспортируются на соответствующие этажи холодильника. На
рис. 1 слева видны поэтажные дверные проемы, к
которым будут подведены галереи от приемного
здания. В центре здания видны две лифтовые шахты.
Скоропортящиеся грузы отправляются из
холодильника в город с автомобильной платформы, на
которую выходят два наружных лифта с гидравлическим
приводом грузоподъемностью по 2 г и кран.
Все холодильные камеры имеют воздушное
охлаждение от сухих рассольных воздухоохладителей с оребрен-
ной поверхностью. Каждая камера (площадью около
500 м2) оборудована отдельным воздухоохладителем
Рис. 2.
вертикального типа. Распределение воздуха
осуществляется нагнетательным каналом, подвешенным к
перекрытию по середине камеры и имеющим с двух
сторон боковые окна с заслонками. Возврат воздуха
в воздухоохладитель происходит через всасывающее
отверстие в нижней части его корпуса.
Производительность вентиляторов определена из расчета нагрева
циркулирующего в камере воздуха на 3°. На рис. 2
показан общий вид холодильной камеры с воздушным
каналом, на заднем плане виден воздухоохладитель.
Холодильная установка состоит из трех
двухцилиндровых вертикальных аммиачных компрессоров,'
имеющих диаметр цилиндра и ход поршня по 200 мм
и работающих при 394 об/мин. При рабочем режиме
—12 -?- + 35° каждый компрессор вырабатывает около
125 тыс. ккал/час. Компрессоры приводятся в
движение от электродвигателей мощностью по 58 кет через
.клиноременную передачу. К каждому компрессору
установлен кожухотрубный конденсатор
горизонтального типа. Для охлаждения рассола смонтированы два
горизонтальных кожухотрубных испарителя.
Автоматизация работы холодильной установки
обеспечивается тремя регуляторами температур,
чувствительные элементы которых помещены в рассольные
баки, смонтированные на крыше холодильника. Из этих
баков рассол поступает через обратные трубопроводы
в испарители, из которых забирается рассольными
насосами.
Регуляторы температур отрегулированы
соответственно на температуры —13,3°; —11,7°; —10°. В
зависимости от температуры рассола, а следовательно, и от
тепловой нагрузки они включают в работу один, два
или все три компрессора.
Автоматический запуск электродвигателя
компрессора выполняется посредством устройства,
смонтированного на главном щите. При необходимости работы
всех трех компрессоров их запуск производится
поочередно, что достигается посредством реле времени.
С помощью специального селектора последовательного
включения можно включать в работу компрессоры в
любой последовательности. Благодаря этому
достигается равномерное использование машин.
Продолжительность работы компрессоров отмечается часовыми
счетчиками. Автоматическое регулирование температуры
воздуха холодильных камер осуществляется
камерными регуляторами температур.
В каждой" камере установлено по два регулятора,
включенных параллельно и воздействующих на работу
вентиляторов воздухоохладителей. На главном щите
в машинном отделении установлены счетчики,
регистрирующие продолжительность работы
воздухоохладителей. Автоматическое регулирование влажности
воздуха в камерах на холодильнике не предусмотрено.
На главном щите смонтированы
электрораспределительная аппаратура и приборы автоматики. Здесь
размещены автоматические пускатели, плавкие
предохранители и защитные приспособления для
электродвигателей компрессоров, а также 26 однотипных
автоматических пускателей для всех вентиляторов и насосов,
что удобно для ремонта. Все пусковые устройства
снабжены реле времени, не допускающими одновременного
включения электродвигателей, во избежание чрезмерно
большого пускового тока. На щите установлены
сигнальные лампы, указывающие, какие камеры требуют
охлаждения и какое оборудование находится в работе.
На одной из панелей щита размещена
телетермометрическая станция, соединенная с биметаллическими
терморегуляторами, предназначенными для
измерения температур воздуха, рассола и воды в
холодильных камерах и в различных местах системы. Здесь же
помещается телефонная станция для внутренней связи
между этажами холодильника.
Для обратного охлаждения циркуляционной воды
на крыше холодильника установлена вентиляторная
градирня, под которой сооружен железобетонный
поддон емкостью 15 ж3. Воздух нагнетается через
градирню четырьмя вентиляторами, управляемыми с
главного щита, установленного в машинном отделении.
Для предотвращения замерзания воды (в зимнее
время) в поддоне градирни предусмотрен подогрев
ее при помощи змеевика, через который циркулирует
поступающая из бойлера горячая вода.
Холодильник оборудован спринклерной сухотрубной
противопожарной системой со светозвуковой
сигнализацией, предупреждающей об утечке воздуха и
замещении его водой.
Инж. И. ГИНДЛИН
Выбор промежуточного давления
в двухступенчатом холодильном цикле
Критерием эффективности холодильного цикла
является холодильный коэффициент в = -д]Г
(отношение полученного холода к затраченной работе
при заданных температурах испарения и
конденсации). В многоступенчатом цикле затрачиваемая
работа уменьшается и холодильный коэффициент
возрастает. Экономия работы зависит от
выбранного промежуточного давления.
В статье сравниваются три метода определения
наиболее выгодного промежуточного давления
двухступенчатых циклов, относящихся к
процессам без потерь, т. е. индикаторный и механический
коэффициенты полезного действия принимаются
равными единице (при рассмотрении действительных
процессов зависимости значительно усложняются).
Согласно первому методу наиболее выгодным
промежуточным давлением является среднее
геометрическое между давлениями испарения и конденсации;
работы сжатия по ступеням равны между собой.
Этот случай практически неосуществим.
Второй метод состоит в том, что в диаграмме
Т — 5 принимаются следующие применяемые в
технике допущения:
1) изобары в области перегретого пара
являются параллельными прямыми;
2) правая пограничная линия (линия насыщения)
в рассматриваемой области является прямой.
При этих допущениях наиболее выгодным
оказывается давление, которому соответствует
температура, являющаяся средним арифметическим между
температурами испарения и конденсации.
Промежуточные давления, полученные этим
методом для фреона-12, аммиака, хлорметила,
значительно отличаются от полученных первым методом,
однако этот способ не дает максимальной экономии
работы.
Третий метод является графическим. На
диаграмме, у которой по оси абсцисс отложена температура
в желаемых пределах, а по оси ординат —
энтальпия, нанесены два пучка изотерм, соответствующие
ряду температур конденсации и испарения.
Изотермы построены таким образом, что для данного
режима работы установки (точка пересечения
соответствующих изотерм) на оси ординат получаем
тепловой эквивалент работы сжатия, а на оси
абсцисс— промежуточную температуру. Давление
насыщения, соответствующее промежуточной
температуре, и является искомым оптимальным
промежуточным давлением. Исследования показали, что при
равных условиях для аммиака, фреона-12 и
хлорметила промежуточные температуры отличаются
весьма мало. Данному графическому* методу в рас-
30 20 10 0 40 -20 °С~ЗС
Диаграмма для определения оптимального
промежуточного давления в двухступенчатом холодильном
цикле кривая давления насыщения
смотренном здесь интервале температур (примерно
от +40 до —40°) соответствует формула для
промежуточной температуры
^==0,4^ + 0,6^ + 3,
здесь: t^—температура конденсации в °С, a tQ —
температура испарения в °С.
Давление насыщения, соответствующее этой
температуре, является оптимальным промежуточным
давлением.
Инж. И. КАЛНИНЬ
„Kaltetechnik" № 2, 1957, стр. 48.
справочный отдел
Аммиачные поплавковые регуляторы
Для автоматического регулирования уровня аммиака
в аппаратах и сосудах холодильных установок
(испарителях, промежуточных сосудах и др.) применяют
поплавковые регуляторы или соленоидные вентили.
Поплавковый регулятор обеспечивает нормальное
затопление аммиаком аппаратов и предотвращает
попадание его в полость цилиндра компрессора.
Поплавковый регулятор состоит из корпуса,
представляющего собой камеру, внутри которой находится
шаровой поплавок, связанный рычагами с иглой или
шпинделем запирающего устройства.
В рабочем положении поплавок плавает на
поверхности жидкого аммиака в камере регулятора, которая
соединена уравнительными трубопроводами с газовой
L-
Рис. 1.
и жидкостной частями холодильного аппарата или
сосуда.
При изменении уровня аммиака поплавок регулятора
соответственно перемещается вниз или вверх, вызывая
при этом изменение положения иглы или шпинделя,
отчего происходит подача или прекращение поступления
аммиака в аппарат.
Для холодильных аппаратов и сосудов малой холо-
допроизводительности (до 70 000 ккал/час) применяют
поплавковые регуляторы типа 5ПР и ЮПР с
проходным сечением 5 и 10 мм2, дроссельное отверстие
которых, находящееся в крышке, закрывается иглой (рис. 1).
Таблица 1
Тип
регулятора
5ПР
ЮПР
20ПР
50ПР
ЮОПР
200ПР
Рабочий
диапазон,
ккал\час
20 000ч- 35000
35 000ч- 70000
70 000ч- 140000
140 000ч- 280000
280 000ч- 560000
560 0004-1100 000
D
164
210
245
325
! 400
400
L
300
405
520
655
680
680
Размеры, мм
Dx
210
275
_
_
1 _
—
А |
266
371
448
567
562
562
/
—
160
200
190
190
и
126
175
158
207
190
190
/г
172
230
305
378
431
454
d
25
30
40
50
70
70
dx
1/2" тр
3/4" тр
25
30
40
50
вес, кг
27
55
66
115
140
141
78
№ 2
У крупных регуляторов (холодопроизводительностью
от 100 000 ккал/час) при увеличении диаметра
дроссельного отверстия растет также осевое усилие,
воздействующее на иглу вследствие наличия разности
давлений до отверстия (сопла) и после него.
Поэтому в регуляторе этих типов для облегчения
закрытия отверстия и уменьшения размеров регуляторов
применяют помещенные в специальной головке (рис. 2)
дроссельные органы в виде уравновешенного
шпинделя, входящего в седло клапана.
Размеры поплавковых регуляторов приведены в
табл. 1.
После изготовления регулятор испытывается водой
на 24 атм и воздухом на 16 атм. Завод-изготовитель
выдает на регулятор паспорт, как на сосуд,
работающий под давлением.
Для предохранения от попадания в дроссельный
механизм поплавкового регулятора частиц окалины,
ржавчины и других загрязнений перед ним по движению
хладагента устанавливается аммиачный фильтр (рис.3).
Он представляет собою чугунный корпус с двумя
боковыми фланцами. Внутри корпуса находится
вертикальный каркас круглой формы, обтянутый мелкой
сеткой и удерживаемый в своих направлениях
пружиной, опирающейся на нижнюю крышку.
При движении хладагента все загрязнения
задерживаются внутри сетки фильтра, что предотвращает
возможное нарушение работы механизма поплавкового
регулятора.
Размеры фильтров приведены в табл. 2.
Рис. 3.
о,
С Ч
Н-&
13АФ
20АФ
25АФ
ЗОАФ
40АФ
50АФ
D
105
115
140
150
165
Dx
64
ПО
130
135
145
155
Размеры, мм
L
112
150
175
180
200
220
Н
124
129
163
184
209
224
h
105
105
135
150
175
180
Т а б л i
d
13
20
25
30
40
50
та 2
Вес, кг\
3,6
7,5
11
13
16
19,5
; Продолжается подписка на журнал «Холодильная тех-
\ ника».
С 1958 г. журнал выходит 6 раз в год, объемом по 5 печатных
> листов.
Подписная цена на год — 36 руб., стоимость одного номера —
.; 6 рублей.
( Подписка принимается без ограничения во всех отделениях и
\ агентствах «Союзпечать», а также на почте с очередного номера
\ журнала до конца года.
7 В случае отказа в подписке просим обращаться в редакцию.
СОДЕРЖАНИЕ
Увеличить холодильную емкость для охлажденных
продуктов
Е. Курылев. Некоторые особенности
регулирования влажности воздуха в камерах
холодильников
A. Ткачев. Экспериментальное исследование
конвективного теплообмена в процессах
плавления и затвердевания
М. Шумелишский. Регулирование
производительности пароэжекторных холодильных
машин
Т. Гоголина, Е. Рыбкин. Холодильная
установка производительностью 1 млн. ккал\час при
температуре — 73° С
К. Шумский. Основы метода расчета
сублимационных конденсаторов
Б. Вейнберг. Изменение состояния реального
газа
Е. Карпис. Экспериментальное определение
производительности центробежных тангенциальных
форсунок для распыления воды
B. Якобсон. О выключателях максимального
давления в малых холодильных агрегатах
с воздушным охлаждением
В. Бобков. Машины для снегования пищевых
продуктов
Г. Кончаков. Изменение веса мороженого мяса
при выпуске с холодильника в торговую сеть
Н. Савиновский. Физико-химические изменения
в мороженом при длительном хранении . . .
Л. Чернеева. Теплофизические свойства пива .
Обмен опытом
Ш. Кобулашвили, Н. Яковлев. Эксплуатация
циркуляционной системы охлаждения .....
Н. Блохин. Блокировка холодильных установок
для совместной работы
И. Озеров* Рационализаторская работа на
Пятигорском хладокомбинате
А. Сироткин. Туннельная вафельная печь и
вафлерезка
Г. Любушин. Новый метод заправки маслом
аммиачных вертикальных компрессоров
Н. Смирнов. Оплата труда рабочих по
результатам производства
Консультация
За рубежом
Хроника
Новые книги
По страницам иностранных журналов
Справочный отдел .
1
5
9
13
16
20
26
31
37
38
42
44
46
51
55
58
59
60
61
62
65
69
73
74
77
CONTENTS
For an Increase in the Refrigerated Storage Capacity
for Cooled Products
E. Kurylev. Some Specific Features of Humidity
Control in Cold Store Rooms
A. Tkachev. Experimental Investigation of Convec-
tive Heat Exchange in Melting and Solidification
Processes 9
M. Shumelishskii. Control of the Capacity of Steam
Ejector Refrigeration Machines 13
T. Gogolina and E. Rybkin. A Refrigerating Unit
of One Million kg. cal./hr. capacity at —73°C . . 16
K. Shumskif. Basic Principals in the calculation of
Sublimation Condensers 20
B. Veinberg. Changes of State of Real Gases ... 26
E. Karpis. Experimental Capacity Determination of
Tangential Centrifugal Nozzles for Water Spraying 31
V. Yakobson. On the High Pressure Cut Outs in
Small Refrigerating Units 37
V. Bobkov. Machines for the Snow Icing of Food
Products 38
G. Konchakov. Weight Changes in Frozen Meat
during Its Movement from the Cold Store to the Retail
Network 42
N. Savinovskii. Physico-Chemical Changes in Ice
Cream on Prolonged Storage 44
L. Cherneeva. The Thermophysical Properties of
Beer • 46
Practice Exchange
Sh. Kobulashvili, N. Yakovlev. The Circulation
Cooling System in Operation 51
N. Blokhin. The Blocking of Refrigerating Plants for
Joint Operation . . . 55
I. Ozerov. Rationalization at the Pyatigorsk
Refrigerating Establishment 58
A. Sirotkin. A Wafer Tunnel Oven and a Wafer
Cutter 59-
G. Lyubushin. A New Method for Oil Filling of
Vertical Ammonia Compressors 60
N. Smirnov. Payment of Workers in Conformity with
Production Results 61
Consultation 62
Foreign News 65
Chronicle 69
New Books 73
Through the Pages of Foreign Periodicals ... 74
Refrigerating Equipment Data 77
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: Ш. Н. Кобулашвили (редактор), проф. И. С. Бадылькес,
Б. С. Вейнберг, А. Л. Гоголин, М. А. Горбунов, М. Г. Дик, В. Я. Кокорев,
Я. С. Максимов, Д. Г. Рютов (заместитель редактора), Л. //. Фомин,
проф. В* Е. Цыдзик, В. И. Шелапутан,
Адрес редакции: Москва, ул. Разина, 26. Министерство торговли СССР. Телефон К 5-05-29
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ТОРГОВОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Техн. редактор В. Бабичева
Т-С0399 Подписано в печать 25/Ш 1958 г. Формат 84 X 108»/i6 Печ. л. 5 (привед. 8,2). Уч.-изд. л. 8,73. Тираж 6200. Заказ 98. Цена 6 р-
13-я типография Московского городского Совнархоза, Москва, улица Баумана, Гарднеровский пер., д. 1а.