/
Текст
ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ
И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ
ЖУРНАЛ
МИНИСТЕРСТВА МЯСНОЙ
И МОЛОЧНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР
ВСЕСОЮЗНЫЙ
НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ИНСТИТУТ
ХОЛОДИЛЬНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
МОСКВА
холодильная
5/1979 техника
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»
ИЗДАЕТСЯ С 1923 ГОДА
СОДЕРЖАНИЕ
Янчарек А. Л. Па вахте четвертого года десятой
пятилетки 2
Андрачников Е. И., Каплан Л. Г. Повысить технический
уровень, качество и эффективность холодильных машин
для торговых предприятии 7
Гришин В. В., Петров В. М. Эффективность работы
винтовых компрессоров судовых холодильных установок 9
Гросман Э. Р.. Шаврин В. С. Экспериментальное
исследование процессов абсорбционной холодильной установки
со ступенчатой регенерацией раствора 12
Шевченко В. К., Миних И. В. Определение базовых
показателей технологичности конструкций холодильного
оборудования 16
Поварчук М. М., Трутнев В. В., Леонова Г. М., Винни-
ков А. И. Исследование большегрузного
рефрижераторного контейнера с азотной системой охлаждения 19
Никульча И. П., Беспалов И. Н., Муратов В. Г.
Применение ЭВМ для управления системами
кондиционирования воздуха 21
Чепурненко В. П., Лагутин А. Е., Лисин В. В.
Термографическое исследование поверхностей теплообмена 25
Бухарин Н. Н. Математическая модель ступени
холодильного центробежного компрессора 27
Ломакин В. Ф., Асаевич П. Т., Мурашко Г. H.t Тохмах-
чи Н. С. Дифференциальное уравнение
термоэлектрического прибора типа ТО-2М 31
Пименова Т. Ф, Условия безопасной транспортировки и
хранения в баллонах жидкой двуокиси углерода 32
Баландина Г. А.. Васильева Л. Д., Дибирасулаев М. А.,
Куликовская Л. В., Щербаков И. А. Производственные
опыты по транспортировке и хранению натуральных
бескостных полуфабрикатов из говядины 35
Шенберг М. Г., Иванова Г. А.. Козлова В. Ф.,
Вишневский В, И.. Александрова Н. А. Влияние различных
режимов замораживания и хранения на качественные
показатели поджелудочной железы 38
Латышев В. П., Агафонычев В. П. Давление водяного
пара над творогом и теплота испарения воды из него 41
ОБМЕН ОПЫТОМ
Чернявский Э. И. Совершенствование схемы холодильного
агрегата для кондиционера К-12С 43
Капустин В. Ф., Цветков Б. И., Сидоров В. Н.,
Шустов Ю. Н. Распределительное устройство для
термостатов, охлаждаемых жидким азотом 44
Оленев Ю. А., Цирульниксва Н. А. Обобщение опыта
работы по выпечке вафельных стаканчиков на автоматах
А2-ОВА 45
ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Николаев В. И., Лемешко В. К., Соломаха Ю. К. Порядок
проведения инструктажа но технике безопасности для
машинистов аммиачных холодильных установок 46
ИЗОБРЕТЕНИЯ 48'
В НТО ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Рекомендации по разработке и выполнению инженерно-
техническими и научными работниками личных и
Коллективных творческих планов 50
КРИТИКА И БИБЛИОГРАФИЯ
Сысоев Л. П. Справочник по эксплуатации холодильников 54
ХРОНИКА
Воровьев Ю. М. На стендах выставки «Измерительная
техника, автоматизация контроля и управления» 55
Десятая научно-техническая конференция молодых ученых
и специалистов во ВНИИхолодмаше 56
НОВОСТИ ИНОСТРАННОЙ ТЕХНИКИ
Карпис Е. Е. Компрессионные тепловые насосы,
приводимые от двигателей внутреннего и внешнего сгорания 57
СПРАВОЧНЫЙ ОТДЕЛ
Логвин Р. Д., Кияшко Л. Н. Холодильная
водоохлзадающая машина ХМВ-80 61
РЕФЕРАТЫ 62
CONTENTS
Yancharek A. L. On Shift of Fourth Year of 10th Five-
Year Plan 2
Andrachnikov E. I., Kaplan L. G. Raise Technical Level,
Quality and Effectiveness of Refrigerating Machines
for Commercial Enterprises 7
Grishin V. V., Petrov V. M. Operation Effectiveness of
Screw Compressors for Marine Refrigerating Plants 9
Grosman E. R., Shavrin V. S. Experimental Investigation
of Processes in Absorption Refrigerating Plant With
Staged Regeneration of Solution 12
Shevchenko V. K-, Minikh I. V. Determination of Base
Indices of Technological Effectiveness of Constructions
of Refrigerating Equipment 16
Povarchuk M. M., Trutnev V. V., Leonova G. M., Vin-
nikov A. I. Investigation of Large-Capacity Refrigerated
Container With Nitrogen Cooling System 19
Nikulcha I. P., Bespalov I. N., Muratov V. G.
Utilization of Computers for Controlling Air-Conditioning
Systems 21
Chepurnenko V P., Lagutin A. E., Lisin V. V. Thermo-
graphical Investigation of Heat-Exchange Surfaces 25
Bukharin N. N. Mathematical Model of Refrigerating
Centrifugal Compressor Stage 27
Lomakin V. F., Asayevich P. Т., Murashko G. N.. Tokh-
machy N. S. Differential Equation of Thermoelectric
Device Type TO-2M 31
Pimenova T. F. Conditions of Safe Transportation and
Storage of Liquid Carbon Dioxide in Cylinders 32
Balandina G. A., Vasilyeva L. D., Dibirasulayev M. A.,
Kulikovskaya L V., Shcherbakov I. A. Production
Experiments on Transportation and Storage of Deboned
Beef Semiproducts 35
Shenberg M. G., Ivanova G. A., Kozlova V. F.,
Vishnevsky V. I., Aleksandrova N. A. Influence of Different
Freezing and Storage Conditions on Quality Horned
Cattle Pancreas 38
Latyshev V. P., Agafonychev V. P. Wrater Steam Pressure
Over Curds and Heat Wrater Evaporation From Latter 41
PRACTICE EXCHANGE
Chernyavsky E. I. Improvement of Refrigerating Unit
Circuit for Air Conditioner K-12C 43
Kapustin V. F., Tsvetkov B. I., Sidorov V. N.. Shus-
tov U. N. Distributing Device for Liquid Nitrogen
Cooled Thermostats 44
Dlenev U. A., Tsirulnikova N. A. Generalization of
Experience of Producing Wafer Cups on Automatic Machines
A2-OBA 45
LABOUR PROTECTION AND SAFETY RULES
Nikolayev V. I., Lemeshko V. K., Solomakha U. K.
Procedure of Instructing on Safety Rules for Mechanics of
Ammonia Refrigerating Plants 4Y
INVENTIONS 48
AT SCIENTIFIC TECHNICAL SOCIETY OF FOOD
I NDU STRY
Recommendations for Elaborating and Fulfilling Personal
' and Collective Creative Plans by Engineer-Technical and
Scientific Workers o0
BOOK REVIEW
Sysoyev L. P. Handbook on Cold Store Operation b4
MI SCELLA NY
Vorobyev U. M., At Stands of Exhibition «Measuring
Engineering, Automatization of Control and Regulation» 55
Tenth UNIIholodmash Scientific Technical Conference
of Young Scientists and Specialists 56
FOREIGN TECHNICAL NEWS
Karpis E. E. Compression Heat Pumps Driven by Internal
and External Combustion Engines 57
REFERENCE DATA
Logvin R. D., Kiyashko L. N. Refrigerating
Water-Cooling Machine XMB-80 61
SUMMARIES 62
© Издательство «Пищевая промышленность», «Холодильная техника», 1979
УДК 62». 12:621.514.5.004.15
Эффективность работы винтовых компрессоров
судовых холодильных установок
В. В. ГРИШИН
Центральное проектно-конструкторское
и технологическое бюро Запрыбы
В. М. ПЕТРОВ
Рижская база реффлота
В последние годы при проектировании схем
холодильных установок промысловых судов от*
дается предпочтение схеме одноступенчатого
сжатия с винтовыми компрессорами благодаря их
малым габаритным размерам, простоте
обслуживания, сравнительно несложной схеме
автоматизации при несколько меньших, чем в схеме
двухступенчатого сжатия, значениях удельной
холодопроизводительности.
Затраты на электроэнергию являются одним
из основных показателей экономичной
эксплуатации холодильного оборудования. Как правило,
оценка энергетической эффективности судовых
холодильных установок дается в период
испытаний на спецификационных режимах.
Сравнение значений удельной
холодопроизводительности одноступенчатой и
двухступенчатой холодильных установок с винтовыми
компрессорными агрегатами, проведенное в период
швартовных испытаний супертраулеров типа
«Прометей», на установившемся режиме,
соответствующем тропическим условиям, показало, что
при температуре кипения t0= —42 С у
одноступенчатой установки удельная холодопроизводи-
тельность на 27% меньше, чем у
двухступенчатой, что совпадает с данными [1] для поршневых
компрессоров, работающих на R22.
Однако сравнение энергетической
эффективности холодильных установок промысловых
судов по удельной холодопроизводительности для
установившегося режима не отражает
действительного соотношения затрат энергии на их
работу в течение рейса.
В условиях эксплуатации рыбопромысловых
судов неравномерное поступление сырья и
изменение тепловой нагрузки в процессе
холодильной обработки рыбы обусловливают
различные варианты использования оборудования
и поддержание разных режимов его работы.
Поэтому в качестве показателя, более полно и
объективно характеризующего энергетические
затраты на работу судовых компрессорных
агрегатов в течение рейса, удобно использовать
удельный расход энергии
| т,
й^уд = J—? , A)
2 Холодильная техника Ш 5
где Wi — энергия, потребляемая электродвигателями
компрессоров за расчетный период, кВт-ч;
i = 1, 2, 3, ..., п — судовой номер
электродвигателя;
G — масса продукции, обработанной холодом в
течение рейса, т.
Затраченную энергию можно рассчитать по
регистрируемой в вахтенных журналах силе
тока, потребляемого электродвигателем каждого
из компрессоров. Для этого необходимо
определить среднесуточную силу тока:
т
7 = ^ , &
где //—сила тока, А;
т — наработка компрессора в течение суток, ч,
и ее взвешенное среднее значение за расчетный
период:
к max
v 7 т
¦ : 'К1К
'взв =-: к max » C)
к - 1
где к —количество расчетных суток.
Затем надо рассчитать взвешенную среднюю
мощность, потребляемую каждым
электродвигателем компрессора:
А/'взв ="/ВЗв*/ i 3 cos ф, D)
где U — напряжение, В;
cos ф — коэффициент мощности,
и суммарное количество энергии, потребляемой
всеми электродвигателями компрессоров
холодильной установки за расчетный период:
Wi = # 1 взв7\ +lV2 взв^ + ... + #п взв^п , E)
где Тп — наработка компрессора за расчетный период, ч.
В качестве второго показателя,
характеризующего экономичность эксплуатации
компрессоров судовой холодильной установки, может
быть использован коэффициент рабочего
времени /С» представляющий отношение наработки
компрессора Тп к продолжительности рейсообо-
рота Тр.
С использованием зависимостей A)—E), при
участии А. В. Ватченко, был рассчитан
удельный расход энергии на работу фреоновых
винтовых компрессорных агрегатов S3-900 и S3-1800
холодильных установок одноступенчатого и
двухступенчатого сжатия в течение 50
промысловых рейсов супертраулеров типа «Прометей»
9
в районах Юго-Восточной, Юго-Западной и
Центрально-Восточной Атлантики. Средняя
продолжительность рейсооборота составляла 170
суток. Основными объектами холодильной
обработки являлись скумбрия, ставрида, сардина
и окунь. В батареях ¦¦воздухоохладителей
морозильных аппаратов и трюмов температуру
кипения хладагента R22 поддерживали в пределах
от —40 до —42°С. На всех судах для
обеспечения устойчивой работы приборов автоматики
давление конденсации поддерживали не менее
1,18 МПа.
Взвешенная средняя мощность
электродвигателей пяти винтовых компрессоров S3-900
двухступенчатой холодильной установки за 296
суток была рассчитана по данным вахтенных
журналов судов «Николай Берзарин» и «Турайда».
Для одноступенчатой холодильной установки
с винтовыми компрессорами S3-900 и S3-1800
взвешенная средняя мощность
электродвигателей была получена на основе выборочной
обработки данных в период двух рейсов
супертраулера «Михаил Орлов» (всего за 169 суток) Эти
данные менее чем на 1% отличались от
рассчитанных позднее значений Лгвзв за 151 сутки
для винтовых компрессоров одноступенчатой
производственной холодильной установки
супертраулера «Сергей Люлин».
Взвешенная средняя мощность
электродвигателя винтового компрессора S3-900 установки
предварительного охлаждения рыбы,
имеющейся на всех судах типа «Прометей», получена как
средняя для трех судов в результате обработки
данных за 465 суток.
Коэффициент мощности каждого
электродвигателя был принят в расчетах по данным завода-
изготовителя.
Ниже приведены расчетные взвешенные
средние мощности электродвигателей винтовых
компрессоров с учетом мощности электродвигателя
маслонасоса 5HST для одноступенчатой и
двухступенчатой производственных холодильных
установок, а также установки предварительного
охлаждения рыбы:
Электродвигатели винтовых компрессоров ^,1;}И, кВт
одноступенчатой производственной
установки
№ 1 101,3
Ко 2 235,4
№ 3 235 4
дву х ступе н ч ато й про и зводстве н ной уста-
новки
№ 1 117.0
№ 2 82.4
№ з 70.9
№ 4 69.0
№ 5 71.5
одноступенчатой производственной
установки предварительного охлаждения рыбы
'№ 4 (б) 120,4
Эти данные были использованы в последующих
расчетах удельного расхода энергии на привод
винтовых компрессоров.
На рис. 1 приведены значения удельного
расхода энергии Wyn для 25 рейсов супертраулеров
с двухступенчатой холодильной установкой,
расположенные в порядке возрастания массы
продукции G, обработанной холодом за расчетный
период. Характер изменения величины Wylx
показывает, что с увеличением массы
обработанной холодом продукции удельный расход
энергии на привод винтовых компрессоров
снижается. Но при почти линейном возрастании G для
значений Wyjl характерен разброс в области,
которую можно условно ограничить прямыми
/ и 2.
Анализ величины наработки с начала
эксплуатации компрессоров показывает, что нет
однозначного соответствия значений Wyli вблизи
прямой 1 большим наработкам, а следовательно,
и большему износу, а вблизи прямой 2 —
меньшему износу винтовых компрессоров.
Доля непроизводительных затрат энергии на
привод компрессоров возрастает при средних и
особенно при минимальных значениях G, когда
неравномерное поступление сырья, увеличение
холостых ходов морозильных аппаратов и
нерациональное использование бункеров
предварительного охлаждения рыбы оказывают
наибольшее влияние на рост WYR.
Следовательно, улучшение эксплуатационных
энергетических характеристик холодильных
установок промысловых судов зависит в основном
от использования более оптимальных режимов
работы компрессоров и более экономичной
эксплуатации оборудования для охлаждения,
замораживания и хранения продукции.
Сопоставление зависимостей Ц7уд(С),
приведенных на рис. 2, для одноступенчатой и
двухступенчатой холодильных установок с учетом
расхода энергии на привод компрессора
холодильной установки предварительного охлажде-
М/Ш)кВтч/т
5 10 15 20 25
Количестбо рей с об
Рис. I. Зависимость удельного расхода энергии на
привод винтовых компрессоров (ф) от массы
продукции, обработанной холодом в течение рейса (О) на
судах типа «Прометей» с двухступенчатой холодильной
установкой.
Прямые / и 2 условно ограничивают область значении \Vvn.
to
должает оставаться высокой. Поэтому при
малых значениях G и отключении двух ¦— трех
компрессоров низкой ступени величина WYJt резко
возрастает.
Из рис. 1 и 2 видно, что при обработке холодом
3—4 тыс. т продукции экономия энергии на
привод винтовых компрессоров для большинства
судов может в среднем составить около 20%;
что при паспортной производительности
морозильных аппаратов в районе
Центрально-Восточной Атлантики соответствует 6% общего ко^
личества энергии, вырабатываемой судовой
электростанцией.
На судах типа «Прометей» холодопроизводи-
тельность одноступенчатой и двухступенчатой
холодильных установок практически
одинакова [2]. Одинаковы также конструктивное
исполнение компрессоров S3-900, S3-1800 и раз,
меры их основных узлов: регулятора
производительности, сальника, узла компенсации
осевых усилий, подшипников качения. Это
позволяет сравнить коэффициенты рабочего времени
компрессоров, определяющие
продолжительность межремонтных периодов.
Такое сопоставление было проведено для
рейсов с близкими значениями рейсооборота и
массы обработанной холодом продукции. Оно
показало (см. таблицу), что коэффициент
рабочего времени одноступенчатых винтовых
компрессорных агрегатов S3-900 и S3-1800
производственной холодильной установки в среднем на
20?/о меньше, чем коэффициент рабочего времени
компрессоров S3-900, работающих в схеме
двухступенчатого сжатия.
При небольших нагрузках на морозильные
аппараты, в период их подготовки к работе или
остановки, используется компрессор S3-900 (№ 1),
обслуживающий трюмы, а компрессоры S3-1800
отключены. Это не приводит к значительному
росту коэффициента рабочего времени К
компрессора № 1, но в то же время вызывает
уменьшение значения К компрессоров S3-1800.
Судно
«Михаил Орлов»
«Николай Берзарин»
«Михаил Орлов»
«Бати лиман»
«Гефест»
«Юрмала»
«Патрокл»
«Гранит»
Рейсообо-
рот, сутки
176
170
157
181
169
173
169
177
Масса
продукции,
обработанной
холодом, т
3549
3507
3600
3594
4185
4279
4388
4352
Удельный
расход
энергии, кВт- ч/т
319,6
338,7
312,6
277,3
287,2
293,5
285,2
265,1
Схема
производственной установки
Одноступенчатая
Двухступенчатая
Одноступенчатая
Двухступенчатая
Одноступенчатая
Двухступенчатая
Одноступенчатая
Двухступенчатая
Коэффициент рабочего времени
компрессоров
производственной установки
0,438
0,629
0,458
0,506
0,450
0,574
0,493
0,610
установки
предварительного
охлажден и я
рыбы
0,186
0,277
0,230
0,123
0,296
0,521
0,260
0,117
Рис. 2. Зависимость удельного расхода энергии на
привод винтовых компрессоров от массы продукции,
обработанной холодом в течение рейса:
О — одноступенчатая холодильная установка; ф —
двухступенчатая холодильная установка.
ния рыбы показало, что в промысловых условиях
приблизительно для 50% рейсов судов с
одноступенчатой производственной холодильной
установкой удельный расход энергии на привод
винтовых компрессоров совпадает с данными для
двухступенчатой установки, а для всех
рейсов в среднем лишь на 12% больше, чем у судов
с двухступенчатой холодильной установкой.
Характер зависимостей Wyn (G) для
одноступенчатой и двухступенчатой холодильных
установок одинаков. С увеличением массы
обработанной холодом продукции удельный расход
энергии снижается. Одновременно уменьшается
разброс значений №уд. Однако разность между
максимальными и минимальными значениями
Wyjl наибольшая у двухступенчатой
холодильной установки. Очевидно, при работе пяти
винтовых компрессоров по двухступенчатой схеме
действие факторов, снижающих
эксплуатационные энергетические показатели, проявляется
сильнее, чем при работе трех одноступенчатых
агрегатов.
В двухступенчатой холодильной установке
мощность, потребляемая электродвигателем
винтового компрессора высокой ступени, снижается
непропорционально уменьшению нагрузки и про-
2*
и
Следовательно, на судах типа «Прометей»
винтовые одноступенчатые компрессоры имеют
больший межремонтный период, чем
двухступенчатые агрегаты.
Проведенные расчеты и сравнения
подтвердили, что расход энергии на привод
компрессоров, отнесенный к тонне обработанной холодом
продукции, и коэффициент рабочего времени
могут быть использованы в качестве основных
показателей эффективности эксплуатации
холодильных установок промысловых судов.
Канд. техн. наук Э. Р. ГРОСМАН, В. С. ШАВРИН
Институт технической теплофизики АН УССР
Абсорбционные бромистолитиевые холодильные
агрегаты (АБХА) при использовании тепла
ТЭЦ, низкопотенциальных вторичных
энергоресурсов, термальных вод превосходят по
энергетическим показателям компрессионные
холодильные машины (КХМ).
Однако не все потребители холода
располагают такими источниками тепла. Многие
предприятия вырабатывают для своих нужд тепловую
энергию в виде пара с параметрами 0,6—
1,8 мПа в котлах-утилизаторах, промышленных
котельных. В летнее время они недогружены,
но использовать острый пар для работы АБХА
в большинстве случаев нецелесообразно, так
как для его выработки расходуется значительно
больше топлива, чем для снабжения
электроэнергией КХМ.
Располагая паром указанных параметров,
можно осуществить работу АБХА по схеме со
ступенчатой регенерацией раствора [1], которая
характеризуется повышенным тепловым
коэффициентом Расчеты показывают, что при
двухступенчатой регенерации достижимы значения
теплового коэффициента 1,10—1,12, тогда как
для АБХА, работающего по традиционной
схеме, он равен 0,7. При указанных значениях
теплового коэффициента агрегат со ступенчатой
регенерацией раствора (АБХАС), работающий
на остром паре котельной, и КХМ, снабжаемая
электроэнергией от крупной современной
конденсационной электрической станции (КЭС),
по энергетическим показателям примерно
равноценны [2]. Применение ступенчатой регенера-
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Быков А. В. Энергетическая эффективность
низкотемпературных холодильных компрессоров. —
Холодильная техника, 1974, № 7.
2. Ионов А. Г., Кан А. В., Петров В. М.
Модернизация холодильных установок
рыбопромысловых траулеров типа «Прометей». — Холодильная
техника^ 1976, № 9.
ции сокращает тепловую нагрузку на градирню
примерно на 20%.
Несмотря на несколько усложненное
оборудование и повышенную стоимость, АБХАС
обладают всеми преимуществами абсорбционных
бромистолитиевых агрегатов и должны найти
широкое применение в народном хозяйстве.
Принципиальная схема и цикл АБХАС с
двухступенчатой регенерацией раствора
показаны на рис. 1.
Пары хладагента в состоянии 10' из
испарителя 1 направляются в абсорбер 2, где
поглощаются раствором бромистого лития, который
меняет свое состояние в процессе 6—7—L Теп-
Рис. 1. Принципиальная схема (а) и цикл (б) АБХАС:
/ — испаритель; 2 — абсорбер; 3 — насос; 4 — низкотемпера-
» турный теплообменник растворов; 5 — высокотемпературный
теплообменник растворов; 6 — генератор ступени БД; 7 —
генератор ступени НД\ 8 — переохладитель; 9 —
дросселирующий вентиль; 10 — конденсатор.
УДК 621.565.92.013.001.5
Экспериментальное исследование процессов
абсорбционной холодильной установки со ступенчатэй регенерацией раствора
12
лота абсорбции отводится в окружающую среду,
а слабый раствор насосом 3 через
теплообменники растворов 4 и 5 (процесс /—Г—2°) подается
в генератор 6 ступени высокого давления (БД),
где частично восстанавливает свою
концентрацию при подводе тепла от внешнего источника
(процесс 2°—2—3). Из генератора ступени БД
раствор промежуточной концентрации сг
через теплообменник растворов 5 (процесс 3—4)
поступает в генератор 7 ступени низкого
давления (НД). Здесь происходит полное
восстановление концентрации раствора (процесс 4—5),
и раствор с концентрацией |г через
регенеративный теплообменник 4 (процесс 5—6)
направляется в абсорбер. Рециркуляция раствора,
применяемая обычно в бромистолитиевых
установках, в рассматриваемой схеме не показана.
Процесс 4—5 осуществляется за счет тепла
конденсации вторичного пара, образовавшегося
в генераторе ступени БД. Конденсат вторичного
пара через переохладитель 8 и регулирующий
вентиль 9 поступает в испаритель. Пар,
образовавшийся в генераторе ступени НД,
конденсируется в конденсаторе 10.
Для изучения действительных процессов
цикла со ступенчатой регенерацией раствора в
ИТТФ АН УССР была сооружена опытная
установка с двухступенчатой регенерацией холодо-
производительностью 55 кВт и проведена серия
ее испытаний при температурах кипения 4—
12°С и охлаждающей воды 18—26°С.
На рис. 2 показана технологическая схема
опытной установки. Абсорбер и испаритель —
пленочные оросительные аппараты с
рециркуляцией жидкости — выполнены в виде единого
блока. Генераторы ступеней БД и НД — кожу-
хотрубные аппараты затопленного типа.
Высокотемпературный теплообменник — типа «труба в
трубе», низкотемпературный — оросительного
типа. В его межтрубное пространство подавали
инертный газ — азот для поддержания в
аппарате давления, примерно равного давлению в
генераторе ступени НД.
В установке использовали герметичные
насосы для циркуляции раствора и хладагента,
а также сильфонную арматуру, что позволило
предотвратить попадание воздуха в систему.
Пар для обогрева генератора ступени БД
вырабатывали в электродном котле. Котел, оба
генератора, высокотемпературный
теплообменник, часть трубопроводов изолированы.
Применение напорного бака с постоянным
уровнем воды в нем обеспечило постоянный
расход охлаждающей воды и хладоносителя.
В каждом режиме проводили все измерения,
необходимые для расчета цикла как по
внешнему, так и по внутреннему балансу. Температуру
потоков измеряли лабораторными термометрами
Рис. 2. Технологическая схема опытной холодильной
установки со ступенчатой регенерацией раствора:
1 — испаритель; 2 — абсорбер; 3 — генератор ступени НД;
4 — конденсатор; 5 — генератор ступени ВД; 6 ¦—
высокотемпературный теплообменник растворов; 7 — низкотемпературный
теплообменник растворов; 8 — электродный котел; 9 — баллон
с азотом; 10 — бак для приготовления раствора; // — насос;
12 — воздухоохладитель; 13 — вакуум-насос; 14 —
переохладитель конденсата; 15 — мерные сосуды; 16 — смесительный
бак; трубопроводы: 2г — греющего пара; 12 — конденсата
греющего пара; 2о — азота; 2в — вторичного пара; 1с — слабого
раствора; 1кр — крепкого раствора; 1см — смешанного
раствора; In — раствора промежуточной концентрации; 1х —
хладагента; 1ох — охлаждающей воды; 1к — охлаждаемой воды;
1кх — конденсата вторичного пара; 27 — паровоздушной смеси.
с ценой деления О, ГС, расход жидкостей —
специально протарированными ротаметрами.
Расход пара определяли по количеству
конденсата, накапливающегося в мерных бачках,
Упругость паров в абсорбере-испарителе
измеряли масляным U-образным вакуумметром, в
генераторах и конденсаторе — вычисляли по
температуре кипения дистиллированной воды в
сосуде, подключенном к аппарату. Давление
греющего пара фиксировали образцовым
манометром. Для измерения концентраций
раствора отбирали пробы.
В генераторах поддерживали постоянный
уровень с помощью переливных устройств.
Поплавковые регуляторы, установленные на линиях
раствора после генератора ступени ВД и
конденсата вторичного пара, препятствовали
проходу пара в аппараты низкого давления.
Для удаления из системы неконденсирующихся
газов были установлены два вакуум-насоса с
газобалластными устройствами. Однако опыт
показал, что для полноценного воздухоудаления
достаточно и одного постоянно работающего
вакуум-насоса, подключенного к
воздухоотделителю абсорбера. Трубное пространство
генератора ступени НД, в котором в большинстве
режимов давление было ниже атмосферного,
подсоединяли трубопроводом небольшого
сечения к воздухоотделителю генератора, откуда
паровоздушная смесь подавалась в
воздухоотделитель абсорбера-
13
Испытания показали надежную, стабильную
работу установки при зоне дегазации 4-6%.
Использование ингибитора коррозии не
вызвало каких-либо нарушений в протекании рабочих
процессов.
При обработке экспериментальных данных
возникли определенные трудности, вызванные
существенными расхождениями данных
различных авторов о свойствах водного раствора
бромистого лития [5, 6, 8, 9.1.
Для области высоких температур,
соответствующих условиям работы генератора
ступени ВД, использовали энтальпийную
диаграмму 16], построенную И. П. Усюкиным на
основании экстраполяции экспериментальных данных.
Результаты расчетов по внешнему и
внутреннему балансу с учетом потерь в окружающую
среду в большинстве опытов не совпадали на 8—
10%, что можно объяснить неточностью
использованных диаграмм.
В таблице приведены показатели работы
установки в трех режимах. Тепловой коэффициент,
вычисленный как отношение полезной холодо-
производительности к расходу подведенного
тепла, находится в пределах 1,15—1,18. В
промышленных агрегатах он будет ниже на 4—5%,
так как в опытной установке использовали
теплообменник растворов с большой степенью
регенерации тепла — температурный напор в нем
составлял всего 3—4°С.
Из-за относительно высокого давления в
генераторе ступени ВД влияния гидростатического
столба жидкости на температуру кипения
раствора в этом аппарате не отмечено. Повышение
температуры кипения в генераторе ступени НД,
вызванное этой причиной, составило 4—5 С.
Сопротивление проходу пара из испарителя
в абсорбер, измерявшееся масляным дифмано-
метром, оказалось пренебрежимо малым.
Массообменный напор в абсорбере (между
упругостью паров в аппарате и упругостью,
равновесной раствору в конце процесса
абсорбции) составил 0,1—0,16 кПа @,8—1,2 мм рт. ст.),
что соответствует недонасыщению Л^л= 1 %. Эти
результаты получены при определении свойств
раствора по данным работы [91.
Во время испытаний особое внимание было
уделено изучению процессов в генераторе
ступени ВД, протекающих при высоких
температурах — до 150—160°С, которые вызывают
повышенное коррозионное воздействие раствора,
имеющего концентрацию порядка 58—62%, на
конструкционные материалы.
Коррозионное воздействие раствора таких
параметров исследовано в лабораторных и
натурных условиях. Лабораторные исследования
проведены в стеклянных колбах при температуре
раствора от 40 до 160 С. Верхний предел
соответствует температуре кипения раствора указанной
Показатели
Температура кипения
хладагента, °С
Температура раствора,
°С, на выходе
из абсорбера
из генератора ступени
ВД
из генератора ступени
на
Температура
конденсации, С
пара из генератора
ступени ВД
пара из генератора
ступени НД
Концентрация раствора.
/0
слабого
крепкого
после генератора
ступени ВД
Упругость пара, кПа
в абсорбере
в генераторе ступени
ВД
в генераторе ступени
НД
Тепловая нагрузка по
внешнему балансу, кВт
на испаритель
на абсорбер
на конденсатор
на генератор ступени
ВД
на генератор ступени
НД
на переохладитель
Действительный
тепловой коэффициент
Ре?
1
4,3
26
140
72
94.5
30,3
54
58,5
56,45
0,57
82,5
4,99
53,6
62,8
25,3
46,6
29,2
3,5
! 1,15
кимы работы
~~^~]
6
28,4
144
75
96,5
32,5
53,3
58,5
56,2
0,69
90,4
5,32
54,7
64,2
25,8
! 46,5
26,8
3,6
1,175
3
7,1
35
148
82
100
36,5
55,1
60
57,7
0,86
98,1
6,78
57,1
67,02
26,72
48,4
30,4
3,72
1,18
концентрации при атмосферном давлении.
Основные эксперименты выполнены в кипящем
абсорбенте.
В процессе исследований определяли скорость
коррозии металлов и эффективность применения
ингибирующих присадок. Скорость коррозии
устанавливали по убыли массы образцов и
непосредственно измерявшейся глубине питтинга.
Исследовали образцы из стали 20, сталиХ 18Н10Т,
мельхиора. Выбор образцов, подготовка их
поверхности, порядок проведения и
продолжительность испытаний, обработка результатов
выполнены согласно РТМ 26-01-21—69.
Коррозионное воздействие неингибированного
раствора в интервале 20—130°С изучено ранее
рядом исследователей. При 130°С скорость
коррозии образцов из стали 20, погруженных в
неингибированный раствор бромистого лития,
составляет 0,25—0,3 г/(ч-м2). Результаты
проведенных экспериментов показали, что при
повышении температуры до 160°С в кипящем ра-
14
створе она увеличивается в 5—8 раз, в связи
с чем необходимо ингибирование раствора.
В последние годы для бромистолитиевых
холодильных установок предложен ряд
ингибиторов коррозии, успешно применяемых при
температуре до 120 С. Наиболее распространен
ингибитор на основе хромата и гидроокиси лития.
Исследованы при температурах до 143°С трех-
окись сурьмы, окись свинца и мышьяковый
ангидрид 13, 41.
Наши лабораторные испытания показали, что
при 160 С коррозионное воздействие растворов,
ингибированных хроматом лития и трехокисью
сурьмы, характеризуется примерно одинаковой
убылью массы образцов, однако в первом
случае наблюдается точечная коррозия, а во
втором — сплошная. Таким образом,
использование трехокиси сурьмы весьма перспективно,
так как исключает образование свищей, но
рекомендовать этот ингибитор для
промышленного применения можно будет лишь после
всестороннего изучения его влияния на основные
свойства раствора бромистого лития —
растворимость, абсорбционную способность и др.
Поэтому для дальнейшего исследования был
выбран ингибитор на основе хромата лития.
Изменение скорости коррозии во времени в
ингибированном растворе для образцов из стали
20 показано на рис. 3 После 100—150 ч скорость
коррозии резко снижается и стремится к
постоянной величине. Стабилизируется к этому
времени и глубина питтинга. По-видимому, это
объясняется завершением образования на
поверхности металла защитной пленки.
Водородный показатель раствора снижается от
рН 9,5 до рН^ 5,3. Для его повышения через
50 ч испытаний вводили такое количество
гидроокиси лития, чтобы его общая концентрация
составляла 0,15%. При этом скорость коррозии
снижалась (см. рис. 3, кривая 2).
Дальнейшие коррозионные испытания были
проведены в генераторе опытной холодильной
установки. В нем подвесили образцы и
установили четыре съемные тешюпередающие трубы:'
две в паровом пространстве и две в жидкой
фазе. После испытаний на контрольных
участках поверхности измеряли глубину питтинга.
Результаты экспериментов показали, что
применение ингибитора коррозии на основе хромата
лития, существенно снижает коррозионное
воздействие раствора бромистого лития на металлы.
Для труб из стали 20 проницаемость,
определенная на основании убыли массы, составляет
всего 0,01—0,015 мм/год. Однако, учитывая
глубину питтингов, вызванных точечной
коррозией, срок службы аппаратов, изготовленных
из таких труб с толщиной стенки 2 мм, можно
принять не более 10 лет.
0,05
>0,0Ч
$аоз
%Q02
0 /00 200 300 WO 500 600
Продолжительность боздейстбия растбора, ч
Рис. 3. Скорость коррозии стали 20 в ингибированном
растворе бромистого лития:
/ — LiBr — 60%, Li2Cr04 — 0,18%, LiOH — 0,10%; о —
LiBr-60%, Li2Cr04 - 0,18%, LiOH — 0,15%
(дополнительное количество LiOH введено через 50 ч).
Сталь Х18Н10Т также подвержена точечной
коррозии, но глубина питтингов на образцах
из этой стали примерно в два раза меньше.
Очень слабо поддаются коррозии трубы из
мельхиора. Через 200 ч испытаний на образцах
появилось лишь одно — два небольших пятна
глубиной 0,01 мм, которые в дальнейшем не
увеличивались.
Изучение процесса кипения в опытном
генераторе проведено в интервале удельных тепловых
нагрузок 4000—10000 Вт/м2 и температурном
перепаде, не превышавшем 15С. Как показали
визуальные наблюдения, в диапазоне
температур раствора 100— 150С и концентраций 50—
60% в генераторе не происходит существенного
пенообразования и унос жидкости с паром
возможен лишь в виде капель, образующихся при
всплесках жидкости. Металлическая сетка,
расположенная у поверхности раствора, несколько
снижает высоту всплесков, что приводит к
уменьшению количества капель в паровой фазе.
Наличие раствора в уходящем из аппарата паре
фиксировали по появлению жидкости в
сепараторе, установленном на паропроводе, и соле-
содержанию проб конденсата. При высоте
парового пространства 0,2—0,25 м унос раствора
с паром наблюдался при значениях напряжения
парового объема #v^0,3 кг/(с-м3).
Коэффициент теплопередачи от
конденсирующегося внутри горизонтальной трубы пара к
кипящему раствору в указанном выше
интервале тепловых потоков составил 525—680 Вт/<м2- К),
что согласуется с имеющимися
экспериментальными данными по исследованию кипения
водного раствора бромистого лития при высоких
температурах 17].
15
Полученные результаты могут быть
использованы при разработке промышленного образца
АБХАС.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. А. с. 226G43 (СССР).
2. Г р о с м а н Э. Р., Журавленко В. Я.
Ступенчатая регенерация раствора в абсорбционных
установках. — В кн.: Химическое машиностроение.
Киев, 1970, вып. 10.
3. Пат е н т №> 3555841 (США).
4. II а т е н т № 45 — ПН (Япония).
5. Р о з е и ф е л ь д Л. М., К а р н а у х М. С. Диа-
В. К. ШЕВЧЕНКО, И. В. МИНИХ
Производственное объединение «Одесхолодмаш»,
СКТБ КХМ
Под технологичностью конструкции изделия
понимается совокупность свойств конструкции,
проявляемых в возможности оптимизации
затрат труда, средств, материалов и времени при
технологической подготовке производства и
изготовлении, по сравнению с аналогичными
показателями существующих однотипных конструкций
того же назначения, при обеспечении
установленных показателей качества и принятых
условий изготовления.
Руководящим документом в количественной
оценке технологичности конструкций
холодильного оборудования является РТМ 26-03-24—77
«Оборудование холодильное. Базовые
показатели технологичности конструкций по процессу
изготовления». Количественная оценка
технологичности конструкции изделия дается с
помощью четырех групп показателей
технологичности, номенклатура которых установлена ОСТ
26 1092—75.
Из каждой группы показателей
технологичности должен быть задан хотя бы один
показатель. Для холодильного оборудования
устанавливаются следующие показатели: из группы
показателей, характеризующих трудоемкость
изготовления изделия, — удельная трудоемкость
изготовления Ти; из группы показателей,
характеризующих материалоемкость конструк-
16
грамма концентрация — энтальпия раствора
бромистый литий — вода для расчета абсорбционных
холодильных машин. — Холодильная техника, 1958,
№ 1.
6. У с ю к и н И. П. Термодинамические диаграммы
раствора бромистый литий — вода. — Холодильная
техника, 1969, № 1.
7. Чернобыльский И- И., Кремне в О. А.,
Ч а в д а р о в А. С. Теплоиспользующие установки
для кондиционирования воздуха. Киев, Изд-во АН
УССР, 1958.
8. L 6 w е г Н. — Kaltetechnik, 196I, № 5.
9. Pennington W. — Refrig. Eng. May, 1955,
№ 5.
ции, — удельная материалоемкость /Су>м и
коэффициент использования материала /Си.м; из
группы показателей, характеризующих уровень
технологичности, — коэффициент охвата
составных частей изделия типовыми
технологическими процессами К0.ТЛ1 и коэффициент сбор-
ности конструкции /Ссб; из группы показателей,
характеризующих
конструктивно-технологическую преемственность изделия, — коэффициент
унификации /Су.
Для количественной оценки технологичности
необходимо провести расчет частных
показателей технологичности изделий-аналогов, затем
базовых показателей и сравнить с ними
достигнутые показатели проектируемого изделия.
Показатели технологичности определяют на
различных стадиях разработки и изготовления
изделия:
при составлении технического задания —
задаются базовые показатели технологичности;
при разработке эскизного и технического
проектов — определяются достигнутые
показатели технологичности;
при составлении рабочей документации —
оценивается уровень технологичности конструкций
по всему комплексу базовых показателей,
указанных в техническом задании.
В таблице показано, какие показатели
технологичности в зависимости от вида изделия
необходимо рассчитывать на разных стадиях
конструкторской документации.
Вид изделия определяет главные
конструктивно-технологические признаки, обусловливающие
характерные требования к технологичности кон-
Определение базовых показателей технологичности конструкций
холодильного оборудования
Показатели
технологичности конструкции
Трудоемкость
изготовления изделия
Удельная
трудоемкость изготовления
издел ия
Масса изделия
Удельная
материалоемкость
Коэффициент
использования материала
Коэффициент охвата
составных частей
изделия типовыми
технологическими
процессами
Коэффициент
спорности конструкций
изделия
Коэффициент
унификации изделия
,ета.
4
А 1
_.
А
—
А
А1
—
А
Вид изделия
I еДИ-
ca
Ж
3"
о
О. со
о а
\о к
U я |
А2
А1
А
А
С)
А2
А
О
и
X
ч
омп
^
A3
А2
—
—
—
—
о
о
ь
X
ч
омп
йй
А4
—
—
о
—
—
—
о
Стадии
Техническое
задание
А
-ь
—
Ч-
—
—
—
A3,4
О ж
3*
CU ?
ехнич
редло
Н с
—
—
о
—
—
—
—
разработки
Эскизный
проект
-Ь2,3
4-1
А
А
—
—
+
: о
конструкторской документации
Технический
проект
4-2,3
1 4-1
A3,4
А
О
с
+
A3,4
Рабочс
опытного
образца
(партии)
+ 1 -4
+ 1,2
А
А
—
+ 1,2
А
А
я документация
установочных
серий
__
+ 1,2
А
А
А1
А1,2
—
О
вившегося
серийного или
массового
производства
А1 —4
А1,2
А
А
А1
А1,2
А
О
Условные обозначения:
А — определение показателя обязательно;
-) определение приближенного значения показателя обязательно;
О — определение показателя в общем случае необязательно;
для данного вида изделия или стадии разработки конструкции показатель не определяется.
Индексы возле А и 4- указывают, для какого вида изделия определяется показатель на данной стадии
разработки.
струкций. Согласно ГОСТ 2.101—68 изделия
подразделяют на следующие виды: детали,
сборочные единицы, комплексы и комплекты.
Соответственно целесообразно разграничивать и
задачи, решаемые при отработке конструкции
изделия на технологичность. При этом необходимо
выделить задачи, общие для всех видов изделий.
Это — снижение трудоемкости изготовления
изделия, стандартизация и унификация составных
частей изделия, возможность применения
типовых технологических процессов.
Номенклатура изделий холодильного
машиностроения весьма разнообразна. Она
охватывает изделия холодопроизводительностью от 3
до 6500 кВт, поэтому возникла необходимость
классифицировать изделия подотрасли
холодильного машиностроения по группам, для
каждой из которых группы установлены свои
пределы холодопроизводительности.
Первая группа — компрессоры, она включает
изделия холодопроизводительностью от 3 до
100 кВт.
Вторая группа — компрессорные агрегаты,
включает изделия холодопроизводительностью от
3 до 6500 кВт.
Третья группа — компрессорно-конденсатор-
ные агрегаты, в нее входят изделия
холодопроизводительностью от 3 до 240 кВт.
Четвертая группа — холодильные машины.
В этой группе рассматриваются холодильные
машины как общего назначения (ХМ 1-9, МВТ 18-
1-0, ХМ-АУУ90/1), так и целевого (ФМН-10,
ХМФ-16, КПШ-3).
В приложениях к РТМ 26-03-24—77
приведены типичные представители каждой группы
с их краткими характеристиками и изделия-
аналоги с основными значениями показателей
технологичности. Эти значения используют для
расчета базовых показателей технологичности,
поэтому изделия-аналоги подбирают весьма
тщательно на многих предприятиях отрасли, на
которых производится отработка конструкции на
технологичность.
3 Холодильная техника Л« 5
17
Оптимальные базовые показатели
технологичности устанавливают с помощью
статистических данных на основании ранее созданных
конструкций, имеющих общие признаки с
проектируемыми изделиями. При этом необходимо
учитывать отличия проектируемых изделий от
изделий-аналогов по сложности, оригинальности
и перспективности конструкций, а также рост
производительности труда в результате
совершенствования технологии производства. В
связи с этим нами введен корректирующий
коэффициент сложности, представляющий собой
отношение цен — лимитной цены проектируемого
изделия, отражающей сложность,
оригинальность, перспективность конструкции,
совершенство технологии производства, и оптовой пены
изделия-аналога, т. е. Ксл = Цл/Цои.
Как правило, лимитная цена вновь
проектируемого изделия, устанавливаемая на стадии
разработки технического задания и
находящаяся в прямой зависимости от улучшения
параметров нового изделия, выше оптовой цены
изделия-аналога, поэтому коэффициент сложности
обычно больше единицы.
Корректирующий коэффициент сложности
введен для определения таких базовых показателей
технологичности, как удельная трудоемкость
изготовления Тй и удельная материалоемкость
изделия /Су м . Базовые показатели —
коэффициент использования материала /Сим,
коэффициент охвата типовыми технологическими
процессами /С0.т.п, коэффициент сборности
конструкции /ССб и коэффициент унификации изделия
/Су — выбираются на основании имеющихся в
РТМ показателей технологичности
изделий-аналогов.
Возможен вариант, когда изделие-аналог
отсутствует. В этом случае базовые показатели
технологичности конструкций в техническом
задании не задаются, а рассчитываются на
стадиях разработки эскизного проекта.
Показатели технологичности, которые
впервые определяют на любом из этапов
проектирования, будут базовыми для последующих.
Анализ свойств показателей технологичности
говорит о том, что с повышением частных
показателей /Си.м, /С0.т.п» ^сб и ^у технологичность
конструкции повышается, а показателей Ти
и Ку.м — снижается.
Поэтому для определения уровня
технологичности KYi приняты два выражения:
по показателям /Сим, /С0.т.п, /(сб, К?
по показателям Тш и /Су м
к К*6 - \
где К( — показатель, достигнутый в процессе отработки
конструкции на технологичность;
KiQ — базовый показатель технологичности.
Если уровень технологичности больше или
равен единице — проектируемое изделие по
данному показателю технологично, если меньше
единицы — нетехнологично, в этом случае
следует продолжить конструкторско-технологиче-
ские изыскания с тем, чтобы повысить этот
показатель.
Возможен случай, когда оценка
технологичности по частным показателям затруднена: по
одним показателям уровень технологичности
больше, а по другим меньше единицы, тогда
рассчитывают комплексный показатель уровня
технологичности:
Ку. к = ZBiKt 4= ВгКг + ВЖ* + В3К3 + ЯД4,
где /Cj —/С4—уровень технологичности изделия по
каждой группе частных показателей:
трудоемкости, материалоемкости, уровню
технологии, конструктивно-тех нологической
преемственности;
В1 — ВА — коэффициенты весомости частных
показателей по тем же группам (имеется ввиду
весомость каждого частного показателя в
общей оценке технологичности, 2?г- =1).
Коэффициенты весомости определяют
экспертным путем по значимости показателей
технологичности. Для удельной трудоемкости
коэффициент весомости находится в пределах 0,25—
0,40; для удельной материалоемкости — 0,25—
0,35; для коэффициента охвата составных частей
изделия типовыми технологическими
процессами — 0,20—0,25; для коэффициента
унификации — 0,10—0,20.
Если по какой-либо группе показателей
предусматривается определение двух частных
показателей, то для комплексного показателя уровня
технологичности выбирают один, наиболее
важный: удельную трудоемкость изготовления
изделия, удельную материалоемкость
конструкции, коэффициент охвата составных частей
изделия типовыми технологическими процессами,
коэффициент унификации изделия.
Если комплексный показатель больше либо
равен единице — конструкция технологична,
если меньше единицы — требуются
конструктивно-технологические доработки с тем, чтобы
достигнуть технологичности конструкции.
Неуклонный рост производительности труда,
введение новых форм организации производства,
комплексная механизация и автоматизация
производства, создание новых изделий
холодильного машиностроения вызывают необходимость
рассматривать вышеуказанные базовые
показатели технологичности конструкций в динамике.
В последнее время заметно снизился
показатель 7И и увеличились показатели /Си.м, /С0.т.п»
is
/СсГ) и 7(у. Особенно быстрый рост наблюдается
у коэффициента охвата составных частей
изделия типовыми технологическими процессами
Кл т п- Эт° объясняется тем, что в отрасли
проводится большая работа по корректировке
документации на основе разработки и внедрения
типовых технологических процессов.
УДК 621.869.8.565.564.27.001.5
Исследование большегрузного рефрижераторного
контейнера с азотной системой охлаждения
М. М. ПОВАРЧУК
Всесоюзный научно-исследовательский институт
холодильной промышленности
В. В. ТРУТНЕВ, канд. техн. наук Г. М. ЛЕОНОВА,
канд. техн. наук А. И. ВИННИКОВ
Всесоюзный научно-исследовательский институт
гелиевой техники
Одним из направлений совершенствования
перевозок скоропортящихся пищевых продуктов
является применение крупнотоннажных
рефрижераторных контейнеров с азотной системой
охлаждения. Ее преимущества по сравнению с
машинным охлаждением: простота оборудования
и эксплуатации, широкий диапазон скоростей
охлаждения, лучшее сохранение исходного
качества продуктов. Однако сравнительно высокая
себестоимость жидкого азота и недостаточное
его п юизводство предъявляют высокие
требования к проектированию систем азотного
охлаждения.
В целях определения продолжительности
предварительного охлаждения пустого контейнера,
проверки работы системы в температурных
условиях, соответствующих перевозке охлажденных
и замороженных продуктов, и определения
истинных и эффективных значений расхода азота
при различных режимах работы установки
ВНИХИ совместно с ВНИИГТ исследован
контейнер массой брутто 20 т с азотной системой
охлаждения.
Принципиальная схема рефрижераторного
контейнера с азотным охлаждением
представлена на рис. 1. Теплоизолированная камера 1
габаритными размерами 5 X 2 X 2 м имеет
обычную для подвижных холодильных камер
конструкцию: между наружной и внутренней
металлическими стенками проложена
теплоизоляция из плит фреононаполненного
пенополиуретана.
Система азотного охлаждения смонтирована
в машинном отделении, расположенном
снаружи контейнера со стороны передней торцевой
стенки, и состоит из соединенных
последовательно трех сосудов 2 по 200 л каждый. На одном
из сосудов установлены испаритель 5,
предназначенный для подъема давления в нем, и
регулятор давления 4. При падении давления ниже
127,4 кПа открывается регулятор давления 4
и жидкий азот из сосуда начинает поступать в
испаритель. Когда давление в сосуде
достигает 127,4 кПа, регулятор давления
закрывается. Постоянное избыточное давление рр ~
= 157 кПа в системе поддерживается с помощью
регулятора давления 7, установленного на
газосбросной линии. Датчик температуры 10
располагают в грузовом объеме контейнера. Его
показания передаются регулятору температуры 5\
от которого поступает сигнал к регулирующему
клапану 8 на жидкостной линии, подающей азот
из сосуда 2 к распылительному коллектору 9.
Последний изготовлен из трубы с
просверленными в ней отверстиями для выхода жидкого
азота.
Система работает следующим образом.
При заполнении системы жидким азотом
давление в ней поднимают до рабочего. Регулятор
температуры настраивают на определенную
температуру. Если температура в контейнере пре-
Рис. 1. Принципиальная схема рефрижераторного
контейнера с азотной системой охлаждения.
3*
19
вадшает заданное значение, то датчик подает
сигнал на открытие клапана 8. При достижении
установленной температуры подается сигнал на
закрытие. Управление пневматическое. Азот для
пневматической системы отбирается из линии
газосброса.
Уровень жидкого азота в сосудах измеряли
дифманометром-уровнемером 6 мембранной
индикации ДУМП-100.
Испытания проводили в специальном боксе
на стенде ВНИХИ при температурах внутри
контейнера 0 и —20°С и постоянной температуре
окружающего воздуха, которая поддерживалась
с помощью безнакальных электрогрелок,
регулируемых контактными термометрами.
Среднюю температуру наружного воздуха и
внутри контейнера измеряли интегральными
ветвями из 14 медных термометров сопротивления
(в центре каждой стороны и в углах
контейнера). Поле температур определяли с помощью
установленных дополнительно термометров
сопротивления, схема расположения которых
показана на рис. 2. В качестве показывающего
прибора был использован миллиамперметр,
включенный в мостовую схему, со шкалой, про-
градуированной в градусах Цельсия.
В целях повышения точности при измерении
уровня жидкого азота к сосуду параллельно
со штатным уровнемером ДУМП-100 был
присоединен U-образный стеклянный дифманометр,
заполненный водой. Давление в сосуде
измеряли манометром.
Гидродинамические условия истечения
жидкого азота изменяли регулированием давления в
сосуде (от 127,4 до 255 кПа) и установкой
распылительных коллекторов различных
геометрических размеров. Для испытаний были
использованы два коллектора: один диаметром 12 X 1 мм
с 14 отверстиями диаметром 1,5 мм каждое
(наклон оси отверстия к горизонту 10°),
другой — диаметром 8 X 1 мм с 7 отверстиями
диаметром 1 мм каждое (наклон оси отверстий
к горизонту 5°).
По опытным данным получили следующие
основные характеристики: истинный и
эффективный расход жидкого азота, коэффициент
рабочего времени установки и распределение
температур в объеме контейнера.
Под истинным расходом подразумевается
количество израсходованного хладагента,
отнесенное ко времени впрыскивания, а под
эффективным — количество израсходованного
хладагента, отнесенное к общему времени работы
установки. Эффективный расход определяли
графическим дифференцированием кривой,
показывающей изменение количества жидкого азота
в сосуде во времени. Относительная ошибка
определения эффективного расхода 10%.
Коэффициент рабочего времени установки
представляет собой отношение рабочего времени
(времени впрыскивания жидкого азота) к
общему времени работы установки.
На рис. 3 показана продолжительность
охлаждения пустого контейнера при
использовании двух типов коллекторов. В режиме
охлаждения при использовании коллектора с 14
отверстиями (общая площадь отверстий 25 х
х 10"fi м2) наблюдается значительная
неравномерность температурного поля (о чем свидетель-
Рис. 2. Сх<ема расположения термометров
сопротивления:
а — общий вид контейнера; б — вид со стороны дверей.
20 W 60 50 Г10Г,минО 20 Щит
а о
Рис. 3. Зависимость продолжительности охлаждения
контейнера от типа коллектора:
а — коллектор диаметром 12X1 мм; б — коллектор диаметром
8X1 мм.
20
ствует разброс точек до 10—12°С), но этот
период непродолжителен и составляет 15—-20 мин.
При использовании коллектора с меньшей
площадью отверстий при том же давлении в сосуде
продолжительность охлаждения увеличивается
в 3—4 раза, но температурное поле более
равномерно: максимальная разность температур
в различных точках контейнера не превышает
5°С.
При работе в заданном режиме равномерность
температурного поля была примерно
одинаковой при использовании обоих коллекторов. При
установке регулятора температуры на 0°С
средняя температура воздуха в контейнере после
выхода на режим составила —1,5 С.
Максимальная температура (правый верхний угол
у двери) была —0,5°С, минимальная, на полу
в центре кузова, —2,8°С. При установке
регулятора температуры на —20°С средняя
температура воздуха в контейнере после выхода на
режим составила —22,8°С. Максимальная
температура (правый верхний угол у двери) была
— 18,8°С, а минимальная, в центре на полу
контейнера, —24,9°С. Изменение средней
температуры в контейнере показано на рис. 4.
Расход азота на охлаждение пустого кузова,
в пределах точности производимых замеров,
можно считать одинаковым для обоих
коллекторов. При охлаждении кузова от 35 до —2°С
он составляет 60 кг. В режиме термостатирова-
ния эффективный расход для обоих
коллекторов примерно одинаков — 12—15 кг/ч.
Расхождение расчетных и экспериментальных значений
эффективного расхода не превышает 10—12%.
Коэффициент рабочего времени установки за
период эксплуатации изменялся при
использовании коллектора диаметром 12 X 1 мм в
пределах 0,44—0,15, а коллектора диаметром
8 X 1 мм — от 0,66 до 0,44.
Анализ полученных экспериментальных
данных показал, что для одного и того же коллек-
30 1
20
10
"* 0
-w
-20
V 2
/
1
0,5
15
Рис. 4. Изменение температуры внутри
при установке регулятора температуры:
/ — на 0°С; 2 — на — 20°С.
2,5 Т,ч
контейнера
тора истинный расход зависит от давления в
питающем сосуде. Так, на коллекторе диаметром
12 X 1 мм при изменении давления от 147 до
235 кПа истинный расход азота изменялся от
65 до 100 кг/ч. Однако можно подобрать
геометрические размеры коллектора таким образом,
что при изменении давления в рабочем
диапазоне истинный расход будет практически
постоянен. Так, на коллекторе диаметром 8 X 1 мм
при изменении давления от 147 до 235 кПа
истинный расход составлял 29—32 кг/ч.
Проведенная работа показала, что изменяя
величину площади отверстий, можно
регулировать степень равномерности температурного поля
и продолжительность процесса охлаждения. Для
опытного образца контейнера массой брутто 20 т
на основании проведенных исследований
рекомендованы размеры коллектора с учетом
условий его эксплуатации.
УДК 628.84:681.142.004
Применение ЭВМ для управления системами кондиционирования воздуха
Канд. техн. наук И. П. НИКУЛЬЧА, И. Н. БЕСПАЛОВ,
В. Г. МУРАТОВ
Одесский технологический институт пищевой
промышленности им. М. В. Ломоносова
Решение больших народнохозяйственных задач
немыслимо в настоящее время без широкого
внедрения автоматизированных систем управления
и вычислительной техники. Важную роль играют
автоматизированные системы управления
технологическими процессами (АСУТП).
Применение в АСУТП электронных вычислительных
машин (ЭВМ) неограниченно расширяет
возможности автоматического управления.
Необходимо отметить четыре принципиально
новых момента, связанных с применением ЭВМ
в управлении технологическими процессами
[1]: резкое увеличение числа регулируемых
21
параметров (от двух — пяти в обычных
регуляторах до многих сотен, а в отдельных случаях
даже тысяч параметров); возможность
осуществления сложных алгоритмов управления;
универсальность, способность быстро
перестраиваться на новые алгоритмы управления;
благодаря наличию памяти возможность учета при
управлении не только нынешнего состояния
управляемого объекта, но и его предыстории.
Системы кондиционирования воздуха (СКВ)
являются типичным объектом управления
АСУТП. Им свойственно наличие большого
числа регулируемых параметров
(многозональные разветвленные СКВ), в их работе имеют
место оптимальные режимы, при которых
затраты тепла и холода на обработку воздуха
минимальны [3, 5], во многих случаях от СКВ
требуется высокая точность регулирования.
Применение ЭВМ в АСУТП
кондиционирования воздуха (АСУТП KB) делает реально
возможной оптимизацию работы СКВ. При
конкретных параметрах наружного воздуха и
данных тепло- и влаговыделениях в
кондиционируемых помещениях существует оптимальная
последовательность (режим) обработки воздуха,
при которой затраты тепла и холода минимальны
[3, 5]. Если СКВ работает не в указанном
режиме, то это неизбежно приводит к перерасходу
тепла и холода. Определение оптимального
режима работы СКВ представляет определенную
трудность, однако в условиях АСУТП KB
эта задача,, так же как и другие, решается
сравнительно легко.
В процессе управления работой СКВ
вычислительная машина выполняет следующие
функции:
автоматическое регулирование параметров
воздуха в кондиционируемых помещениях;
оптимизацию работы СКВ;
автоматический контроль и регистрацию
параметров в различных точках СКВ.
Система управления может быть организована
по двух- или одноуровневому принципу.
При двухуровневом принципе на нижнем
уровне работают обычные регуляторы, на
верхнем уровне ЭВМ обеспечивает расчет
оптимального режима работы СКВ и выдает команды
«подведомственным» ей регуляторам нижнего
уровня. При одноуровневом принципе ЭВМ
берет на себя решение всех задач управления,
в том числе и функции регуляторов нижнего
уровня. Это принцип непосредственного
цифрового управления (НЦУ).
Двухуровневый принцип отличается тем
преимуществом, что при выходе из строя ЭВМ или
случайной ошибке в ее работе (сбое) произойдет
лишь ухудшение экономических показателей
процесса при сохранении его устойчивости и
гарантии от аварии. Вместе с тем при этом
принципе требуется больше аппаратуры на систему
управления.
Большая надежность современных ЭВМ
позволяет использовать для управления
одноуровневый принцип.
При решении задач регулирования и
контроля приходится иметь дело с большим
количеством управляемых и контролируемых
параметров. Так, например, в СКВ
производительностью 1000—1500 тыс. м3/ч их количество
достигает 100—200. Улучшения качества
регулирования на базе ЭВМ можно достигнуть
сочетанием количественного и качественного
регулирования кондиционеров, реализацией
комбинированного принципа регулирования (по
отклонению и возмущению) путем измерения или
расчета величины основных возмущений (теп-
лопоступлений через ограждения,
сосредоточенных тепло- и влаговыделений в
помещениях и др.).
Оптимизация работы СКВ заключается в
решении следующих задач: определение
оптимальной в данный момент последовательности
обработки воздуха в кондиционерах (оптимального
режима) по минимуму затрат тепла и холода;
оптимизация работы холодильной станции по
минимуму энергозатрат; оптимизация работы
других агрегатов (например, утилизаторов
тепла и холода).
Рассмотрим алгоритм решения одной из
указанных оптимизационных задач — определение
оптимальной последовательности обработки
воздуха в кондиционерах (оптимального режима).
Эта задача может быть решена по-разному.
Например, с помощью /^-диаграммы [3, 5].
В условиях АСУТП ее можно решить
относительно просто путем непосредственного
вычисления коэффициента полезного действия
(КПД) СКВ. Для кондиционера, работающего
на помещение (зону, группу помещений),
составляют уравнения тепло- и массобаланса:
Fi Си. tn,tY,dRtdnt dy, G, \ilt \x2, |ip, ^o6, \xx) = 0,j
F, (dH, dn, dy, tR, ty, G, \ilt |яр, |i06> Их) =0, J
где tn, tn, ty — температура наружного,
приточного, уходящего воздуха, °С;
du, du, dy — влагосодержание наружного,
приточного, уходящего воздуха, г/кг;
G —общий расход воздуха в системе;
«Hi, {Ч' М-р» Иоб> Их— положение (степень открытия)
регулирующих органов калориферов
первого и второго подогрева,
рециркуляции, обвода камеры
орошения, подачи холодной воды на
смешение (изменяется в пределах от
0 до 1).
В качестве критерия оптимальности выбираем
КПД СКВ т] [21:
f\ (^гь ty, dn, dyy G)
^ /а Сн> tn, ty, dH du, dy, G, M-i» Иг> Ир» Иоб> Их)
= max. B)
22
Числитель выражения B) отражает полезные,
знаменатель — общие энергозатраты.
Неизвестными в уравнениях A) являются
M'l» И*2г М'р» И^об» М^х- Их аналитическое
определение из системы A) не представляется возможным,
так как неизвестных больше, чем уравнений.
Система уравнений A) решается на ЭВМ
методом перебора.
Поиск оптимальной последовательности
обработки воздуха в работающем кондиционере,
регулируемом двумя автоматическими
регуляторами — температуры РТ и относительной
влажности РВ, которые стабилизируют
температуру t и относительную влажность ер в
помещении, происходит в следующем порядке (см.
рисунок). Измеряют величины tUJ dH, /п, dn,
tyi dy, G (расход G измеряется только при
количественном регулировании) и полученные
значения подставляют в систему A). Ее решение
методом перебора заключается в определении
всех возможных вариантов положений
регулирующих органов, при которых выполняются
равенства A). К примеру, задавшись ji2 =
== jLtp == \io0 ^ |ях = 0, ищем значение \хъ
удовлетворяющее уравнениям A). Если оно
существует, то для него по выражению B)
подсчитываем значение КПД. Результат запоминается.
Затем, задавшись \хг = fxp = (io6 = |лх = 0,
повторяем описанную процедуру для \i2 и т. д.
Закончив перебор всех комбинаций по одному
регулирующему органу, приступаем к перебору
комбинаций по два регулирующих органа.
Например, задавшись \хр = \ioG = f^x = 0, ищем
значения \it и ji2, при которых выполняются
равенства A), и если они существуют, то по
выражению B) определяем значение КПД, которое
запоминается. В дальнейшем эта процедура
повторяется для всех комбинаций из пяти по два.
Затем в описанной последовательности
перебираем все комбинации по три и по четыре
(по пять на практике не встречаются).
Поиск внутри каждого варианта
осуществляется по методу градиента по стандартной
программе. Всего приходится перебрать 30
вариантов, некоторые из которых являются
допустимыми. Из них выбирается варианте максимальным
КПД, который и будет оптимальным. На этом
процесс поиска заканчивается.
По окончании процесса поиска сравнивается
оптимальный вариант положений
регулирующих органов с имеющимся. В случае их
несовпадения ЭВМ подает команды на перестановку
регулирующих органов и переключение
регуляторов РТ и РВ.
Задача определения оптимальной
последовательности обработки воздуха решается
периодически для каждого из работающих
кондиционеров.
"ё
Ы/Uf
§+Щ±^ш?
Щ II щ
Теплоносителе Гаааностш?/1*/'1
I
I
I
L__
К исполнительный
механизмам
J I
(l.a)
Функциональная схема СКВ.
Следует отметить, что регуляторы РТ и РВ
могут быть как самостоятельными (при
двухуровневом принципе), так и реализованными
в ЭВМ (при НЦУ).
Рассмотрим описанный выше алгоритм более
подробно.
Система уравнений A) в явном виде запишется
так:
A - |ip) Kcyty - cHtH) +2,49 (dy- dH)] - ^
- [(Cyty - cutn) + 2,49 (dy - du)] - ctMx -
— c2Mt — A — Цоб) Л'з — (°n + Ирсу) д/в = 0,
A — Ы (dy—dn) — (dy—dn)—(l — Ноб) А^з = 0,'
где су, сн, сп, clf c2 — удельная теплоемкость воздуха
уходящего, наружного, приточного,
после калориферов первого и
второго подогрева, кДж/(кг-К);
А^, Д/2, Д^в — приращения температур воздуха в
калориферах первого и второго
подогрева, в воздуховоде и
вентиляторе (Мв = 1 + 15), СС;
Д/3, Д^з — приращения удельных энтальпии,
кДж/кг, и влагосодержания, г/кг,
воздуха в камере орошения.
Величины Atl9 А*3, &t2 и Ad3 являются
функциями искомых переменных \ilf jx2» И-р, И-об»
\ix, конструктивных и режимных параметров
калориферов и камеры орошения и
определяются по общеизвестным методикам.
Выражение B) в явном виде запишется так:
(gy*y — cnfn)+2,49 (dy — rfn) __ .
л = —n—; Ti—;—Та ч i л •—г = тпах. (z, й)
В качестве примера рассмотрим СКВ
сушильной камеры для колбас на Котовском
мясокомбинате (Одесская область). На сушильную
камеру объемом 840 м3 работает кондиционер
КТ-30. Определим оптимальную
последовательность обработки воздуха при следующих
исходных условиях: tH = 6°С, tn = 12,9°С, /у =
- 15°С, dH = 2 г/кг, dn = 5,7 г/кг, dv =
= 6 г/кг, G - 30000 м3/ч = 8,333 кг/с,
максимальный расход теплоносителя через каждый
калорифер 1 кг/с, максимальный расход холод-
23
ной воды 16,666 кг/с, температура горячей воды
90°С, температура холодной воды 6°С.
Задачу решали на ЭВМ типа «Наири». В
результате перебора 30 вариантов установили,
что восемь из них удовлетворяют системе Aа).
Для них по выражению Bа) определили КПД,
которые оказались следующими (в %): 19,23;
47,24; 36,16; 47,42; 21,42; 46,81; 30,42; 30,37.
Оптимальным является вариант, в котором КПД
имеет максимальное значение, т. е.
т] = 47,42% = max.
Для этого варианта получено:
(Лр - - 1, \хг = 0, и2 = 0,1, (Lt0G = 0.26, \ix = 0.
Это означает, что клапан рециркуляции
следует полностью открыть, клапаны калорифера
первого подогрева и холодной воды —
полностью закрыть, управление клапаном |х2
поручить регулятору РТ, а клапаном \io6 —
регулятору РВ.
На поиск оптимального режима затрачено
всего 2—3 мин.
Рассмотрим экономический аспект
применения ЭВМ в управлении технологическими
процессами кондиционирования воздуха.
В АСУТП применяют не универсальные ЭВМ,
а так называемые управляющие вычислительные
машины (УВМ). Одна из особенностей
последних УВМ— наличие в их составе устройств
связи с объектом (УСО). В настоящее время
отечественная промышленность выпускает УВМ
в довольно широком ассортименте: СМ-1, СМ-2,
СМ^З, СМ-4, М-6000, М-7000, Саратов II и др.
На базе этих машин составлены типовые
управляющие вычислительные комплексы (У В К)
разной «мощности». Так, например, на базе М-6000
создано 24 таких комплекса, на базе СМ-1 —
7 комплексов [4]. Стоимость УВК в зависимости
от их возможностей колеблется в очень широких
пределах: от 10 до 300 тыс. руб.
Применение УВМ для управления СКВ на
практике может быть реализовано в различных
формах:
УВК используется только для управления
СКВ;
УВК управляет другими технологическими
процессами, а управление СКВ происходит
на долевых началах;
универсальная ЭВМ решает задачи АСУП
(автоматизированная система управления
предприятием), а управление СКВ происходит на
долевых началах, в этом случае УСО
приобретают отдельно.
В последних двух случаях система управления
СКВ фактически является функциональной
подсистемой более крупной АСУ. В этих же
случаях стоимость технических средств для
управления СКВ несколько снижается, особенно если
учесть, что ЭВМ не всегда загружены на 100%
решением своих прямых задач.
Экономически не всегда оправдано
применение УВМ для управления СКВ, особенно для
малых СКВ.
С учетом всех статей капитальных и
эксплуатационных затрат, а также экономического
эффекта, получаемого от оптимального
функционирования СКВ в условиях АСУТП, нами
получена формула, позволяющая оценить
экономическую целесообразность применения УВМ для
управления СКВ:
при непосредственном цифровом управлении
0,613С0 4- Сэ + С3 < 561/ |- 370п; C)
при двухуровневом принципе управления
0,613C0 -f Сэ+С3<56У, D)
где С0 — стоимость УВК или долевого участия, руб.;
Сэ — стоимость электроэнергии, руб/год;
С3 — зарплата персонала, руб/год;
V — суммарная производительность СКВ по
воздуху, тыс. м3/ч;
п — количество кондиционеров, входящих в СКВ.
Условия C) и D) получены в предположении,
что система должна окупить себя в самом
худшем случае за 3 года [6]. Слагаемое 370 п
отражает затраты при типовой схеме
автоматизации СКВ, а слагаемое 56 V — экономический
эффект, получаемый от введения оптимальных
режимов.
В разрабатываемой авторами АСУТП KB
система кондиционирования воздуха состоит из
19 центральных кондиционеров общей
производительностью по воздуху 1230 тыс. м3/ч.
Работа кондиционеров регулируется по методу
«точки росы». Переход на оптимальную
последовательность обработки воздуха дает
экономический эффект в размере 68 800 руб/год.
Стоимость УВК № 3 на базе УВМ М-6000
составляет 71700 руб. [4]. Стоимость
электроэнергии и зарплата обслуживающего персонала
при двухсменной работе согласно [4 ] —
соответственно 556,8 и 6240 руб/год. Следовательно,
условия C) и D) выполняются. Срок
окупаемости разрабатываемой системы составляет
1,85 года.
Возможность эффективного решения задач
управления СКВ с помощью ЭВМ создает
предпосылки для их широкого применения в этих
целях.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Глушков В. М. Введение в АСУ. Киев, Техшка,
1972.
2. К а р п и с Е. Е. Повышение эффективности работы
системы кондиционирования воздуха. М., Строй-
издат, 1977.
3. К р е с л и н ь А. Я. Автоматическое
регулирование систем кондиционирования воздуха. М., Изд-
во лит. по стр-ву, 1972.
24
4. Номенклатурный перечень изделий НПО
«Импульс». Северодонецк, НПО «Импульс», 1978.
5. Рымкевич А. А., Халамейзер М. Б.
Управление системами кондиционирования воздуха.
М., Машиностроение, 1977.
УДК 536.24.001.5:655.39
Канд. техн. наук В. П. ЧЕПУРНЕНКО, А. Е. ЛАГУТИН,
канд. техн. наук В. В. ЛИСИН
Одесский технологический институт холодильной
промышленности
Большинство экспериментальных методов
определения температурных полей поверхностей,
основанных на измерении локальных значений
температур с помощью одиночных датчиков,
не обеспечивают требуемой точности.
Конструкции теплообменных элементов зачастую не
позволяют разместить достаточное количество
датчиков в необходимых для измерения точках
поверхности, а сами датчики искажают
температурное поле. Кроме того, наличие большого
числа датчиков приводит иногда к
недопустимой задержке всей программы испытаний.
Авторами разработан способ измерения
температурных полей ребристых элементов с
помощью холестерических жидких кристаллов.
Применение этих кристаллов для технической
термографии основано на изменении их
оптических свойств (в частности, спектра селективного
отражения) даже при незначительном
отклонении температуры, вплоть до 0,01°С [3 ]. Сложные
органические молекулы холестерических
жидких кристаллов образуют тонко
уравновешенные пространственные спиралевидные
структуры, важнейшие характеристики которых (шаг
спирали, параметр порядка и т. д.) также
зависят от температуры [1].
Предварительно экспериментально определяли
зависимость спектра селективного отражения
холестерических жидких кристаллов от
температуры. При этом использовали скоростной
спектрофотометр, который может быть применен
как для градуировки жидкокристаллических
материалов, так и для анализа результатов
исследований, зафиксированных на обратимую
цветную фотопленку. Принцип измерений был
основан на том, что интенсивность рассеиваемого
света достигает максимума при совпадении длины
волны, соответствующей максимальному
отражению изучаемого материала при заданной
температуре, с длиной волны источника
монохроматического света. Сканирующий монохрома-
тор разлагал излучение от лампы накаливания
в спектр и развертывал его. Луч света проходил
через щель, отражался от отклоняющегося зер-
6. Технико-экономическое обоснование
АСУТП. Руководящий технический материал.
Одесса, ВНПО «Пищепромавтоматика», 1976.
кала и падал на образец жидкого кристалла,
заключенный между нагревательным столиком
и защитной стеклянной пластинкой. Далее
отраженный луч с помощью оптической системы
микроскопа фокусировался на фотокатоде
фотоумножителя. Таким способом образец освещался
монохроматическим светом, причем его
температуру плавно изменяли во времени. Пики
интенсивности наблюдались с помощью
чувствительных фотоприемников. Интенсивность t,
зависящую от длины волны А,, фиксировали
на осциллографе С-1-15 и фотографировали
через определенные промежутки времени (т. е. при
, определенных температурах).
Прибор градуировали по ртутному спектру
4358 А (фиолетовая линия), 5461 А (зеленая
линия), 5765 А и 5790 А (желтый дуплет).
Температуру измеряли с помощью медь-кон-
стантановой термопары, спай которой был по-
[ мещен в образец жидкого кристалла,
заключенный между зачерненной поверхностью столика
) и защитным стеклом. Под наблюдением была
область диаметром 0,5 мм, примыкающая не-
) посредственно к спаю термопары.
Конструкция измерительной ячейки позволяла получить
в ее центральной части однородное
температурное поле диаметром не менее 5 мм.
Результаты калибровки (рис. 1) показали,
что рабочий диапазон температур
холестерических жидких кристаллов составляет 4,1—4,5°С
i (соответственно интервалы температур 23,2—
i 27,3 и 27,2—31,7°С). Это является достаточным
для решения поставленной задачи. При этом
i обеспечивается средняя точность визуального
i определения температуры 0,12°С. Характер из-
с менения калибровочных кривых (см. рис. 1)
указывает на то, что в зоне сине-фиолетового
) спектра (к = 400 -f- 500 нм) малому изменению
i длины волны соответствует большой интервал
) температур. Это явление уменьшает точность
i определения температуры в указанном
диапазоне длин волн. Поэтому при испытаниях для
более точного нахождения температуры
исследуемых объектов кормовую зону ребра
покрывали слоем кристаллов, нижний температурный
i диапазон которых соответствовал среднему зна-
1 чению температурного интервала кристаллов,
нанесенных в лобовой зоне. В результате внеш-
Термографическое исследование поверхностей теплообмена
4 Холодильная техника № 5
25
i,r
31
SO
29
28
27
26
25
2*
23
\ / ,
25,2 V
•23,6 °C
24,05
?00 500 600 A.hm
Рис. I. Зависимость спектра холестерических жидких
кристаллов от температуры:
I _ 27,2 — 31,7°С; 2 — 23,2—27,3°С.
них либо внутренних теплопритоков окраска
кристаллов, нанесенных тонким (до 0,0002 м)
слоем на исследуемую поверхность, изменялась.
Полученные термограммы фотографировали на
цветную обратимую фотопленку марки «Орво-
хром».
Цвет термоиндикатора зависит также и от
состава лучей, которые его освещают. Это связано
с различным распределением лучистой энергии
в спектрах дневного света и лампы
накаливания. Таким образом, с изменением спектра
освещения возможны искажения цветопередачи и,
соответственно, ошибка в определении
температуры. Чтобы учитывать это явление, было
изготовлено градуировочное устройство, служащее
тарировочным атласом цветов, которые
фотографировали совместно с объектом исследования
на один кадр. Значения температур, полученные
с помощью жидких кристаллов, сверяли с
показаниями термопар. Относительная
погрешность примененного ряда термоиндикаторов
составляла 0,1—0,4%. Проведенные
сопоставления показали приемлемость данного метода для
определения температуры поверхности.
В качестве объекта исследования
использовали теплообменный ребристый элемент,
изготовленный методом литья под давлением [5].
Диаметр основной трубы элемента 32 X 2 мм,
диаметр трубы у основания ребер 35 мм,
диаметр ребра 105 мм, толщина ребра у основания
2,5 мм и у вершины 1,5 мм.
Экспериментальные исследования проводили
Рис. 2. Распределение температур по поверхности
одиночного ребра:
а — иу = 6.7 м/с; б — ш=13 м/с.
в аэродинамической трубе. Воздух в канал
трубы подавали центробежным вентилятором
с приводом от электродвигателя постоянного
тока. Это обеспечивало плавное изменение
расхода и, соответственно, скорости воздуха. Для
создания равномерного поля скоростей перед
измерительным участком устанавливали
успокоитель. Расход воздуха измеряли двумя
независимыми способами — с помощью массметра
и трубки Прандтля.
Измерительный участок представлял собой
прямоугольный канал, выполненный из
органического стекла, сечение которого определялось
геометрическими размерами исследуемого теп-
лообменного элемента. Температуру воздуха на
входе в этот участок измеряли тремя
термопарами, подогрев воздуха — с помощью двадцати-
спайной дифференциальной гипертермопары, тер-
мо-э. д. с.— потенциометром Р-363.
Результаты распределения температур по
поверхности ребра (рис. 2) были использованы при
определении локальных значений
коэффициентов теплоотдачи [2, 4 ] от отдельных участков
поверхности ребра к воздуху. Для этой цели
на одном из участков поверхности ребристого
элемента устанавливали нагреватель для
местного подвода тепла. В процессе опытов
ориентацию указанного участка поверхности
относительно потока воздуха меняли.
Таким образом установлено изменение
локальных значений коэффициентов теплоотдачи
по поверхности ребра при поперечном
обдувании его потоком воздуха (рис. 3).
Характер кривой, представленной на рис. 3,
объясняется аэродинамической особенностью
омывания отдельных зон поверхности ребра
потоком воздуха. Формирование пограничного
слоя воздуха у поверхности происходит при
переменных значениях скорости и давления
потока среды. При этом максимальная скорость
достигается в экваториальной зоне (ф = 90°),
26
°9^ср\
1,6
1,2
0,8
т
I _ J__ I....
\ mf?
^70° У
\\о 1
L 1 L,
1 _ 1
1 1
Я7
/^
/Я7
Рис. 3. Относительное изменение коэффициента
теплоотдачи по окружности ребра теплообменного элемента.
затем она уменьшается по направлению потока
при одновременном повышении давления. В
связи с этим создаются благоприятные условия для
разрушения пограничного слоя воздуха и
интенсификации теплообмена в кормовой зоне ребра.
В результате исследований установлено:
термографический метод определения
температурных полей теплообменных элементов
позволяет с высокой точностью получить тепловые
характеристики оборудования;
для всех значений числа Re теплообмен у
вершины ребра более интенсивен, чем у его
основания;
максимальные значения коэффициента
теплоотдачи зафиксированы в экваториальной зоне
(Ф = 80 -г- 90°) при Re = 5250 (w = 13 м/с);
максимальные значения теплового потока
имели место в зоне ребра (ф = 80 -г- 120°) из-за
высоких значений температурного напора и
интенсивной теплоотдачи.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. А б р а м о в и ч Б. Г., К а р т а в ц е в В. Ф.
Цветовые индикаторы температуры. М., Энергия,
1978.
2. Исаченко В. П., Осипова В. А., С у -
комел А. С. Теплопередача. М., Энергия, 1969.
3. К а п у с т и н Л. П. Электрооптические и
акустические свойства жидких кристаллов. М., Наука, 1973.
4. Скринска А. Ю., Жукаускас А. А.,
Стасюлавичюс Ю. К. Экспериментальное
исследование локальных коэффициентов теплоотдачи
спирально оребренных труб. — Труды АН Литовской
ССР, серия Б, 1964, № 4 C9).
5. Ч е п у р н е н к о В. П., Лисин В. В.
Изготовление ребристых поверхностей воздушных
аммиачных конденсаторов методом литья под
давлением. — В кн.: Холодильная техника и технология,.
Киев, 1970, вып. 10.
УДК 621.515.041.001.5:518.5
Математическая модель ступени холодильного
центробежного компрессора
Канд. техн. наук Н. Н. БУХАРИН
Ленинградский технологический институт
холодильной промышленности
Для расчета и оптимизации холодильного
центробежного компрессора необходимо знать
характеристики отдельных ступеней, из которых
он может быть скомпонован [1, 2].
Такие характеристики могут быть получены
с помощью либо физического, либо численного
эксперимента. Возможности физического
эксперимента, как правило, ограничены чисто
техническими причинами, вследствие чего он не
может быть проведен во всех необходимых
случаях. Поэтому в последнее время особое внимание
уделяется численному эксперименту,
осуществляемому на ЭЦВМ с помощью математических
моделей физических объектов.
Математическая модель ступени холодильного
центробежного компрессора представляет собой
математический объект в виде замкнутой
системы уравнений, соответствующий данному
физическому объекту. Важным преимуществом
математической модели является возможность
проведения исследований при различных условиях,
с разными законами их изменения, для
различных вариантов конструктивных решений.
Математическая модель всегда гарантирует
отыскание оптимальных решений [б]. Кроме того,
она может быть использована в виде подсистемы
в моделях более высокого ранга [3], в частности,
холодильного многоступенчатого центробежного
компрессора, холодильной турбокомпрессорной
машины, холодильной системы.
Для замыкания системы уравнений в
математическую модель закладывают результаты
физического эксперимента. Для модели ступени —
это потери в элементах проточной части и
коэффициент теоретического напора рабочего колеса,
представленные в виде аналитических
аппроксимаций.
При создании многоступенчатой машины все
ступени центробежных компрессоров
экспериментально отрабатывают в лабораториях. В
связи с большим числом возможных вариантов
проточной части и, особенно, сочетаний
различных элементов необходимо проводить большое
4*
27
количество экспериментов, что осложняет
анализ и обобщение полученных результатов и
повышает стоимость работы. Применение
унифицированных элементов проточной части
значительно ускоряет работу, в первую очередь за
счет сокращения ее объема, однако и в этом
случае количество экспериментов остается
значительным.
Отладка может быть облегчена, если
оперировать не характеристиками ступеней в целом,
а характеристиками их элементов.
Такой подход позволяет по опытным
характеристикам элементов рассчитать на ЭВМ
характеристику ступени, в состав которой входят
эти элементы в любом сочетании. Это во много
раз сокращает объем экспериментальных работ,
так как отладку будут проходить только
ступени с наилучшими расчетными
характеристиками.
Погрешность указанного подхода
определяется возможным взаимным влиянием элементов
проточной части на их характеристики. Однако
исследования ступеней фреоновых
центробежных компрессоров, выполненные в ЛТИХП,
показывают, что применительно к ступеням
стационарного типа с безлопаточным диффузором
или протяженным (свыше 5%) кольцевым
безлопаточным участком между колесом и лопаточным
диффузором это взаимное влияние практически
неощутимо даже при высоких Ма, доходящих
до 1,6.
Система уравнений, составляющих
математическую модель, описывает
термогазодинамические процессы в элементах проточной части.
Решение этой системы позволяет определить
как параметры интегральной характеристики
ступени, так и значения скоростей, давлений,
углов потока во входных и выходных сечениях
элементов ступени.
Модель реализована на языке Алгол-60 (ГДР)
применительно к ЭЦВМ БЭСМ-6.
Число уравнений, входящих в модель,
превышает 150. Поэтому представлена лишь
укрупненная блок-схема (рис. 1).
В блоке / расположены многократно
используемые подсистемы в виде процедур,
позволяющих определить коэффициенты сопротивления
элементов проточной части, термодинамические
и калорические параметры состояния рабочего
вещества. В основу определения параметров
состояния положено уравнение Боголюбова-Май-
ера и уравнение, аппроксимирующее изохорную
теплоемкость вещества в идеально-газовом
состоянии в зависимости от температуры [4].
В блок 2 вводят исходные данные — массивы
коэффициентов уравнения состояния, изохорной
теплоемкости, аппроксимации коэффициентов
сопротивления элементов проточной части и гео-
Лроцедуры определения термодинами-
ч ее них параметров- и коэффициентов
сопротивления элементов проточной
части ступени
т.
Вдод исходных данных и масс и Зоб \
j__
\В6од Величин перВого придал и/кенияМ^к^щ^А
Ъ
Определение уги, I * &} <эп
Е
Определениер0,с0, Х„-0,пГи_е
-«¦-
Да
51
¦О
Определение
>
Mco=t
—АДа
Определение y>ftf
_
6.А
^1и^1идопУ-
Нет
\Да
Да
Определение мфЛрн* lo-z,hr0.z
3___
12
<L
7.1]
определение
\Pz,Pz>Po
Шт
Определение pz,p2 Уиг
I
8.1\
йКг^КгдопУ
Нет
Да
Определение (?Zycz,Mcz,a2?c3}ND3,rinSMt
Ъг-к г пг2-к у Рн> Як*, Чпоак I
Е
ЮшпределениерХ, 4> *
Щ
X
\ЩШ5доп У~
\Да
Нет
Печать результатов
Конец
Рис. 1. Блок-схема программы
метрические параметры ступени, а затем
заданные значения условного числа Маха Ми и
коэффициента расхода ф2г, для которых проводится
расчет.
В связи с тем что решение системы уравнений,
входящих в модель, осуществляется итеративно,
в начале расчета в блоке 3 задаются значениями
первого приближения таких величин, как
показатель изоэнтропы k, окружная составляющая
коэффициента расхода при входе в колесо цIи ,
число Маха по скорости при выходе из входного
устройства Мсо и коэффициент kv2 уменьшения
28
удельного объема при выходе из рабочего
колеса.
В блоке 4 на основе этих данных определяются
полная удельная работа ступени /*, массовая
производительность компрессора G,
коэффициент теоретического напора ц>2а и число
политропы сжатия ап = п/(п — 1) (п — показатель
политропы сжатия ступени).
В блоке 5 решается система уравнений, из
которой определяются коэффициент
сопротивления ?и_0 входного устройства, удельная работа
потерь в нем ^г _ , скорость с0 и давление р0
при входе в колесо. В связи с тем, что на
режимах высоких значений Ма возможно запирание
входного устройства, при Мсо = 1
предусматривается изменение последовательности расчета.
На таком режиме работы массовая
производительность ступени будет зависеть только от
входного устройства, а это, в свою очередь,
будет однозначно определять kv2. Запирание
входного устройства, как показывают
экспериментальные исследования, может привести к
тому, что kv2 станет меньше единицы, а давление
за колесом р2 меньше давления перед ступенью
В блоке 6 значение cplw уточняется и, если оно
лежит в пределах требуемой точности, то расчет
продолжается в блоке 7, где находятся
параметры, характеризующие режим работы
колеса,— коэффициент реакции р, приведенная
скорость при входе на лопатки колеса фь
коэффициент сопротивления ?0_2, угол потока при
входе в колесо в относительном движении ($2
и угол натекания ?рк, а также удельная работа
потерь hr ^ в колесе. Если Мсо < 1, то в
блоке 8 находятся плотность р2 и давление р2
за колесом, а затем kv2. При Мсо = 1
управление передается на оператор 7.2, в котором по
известному значению kr2 определяются р2, р2
и давление перед колесом /?0 с учетом потерь
в нем.
В блоке 9 рассчитываются параметры потока
при выходе из колеса и в диффузорной системе:
приведенная ф2 и абсолютная с2 скорости при
выходе из колеса, число Маха Mc2i угол выхода
потока из колеса а2, абсолютная скорость с3
при входе на лопатки диффузора и число Маха
Л4г3, параметр диффузорности косого среза пкс лд
коэффициент сопротивления диффузора ?2_к и
удельная работа потерь в нем /lr.,_.., а также
полное давление р* при выходе из диффузора.
После этого вычисляются степень повышения
полного давления л* и политропный КПД
т]*ол к ступени в целом. Затем в блоке 10
находятся плотность р* заторможенного потока
при выходе из ступени, уточненное значение
числа изоэнтропы о& = k/(k— 1) и ее
показателя k. Ввиду того что при значениях ky
близких к единице, даже небольшое его изменение
ощутимо влияет на величину as, проверка
точности ведется по этому параметру.
Все системы уравнений, входящих в
математическую модель, решаются итеративным путем,
поэтому в каждом цикле операторы 5.3, 6.1,
8.1, 10.1 сравнивают полученную точность
результата с допустимой. Если точность
недостаточна, то решение системы продолжается при
новом значении искомого параметра.
Отметим, что практически во всех случаях
присвоение искомому параметру для i + 2-й
итерации значения, полученного при i + 1-й
итерации, приводит к расходящемуся процессу.
Избежать этого можно, если формировать новое
значение переменной X из зависимости
Xi+t=Xt + (Xt-Xi + i)/N.
Значение N > 1 подбирают опытным путем.
В рассматриваемом случае N = 5 —• 10.
Как видно из структуры рассмотренной
модели, она позволяет получить газодинамические
характеристики ступени практически при любых
условиях, которые могут иметь место в
холодильном центробежном компрессоре.
Подготовка экспериментальных данных,
необходимых для замыкания системы уравнений,
входящих в математическую модель, имеет свою
специфику. В связи с тем что исследования
обычно проводят на экспериментальной ступени
при нескольких фиксированных значениях
числа Ми, опытные характеристики элементов
необходимо представить в «естественных»
координатах в зависимости от условий при входе.
Эти условия однозначно определяются двумя
независимыми параметрами — числом Маха по
скорости во входном сечении элемента
где a>j — относительная скорость при входе в рабочее
колесо;
ах — скорость звука на входе в рабочее колесо,
и углом натекания
*рк = Ргл — Pi*
где р1Л — лопаточный угол входа в рабочее колесо;
Рг — угол входа потока в рабочее колесо в
относительном движении.
Для лопаточного диффузора, как показали
экспериментальные исследования, при
изменении угла установки профилей а3л в пределах
17—11° все потери могут быть обобщены в виде
зависимости коэффициента сопротивления ?0_2
от числа Мс3 при входе на лопатки
29
где а3 — скорость звука на входе в диффузор,
и параметра диффузорности косого среза
п — ^ВХ. ЛД
Икс.лд- ^D363sina3 >
где FBX. лд — площадь входного сечения лопаточного
диффузора;
D3 — начальный диаметр диффузора;
Ь3 — высота лопаток диффузора;
аз — Уг°л потока на входе в диффузор.
Характеристики этих элементов в виде ?0_о =
= /(*рк, Mwl) и ?2_к = / (Лкс.лд. Мс3),
представленные на рис. 2, а, б, построены путем
интерполяции зависимостей, полученных
непосредственно из опыта.
Характеристики входного устройства (см.
рис. 2, в) получают аналогично, с той только
разницей, что все потери относятся к выходному
его сечению, где скорость потока наибольшая.
Это позволяет своевременно определить момент
запирания при Мс0 = 1 и внести изменения
в последовательность расчета.
Коэффициент теоретического напора рабочего
колеса ф2и = / (ф2г, Ми) показан на рис. 2, г.
Для введения в модель ступени
экспериментальные характеристики представляют в виде
аппроксимаций, которые в целях сокращения
времени расчета выполняются с использованием
быстровычисляемых ортогональных
многочленов Чебышева. Массивы коэффициентов
аппроксимации вводят в память машины, а
коэффициенты сопротивления каждого из элементов
определяют с помощью унифицированной
процедуры, одинаковой для всех случаев.
Соответствие математической модели
конкретной ступени холодильного центробежного
компрессора проверяли на ступени, имеющей
следующие геометрические и конструктивные
параметры.
Рабочее колесо: лопаточный угол при выходе
из колеса р2л = 45°; zxlz2 = 12/24 (гь г3 —
количество лопаток при входе и выходе из
колеса); b2ID2 = 0,0328 (D2, b2 — соответственно
диаметр и высота лопаток при выходе из
колеса).
Лопаточный диффузор: лопаточный угол при
входе в диффузор
азл — 17°', число лопаток при
входе в диффузор г3= 22; D3/D2 = 1,15;
DJD3 = 1,23 (D4 —выходной диаметр
лопаточного диффузора); D0/d0 = 1,67 (D0,d0 —
•соответственно периферийный и втулочный
диаметры при входе в колесо). Характеристики
этих элементов даны на рис. 2.
Результаты расчета, представленные на рис. 3
в сопоставлении с экспериментальной
газодинамической характеристикой ступени при Ми =
= 0,815-^1,43, показывают, что практически
во всем диапазоне характер протекания
расчетных и экспериментальных кривых одинаков.
30;
Рис. 2. Характеристики элементов проточной части:
а, г — рабочего колеса; б — лопаточного диффузора; в —
входного устройства.
Рис. 3. Интегральная газодинамическая
характеристика ступени:
— расчет; эксперимент
Расхождение расчетных величин КПД п*
"пол. к
и степени повышения давления я* не
превышают 2%. При Ми = 1,32-г- 1,43 расчетные
характеристики сдвинуты в сторону больших
расходов на 1—3%.
Полученные погрешности вполне допустимы
в инженерных расчетах и могут быть уменьшены
при более точной интерполяции
экспериментальных данных по характеристикам элементов
проточной части.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. К а л н и н ь И. М. Применение ЭВМ для расчета
характеристик холодильных машин. — Холодильная
техника, 1972, № 3.
2. К а л н и н ь И. М. Характеристики холодильных
центробежных компрессоров. — Труды ВНИИхолод-
маша, 1969, вып. 1.
3. К а л н и н ь И. М., Лебедев А. А. Расчет
характеристик и оптимизация компрессорных
систем. — Холодильная техника, 1978, № 8,
УДК 518.43:621.362
прибора типа Т0-2М
Канд. техн. наук В. Ф. ЛОМАКИН, П. Т. АСАЕВИЧ,
Г. Н. МУРАШКО
Одесский технологический институт холодильной
промышленности
Канд. техн. наук Н. С. ТОХМАХЧИ
Московский межреспубликанский винзавод
Дифференциальные уравнения
термоэлектрических охладителей (ТО) позволяют решать
задачи синтеза и анализа системы
регулирования температуры. В случае, если объект линеен,
эти уравнения проще получить не аналитически,
а путем обработки экспериментальных кривых,
например кривых разгона.
В работе [1] доказано, что
термоэлектрический прибор типа ТО-2М для контроля розливо-
стойкости вин и коньяков является линейным
объектом.
Чтобы получить дифференциальное уравнение
прибора TO-2iVl, была снята кривая
изменения температуры этилового спирта во времени
(кривая разгона) при скачкообразном
изменении силы тока прибора. Так, при силе тока
15 А температура спирта была —18,ГС. Затем
силу тока увеличили скачком до 20 А.
Температура спирта не изменялась в течение 1 мин,
а в следующие 40 мин она понизилась до —24°С
(см. рисунок). В данном опыте объем спирта
в камере составлял 0,2 л, температура воды,
охлаждающей горячие спаи термопар, была
11,8°С, расход — 60 л/ч.
i9cl
-19
-го
-21
-22
-23
S 10 15' 20 25 30 35%mtt
Экспериментальная кривая разгона
термоэлектрического прибора типа ТО-2М.
4. Перельштейн И. И. Таблицы и диаграммы
термодинамических свойств фреонов 12, 13, 22. М.,
ВНИХИ, 1971.
5. Попырин Л. С. Математическое моделирование
и оптимизация теплоэнергетических установок. М.,
Энергия, 1978.
Кривая разгона представляет собой
геометрическое решение дифференциального
уравнения, связывающего температуру спирта и
изменение силы тока термобатареи прибора.
Путем обработки этой кривой методом
М. П. Симою [3 ] получают дифференциальное
уравнение прибора ТО-2М в оперативной
форме:
1 -f- 6,4/7
К(р) = 6Ь,6р2+ 15,3/7 + 1» A)
где К (р) — передаточная функция;
р — символ дифференцирования.
Интегрирование уравнения A) выполняют,
используя теорему разложения [2], и в
окончательном виде находят
М(х) = At(oo)B, B)
где Д^ (т) — приращение температуры спирта в
переходном процессе, °С;
Д/(со) — приращение температуры спирта после
окончания переходного процесса, °С;
В= l,06&>~°'117Tcos @,0408т + 2,67);
е — основание натуральных логарифмов;
т — текущее время, мин.
Из приведенной кривой разгона определяют
Af (оо) = — 24— (— 18,1) = — 5,9 °С.
Для данного частного случая выражение B)
можно записать так:
t(T)=— 18,1 —5,9В, C)
где ^(т) — текущая температура спирта от —18,1 до
—24 СС в переходном процессе.
Полагая, что в уравнении B) т=0, 3, 6, ...,
39 мин, на ЭЦВМ «МИР» получают
соответствующие значения температуры спирта. Эти
значения (на рисунке обозначены кружками)
практически располагаются на экспериментальной
кривой разгона, что свидетельствует о высокой
точности описания экспериментальной кривой
разгона уравнением A).
Величину А/ (оо) с достаточной для практики
точностью можно рассчитать исходя из
теплового баланса прибора или по выражению
Д*(оо) =К0М (оо), D)
31
Дифференциальное уравнение термоэлектрического
где К0 — коэффициент передачи объекта, К/А;
А/(сю) — величина изменения силы тока прибора, А.
Для линейных объектов /C0=const. Но у
ТО-2М Ко остается постоянным лишь при
изменении силы тока в диапазоне 15—20 А 11]. Из
приведенной кривой разгона
К0 -—5,9/5=- — 1,18. E)
Поэтому в уравнении D) значение Kt)=
— — 1,18К/А можно подставлять при любом
значении А/(оо) лишь в пределах 15—20 А,
т.е. при Д/(оо)=18—15=ЗА, 18—16-2 А
и т. д.
По уравнению B), задаваясь различными
значениями А/(оо), получают семейство кривых
At=f (т). Поскольку ТО-2М линейный объект,
то отпадает необходимость в проведении
экспериментов по изучению зависимости изменения
температуры спирта во времени при других
значениях А/ и АДоо).
Например, в опыте при увеличении силы
тока от 19 до 26 А температура спирта понизилась
от —22,4 до —27,4°С, т. е. Д*(оо)=— 5°С.
Для этого случая
t(z) ^ — 22,4 — 5 В. F)
Рассчитанные по выражению F) значения
весьма близки к экспериментальным (указаны
в скобках): тг=3 мин, ^=—23,8°С (—23,7 С);
т2=9, U=— 25,5 (—25,5); т3=15 мин, /.,=
—26,5 С (—26,2°С) и т. д.
Уравнение A) в комплексе с уравнениями
типовых регуляторов можно решать с помощью
аналоговой вычислительной машины для
выбора оптимальных параметров настройки
регулятора.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Исследование и статистическая оценка
динамических свойств термоэлектрического прибора
типа ТО-2М/ В. Ф. Ломакин, С. А. Роженцева,
Н. С. Тохмахчи и др. — В кн.: Холодильная
техника и технология. Киев, 1977, вып. 24.
2. Сборник задач по теории автоматического
регулирования и управления/ под ред. В. А. Бесекер-
ского. М., Наука, 1972.
3. С т е ф а н и Е. П. Основы расчета настройки
регуляторов теплоэнергетических процессов. М. — Л.,
Госэнергоиздат, 1960.
УДК 661.97-404:621.642.17-78
Условия безопасной транспортировки и хранения
в баллонах жидкой двуокиси углерода
Канд. техн. наук Т. Ф. ПИМЕНОВА
Всесоюзный научно-исследовательский институт
холодильной промышленности
При разработке ГОСТ 8050—76 «Двуокись
углерода газообразная и жидкая. Технические
условия» в стандарт были введены новые требования
к нормам заполнения баллонов жидкой
двуокисью углерода (С02). При этом были учтены
уточненные данные о свойствах С02, не
нашедшие отражения в ранее действовавшем стандарте
(ГОСТ 8050-66) IT, 21.
В соответствии с физическими свойствами
двуокись углерода может находиться в жидком
состоянии при определенных давлениях и
соответствующих им температурах — от
критической (/..р—31,05"'С) до тройной точки (tTV T =
—-56,57 С).
На рис. 1 приведена фазовая диаграмма С02,
уточненная по новым данным 111, а в табл. I —
термодинамические свойства С02 на линии
насыщения жидкость — пар (температура /,
давление р, плотность р, удельный объем и,
энтальпия /, теплота парообразования г, энтропия 5)
по тем же данным.
Сжиженная С02 в зависимости от условий
производства выпускается с плюсовой
температурой от 0 до 31,05°С (жидкая С02 «высокого
давления») и с минусовой температурой от 0
до —56,57 С («низкотемпературная» жидкая
С02).
Жидкую двуокись углерода высокого
давления хранят и транспортируют в стальных
баллонах емкостью до 55 л с рабочим
давлением от 19 600 до 9800 кПа.
кпа-ю*
/0000
1000
too
10
5
1
ш
1
: 7
:
Е
-
"бердс
я/
Тройная m
¦Р'ШбкПс
t= 5C
1_1
_3
Ж
очна
1
идш
Щ
1
1
i
/77*|
~*ъ
Крит
?*<
0
ическ
7385НП
а я то
п
чка
-100-ВО -60 -90 -20 0 20 W 60 Mt,°(?
Рис. 1. Фазовая диаграмма С02 lg p-f (t).
32
Таблица 1
/, °с
—56,57
—50,0
-40,0
—30,0
—20,0
—10,0
0,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
31,05
р,
кПа (кгс/см-)
518,6E,289)
683F,97)
1004A0,24)
1428 A4,57)
1970B0,09)
2647B7,00)
3482C5,52)
4499D5,89)
5085E1,87)
5729E8,44)
6436F5,65)
7211 G3,55)
7383G5,31)
р", кг/м3
13,797
17,95
26,10
37,10
51,69
71,10
97,45
134,98
160,76
194,80
244,73
349,36
468
рг, кг/м11
П78.7
1155,4
1117,5
1076,2
1031,3
982,0
926,3
860,1
820,3
772,8
711,0
606,2
,16
v",
дм3/кг
72,48
55,71
38,31
26,95
19,35
14,06
10,26
7,41
6,22
5,133
4,086
2,862
2,
о',
дм*/кг
0,8484
0,866
0,895
0,929
0,970
1,018
1,080
1,163
1,219
1,294
1,406
1,650
136
i"'¦
кДж/кг
728,7
734,8
737,7
739,4
739,7
738,1
734,1
726,1
719,7
710,6
696,6
667,0
634
i',
кДж/кг
366,5
398,3
416,9
436,5
457,2
479,0
502,4
528,1
542,3
558,2
576,9
604,6
,4
г,
кДж/кг
362,2
336,5
320,7
302,9
282,5
259,1
232,1
198,0
177,4
152,5
119,7
62,4
0
2
U
X
СО X
4,245
4,216
4,162
4,113
4,065
4,017
3,965
3,905
3,869
3,825
3,767
3,659
3,
2
X
X
ь5
2,565
2,708
2,787
2,867
2,949
3,032
3,117
3,206
3,253
3,305
3,365
3,453
552
Примечание. Параметры с одним надстрочным штрихом относятся к жидкой фазе, с двумя — к паровой.
Баллоны оснащены стандартными
кислородными вентилями, которые не имеют
предохранительных устройств для предотвращения
повышения давления сверх рабочего, значение
которого указано на баллоне.
Такой баллон не защищен от разрыва в
случае чрезмерного повышения давления. В связи
с этим безопасные условия эксплуатации без
изменения конструкции баллонов или вентилей
должны быть обеспечены выбором правильного
коэффициента заполнения баллона двуокисью
углерода, исходя из наихудших условий
эксплуатации, хранения или транспортировки
наполненных баллонов, а не из условий их
заполнения на заводе-изготовителе С02.
На заводе-изготовителе двуокись углерода
в баллоны поступает в виде насыщенной
жидкости с докритическими параметрами
(давлением и температурой), соответствующими
условиям работы конденсатора производственной
установки.
После окончания заполнения баллона
двуокись углерода находится в нем в двухфазном
состоянии: часть баллона заполнена жидкостью,
часть — насыщенным паром. При хранении
наполненного баллона в зависимости от
температуры окружающей среды будет меняться
состояние С02 и, соответственно, давление и удельный
объем каждой фазы. С повышением температуры
удельный объем жидкой С02 увеличивается, а
газообразной уменьшается. При определенных
коэффициентах заполнения т баллона
двуокисью углерода и соответствующих
температурах баллон оказывается полностью
заполненным жидкой С02. Его нагрев резко увеличит
в нем давление при неизменном удельном
объеме С02 (рис. 2).
Например, пусть баллон заполнен жидкой С02
с давлением /75=4900 кПа, температурой /^
^13,5°С, коэффициентом заполнения 0,75 кг/л.
На t, S-диаграмме С02 окончание процесса
наполнения и начало процесса хранения С02 в
закрытом баллоне показано точкой 1. Удельный
объем парожидкостной смеси в емкости в точке /
составляет 0,00133 м3/кг, содержание пара в
смеси Х^0,05 кг/кг. Следовательно, в
стандартном баллоне емкостью 40 л будет содержаться
всего С02 2G=40-0,75=30 кг, в том числе
жидкой С02 G'=40-0,75 @,95) =-28,5 кг и
парообразной CO2G''==40-0,75-0,05==l,5 кг.
/,00 ',05 *,105,кналЛй-К)
Рис. 2. Фазовая диаграммма С02 S ~ / it).
за
При нагреве баллона до t2 давление в нем
возрастет по линии v=const до /?2 (точка 2).
Содержание пара в баллоне в точке 2 уменьшится до
Х2=0,025 кг/кг, а жидкой С02 возрастет с 0,95
до 0,975 кг/кг. Повышение температуры С02
с /1=13,5°С до точки 5, расположенной на левой
пограничной кривой, приведет к исчезновению
газовой фазы в баллоне и к полному заполнению
его жидкой С02 (Х3=0), находящейся уже в
однофазном состоянии.
При дальнейшем повышении температуры
процесс идет также по линии постоянного удельного
объема theorist или ra=const, так как m=l/v.
Как видно из рис. 2, при нагреве баллона с
С02 до 40°С давление в нем возрастет до р4=
-13 500 кПа, при /5=50°С — до р5=17 500 кПа,
при fe=60°C до р6=22 000 кПа. В связи с этим
были выбраны такие коэффициенты заполнения,
которые обеспечивают при максимальном
нагреве заполненных С02 баллонов давление, не
превышающее рабочее, указанное на баллоне.
При расчете коэффициентов заполнения в
качестве максимальной была принята температура
60°С — предельная температура для стандартных
баллонов емкостью до 55 л, выпускаемых
промышленностью по ГОСТ 949—73. Однако факта-
ческая максимальная температура не всегда
соответствует этому требованию. Так,
например, по данным Главного управления МПС
СССР, температура в железнодорожных вагонах
в летнее время может достигать даже 80°С.
В этих случаях необходимо искусственно
охлаждать баллоны с С02, например, обливая их
холодной водой.
Кроме баллонов, выпускаемых
промышленностью по ГОСТ 949—73 на рабочее давление
19 600 кПа, на производстве используются
также баллоны старых выпусков с меньшими
рабочими давлениями A4 700, 12 250, 9800 кПа).
Для определения предельных коэффициентов
заполнения таких баллонов был построен график
(рис. 3) зависимости изменения давления С02
в баллоне от температуры при постоянных
значениях коэффициента заполнения баллона от
0,890 до 0,290 кг/л. Как видно из рис. 3, при
использовании баллонов, предназначенных для
работы под рабочим давлением 19 600 кПа,
наивысший допустимый коэффициент их
заполнения равен 0,724 кг/л. При работе с баллонами,
рассчитанными на меньшее рабочее давление,
коэффициенты заполнения должны быть
значительно меньшими (табл. 2).
Полученные данные были использованы как
нормативные при составлении ГОСТ 8050—76.
Из данных табл. 2 видно, что использование
баллонов с рабочим давлением ниже 14 700 кПа
превращается почти в бесполезную перевозку
тары.
20 30 40
Температура, "О
60
Рис. 3. Зависимость давления С02 от температуры при
различных значениях коэффициента заполнения от
0,290 до 0,890 кг/л:
1—4 — рабочие давления в баллонах, наиболее часто
употребляемых для заполнения С02-
Таблица 2
Рабочее
давление баллона,
кПа (кгс/см2)
Максимально
допустимый
коэффициент
заполнения
баллонов, кг/л
9800A00)
12250A25)
14700A50)
19600 B00)
0,29
0,473
0,60
0,724
Максимальное
количество С02, кг,
в баллоне
емкостью
40 л
11,6
18,8
24,0
29,0
со2
баллона
15,5
27,0
34,0
43,0
В целях повышения коэффициента полезного
безопасного использования баллонов для
хранения и транспортировки жидкой С02
необходимо изменить конструкцию вентилей, дополнив
ее устройством, выполняющим роль
предохранительного клапана. Поскольку такие вентили
отсутствуют, необходимо увеличить выпуск
баллонов на давление 19 600 кПа и исключить из
обращения баллоны с давлением ниже
14 700 кПа.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алтунин В. В. Теплофизические свойства
двуокиси углерода. М., Стандарты, 1975.
2. Cramer F. — Chemie-Ingenieur-Technik, 1955,
ypl. 27.
34
УДК 637.514.2.056.001.4
Производственные опыты по транспортировке и хранению
натуральных бескостных полуфабрикатов из говядины
Г. А. БАЛАНДИНА, Л. Д. ВАСИЛЬЕВА,
канд. техн. наук М. А. ДИБИРАСУЛАЕВ,
канд. техн. наук Л. В. КУЛИКОВСКАЯ, И. А. ЩЕРБАКОВ
Всесоюзный научно-исследовательский институт
холодильной промышленности
Перед мясной промышленностью стоит важная
задача, поставленная XXV съездом КПСС, —
довести объем реализации мяса в охлажденном
виде в 1980 г. до 80% от общего объема его
реализации. Основными трудностями в ее решении
являются короткий срок хранения
охлажденного мяса, дефицит холодильной емкости на
периферийных мясокомбинатах, трудоемкость
механизации грузовых операций с неразделан-
ным мясом.
Основные пути решения поставленной
задачи — изыскание способов более длительного
хранения охлажденного мяса и изделий из него
с наименьшими потерями массы, рациональное
использование грузового объема камер
хранения и транспортных средств с применением
механизации погрузочно-разгрузочных операций.
В последние годы в отечественной и
зарубежной практике отчетливо сложилась тенденция
реализации мяса в расфасованном и
упакованном виде.
Для упаковки мяса используют различные
виды пленок, которые в зависимости от их паро-
и газопроницаемости по-разному влияют на
качество упакованного продукта.
Многие исследователи для удлинения срока
хранения рекомендуют упаковывать
охлажденное мясо под вакуумом.
Влияние вакуумной упаковки на качество
пищевых продуктов и, в том числе, на их
микрофлору изучено еще недостаточно.
Известны отдельные работы,
свидетельствующие об увеличении сроков хранения мяса,
упакованного под вакуумом.
Д'Ауберт и др. [1] сообщают, что срок
хранения свежего говяжьего мяса в контейнерах из
плексиглаза в атмосфере с разрежением
160 мм рт. ст. при 0—2°С составлял 10—12 дней.
Об увеличении лаг-фазы бактерий,
развивающихся на мясе в вакуумной упаковке, и об
удлинении сроков хранения мясного фарша
сообщают и другие авторы [2, 3].
Во ВНИИМПе разработана схема
промышленной разделки говяжьих туш,
предусматривающая выпуск новых видов натуральных
бескостных и мясокостных полуфабрикатов для
предприятий общественного питания и
розничной торговли, а также отрубов,
предназначенных для промышленной переработки на
предприятиях Минмясомолпрома СССР.
Выпуск отечественных полимерных пленок
для упаковки продуктов под вакуумом
открывает широкую перспективу снабжения
населения нашей страны охлажденными мясными
полуфабрикатами высокого качества в
промышленной упаковке и удобной для покупателя
расфасовке.
ВНИХИ проведены производственные опыты:
по охлаждению предназначенных для
выработки бескостных полуфабрикатов говяжьих
полутуш двумя способами: одностадийным —
охлаждение при —ГС в течение 24 ч до
температуры мяса 2°С; комбинированным трехстадий-
ным — охлаждение при —ГС в течение 8 ч до
температуры мяса 15°С, выдержка при 12°С в
течение 16 ч, доохлаждение при —ГС до
температуры мяса 2°С. Выбор для сравнения трех-
стадийного способа охлаждения связан с тем,
что при этом способе охлаждения не
наблюдается «холодового сокращения мышц» и тем
самым обеспечивается лучшее сохранение
консистенции мяса;
по междугородной транспортировке и
холодильному хранению при 0-. ГС
охлажденного натурального полуфабриката из
говядины;
по механизации погрузочно-разгрузочных и
транспортно-складских (ПРТС) операций по
схеме, разработанной ВНИХИ для
охлажденного тарного груза, спакетированного на
плоских поддонах (рис. 1).
Опытные партии бескостного полуфабриката
из говядины были выработаны на
поточно-механизированной линии фирмы «Грейс Итальяно»
(рис. 2), смонтированной на Алитусском
мясокомбинате Литовской ССР, затем хранились
на производственном холодильнике при 0—ГС
в течение 2,5 суток и транспортировались при
0-= ГС в авторефрижераторе (кузов «Алка»
на шасси «Шкода») в течение 1,5 суток. В целях
установления допустимого срока хранения
полуфабрикатов дальнейшее хранение их в
течение трех суток проводили при 0~- —ГС на Мое-
35
Мясокомбинат
\Разделка\-\
Упакабка
\б пленку
\Взб.еши~
бание
\Укладка б
ШрмараЩ
шую тару' г
_ паке
\та на подл
доне
\Гранспор-
\тировка
\б камеру
хранения
Mi
Транспортировка
на
погрузочную
рампу
Загрузка
транспорту
ных
средстй
Распределительный холодильник
Разгрузках
\транс
портных\
средстЬ
Взвей/и-
бание
Транспор]
тиробка\
б камеру Г
хранения
щ/табелирование
\б камере
хранения
Транспортир о б на
на
погрузочную
рампу
Загрузка
транспортных
ере дет б
М а г а з и н
разгрузка
транспортных
средств
Взбеши-
бание
Транспор-
\тиробка
\б камеру
хранениях
ггтг_,
*Расформи-х
Уробание- У
| грузобого\
I пакета
Транспор-
тиробка
б
торговый зал
Рис. 1. Схема механизации погрузочно-разгрузочных
и транспортно-складских операций с охлажденным
тарным грузом.
ковском холодильнике № 1 Росмясомолторга*.
Полуфабрикаты натуральные бескостные
высшего сорта массой от 250 г до 1000 г
изготавливали по ТУ 49 340—76, упаковывали под
вакуумом в усадочную пленку «повиден»
отечественного производства на камерной
вакуум-упаковочной машине в течение 15 с с усадкой в
термоусадочном туннеле при температуре воды 85°С
в течение 2 с.
Для укладки упакованных полуфабрикатов
использовали деревянные оборотные ящики
(внутренний размер ящика 570x380x142 мм).
Грузовой пакет формировали на плоском
деревянном поддоне типа 2П04 с разхмерами 800 X
X 1200x150 мм. Собственная масса поддона
26 кг при влажности древесины 26%, грузоподъ-
* В изготовлении полуфабриката принимали
участие сотрудники ВНИИМПа во главе с Т. А. Ру-
динцевой и рабочие разделочного цеха Алитусского
мясокомбината под руководством Э. С. Барчаускаса,
в холодильном хранении — сотрудники ВНИИЭТсис-
тем во главе с Г. Я. Резго и сотрудники Московского
холодильника № 1 В. А. Черняк и Н. Г. Любушкина.
Рис. 2. Поточно-механизированная линия для
упаковки охлажденных мясопродуктов под вакуумом:
/ — камерная вакуум-упаковочная машина; 2 —
термоусадочный туннель.
емность 1 т. На поддоне размещали 20 ящиков
общей массой 400—480 кг. Для создания
прочного и устойчивого грузового пакета его
обвязывали с помощью пакетоувязывающей
машинки металлической лентой в двух взаимноперпен-
дикулярных плоскостях по широкой и узкой
сторонам поддона. Грузовые пакеты
транспортировали в камеру хранения производственного
холодильника и штабелировали с помощью
электропогрузчика ЕВ-677, что позволило
увеличить коэффициент загрузки камеры в 3,5
раза. На погрузочную рампу пакеты
транспортировали также с помощью электропогрузчика.
На распределительный холодильник
полуфабрикаты перевозили в авторефрижераторе
типа «Алка». При загрузке авторефрижератора
для выравнивания уровней погрузочной
платформы и пола автомашины использовали
специальный трап. Электропогрузчик ЕВ-677-4,5
перевозил за один рейс два пакета и
устанавливал их по ширине кузова: один широкой
стороной поддона, другой — узкой.
Транспортировка полуфабрикатов грузовыми
пакетами позволила увеличить коэффициент
загрузки авторефрижератора в 1,5 раза.
Благодаря обвязке пакетов металлической лентой не
требовалось дополнительного крепления их
внутри кузова. Смещения и деформации
грузовых пакетов во время транспортировки не
отмечено. Разгружали авторефрижератор на
распределительном холодильнике с помощью
электропогрузчика ЭП-103.
При отгрузке полуфабрикатов в торговую
сеть грузовые пакеты на автомобильной
платформе расформировывали и поящично
загружали в изотермический кузов автомобиля. Это
36
вызвано тем, что большинство магазинов не имеет
грузовых платформ, пригодных для
применения подъемно-транспортного оборудования.
Качество натуральных бескостных
полуфабрикатов после транспортировки на
распределительный холодильник, а также в процессе
хранения оценивали по количеству
выделившегося в упаковку мышечного сока, общему
количеству аэробных бактерий, наличию психро-
трофов, плесневых грибов, санитарно-показа-
тельных бактерий группы кишечной палочки,
условно-патогенных бактерий протея,
содержанию лактобацилл [4], а также по органолепти-
ческим показателям.
Результаты исследований (см. таблицу)
показывают, что при транспортировке на
холодильник количество мышечного сока,
выделившегося в упаковку из полуфабрикатов,
выработанных из охлажденных трехстадийным
способом (с 16-часовой выдержкой при 12°С)
полутуш, было на 1% меньше, чем из
полуфабрикатов, полученных из полутуш, охлажденных
обычным одностадийным способом (без выдержки).
После трехсуточного хранения на
холодильнике (семь суток с момента изготовления)
разница между этими величинами снизилась до
0,5%.
Потери массы полуфабрикатов с
неповрежденной упаковкой в процессе хранения
практически отсутствовали.
Полуфабрикаты из полутуш, охлажденных
одностадийным способом, перед упаковкой их
в повиденовую пленку имели бактериальную
обсемененность, не превышавшую тысяч клеток
на 1 см2 поверхности. Выдержка при 12°С в
течение 16 ч в процессе трехстадийного охлаж-
Полуфабрикаты
Из полутуш, охлажденных
одностадийным способом
после транспортировки на
холодильник
после трехсуточного
хранения на холодильнике
при 1 --- 0- — 1°С
Из полутуш, охлажденных
трехстадийным способом
после транспортировки на
холодильник
после трехсуточного
хранения на холодильнике
при t^O^r —ГС
Число вскрытых
порций
5
5
4
7
Количество
выделившегося в
упаковку мышечного сока,
%
минимальное
1,8
2,0
1,6
1,8
максимальное
6,5
5,2
3,8
4,2
среднее
3,1
3,7
2,1
3,2
дения полутуш в некоторой степени повлияла
на микрофлору выработанных из них
полуфабрикатов (рис. 3): бактериальная обсемененность
перед упаковкой в повиден в этом случае
составляла 9,4-104 клеток на 1 см2 поверхности, в
то время как бактериальная обсемененность
полуфабрикатов, выработанных из полутуш,
охлажденных одностадийным способом, была на
уровне 7,8-103 клеток на 1 см2 поверхности.
Авторефрижераторная перевозка при 0-f-
-. 1С в течение 1,5 сут практически не
изменила общего содержания микрофлоры на
полуфабрикатах.
После трех суток хранения при 0-. ГС
общее количество бактерий на полуфабрикатах,
выработанных из охлажденной промышленным
способом говядины, оставалось без изменения,
а из охлажденной говядины с выдержкой при
12 С в течение 16 ч, — несколько увеличилось.
На полуфабрикатах, независимо от способа
охлаждения полутуш, не было обнаружено
условно-патогенных бактерий протея и санитарно-
показательной группы кишечной палочки ни
перед упаковкой, ни в процессе холодильного
хранения. Не было отмечено и развития
плесневых грибов, количество которых не превышало
25 клеток на 1 см2 поверхности.
К концу хранения на полуфабрикатах
развились факультативно-анаэробные бактерии
группы Lactobacillus. Количественное содержание
их было невысоким. При этом на
полуфабрикатах из полутуш, охлажденных с выдержкой при
12°С, количество этих бактерий было в 10 раз
выше.
Ежедневно проводившимися органолепти-
ческими исследованиями установлено, что в
течение трех суток хранения на холодильнике
(семи суток с момента изготовления)
полуфабрикаты оставались свежими.
Is'?
1
1
1,
1 _____>
1
I
1 1
_ „„
_х
ф
//
т
12 3
Сутки
Рис. 3. Изменение бактериальной обсемененности
полуфабриката при производстве, транспортировке и
хранении:
/ — полутуши после охлаждения; // — полуфабрикаты перед
упаковкой; /// — полуфабрикаты после транспортировки;
охлаждение одностадийным способом при — 1°С:
— охлаждение трехстадийным способом с выдержкой
при 12°С.
37
При более длительном хранении наблюдалось
заметное ухудшение цвета поверхности
мышечной ткани, особенно в местах прилипания пленки
(потемнение), а в местах скопления мышечного
сока — обесцвечивание мышечной ткани, что
приводило к общему ухудшению товарного вида
продукта.
После трехсуточного хранения в условиях
распределительного холодильника
полуфабрикаты были реализованы через торговую сеть.
Проведенные производственные опыты
позволяют сделать следующие выводы.
Упаковка охлажденных натуральных
бескостных полуфабрикатов из говядины в
полимерную пленку «повиден» отечественного
производства (под вакуумом) дает возможность
сохранить его качество при 0~ ГС в течение
семи суток с момента изготовления.
Бактериальная обсемененность продукта
после семи суток холодильного хранения (включая
междугородную авторефрижераторную
перевозку) при 0-. ГС не превышает 105 клеток
на 1 см2 поверхности, количество
выделившегося мышечного сока в среднем составляет 2,1—
3,7%.
УДК 637.692.037:612.34.014.43
Канд. мед. наук М. Г. ШЕНБЕРГ, Г. Л. ИВАНОВА,
канд. биол. наук В. Ф. КОЗЛОВА,
канд. биол. наук В. И. ВИШНЕВСКИЙ
Институт проблем криобиологии и криомедицины
АН УССР
Канд. техн. наук Н. А. АЛЕКСАНДРОВА
ЦНИИТЭИмясомолпрома СССР
Сохранение эндокринных органов и тканей
имеет значение как для получения жизнеспособных
трансплантатов, так и биологически активных
веществ, используемых для производства
медицинских препаратов.
В литературе была показана
целесообразность применения жидкого азота для
консервации некоторых видов эндокринной
ткани [1, 5].
Задачей настоящей работы явилось
исследование сохранности ткани поджелудочной железы
крупного рогатого скота после различных
режимов замораживания и хранения.
Для определения оптимального срока взятия
материала предварительно было изучено
состояние поджелудочной железы в различные
Пакетирование груза при холодильном
хранении и междугородных перевозках
полуфабриката повышает коэффициент загрузки камер
хранения холодильников и транспортных
средств соответственно в 3,5 и 1,5 раза и
степень механизации грузовых работ.
Организация междугородных
авторефрижераторных перевозок упакованного под
вакуумом охлажденного натурального бескостного
полуфабриката с периферийных
мясокомбинатов позволит улучшить снабжение Москвы и
других крупных промышленных центров
страны высококачественным рентабельным
охлажденным мясным продуктом.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. D'A ubert S., Cantoni С. — Imbailagio,
1977, 28, № 251.
2. Hal leek F. E. et al. — Food Technol., 1958,
12, № 5.
3. J a v e M. et al. — Food Technol., 1962, 16, № 4.
4. Reuter G. — Archiv fur Lebensmittelhygiene,
1968, № 4.
сроки после извлечения из организма животных
(свежевыделенная и через 2, 4, 6, 8 и 10 ч).
Состояние ткани оценивали по ряду параметров:
биофизическим и морфофункциональным
показателям, содержанию инсулина и тканевому
дыханию. Всего было исследовано 120 образцов
поджелудочной железы в весенний период сбора.
Биофизические свойства поджелудочной
железы определяли по коэффициенту электрической
поляризации, представляющему собой
отношение электрических сопротивлений на низкой
и высокой частотах. Он зависит от
физико-химических изменений, развивающихся в ткани
при повреждении или ее отмирании. Чем больше
повреждена ткань, тем ближе коэффициент к
единице [4].
Морфофункциональное состояние
поджелудочной железы оценивали по данным
гистологического и гистохимического исследований
(окраска целлоидин-парафиновых срезов
гематоксилин-эозином по Моури, альдегид-фуксином
по Гомори и Маллори-Гейденгайну). Методы
гистологических и гистохимических исследо-
Влияние различных режимов замораживания и хранения
на качественные показатели поджелудочной железы
33
ваний позволяют характеризовать не только
структурные особенности органа, но и состояние
клеток, островков Соболева-Лангерганса, по
интенсивности окраски которых альдегид-
фуксином судили о наличии инсулина и про-
инсулина в В-клетках [6].
Для выделения гормона из поджелудочных
желез использовали ионообменный метод,
выход инсулина определяли методом круговой
бумажной хроматографии [2, 3].
Тканевое дыхание как показатель
энергетического обмена изучали на микрореспирометре
РАУ (прибор изготовлен на опытном
производстве ИПКиК АН УССР).
Исследования показали, что свежая ткань
поджелудочной железы имеет коэффициент
электрической поляризации 3,0±0,4, который
спустя 10 ч после извлечения из организма
животных падал до 1,8±0,4, что свидетельствует
о физико-химических изменениях в тканях.
При морфологическом исследовании в свеже-
выделенной железе хорошо видны островки
Соболева — Лангерганса, В-клетки которых
отличаются фуксинофилией, что характеризует
них инсулина и проинсулина
* *
Рис. 1. Островок Соболева-Лангерганса и
окружающая его экзокринная ткань поджелудочной железы:
Окраска гематоксилин-эозином. Увеличение в 108 раз.
Рис. 2. Фуксинофилия В-клеток островка нативной
поджелудочной железы.
Окраска альдегид-фуксином по Гомори — Генденгайну
Увеличение в 108 раз.
наличие в
(рис. 1, 2).
Морфофункциональное состояние
поджелудочной железы спустя 2 ч после ее извлечения
из организма животных характеризуется дис-
комплексацией всех структур, особенно экзо-
кринной ткани, изменением их тинкториальных
свойств, различной степенью выраженности
аутолитических процессов, достигающих
максимума к 8—10 ч. Поэтому в последующих
экспериментах была использована только свежевы-
деленная поджелудочная железа.
Для определения оптимального режима
сохранения инсулярного аппарата поставлена
серия экспериментов по замораживанию
поджелудочной железы в программном замораживате-
ле до различных конечных температур tK с
разной скоростью w:
одноэтапное замораживание: /к =—2- 4°С
ш=1—2°С/мин; — 20°С, 1-2°С/мин; —20°с!
25°С/мин; -30°С, 10°С/мин; ~40°С, 25°С/мин;
-80°С, 10°С/мин; — 196°С, 300-^400°С/мин.
двухэтапное замораживание: сначала до
температуры —20°С со скоростью 1—2°С/мин,
затем до — 196°С со скоростью 300—400°С/мин при
погружении в жидкий азот.
Исследования показали, что замораживание
образцов поджелудочных желез по одноэтапной
программе со скоростями 1—2, 25 и 10°С/мин
вызывает деструктивные, дистрофические и
некробиотические процессы различной степени
выраженности, проявляющиеся в изменениях
экзо- и эндокринной паренхимы: нарушение
архитектоники ткани, ее расслоение и дискомплек-
сацию, образование полостей вокруг ацинусов
и островков, разобщение ацинарных клеток и
сжатие островковых, изменение их структуры и
тинкториальных свойств. Зафиксированы
уменьшение или полная потеря В-клетками
инсулина. Характерно, что по сравнению с экзо-
кринной паренхимой эндокринная ткань
поджелудочной железы оказалась более стойкой и
даже при нарушении структуры В-клетки дала
специфическое окрашивание на инсулин. -
Замораживание образцов до —20°С со
скоростью 25°С/мин вызывало полный некроз как
экзокринной, так и эндокринной ткани
поджелудочной железы фис. 3).
В результате проведенных исследований
установлено, что оптимальными режимами
замораживания поджелудочной железы явились одно-
этапный режим замораживания погружением в
жидкий азот до /к =—196°С при ^=300—
400°С/мин, а также двухэтапный режим
замораживания. При этом двухэтапное
замораживание обеспечило большую сохранность структуры
эндокринной ткани поджелудочной железы
(рис. 4). По интенсивности специфической
окраски инсулярные клетки почти не отличались
39
Рис. 3. Некроз ткани поджелудочной железы,
замороженной до —20°С со скоростью 25еС/мин.
Окраска гематоксилин-эозином. Увеличение в 108 рас.
Рис. 4. Относительная сохранность структуры
поджелудочной железы, замороженной по двухэтапному
р е ж и му до — 19б°С.
Окраска гематоксилин-эозииом. Увеличение в 108 раз.
от R-клеток нативной поджелудочной железы
(рис. 5).
Содержание инсулина в В-клетках (см.
таблицу) при указанных режимах замораживания не
изменилось заметно по сравнению с нативным
материалом (р < 0,05). Тканевое дыхание
достоверно снижалось, особенно при одноэтап-
ном замораживании, однако оставалось на
достаточно высоком уровне (соответственно 87 и
94% от исходного).
Некоторые образцы, замороженные до —196 С,
хранили в течение месяца при —196°С (в жидком
азоте) и при —30еС.
По данным гистологического и
гистохимического исследований, хранение при —196°С
обеспечило лучшие качественные показатели
поджелудочной железы, чем при —30°С, и при
обоих режимах хранения — высокое
содержание инсулина на фоне сниженной интенсивности
тканевого дыхани я.
Рис. 5. Фуксинофилия В-клеток островка
поджелудочной железы, замороженной по двухэтапному
режиму до —196°С.
Окраска альдегид-фуксином по Гомори-Гейденгайну.
Увеличение в 108 раз.
Поджелудочная железа
Свежевыделенная
Замороженная до
— 196 С
одноэтапный режим
двухэтапный режим
Содержание
инсулина, ед/кг
3317±185
3050±118
(р>0,05)
3175±70
(р>0,05)
Потребление
кислорода, мкл/ч
361,17±3,64
317,5±5,18
(р<0,01)
342,17±5,34
(Р<0,05)
Таким образом, результаты
экспериментального исследования свидетельствуют о том, что
быстрое одноэтапное и двухэтапное
замораживание, а также хранение свеже вы деленных
поджелудочных желез крупного рогатого скота в
течение месяца в жидком азоте приводят к
снижению энергетического обмена, но
обеспечивают сохранение структуры ткани и высокий
уровень содержания инсулина.
Полученные данные позволили выявить
определенные преимущества двухэтапного режима
замораживания для морфологической
сохранности ткани поджелудочной железы, что имеет
значение для задач трансплантологии.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Александрова Н. А. Влияние способа
замораживания и продолжительности хранения
поджелудочной железы на содержание в ней инсулина. —
Холодильная техника, 1975, № 5.
2. Выделение и очистка инсулина из экстрактов
животного сырья на ионите КУ-23/Д. И.
Островский, Л. В. Дмитренко и др. —
Химико-фармацевтический журнал, 1976, № 10, № 7.
3. К а р а т е е в а Р., Р ы ш к а Ф. Определение 5. Шенберг М. Г. Морфофункциональные
исследования криоконсервированных трансплантатов
щитовидной железы. — Криобиология и криомеди-
цина, 1976, № 2.
4. Т а р у с о в Б. Н. Основы биофизики и биофизи- 6. L a n g e R. Н. — Handbuch der Histochemie, 1973,
ческой химии. Ч. I. M., Высшая школа, 1960. Bd. 8.
выхода инсулина методом бумажной
хроматографии. — Мясная индустрия, 1970, № 9.
УДК 637.352:541.12.034.64-536.65
Давление водяного пара над творогом и теплота
испарения воды из него
Канд. техн. наук В. П. ЛАТЫШЕВ
Всесоюзный научно-исследовательский институт
холодильной промышленности
В. П. АГАФОНЫЧЕВ
НПО «Комплекс»
При разработке технологических процессов и
оборудования для холодильной обработки,
хранения и сушки творога необходимы данные по
давлению водяного пара над продуктом и
теплоте испарения воды из него.
Авторы предложили аналитические
зависимости для определения давления пара [2],
которые предназначены для расчетов
преимущественно с использованием ЭВМ. Для
практического пользования составлены таблицы, по
которым построена -у, lg/?-диаграмма (рис. 1) для
процесса сушки диетического творога (ОСТ
4925—71, в исходном продукте массовая доля
воды №„=0,76, массовая доля жира Нц=0,П).
По оси абсцисс отложена величина, обратная
температуре 7\ К, по оси ординат — величина,
равная десятичному логарифму давления /?, Па.
На диаграмме нанесены линии,
характеризующие изменение давления водяного пара от
температуры при; постоянной массовой доле воды в
продукте, т. е. №n = const.
Построенная диаграмма взаимосвязывает три
параметра диетического творога: давление
водяного пара, долю воды в продукте и
температуру. Исходный состав продукта однозначно
определяет связь между долями жира 1П и воды
Wu по соотношению Нп=0,458 A—Wn).
С помощью диаграммы по любым двум
параметрам находят третий.
Данные по зависимости давления водяного
пара от температуры по линиям Wu = const
позволяют оценить теплоту испарения воды из
продукта исходя из уравнения Клапейрона —
Клаузиуса 111. Согласно этому уравнению, в
системе координат —, lg p теплота
парообразования пропорциональна тангенсу угла наклона
линии Wn=const. Допуская, что линии Wn--=
= const являются прямыми, была рассчитана
зависимость отношения теплоты испарения г
воды из творога к теплоте испарения г0 чистой
воды от массовой доли воды в продукте Wn
(рис. 2).
'2 hin мим iriHHiiliii 11 м м I in 111II1 Минни пинии Ними
0,37 0,36 0,33 0,3* 0,33 0,32 0,31 f
Рис. I. -f lg ^-диаграмма для процесса сушки
диетического творога.
41
А
3,0
2,5
W
10
0 4 8 11 16 20 24 28%}.
Рис. 2. Зависимость отношения теплоты испарения г
воды из творога к теплоте испарения г0 чистой воды
от массовой доли воды в продукте Wu.
Анализ рис. 1 и 2 показывает, что давление
пара над творогом и теплота испарения воды из
него существенно отличаются от
соответствующих величин для чистой воды лишь при
значениях И^п-<14%. Это обстоятельство необходимо
учитывать при расчетах.
С достаточной для практических расчетов
точностью можно считать, что при значениях
tt^n>30%, давление водяного пара над творогом
и теплота испарения воды из него равны
соответствующим величинам для чистой воды.
Аналогичное допущение делается, например, при
расчетах потерь массы при охлаждении
мяса [3].
Расчетные результаты данной работы по
энергии связи воды с белковыми веществами
качественно хорошо согласуются с опытными данными
по удельной теплоте испарения воды из
крахмальных клейстеров, а количественно также и
с опытными данными для клейстера из крахмала
восковидной кукурузы [4].
Изложенное позволяет рекомендовать
разработанные диаграмму и график для
использования при расчетах технологических
процессов и проектировании установок для
охлаждения, замораживания, сушки и хранения творога.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Вукалович М. П., Новиков И. И.
Термодинамика. М., Машиностроение, 1972.
2. Л а т ы ш е в В. П., Агафон ычев В. П.
Метод расчета давления водяного пара над пищевыми
продуктами в широком диапазоне влагосодержа-
ний. — Холодильная техника, 1978, № 12.
3. Логинов Л. И., Головкина Т. Н.
Аналитическое исследование потерь массы при
охлаждении мяса. — В кн.: Холодильная обработка и
хранение пищевых продуктов. Л., 1976, № 1.
4. О л е н е в а Г. Е., Ч и ж о в Г. Б. Определение
энергии связи воды при замораживании растворов
крахмала. — Холодильная техника, 1973, № 5.
лллллллл/v*»
К СВЕДЕНИЮ АВТОРОВ!
При подготовке статей для журнала «Холодильная техника» необходимо
руководствоваться следующими правилами.
1. Статьи печатаются на пишущей машинке на одной стороне листа через два
интервала и направляются в редакцию в двух экземплярах.
2. Размер статей для основного раздела не должен превышать 10 стр., для всех
остальных — 7стр. машинописного текста, число рисунков не должно быть более пяти.
3. Формулы вписываются разборчиво, с указанием прописных и строчных букв и
с обводкой красным карандашом букв греческого алфавита и синим карандашом —
латинского.
4. В статьях необходимо использовать Международную систему единиц (СИ).
5. Список использованной литературы приводится в конце статьи по алфавиту
с соответствующими ссылками на нее в тексте. В списке использованной литературы
указываются фамилия и инициалы автора, название книги, место издания, название
издательства, год издания (или название статьи и журнала, или другого периодического
издания, год, номер). Ссылки на рукописные работы не допускаются.
6. Рисунки и фотографии прилагаются в двух экземплярах. Чертежи и схемы
выполняются четко карандашом или тушью согласно правилам черчения и с соблюдением
ГОСТов. Представляемые светокопии должны быть новыми. Допустимый наибольший
размер чертежа 420X594 мм. Подрисуночные подписи печатаются на отдельной
странице.
7. Одновременно со статьей представляется реферат, в котором кратко излагается
содержание статьи, приводятся данные о характере работы и основные ее результаты.
Объем реферата не должен превышать 7з страницы машинописного текста.
42
ОБМЕН ОПЫТОМ
УДК 628.84:621.565.004.68
Совершенствование схемы холодильного
агрегата для кондиционера K-I2C
Э. И. ЧЕРНЯВСКИЙ
Череповецкий металлургический завод
В кондиционере К-12С работают два
самостоятельных параллельно установленных
холодильных агрегата с герметичными
компрессорами К-928АК. В качестве хладагента в
агрегатах используется R22, имеющий по
сравнению с другими хладагентами высокое давление
конденсации. В то же время средства для
контроля за давлением нагнетания в схеме агрегата
не предусмотрены. Есть лишь защитное реле
давления, срабатывающее в аварийном режиме.
Нет также устройства для заправки агрегата
хладагентом. Поэтому при возникновении
незначительных неполадок, например при
поврежден и и разбортовок трубок реле давления и
в результате этого утечке хладагента,
приходилось доставлять агрегат в мастерскую для
ремонта со вскрытием системы и сварочными
работами.
Все это усложняло обслуживание
кондиционеров К-12С.
Рационализатор Ю. Ф. Красавин предложил
установить на стороне нагнетания компрессора
мановакуумметр, а на стороне всасывания —
зарядный вентиль.
Мановакуумметр 7 (см. рисунок) типа
ОБДАВ-100 бф для R22 со шкалой — 1—
—0—25 кгс/см2 подсоединяют к штуцеру,
служащему для подключения реле давления 8
на нагнетательном трубопроводе, идущем к
конденсатору 6, а зарядный вентиль 1 (с Dy 6) типа
15Б35бк1 — к штуцеру, служащему для
подключения реле давления 8 на всасывающем
трубопроводе, идущем от испарителя
(воздухоохладителя) 5.
С внедрением предложения улучшилось
обслуживание кондиционера благодаря
возможности правильно регулировать и постоянно
контролировать подачу охлаждающей воды на
конденсатор, а также дозаряжать агрегат хлад-
Схема холодильного агрегата для кондиционера К-12С:
/ — зарядный вентиль A5Б35бк1); 2 — компрессор; 3 — фильтр;
4 — капиллярные трубки; 5 — испаритель (воздухоохладитель);
6" — конденсатор; 7 — мановакуумметр; 8 — реле давления.
агентом на месте установки при утечке через
неплотности (при разбортовке трубок реле
давления или развальцовке трубок конденсатора),
которые могут быть устранены без применения
сварки. Мановакуумметр позволяет
контролировать давление на стороне нагнетания и при
испытании на плотность или вакуумировании
помогает определить степень герметичности
агрегата.
Предложение внедрено в энергоремонтном
цехе Череповецкого металлургического завода
в 1975 г. Переделка агрегатов осуществляется
в цехах завода по мере выхода агрегатов из строя
и совмещается с их ремонтом.
43
УДК 536.58:621.564.3
Распределительное
устройство для термостатов,
охлаждаемых жидким азотом
В. Ф. КАПУСТИН, Б. И. ЦВЕТКОВ, В. Н. СИДОРОВ,
Ю. Н. ШУСТОВ
Государственное специальное конструкторское бюро
теплофизического приборостроения
В настоящее время широкое распространение
находят термостаты, обеспечивающие
автоматическое поддержание в рабочем объеме
температур —100ч-+200°С с высокой точностью,
например, не более 0,05°С.
Для таких термостатов часто нецелесообразно
использовать многокаскадные холодильные
машины, так как не только увеличиваются габарит-
ные размеры термостата, но и трудно
соблюдаются требования бесшумности их работы без
вибраций. Термоэлектрический метод охлаждения
неэкономичен из-за большого потребления
энергии и высокой стоимости.
Поэтому широкое применение находят
термостаты, охлаждаемые жидким азотом, с
регулируемой подачей его в рабочие камеры.
Для разработанного в ГСКБ ТФП термостате
было изготовлено распределительное устройство,
обеспечивающее регулируемую подачу жидкого
азота одновременно в три камеры
термостата (рис. 1). Подача азота в одну камеру
регулируется в зависимости от температуры ее
оболочки вентилем плунжерного типа с
приводом, разработанного на основе вентиля [21,
а в две другие — также в зависимости от
температур их оболочек, но соленоидными клапанами,
созданными на базе серийно выпускаемых
клапанов типа СКН-2 [1].
Жидкий азот через распределительное
устройство в камеры может подаваться от серийно
выпускаемых сосудов Дьюара типа АСД-16.
Изменение расхода жидкого азота вентилем
плунжерного типа имеет линейный характер [2].
Полный цикл изменения расхода 15 мин.
Конструктивными особенностями вентиля,
в отличие от базовой конструкции, являются
сильфон и фторопластовый конус. Сильфон,
герметично установленный между корпусом вентиля
и плунжером, надежно предотвращает утечку
жидкого азота в атмосферу, а фторопластовый
конус, расположенный в передней части
плунжера, предотвращает проникновение жидкого
азота из сосуда Дьюара в камеру при полностью
закрытом вентиле. Эти усовершенствования
позволили, во-первых, отказаться от
уплотняющего сальника, через который все же происходит
утечка жидкого азота, и, во-вторых, снизить тре-
-1
'"'Т'^
рхлууй^
В камеру 2 А- А . lBномеру J
1
В камеру/
J \ От сосудоб \
•'• Дьюара
Рис. 1 Распределительное устройство для азота:
I — корпус; 2 — сильфон; 3 — гильза; 4 — плунжер; 5 —
конус; 6 — штуцер; 7 — соленоидный клапан; 8 — планка.
5Л
2 л
1 i
Жидкий
)
ifrY
\\1
/
1
У/у
/N 1
№
111
N rtttffiial
Nwfflffl
гТ CfssSliJ
N/ /IK
10\\
^v
\
1/5"
r^
1 ЖидкиЦ
1 ~^аза/п
Рис. 2. Соленоидный клапан:
/ — корпус: 2 — прокладка; 3 — гайка; 4 — катушка; 5 — кожух;
6 — магнитный сердечник; 7 — седло; 8 — пружина.
бования к точности и чистоте поверхности пары
гильза — плунжер.
В соленоидном клапане, в отличие от серийной
конструкции, в магнитный сердечник
запрессовано фторопластовое седло и усилена пружина.
Это позволило использовать соленоидный
клапан для работы с жидким азотом (рис. 2).
44
Распределительное устройство для
термостатов испытано с положительными результатами
при расходе жидкого азота 2 кг/ч и избыточном
давлении ~50 кПа.
Распределительное устройство может
применяться также в низкотемпературных
калориметрах.
УДК 664.681.2.002.5
Обобщение опыта работы
по выпечке вафельных
стаканчиков
на автоматах А2-ОВА
Канд. техн. наук Ю. А. ОЛЕНЕВг Н. А. ЦИРУЛЬНИКОВА
Всесоюзный научно-исследовательский институт
холодильной промышленности
На предприятиях, вырабатывающих мороженое,
для выпечки вафельных стаканчиков
используются автоматы А2-ОВА, выпускаемые
объединением «Киевпродмаш». Конструктивные
дефекты, выявленные в процессе эксплуатации,
мешали наладить нормальную работу
автоматов, приводили к их частым остановкам и
большим отходам вафель. На ряде предприятий
внедрены усовершенствования, позволившие
улучшить их работу.
В целях обобщения опыта эксплуатации
автоматов А2-ОВА сотрудники ВНИХИ
ознакомились с выпечкой вафельных стаканчиков на
Кишиневском и московских хладокомбинатах.
На Кишиневском хладокомбинате
рационализаторами Е. Н. Афанасьевым, П. А. Кокур-
киным и И. К. Черевко усовершенствованы
некоторые узлы автомата (вакуум-насос, гребенка
для заливки теста в матрицу, выталкиватель
вафельных стаканчиков, замок прессов, привод).
Изготовлена и используется оригинальная
тестомешалка.
Конструктивные изменения автомата А2-ОВА
подробно описаны ранее (Цельномолочная
промышленность, Экспресс-информация, 1977,
№ 1).
С участием сотрудников ВНИХИ были
проведены контрольные выработки вафельных
стаканчиков. В течение смены определяли
количество готовой продукции, взвешивали сырые
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ 5.669—70. Клапаны соленоидные типов
СКН-2, СКР-2, СКН-2Т, СКР-2Т.
2. Р у д ь к о Ю. М. Аппарат для замораживания
биообъектов.— Холодильная техника, 1977, № 2.
и сухие отходы. Общее количество отходов
находилось в пределах 9,3—20,7% (масса сухих
веществ отходов по отношению к массе веществ
исходного сырья). Отходов было значительно
меньше там, где в течение смены выдерживали
точную дозировку компонентов при
изготовлении теста, его температуру, правильно
регулировали работу насоса-дозатора теста, а также
там, где отходы использовали в производстве
вафельной продукции непосредственно после их
образования.
Меньше всего отходов оказалось на Мосхладо-
комбинате № 10. Здесь эксплуатируются
автоматы А2-ОВА последних лет выпуска A973 г.),
более совершенные, чем выпускавшиеся ранее,
поскольку завод-изготовитель внес ряд
изменений в конструкцию, основываясь на
результатах длительной эксплуатации. Кроме того,
рационализаторы, так же как и на Кишиневском
хладокомбинате, усовершенствовали
некоторые узлы автомата А2-ОВА. На этом
предприятии в течение смены постоянно регулируется
подача теста в пуансоны и выдерживается
требуемая его температура, а при изготовлении
теста соблюдается точная дозировка компонентов.
Обобщение опыта работы вафельных цехов
хладокомбинатов позволяет констатировать,
что для снижения отходов и улучшения
качества вафельных стаканчиков необходимо:
строго соблюдать дозировку сырьевых
компонентов и технологические режимы при
изготовлении теста;
поддерживать постоянными консистенцию
теста и его температуру;
систематически в течение смены
контролировать количество образующихся отходов и
при необходимости регулировать работу
насоса-дозатора;
вафельные отходы перерабатывать сразу же
после их образования, не допуская длительного
хранения.
45
ОХРАНА ТРУДА И
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
УДК 621.565.564.22-78
Порядок проведения
инструктажа по технике
безопасности для машинистов
аммиачных холодильных
установок
В. И. НИКОЛАЕВ
Минмясомолпром СССР
В. К. ЛЕМЕШКО, Ю. К. СОЛОМАХА
Всесоюзный научно-исследовательский институт
холодильной промышленности
В соответствии с действующим положением на
всех предприятиях, где эксплуатируются
аммиачные холодильные установки, должны
проводиться инструктаж (вводный, на рабочем
месте) и курсовое обучение по технике
безопасности при работе на этих установках.
Вводный инструктаж проводит инженер по
технике безопасности с каждым вновь
поступающим на работу и прибывающим для
прохождения практики. Цель инструктажа — дать
общие сведения по технике безопасности,
производственной санитарии, правилам поведения на
территории и в цехах предприятия. В
соответствии с утверждаемой главным инженером
предприятия инструкцией вводный инструктаж
знакомит со специфическими условиями работы
компрессорного цеха, основными требованиями
правил техники безопасности для аммиачных
холодильных установок, приемами и методами
оказания доврачебной помощи при отравлении
аммиаком. Каждый вновь поступивший может
быть допущен к самостоятельной работе лишь
после прохождения им стажировки сроком не
менее одного месяца, что оформляется приказом
по предприятию. Цель стажировки —
приобретение практических навыков в эксплуатации
холодильной установки предприятия.
Инструктаж на рабочем месте
подразделяется на первичный, периодический повторный и
внеплановый.
Первичный и не т р у к т а ж
проводит начальник компрессорного цеха (его
заместитель или старший механик) перед допуском к
работе принятых в цех рабочих в соответствии
с программой, утвержденной главным
инженером предприятия. В программу первичного
инструктажа входит подробное ознакомление
рабочего
со схемой холодильной установки,
назначением и конструкцией каждой машины, аппарата,
сосуда, а также с контрольно-измерительными,
регулирующими, защитными и
предохранительными приборами и устройствами;
инструкциями по эксплуатации оборудования,
входящего в состав холодильной установки;
порядком подготовки к работе, включая осмотр
оборудования, приборов, предохранительных
устройств, инструмента, приспособлений с
обязательным сообщением о всех выявленных
неисправностях начальнику цеха или механику; ^
безопасными приемами при обслуживании
холодильной установки (при оттаивании
«снеговой шубы» с камерных охлаждающих устройств,
выпуске масла и воздуха из системы, заправке
компрессоров маслом, дозаправке аммиака в
систему) и ее ремонте;
оптимальным режимом работы холодильной
установки и признаками ее неисправности,
правильными действиями при опасных режимах
работы и в аварийных ситуациях;
порядком аварийной остановки (отключения)
оборудования;
инструкциями по технике безопасности,
производственной санитарии, пожарной
безопасности;
правилами выявления и устранения утечек
аммиака;
назначением и правилами пользования
предохранительными приспособлениями и
средствами индивидуальной защиты;
правилами безопасной эксплуатации
имеющихся в компрессорном цехе
подъемно-транспортных механизмов и электрооборудования;
порядком ведения суточного журнала работы
компрессорного цеха.
Периодический повторный
инструктаж должен проводиться по той
же программе, что и первичный, не реже чем
через каждые 3 месяца, по указанию и под
контролем начальника компрессорного цеха.
Внеплановый инструктаж по
безопасным приемам работы проводят при
внесении изменений в схему холодильной
установки, при нарушении работающим правил и
инструкций по технике безопасности, после
имевших место несчастных случаев и аварий, а
также по предписанию инспектора Госгортехнадзо-
ра, технического инспектора труда, инженера
по технике безопасности предприятия или
указанию вышестоящих органов.
Внеплановый инструктаж возложен на тех же
работников, на обязанности которых лежит
46
проведение первичного и периодического
повторного инструктажа.
Все виды инструктажа должны оформляться
в специальном журнале регистрации с
указанием фамилии, имени и отчества
инструктируемого, его должности, даты инструктажа, номера
и наименования инструкции (программы), по
которой проведен инструктаж, подписей лиц,
проводившего и получившего инструктаж, а
также начальника компрессорного цеха,
допустившего инструктируемого к работе.
Машинисты аммиачных холодильных
установок должны проходить ежегодную проверку
знаний (аттестацию) в квалификационных
комиссиях, утвержденных приказом по предприятию,
а также курсовое обучение по технике
безопасности.
Общее руководство и ответственность за
правильную организацию инструктажа и
курсового обучения возлагается на главного инженера
предприятия (или на лицо, его заменяющее);
ответственность за своевременное и качественное
их проведение ¦— на начальника
компрессорного цеха; контроль за своевременным
проведением — на отдел (бюро), инженера по технике
безопасности.
Для предотвращения производственного
травматизма важное значение имеет обучение
рабочих правильным действиям при возникновении
опасных режимов работы установки и
аварийных ситуаций. Растерянность, неправильное
поведение в аварийной обстановке, незнание вы-
Евгений Семенович Гуревич
30 ноября 1978 г. после тяжелой и продолжительной
болезни скончался Евгений Семенович Гуревич, член
КПСС с 1966 г., кандидат технических наук, заместитель
начальника Специального конструкторского бюро по
созданию воздушных и газовых турбохолодильных
машин (СКВ TXM).
Е. С. Гуревич родился в 1911 г. в г. Баку. В 1935 г. он
окончил Московское высшее техническое училище
им. Н. Э. Баумана. Всю свою жизнь Евгений Семенович
посвятил развитию холодильного машиностроения. Он
был одним из организаторов производства
холодильных машин в нашей стране.
В 1964 г. Е. С. Гуревич защитил кандидатскую
диссертацию. Он вел большую научно-педагогическую ра-
хода из создавшейся ситуации могут привести
к тяжелым последствиям.
В машинном отделении одного из
мясокомбинатов вследствие переполнения
промежуточного сосуда, происшедшего по недосмотру
обслуживающего персонала, начался «влажный
ход» второй ступени компрессора ДАУ80.
Растерявшийся машинист вместо немедленной
остановки компрессора кнопкой «стоп» попытался
закрыть вентиль на линии подачи жидкого
аммиака в промежуточный сосуд, а затем —
всасывающий вентиль компрессора, но
произошел гидроудар.
Аналогичную ошибку допустил машинист
холодильной установки молкомбината. Услышав
звуковой сигнал о недопустимом повышении
уровня аммиака в отделителе жидкости (вопреки
требованиям правил техники безопасности
защитные реле, которые бы в этом случае
отключили компрессор, не были задействованы),
машинист вначале выключил звуковой сигнал на
щите автоматики, а затем стал закрывать
всасывающий вентиль компрессора АУ200.
Гидравлического удара могло бы не произойти,
если бы машинист, который в момент подачи
звукового сигнала находился снаружи, нажал
аварийную кнопку на стене у выхода из
компрессорного цеха.
Указанные выше примеры говорят о
необходимости регулярных тренировок и обучения
обслуживающего персонала правильным
действиям при возникновении аварийных ситуаций.
боту в Московском институте химического
машиностроения.
Евгений Семенович — автор 20 печатных работ,
соавтор ряда учебников и энциклопедических
справочников.
Имя Е. С. Гуревича широко известно советским и
зарубежным специалистам по холодильной технике. Он
был членом Советского национального комитета
Международного института холода (МИХ).
Многолетняя трудовая деятельность Е. С. Гуревича
отмечена правительственными наградами: орденами
«Трудового Красного Знамени», «Знак Почета» и
медалями.
Широкая эрудиция и богатый опыт, трудолюбие и
неукротимая энергия, незаурядные организаторские
способности и душевность Евгения Семеновича снискали
ему уважение и любовь тех, кто с ним работал.
Светлый образ Евгения Семеновича Гуревича,
прекрасного человека, талантливого инженера и
организатора, навсегда останется в памяти его друзей и
товарищей по совместной работе.
в
ИЗОБРЕТЕНИЯ
A1N43728B1) 2408628/28-13 B2) 27.09.76 2E1) F
25D 13/00; F 15 D 1706 E3) 621. 565.3 G2) E. А. По-
хиленко
E4) 1. ХОЛОДИЛЬНАЯ КАМЕРА, содержащая
теплоизоляционные ограждения, ложный потолок и
экраны, установленные с образованием соответственно
вентилируемого продукта и пристенного канала по
всему периметру камеры, и воздухоохладитель с
напорным воздуховодом, отличающаяся тем, что, с целью
обеспечения универсальности при оптимальных
условиях охлаждения и хранения пищевых продуктов, один
из торцовых экранов имеет щели с лепестковыми
клапанами, параллельно другому торцовому экрану со
стороны рабочего объема камеры размещена
перфорированная панель, образующая с экраном замкнутую
полость, напорный воздуховод снабжен вертикальной
перегородкой с поворотным клапаном, разделяющей
воздуховод на два отсека, один из которых сообщен с
замкнутой полостью, а другой — с пристенным
каналом, при этом воздухоохладитель с напорным
воздуховодом размещены в замкнутой полости, а пристенный
канал соединен с вентилируемым продухом со стороны
воздухоохладителя посредством окон в ложном
потолке, снабженных поворотными клапанами а с
противоположной стороны — с помощью щелей в ложном потолке.
НА
2. Холодильная камера по п. 1, отличающаяся
тем, что, с целью компенсации теплопотерь через
ограждения и предотвращения конденсации влаги на их
внутренней поверхности в зимнее время года, в
пристенном канале со стороны торцового экрана,
имеющего щели, установлен нагреватель воздуха.
A1) 646158 B1) 2524395/23-06 B2) 08. 09.77 2E1) F 25
В 11/00 E3) 621.57.012.4 G2) В. П. Муравьев, С. А.
Рудько
E4) ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА преимущественно
для транспортного средства, содержащая замкнутый
жидкостный контур с последовательно установленными
в нем охлаждаемым объектом, ресивером, насосом и
охладителем жидкости, соединенным второй полостью с
воздухо-воздушным радиатором, отличающаяся тем,
что, с целью повышения эксплуатационной надежности
при охлаждении оборудования высокой мощности на
различных рабочих режимах, в установку
дополнительно введены детандер и автономный топливный
циркуляционный контур с последовательно
установленными в нем топливным баком, насосом и радиатором,
вторая полость которого и детандер последовательно
включены в линию связи воздухо-воздушного радиатора с
охладителем жидкости, а охлаждаемый объект
снабжен линией наддува воздуха и автономным
вентилятором и жидкостно-воздушным радиатором.
A1) 641251 B1) 2503766/24-06 B2) 05.07.77 2E1)
F 26 В 5/06 E3) 66.047.25 G2) А. Ф. Авдонькин,
Г. Н. Горбачев G1) Могилевский технологический
институт
E4) УСТАНОВКА ДЛЯ СУБЛИМАЦИОННОЙ
СУШКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ, содержащая
сублиматор и подсоединенные к нему конденсаторы с
охлаждающими элементами в виде вертикально
установленных трубок Фильда, отличающаяся тем, что, с целью
интенсификации процесса сушки путем упрощения
удаления льда с поверхности охлаждающих элементов,
трубки Фильда выполнены гофрированными, а к их
нижним концам в каждом конденсаторе прикреплена
решетка, под которой установлены электромагниты.
A1) 646161 B1) 2452844/28-13 B2) 15.02.77 2E1) F 25
С 1/12 E3) 621.584 C1) WP F 25с/191658 C2) 01.03.76
C3) ГДР G2) Вальтер Нестлер (ГДР) G1) ФЕБ
Комбинат Луфт-унд Кэльтетехник (ГДР)
E4) 1. ЛЬДОГЕНЕРАТОР. содержащий вертикально
расположенный испаритель и приспособление для
отделения льда, отличающийся тем, что, с целью
повышения надежности и долговечности льдогенератора,
приспособление для отделения льда выполнено в виде
мембран, закрепленных по периметру испарителя, и
снабжено источниками высокого давления и разрежения,
а последние соединены с пространством между
мембранами и испарителем.
2. Льдогенератор по п. 1, отличающийся тем, что
поверхность испарителя имеет насечку.
A1) 641248B1) 2481563/23-06B2) 29.04.77 2E1)
F 25 В 21/02 E3) 621.565.83 G2) Л. П. Грабой, Л. П. Де-
дикова, Л. П. Ленская, Л. А. Полетаев, И. Ф. Рзя-
н и н а
E4) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ХОЛОДИЛЬНОЕ
УСТРОЙСТВО, содержащее термоэлектрическую батарею,
холодные спаи которой подключены к термостатируе-
мому объекту через теплоотводы, отличающееся тем,
что, с целью повышения экономичности при
импульсной работе объекта, теплоотводы выполнены в виде
аккумулятора холода.
A1) 646159 B1) 2524398/23-06 B2H8.09.77 2E1) F 25
В 11/00 E3) 621.57.012.4 G2) В. П. Муравьев
E4) ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА
преимущественно для транспортного средства, содержащая
компрессор силового двигателя, подключенный к
охлаждаемому оборудованию через последовательно
установленные регулятор избыточного давления, первичный
теплообменник, детандер и вторичный теплообменник,
отличающаяся тем, что, с целью повышения
эксплуатационной надежности при больших разрежениях
окружающей среды, в установку дополнительно введен
резервуар с воздушной и жидкостной полостями,
снабженный соответствующими линиями, на воздушной из
которых установлены редуктор, запорный клапан и
дроссель," а на жидкостной — фильтр и обратный
клапан, через которые эта линия подключена к
вторичному теплообменнику, выполненному в виде
встроенных в охлаждаемое оборудование газоструйных
смесителей, а первичный теплообменник выполнен
двухступенчатым, первая ступень которого содержит
установленный перед детандером топливо-воздушный радиатор,
а вторая — установленный за регулятором избыточного
давления воздухо-воздушный радиатор, встроенный во
входной канал силового двигателя.
A1) 613062 B1) 2396856/29-33 B2) 06.08.76 2E1) Е 04
Н 5/10 E3) 725. 355 G2) В. И. Комаров
E4) ХОЛОДИЛЬНИК с камерами, имеющими
отрицательные температуры, размещенный на пучинистых
грунтах, включающий ограждающие и несущие
элементы, установленные на сваи, пол и компенсатор под
ограждающими элементами, отличающийся тем, что, с
целью предотвращения повреждения ограждающих и
несущих элементов холодильника при пучении
грунтов и увеличении полезных площадей камер, сваи на
части длины, размещенной в мерзлой зоне, выполнены
конической формы с уширением вниз и заключены в
конические трубы, форма которых соответствует форме
свай, а компенсатор размещен ниже уровня пола.
A1) 648800 B1) 2529844/28-13 B2) 27.09.77 2 E1) F 25
В 9/00; F 25 D 17/06 E3) 664.84/.85.037.5 G2) В. М.
Нехорошее, А. Я. Стависский, А. В. Федорчук, В. В. Шев-
кин G1) Специальное конструкторское бюро по
созданию воздушных и газовых турбохолодильных машин
E4) УСТАНОВКА ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ
ПРОДУКТОВ, включающая скороморозильный аппарат,
имеющий входной и выходной люки и сообщенный
воздуховодами с турбохолодильной машиной, на входе
которой установлен вентилятор, отличающаяся тем,
что, с целью повышения производительности путем
снижения перетечек воздуха по люкам, она снабжена
дополнительным вентилятором, связанным с входным
люком скороморозильного аппарата, и устройствами
для регулирования перепада давлений в люках с
термопарами, установленными в каждом люке.
A1) 648820 B1) 2511298/29-06 B2) 22.07.77 2E1) F 28
В 1 00; F 28 D 5/00 E3) 621.57.044.2 G2) Г. С. Серда-
ков. Л. А. Климов, С. В. Яковлев G1) Кузбасский
политехнический институт
E4) ИСПАРИТЕЛЬНЫЙ КОНДЕНСАТОР,
содержащий корпус с двусторонним воздухоиодводящим
каналом и размещенный в корпусе трубный пучок с водо-
оросительным устройством над ним, отличающийся тем,
что, с целью интенсификации тепломассообмена при
наличии атмосферных осадков, в канале с одной его
стороны установлена поворотная створка, направляющая
часть воздушного потока через неорошаемый сектор
трубного пучка, а корпус на выходе этого потока
соединен при помощи трубы с противоположной стороной
канала.
A1) 504324 B1) 2008613 40-23 B2) 20.03.74 2E1) F 25
В 7/00; А 62 В 15/00 E3) 628.84 G2) А. И. Лавочник,
М. А. Сионов, Г. П. Ильин, А. М. Ивченко G1)
Ташкентский политехнический институт им. А. Р. Беруни
E4) УСТАНОВКА ДЛЯ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ
ВОЗДУХА, содержащая компрессионную
холодильную машину с двухсекционным конденсатором и
двумя воздухоохладителями-испарителями, которые
последовательно установлены в оборудованном фильтром
воздухоподающем канале между вентилятором и
потребителем и снабжены пропорциональными
регуляторами температуры, отличающаяся тем, что с целью
расширения диапазона регулирования по температуре и
влажности, одна из секций конденсатора установлена
после испарителей в имеющей подвижное ограждение
перепускной линии указанного канала, снабженного
на участке между первым испарителем и фильтром
регулируемой дренажной заслонкой.
КРИТИКА
И БИБЛИОГРАФИЯ
УДК 621.565.4@49.3)
Справочник по эксплуатации холодильников
Серия «Холодильная техника». Под ред. А. В. Быкова. М., Пищевая промышленность, 1977.
208 с. Тираж 110 000 экз. Цена 1 р. 62 к.
Справочник «Эксплуатация холодильников» — новая
книга, предназначенная для широкого круга
специалистов, занимающихся монтажом, эксплуатацией и
ремонтом холодильных установок, вопросами
технологической обработки продуктов и механизацией грузовых
работ на холодильниках.
В книге пять глав,
В первой главе рассматриваются монтаж
компрессоров и агрегатов крупных и средних холодильных
установок, различных типов теплообменных и
вспомогательных аппаратов, батарей, воздухоохладителей,
скороморозильных аппаратов и агрегатов, а также
монтаж и наладка малых холодильных машин.
Описываются подготовка к испытаниям отдельных аппаратов
и холодильных установок в целом, порядок
заполнения систем хладагентом и сдачи в эксплуатацию с
соблюдением всех нормативов, предусмотренных ГОСТом,
Госгортехнадзором и правилами по технике
безопасности, разработанными ВНИХИ.
Вторая глава посвящена вопросам эксплуатации
холодильных установок: работа их в ручном и
автоматическом режимах, достижение оптимального режима
работы и причины отклонения от пего, их выявление и
устранение, регулирование подачи хладагента в
испарительную систему. Отмечаются особенности
эксплуатации ротационных и винтовых компрессоров,
двухступенчатых установок, а также вспомогательного
оборудования — насосов, вентиляторов, градирен. Даются
рекомендации по определению утечек газа, отделению
масла, добавлению хладагента и масла в систему,
борьбе с коррозией, улучшению качества охлаждающей
воды и очистке поверхностей от а^рязнения. В этой же
главе подробно описываются гпиборы, применяемые
для автоматизации холодильных установок,
рассматриваются вопросы эксплуатации приборов и средств
автоматизации.
В третьей главе внимание сосредоточено на
организации ремонта холодильных машин и установок.
Описываются применяемые методы организации ремонта —
индивидуальный, узловой, гот>чный, на базе готовых
сменных" деталей, а также система
планово-предупредительного ремонта (ППР) для различных видов
холодильного оборудования. Приводятся нормативы
трудоемкости ремонтных работ и простоя холодильного
оборудования, а также расчет суммарной потребности
в запасных частях на единицу оборудования.
В разделах четвертой главы излагаются вопросы
технологической эксплуатации холодильников —
организация приема, хранение, холодильная обработка и
отгрузка продуктов на холодильниках; правила
санитарной обработки холодильных камер перед
загрузкой и контроля их санитарного состояния в период
эксплуатации; порядок проведения контроля за
соблюдением технологического режима в камерах
охлаждения, замораживания и хранения; особенности
технологических режимов холодильной обработки и
хранения разных продуктов, условия при их совместном
хранении. Заканчивается глава рассмотрением мер
по снижению естественной убыли продуктов при
хранении на холодильниках.
Пятая глава посвящена механизации грузовых
работ на холодильниках. Здесь кратко описываются
используемые в настоящее время типы стандартных
поддонов и пакетирующих строп, с помощью которых
формируют грузовые пакеты; рассматриваются схемы
механизации грузовых работ, применяемые на
холодильниках различного назначения, и особенности схем
механизации грузовых операций с мороженым и
охлажденным мясом, мороженой рыбой и сырами; даются
сведения о напольных машинах прерывного действия
(электропогрузчиках, электротележках,
электротягачах, электротельферах и грузовых лифтах) и о машинах
непрерывного действия (горизонтальных и наклонных
конвейерах — штанговых, тросовых и др.)> а также о
подъемно-транспортных устройствах (передвижных
столах, роликовых дорожках, ручных тележках).
Как видим, на страницах нового справочника нашли
отражение достижения холодильной техники и
технологии последних лет. В этом заключается его ценность.
Все главы справочника написаны на высоком
техническом уровне. Конкретные рекомендации и практичен
ские советы по рассматриваемым вопросам
сопровождаются при необходимости цифровыми данными и
теоретическими обоснованиями. В книге приведены
таблицы и графики, необходимые для практической работы.
Вместе с тем в справочник не вошел ряд сведений,
необходимых для практической работы.
Так, не рассматриваются монтаж и наладка
приборов контроля, сигнализации и средств автоматизации
средних и крупных установок, монтаж, наладка и
ремонт винтовых компрессоров. Не указываются
особенности обслуживания систем (рассольная, аммиачная)
и схем (насосная, безнасосная, с нижней и верхней
подачей) охлаждения. Следовало бы подробнее
остановиться на обслуживании теплообменных аппаратов —
вертикальных, горизонтальных, открытых и закрытых,
отметив некоторые различия в их обслуживании:
подробнее изложить порядок, указать применяемые методы,
в том числе озонирование, и средства санитарной
обработки камер. Нет рекомендаций по технологическим
режимам обработки и хранения фруктов и овощей как
в свежем, так и в замороженном виде.
Необходимо было бы включить в справочник
сведения об организации ремонта механизмов, средств
механизации грузовых работ и зарядке аккумуляторов,
об эксплуатации и ремонте строительных конструкций
холодильников.
В целом новый справочник соответствует своему
назначению и несомненно станет настольной книгой
специалистов-холодильщиков.
Л. П. СЫСОЕВ
54
ХРОНИКА
УДК 389.006.4
На стендах выставки
«Измерительная техника,
автоматизация контроля
и управления»
С октября 1978 г. по март 1979 г. включительно на
ВДНХ СССР проходила Всесоюзная межотраслевая
выставка «Измерительная техника, автоматизация
контроля и управления» («Метрология и техника
измерений- 78»).
В экспозиции выставки приняли участие около
300 производственных объединений, предприятий,
научно-исследовательских и проектно-конструкторских
организаций от 25 министерств и ведомств, которые
демонстрировали свыше 1500 натурных образцов,
включая комплексы приборов.
Девиз выставки: полное и качественное
метрологическое обеспечение — залог быстрого и эффективного
решения любой научной и технической задачи,
повышения эффективности производства и качества продукции.
Экспозиция выставки состояла из пяти
взаимосвязанных разделов: система метрологического
обеспечения в СССР; метрологическое обеспечение по видам и
областям измерений; современное приборостроение —
техническая основа комплексной автоматизации
производства; метрологическое обеспечение в отраслях
народного хозяйства и в решении
народнохозяйственных проблем; нормативная база и
информационно-методическая служба.
Представленные в вводном разделе натурные
образцы средств измерений иллюстрировали перспективные
разработки в области оснащения метрологических
служб прецизионными средствами измерений для
научных исследований, в частности, в области холодильной
и криогенной техники.
Во втором разделе выставки демонстрировались
новейшие разработки по 15 видам измерений, в том числе
по линейно-угловым измерениям, температуре,
давлению, расходу жидкостей и газов, электрическим и
акустическим измерениям, которые являются основными
измеряемыми параметрами в процессе изготовления,
исследования и испытания узлов и агрегатов
холодильных машин.
Экспонировавшиеся на стендах средства измерений,
воплотившие новейшие достижения отечественного и
зарубежного приборостроения, характеризуются
более высокими, по сравнению с выпускающимися в
настоящее время аналогами, метрологическими
характеристиками.
Заслуживает внимания ряд электронных цифровых
милливольтметров типов Щ1611, Щ68000, Щ68003,
отличающихся высоким классом точности. Они могут
быть применены для измерений термо-э.д.с. термопар
в случаях, когда необходима высокая разрешающая
способность. При этом значительно сокращается время
измерения. Пределы измерения милливольтметров
10 мВ — 1000 В; поддиапазоны 10 и 100 мВ, 1 и 100 В;
порог чувствительности 1 мкВ.
Завод-изготовитель: Невиномысский завод
электроизмерительных приборов.
При измерении температуры с помощью термопар
в исследовательской практике широко используется
компенсационный метод. Потенциометр типа Р363-1,
демонстрировавшийся на выставке, позволяет измерять
термо-э.д.с. с разрешающей способностью 0,01 мкВ.
Верхний предел измерения 2,12 В. Класс точности
потенциометра 0,001.
Завод-изготовитель: Краснодарский завод
измерительных приборов.
Для измерения расхода жидких и газообразных
хладагентов и различных теплоносителей могут быть
применены тангенциальные скоростные расходомеры типа
«Тургас» и ШРТ, имеющие улуч пенные
метрологические характеристики.
Расходомер «Тургас» предназначен для измерения
расхода газа. Пределы измерения 100—10000 м3/ч;
класс точности 1 и 1,5; рабочее давление среды цо
6 кгс/см2 ( — 600 кПа).
Завод-изготовитель: Квано-Франковский
приборостроительный завод.
Шариковый тангенциальный расходомер ШРТ
предназначен для измерения расхода жидких сред. Пределы
измерения по ГОСТ 14012—76; класс точности 1 и 1,5;
выходной сигнал 0—5 мА.
Завод-изготовител!: Смоленский опытный завод
НИИтеплоприбор.
Экспозиция третьего раздела представляла
государственную систему промышленных приборов и средств
автоматизации (ГСП). Экспонировались
унифицированные типовые конструкции, на базе которых
строятся автоматизированные системы управления. К ним
можно отнести датчики-преобразователи давления
«Сапфир», перекрывающие диапазоны давлений от —0,01
до 600 кгс/см2 (от —1 до 60000 кПа) в диапазоне
температур рабочей среды от —50 до 120°С. Класс точности
0,6.
Завод изготовитель: Ивано-Франковский
приборостроительный завод.
Датчики-преобразователи разности давлений типа
ДСЭ и ДМЭ предназначены для измерения расхода,
уровня и перепада давлений.
Датчики-преобразователи имеют унифицированный выходной сигнал 0—5 мА,
класс точности 1 и 1,5. Они могут быть использованы
при автоматизации технологических процессов в
химической и холодильной промышленности, а также в
научно-исследовательской практике при автоматическом
сборе и обработке измерительной информации.
Четвертый раздел отражал опыт работы передовых
предприятий по реализации комплексных программ
метрологического обеспечения. Экспозиция раздела
основывалась на всестороннем анализе состояния
измерений в соответствующих отраслях промышленности,
который проводится метрологическими службами. Этот
опыт можно в полной мере использовать в холодильном
машиностроении.
Грузопоршневые манометры типа МП-6, МП-60,
МВП-2,5 и АЗДГ, поверочные установки УТТ-6 и
УМАЫ в значительной степени позволят повысить
эффективность поверочных работ ведомственными
метрологическими службами предприятий.
Пятый раздел выставки представлял
прогрессивные формы и методы обеспечения предприятий и
организаций страны информацией о действующих
стандартах, технических условиях и другой
нормативно-технической документации в области измерений.
На базе выставки проводились конференции,
семинары, школы передового опыта, встречи работников
народного хозяйства и науки.
Экспонаты и материалы выставки
продемонстрировали современное состояние метрологии,
измерительной техники и приборостроения, их роль в решении
задач, поставленных XXV съездом КПСС.
Ю. М. ВОРОБЬЕВ
ВНИИхолодмаш
55
Десятая научно-техническая конференция молодых
ученых и специалистов во ВНИИхолодмаше
С 11 по 13 апреля 1979 г. во ВНИИхолодмаше
состоялась Десятая научно-техническая конференция
молодых ученых и специалистов, проходившая под
девизом: «Пятилетке эффективности и качества —
энтузиазм и творчество молодых!». Конференция явилась
третьим этапом смотра научно-технического творчества
молодежи и была посвящена ПО годовщине со дня
рождения В. И. Ленина.
На конференции обсуждались результаты научно-
исследовательских и опытно-конструкторских работ в
области создания и внедрения современного
холодильного оборудования, освоения новых технологических
процессов в холодильной технике и повышения
экономической эффективности ее использования.
В работе конференции приняли участие около
двухсот специалистов научно-исследовательских
(ВНИИхолодмаш, ВНИХИ) и конструкторских (СКБК, г.
Казань) организаций, учебных институтов (МЭИ, МВТУ
им. Баумана, ЛТЙХП, ОТИХП, Казанский ХТИ
им. С. М. Кирова), производственного объединения «Одес-
холодмаш» и заводов холодильного машиностроения
(«Красный Факел», «Компрессор», «Искра», Читинский
машиностроительный завод, Черкесский завод
холодильного машиностроения).
Конференцию открыл директор ВНИИхолодмаша
канд. техн. наук А. В. Быков, который расказал о
целях конференции и задачах молодых специалистов в
десятой пятилетке.
На конференции было заслушано 36 докладов.
Серия докладов представителей ВНИИхолодмаша —
Ю. И. Коноваленко, М. В. Головина, С. В. Маркелова,
В. Г. Высотиной, В. Ю. Иванова и ЛТИХПа — Р. Е. Еп-
ремяна, Д. А. Капелькина, В. А. Короткова, В. А.
Евстафьева и др. была посвящена вопросам расчета,
конструирования и исследований холодильных
центробежных компрессоров.
Тематика винтовых компрессоров была отражена в
докладах В. Н. Трдатьян (ВНИИхолодмаш) и А. Н. Но-
скова (ЛТИХП).
О работе ВНИИхолодмаша над созданием
поршневых компрессоров новой градации на стадиях
конструирования и последующих испытаний макетного образца
было сделано сообщение Т. Н. Печниковой, С. С. Мош-
киной и В. Ф. Бородулина.
Ряд докладов представителей ВНИХИ — А. А. Му-
саева, В. Н. Козленко, С. И. Волошиной, В. А. Лапшина
был посвящен анализу расчетных методик и
результатов исследований холодильных машин, работающих на
смесях.
В сообщения И. П. Чека (СП'ИХГП был рассмотрен
вопрос выбора и расчета всасывающих трубопроводов
холодильных машин при наличии во фреонах примесей
масла.
О некоторых методах расчета нестационарных
процессов систем термостатирования доложил А. Н. Хадин
(ВНИИхолодмаш).
Поиски способа увеличения надежности и
экономичности устройств для обеспечения работы конденсаторов с
воздушным охлаждением при низкой температуре
охлаждающего воздуха были отражены в докладе В. М. Бут-
кина (ВНИИхолодмаш).
С. Н. Колигановым (ВНИИхолодмаш) была
представлена методика испытаний ТРВ при условии замены
двухфазного потока хладагента потоком однофазной
среды — пресной воды. Возможности улучшения
виброакустических характеристик холодильной машины с
помощью установки гасителей газовых пульсаций были
рассмотрены в докладе А. Т. Шаргаева и В. Ю.
Филиппова (ВНИИхолодмаш).
Расширению диапазона работы бромистолитиевых
абсорбционных холодильных машин с использованием
двойной регенерации был посвящен доклад Е. А.
Майоровой, Н. К. Грибковой (ВНИИхолодмаш).
Вопросы, связанные с автоматизацией холодильных
машин, были рассмотрены в докладах В. И.
Кульчицкого («Одесхолодмаш») и Я. Г. Симонгауза (завод
«Компрессор»).
Л. Н. Евдокимовой и Л. В. Герасимовым
(ВНИИхолодмаш) было сделано сообщение о проведенном на
ЭВМ анализе базовых показателей холодильной
машины, позволившем определить основные пути доведения
проектируемого оборудования до уровня лучших
мировых образцов.
О систематизации и описании теплофизических и
термодинамических свойств хладагентов, тепло- и хла-
доносителей с помощью ЭВМ было доложено О. А.
Шуваловой (ВНИИхолодмаш).
В других докладах были рассмотрены вопросы
применения новых конструкционных материалов,
исследования свойств минеральных и синтетических
смазывающих масел, испытания различных типов теплообменных
аппаратов, использования холодильных машин в
отраслях народного хозяйства.
Конференция продемонстрировала возросший
научно-технический уровень работ молодых специалистов.
Для участников конференции были организованы
экскурсии по лабораториям и стендам ВНИИхолодмаша.
Победители конкурса докладов решением жюри под
председательством директора ВНИИхолодмаша канд.
техн. наук А. В. Быкова были награждены Почетными
грамотами, и часть лучших работ была рекомендована
к опубликованию в технической периодической
литературе.
56
новости
ИНОСТРАННОЙ ТЕХНИКИ
УДК 621.577.4
Компрессионные тепловые
насосы, приводимые
от двигателей внутреннего
и внешнего сгорания
Д-р техн. наук, проф. Е. Е. КЛРПИС
Гипронии АН СССР
Энергетический кризис в западноевропейских странах и
США объективно способствует расширению применения
тепловых насосов. Особенно выгодно их использовать
на объектах, где одновременно или попеременно
потребляются тепло и холод, например, на мясокомбинатах,
молочных заводах, в спортивных центрах, в зданиях,
оборудованных двухканальными системами
кондиционирования воздуха, и т. п.
Источниками тепла низкого потенциала могут
служить воздух, удаляемый из зданий системами
вентиляции и кондиционирования воздуха, грунтовые и
артезианские воды, сточные производственные и бытовые
воды, отходящие от агрегатов и печей газы, а
приемниками тепла — системы радиаторного и напольного
отопления, калориферы систем вентиляции и
кондиционирования воздуха. Для характеристики
эффективности работы тепловых насосов, помимо общепринятого
коэффициента преобразования, введем понятие
условного КПД, представляющего собой отношение
количества отдаваемого тепловым насосом тепла к
суммарной теплотворной способности израсходованного
топлива.
Тепловые насосы с двигателями внутреннего
сгорания. Новые сообщения о компрессионных тепловых
насосах, приводимых от двигателей внутреннего
сгорания, опубликованы в 1976—1977 гг. [1, 4]. Для
привода компрессоров тепловых насосов применяют как
серийные автомобильные двигатели, так и дизели.
Топливом служит природный или искусственный газ.
В этих тепловых насосах имеются два контура
(рис. 1): собственно теплового насоса и утилизации
тепла отходящих газов и тепла, отводимого системами
охлаждения и смазки двигателя. Возможно
последовательное соединение обоих контуров и включение в них
аккумуляторов тепла.
Основные достоинства тепловых насосов,
приводимых от двигателей внутреннего сгорания:
повышенный условный КПД; возможность количественного
регулирования теплопроизводительности изменением
частоты вращения; получение теплоносителя с
высокой температурой; сжигание сравнительно легко
транспортируемого жидкого газа; удобство применения в
местностях, отдаленных от центров электроснабжения,
а также на сравнительно малых по тепловой мощности
объектах. Основные недостатки: загрязнение
продуктами сгорания топлива окружающей среды,
повышенный уровень шума, сравнительная сложность
установок и несколько большие затраты труда на
обслуживание.
Поскольку двигатели внутреннего сгорания
создают значительный шум [до 96 дБ (А)], на выхлопном
газоводе и воздухозаборном устройстве необходимо
устанавливать шумоглушители.
Условный КПД теплового насоса выражается
формулой
\х
Ог ± Q3 + Q3
BQT
где Qi — тепло, подводимое к конденсатору и равное
Q4 — тепло, отнимаемое от окружающей среды
(например, на рис. 1 от воздуха);
Qn — тепло сжатия хладагента (механической
работы), подводимое от двигателя;
Q2 — тепло, отводимое от системы водяного
охлаждения двигателя внутреннего сгорания;
Q3 — тепло, отводимое от отходящих газов
двигателя;
QT — теплотворная способность 1 кг топлива;
В — количество сжигаемого топлива, кг.
Рис. 1. Тепловой насос «воздух — вода» с газовым
двигателем внутреннего сгорания:
/ — система утилизации тепла смазки двигателя; // — система
утилизации тепла водяного охлаждения двигателя; /// —
тепловой насос; IV — система утилизации тепла отходящих газов;
1 — приемник тепла (например, воздухоподогреватель
кондиционера); 2 — закрытый расширительный сосуд или подпиточ-
ный насос; 3 — циркуляционный насос с электродвигателем;
4 — конденсатор; 5 — компрессор; 6 — двигатель внутреннего
сгорания; 7 — маслоохладитель; 8 — циркуляционный насос
системы водяного охлаждения двигателя, приводимый от
двигателя; 9 — открытый расширительный сосуд; 10 — водоохла-
дитель; 11 — газоводяной подогреватель-утилизатор тепла
отходящих газов от двигателя; 12 — обводной газовод; 13 —
шумоглушитель; 14 — выхлопной газовод; 15 — трубопровод
подачи подогретой воды от газоводяного
подогревателя-утилизатора; 16 — испаритель (воздухоохладитель системы
кондиционирования); 17 — вентилятор с электродвигателем; 18 —
регулирующий вентиль; 19 ~ дополнительный подогреватель
воды; 20 — обводной трубопровод.
57
| ^^ZQ=215% 1
^ ^^^>> 1
i —>
/70%
Qi
/38% ,
iQij J
№
Qh
<t5°AQz +Q5
ч
)
&
i r^j
/00%
J -
^Qy20%\
f <Z\* .5"%
\"Q2*tfX
10= №%
Электростанция
Рис. 2. Тепловые балансы тепловых насосов
12J с приводом от газового двигателя
внутреннего сгорания (а) и с приводом от
электродвигателя (б):
Qx — тепло, подводимое к конденсатору
теплового насоса; Q2 — тепло, отводимое от системы
водяного охлаждения двигателя внутреннего сгорания;
Qs, — тепло, отводимое от отходящих газов двигателя;
Q4 — тепло, отнимаемое от окружающей среды; Qn —
тепло, подводимое от двигателя; S QT —
теплотворная способность топлива; / — потери тепла с
уходящими газами; 2,4 — потери тепла в окружающую
среду; 3 — потери в сети; 5 — потери в генераторе;
в — потери с охлаждающей конденсатор водой; 7 —
потери в котельной установке.
Температура отходящих газов до подогревателя-
утилизатора обычно составляет 650°С, после него
105°С. Температура воды, циркулирующей через
подогреватель-утилизатор, 85—65°С, а через конденсатор
теплового насоса, 45—30°С.
Из сравнения тепловых балансов тепловых насосов
(рис. 2) с приводом от электродвигателя, питаемого
током от конденсационной электрической станции (КЭС),
и с приводом от газового двигателя видно, что условный
КПД первого равен 1,43%, а второго — 2,15% [2].
Данные сравнения тепловых балансов тепловых
насосов (% к суммарной теплотворной способности
сожженного первичного топлива), выполненного в
работах [2, 5], сведены в табл. 1.
Как видно из табл. 1, тепловые насосы с газовыми
двигателями намного превосходят тепловые насосы с
электрическими двигателями, даже в том случае, когда
электроэнергия производится
теплоэлектроцентралями (ТЭЦ).
Моторесурсы четырехтактных двигателей при
частоте вращения 1500 об/мин обычно составляют 75 тыс. ч,
после капитального ремонта двигатели работают еще
50 тыс. ч. Общий срок службы тепловых насосов с
газовыми двигателями может составлять от 6 до 13 лет [2].
Такой срок вполне приемлем, поскольку срок службы
кондиционеров всех видов также не превышает 12—
13 лет.
Ниже рассмотрены некоторые новые, уже
реализуемые на практике, схемы тепловых насосов.
В Бохуме (ФРГ) сооружена теплонасосная
установка с расчетной мощностью 120 кВт, обслуживающая
30 четырехэтажных жилых домов. Источником тепла
низкого потенциала является наружный воздух,
приемниками — системы напольного отопления и горячего
водоснабжения. Установка покрывает 78% годового
потребления тепла. В г. Дортмунде (ФРГ) установка
«воздух — вода» мощностью 700 кВт предназначена для
нагревания воды в открытом плавательном бассейне.
Таблица 1
Составляющие баланса
Потери при
производстве энергии
Поступление тепла
с электроэнергией
из окружающей
среды
от отходящих газов
и систем
охлаждения
Итого
Примечание. Величины,
равны 100%.
Компрессионный тепловой насос, пр
электрического,
питаемого током от
КЭС
Полезное
тепло
33*—27**
70
—
103—97
Потери
67*—73**
—
—
—
67—73
электрического,
питаемого током от
ТЭЦ
Полезное
тепло
_
12
50
76—71
138—133
Потери
15—20
—
—
—
15—20
обозначенные одной и двумя звездочка
*води*мый от двигателя
газового
о
СП
33
76
50
159
ми, в с
Си
Поте
17
—
—
—
17
умме с
газового при
наличии
обогреваемой
газами
абсорбционной
холодильной
машины
о»
о
S
Поле
тепле
—
96
103
199
о.
П0Т€
17
__
—
—
17
оответственно
58
Т а б л и ц а 2
Составляющая
теплового баланса
Тепло
эквивалентное
получаемой мощности
от двигателя
отходящих газов
охлаждающий
двигатель воды
нагретой смазки
лучистое
конденсации
хладагента при
коэффициенте
преобразования, равном 4
И то го
Режимы работы установки
без теплового насоса и
утилизации тепла
отходящих газов
Полезное
тепло
31
31
Потери
29
33
9
5
69
без теплового насоса,
но с утилизацией
тепла отходящих газов
Полезное
тепло
31
19
33
2
85
Потери
10
5
15
с тепловым насосом и
утилизацией тепла
отходящих газов
Полезное
тепло
31
19
33
2
D—1K1 93
178
Потери
10
5
15
В табл. 2 приведены тепловые балансы теплонасос-
ной установки с газомоторным приводом (в %).
В исследовательском центре фирмы «Фиат» (Италия)
изучается экспериментальная компрессионная тепло-
насосная установка «воздух — вода» с приводом от
двигателя Дизеля [3]. Хладагентом служит R12.
Коэффициенты преобразования самого теплового насоса
оказались равными: 3,2 при наружной температуре
— 10°С и 3,8 при наружной температуре +35°С, а
условные КПД соответственно 1,40 и 1,14%.
Максимальная тепловая мощность установки при наружной
температуре — 10°С составляет 163 кВт. Из них отбирается
от наружного воздуха 70 кВт, отходящих газов и
системы охлаждения двигателя 59 кВт, тепло сжатия
хладагента 34 кВт. В результате сравнения с другими
системами отопления установлены следующие величины
расходов энергии первичного топлива: при
электрическом отоплении 350%, газоводяном отоплении 133,
тепловом насосе с приводом от электродвигателя 106,
а с приводом от двигателя Дизеля 65% [3].
В данное время фирма работает над
совершенствованием процесса оттаивания испарителя.
Тепловые насосы с двигателями внешнего сгорания.
Поршневой двигатель внешнего сгорания с регенерацией
тепла предложен еще в 1816 г. англичанином Стирлин-
гом. Долгое время этот двигатель был забыт. В период
1930—1960 гг. интерес к нему особенно возрос.
Основные достоинства современных двигателей
Стерлинга: высокий КПД (приближающийся к КПД
двигателей, работающих по циклу Карно), достигаемый в
результате регенерации тепла; сравнительно малое
загрязнение окружающей среды вследствие сжигания
топлива во внешней камере с большими
коэффициентами избытка воздуха; возможность сжигания во
внешней камере любого твердого, жидкого или
газообразного топлива; возможность использования изотопных и
ядерных источников или солнечной энергии; мзло-
шумная работа благодаря отсутствию взрывного
сгорания; экономичность работы, характеризуемая
сравнительно малым удельным расходом топлива,
приближающимся к удельному расходу топлива двигателем
Рис. 3. Принципиальная схема теплонасосной
установки с газомоторным приводом в спортивном центре [1, 4 J:
/ — газовый двигатель; 2 — компрессор; 3 — кондиционер;
4, 17 — тепловой аккумулятор; 5 — теплообменник; 6 —
низкотемпературные потребители (напольное отопление, калорифер
предварительного подогрева, система приготовления и подогрева
воды для плавательного бассейна); 7,8 — воздухоосушитель;
9 — утилизатор тепла сточной воды после душей; 10—
испаритель; // — трубопровод отвода охлажденной воды после
утилизации ее тепла тепловым насосом; 12 — артезианская скважина;
13, 14, 15, 16 — высокотемпературные потребители
(подогреватели воды для бассейна, калориферы первого подогрева,
система радиаторного отопления); 18 — газоводяной
теплообменник; 19 — газовод для удаления отходящих газов (с глушителем
шума).
В Падерборне (ФРГ) теплонасосные установки «вода —
вода» мощностью 3800 кВт, использующие тепло
грунтовых вод, работают в спортивном центре с
плавательными бассейнами, рестораном, кегельбаном, учебными и
жилыми помещениями [2].
Принципиальная схема одной из осуществленных
установок мощностью 235 кВт представлена на
рис. 3 [1]. Ожидается, что при ее использовании
годовой расход газа снизится на 52,5%. При различных
режимах работы условный КПД установок, по данным
U. Fox [4], составит от 31 до 178%.
59
Дизеля, тлалая потребность в смазке; хорошие
регулировочные характеристики.
Основные недостатки: сравнительно большие
габариты, масса и высокая стоимость, вызванные в
основном большим удельным объемом рабочего газа и
высокими рабочими давлениями.
Известны двигатели Стирлинга двойного действия с
шарнирным ромбическим механизмом, превращающим
возвратно-поступательное движение поршней во
вращательное, и со свободными поршнями.
Двигатель со свободным поршнем разработал в США
У. Бил [6]. С поршнем соединен инерционный
компрессор, работающий на R22 в цикле теплового насоса
мощностью 10,5 кВт (рис. 4). За регенератором расположен
охладитель, питаемый раствором гликоля.
Теплота сжигания газа во внешней камере сгорания
передается высокотеплопроводному и теплоемкому
рабочему газу — гелию, которым под давлением заполнен
цилиндр.
Двигатель работает следующим образом (рис. 4, в):
I — при расширении рабочего газа в горячей полости 5
легкий поршень-вытеснитель 4 движется влево и
направляет холодный газ из холодной полости 3 чере^
расположенный между теплообменником 9 и охладителем
20 регенератор 10 в горячую полость 5. Газ
воспринимает накопленное в регенераторе тепло и перемещает
влево массивный рабочий поршень 2, находившийся в
крайнем правом положении, приводя в движение
жестко связанный с ним инерционный компрессор /. Оба
поршня останавливаются в положении // вследствие
повышения давления в буферной полости 21. Повышение
давления в этой полости приводит к тому, что легкий
поршень-вытеснитель сдвигается вправо до крайнего
положения ///, заставляя рабочий газ перетекать из
горячей полости 5 в холодную 3 и отдавать тепло
регенератору 10. Давление рабочего газа в холодной
полости 3 становится меньшим, чем в буферной полости
21, вследствие чего массивный рабочий поршень вместе
с инерционным компрессором движется вправо в
положение IV, сжимая холодный газ в полости 3. При
уравновешивании давлений поршень останавливается;
после чего процесс повторяется.
В р,у-диаграмме идеальный процесс при
прерывистом движении поршней характеризуется двумя
изотермами и двумя изохорами [6].
Тепловые насосы, приводимые свободнопоршневыми
двигателями, находятся в стадии экспериментов.
Применение же двигателей Стирлинга двойного действия с
кривошипно-шатунным механизмом или ромбическим
рычажным механизмом уже в настоящее время
становится вполне реальным, так как построены и успешно
эксплуатируются такие двигатели мощностью до
150 кВт. "
В г. Вельдхофене (Нидерланды)
экспериментальный жилой дом оборудовали тепловым насосом «вода —
вода» с приводом от одноцилиндрового двигателя
Стирлинга мощностью 5 кВт, в камере сгорания которого
сжигают природный газ. Двигатель заполнен гелием.
Через его систему охлаждения и через газоводяной
теплообменник пропускается вода из системы отопления;
через испаритель теплового насоса — грунтовая вода,
служащая источником тепла низкого потенциала. При
испытаниях установили, что в систему отопления
поступает 25% тепла от превращения механической
энергии, 55% — от охлаждения двигателя и отходящих
газов и 60% — от грунтовой воды. Таким образом,
условный КПД теплового насоса составляет 140% [7].
Рис. 4. Принципиальные схемы теплового насоса с
двигателем внешнего сгорания со свободными
поршнями (а), собственно двигателя (б) и стадий его работы
(в) [6]:
1 __ инерционный компрессор, работающий на R22; 2 —
рабочий поршень; 3 — холодная полость, заполненная гелием
(температура 150°С, давление 6 мПа); 4 — поршень-вытеснитель;
5 — горячая полость, заполненная гелием (температура 660°С,
давление 11 мПа); 6 — газопровод; 7 — газовая горелка; 8 —
внешняя камера сгорания; 9 — газово-гелиевый теплообменник;
10 — регенератор; // — насос, перемещающий раствор гликоля;
12 — резервуар; 13 — трехходовой клапан; 14, 15 —
теплообменники в потоке наружного воздуха; 16, 17 — теплообменники
в потоке рециркуляционного воздуха; 18 — регулирующий
вентиль; 19 — четырехходовой клапан (на рисунке показан в
положении, соответствующем режиму нагрева); 20 — охладитель;
21 — буферная полость, заполненная гелием; 22 — линия
всасывания хладагента; 23 — линия выхода хладагента; 24 —
подача гелия из теплообменника в камеру сгорания; 25 — подача
гелия к этому же теплообменнику; Э —
теплообменник-экономайзер; Н. в. — наружный воздух; В. в. — внутренний воздух.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Научно-техническая конференция по
кондиционированию воздуха в НРБ. —
Кондиционеры, калориферы и вентиляторы. ЦНИИТЭстрой-
маш, 1978, № 3.
2. Brandner J. — Die Kalte-und Klimatechnik,
ln78, Bd. 31, № 10.
3. С a m p a n i 1 e A. — Klima+KaTte-Ingenieur, 1978
bd. 6, № 11.
4. F о x U. — Heizung, Luftung, Klimatechnik, Haus-
technik, 1976, Bd. 27, № 12.
5. Juttemann H. — Gesundheits-Ingenieur, 1978,
Bd. 99, № 10.
6. Sarkes L. A., Nichells J. A., Men-
z e r M. S. — ASHRAE J., 1977, № 3.
7. Stirling-Warmepumpensystem fur
kleine Zentralheizung. Heizen im Dauerbetrieb. —
Sanitar-und Heizungstechnik, 1978, № 11.
60
СПРАВОЧНЫЙ ОТДЕЛ
УДК 621.57
Холодильная
водоохлаждающая
машина ХМВ-80
Р. Д. ЛОГВИН
Черкесский завод холодильного машиностроения
Л. Н. КИЯШКО
ВНИИхолодмаш
Машина ХМВ-80 предназначена для получения
холодной воды, используемой в системах кондиционирования
воздуха и для других целей, при температуре
охлаждающей воды до 28°С.
Она состоит из компрессора с двухскоростным
электродвигателем, конденсатора, испарителя,
теплообменника, приборов защиты, пульта управления и
сигнализации.
Конденсатор и испаритель горизонтальные кожухо-
трубные. Испаритель имеет две самостоятельные
секции (при частоте вращения 1460 об/мин работают две
секции, при 735 об/мин — одна).
Теплообменник кожухозмеевиковый
горизонтальный.
Машина работает в автоматическом режиме.
Рис. 2. Машина ХМВ-80:
/ — теплообменник; 2 — компрессор; 3 — щит манометров;
4 — муфта; 5 — электродвигатель; 6 — конденсатор; 7 — пульт
управления; 8 — рама; 9 — испаритель; 10 — щит приборов
и автоматики; 11 — фильтр-осушитель.
QgftBm Q0-fO~?t<кал/ч
-100
ffO
30
wo
90 V80
NSjbH5m
60
70
60
50
JO
20
- 70
- 60
~ 50
W
50
_ 20
и /0
iotSl;c
Рис. 1. Зависимость холодопроизводительности Q0 и
электрической мощности А7чл от температуры
теплоносителя на выходе из испарителя tS2 и температуры воды
на входе в конденсатор tWi при частоте вращения
ротора:
/ — 14C0 об/мин; // — 735 об/мин.
Управление работой осуществляется по температуре
воды с помощью двух термореле, которые
последовательно включают компрессор на первую скорость, затем
переключают на вторую и при достижении заданной
температуры выключают машину.
В системе автоматического управления
предусмотрены следующие виды защиты: от нарушения
нормального режима давления, перегрузки электродвигателя,
замерзания воды в испарителе, а также максимально-
токовая защита.
Характеристики машины ХМВ-80 и ее общий вид
показаны на рис. 1 и 2.
6i
Техническая характеристика
Хладагент R22
Холодопроизводителыюсть, кВт (ккал/ч),
при температуре теплоносителя на
выходе из испарителя 5 С. температуре
охлаждающей воды на входе в
конденсатор 22° С и частоте вращения ротора,
об/мин
1460 95,3(82 000)
735 49,5D2 600)
Потребляемая (электрическая) мощность,
кВт, при температуре теплоносителя на
выходе из испарителя 5° С, температуре
охлаждающей воды на входе в
конденсатор 22° С и частоте вращения ротора,
об/мин
1460 21
735 11,8
Расход охлаждаемой воды, м3/ч 20
Расход охлаждающей воды, м3/ч 20
Количество заряжаемого хладагента, кг 50
Смазочное масло ХС-40
Количество заряжаемого масла, кг 5
Габаритные размеры машины, мм 2945x810 1930
Масса машины (сухой), кг 1800
Компрессор 22ФУ45
Электродвигатель
тип А02-81-8/4
мощность, кВт 27,7/18,9
частота вращения ротора, об/мин 1460/735
напряжение, В 220
Внутренняя поверхность теплообмена 4,5
конденсатора, м2
Наружная поверхность теплообмена ис- 12
парителя, м2
В комплект поставки входят машина в сборе,
запасные части и инструмент.
Изготовитель — Черкесский завод холодильного
машиностроения.
РЕФЕРАТЫ
УДК 629.12:621.514.5.004.15
Эффективность работы винтовых компрессоров
судовых холодильных установок. ГРИШИН В. В.,
ПЕТРОВ В. М. «Холодильная техника», 1979, № 5.
Предлагается в качестве основных показателей
эффективности эксплуатации холодильных установок с
фреоновыми винтовыми компрессорами промысловых судов
использовать удельный расход энергии на привод
компрессоров (расход энергии на привод компрессоров,
отнесенный к 1 т обработанной холодом продукции) и
коэффициент рабочего времени компрессоров.
Проведенные расчеты и сравнения по этим показателям выявили
преимущества одноступенчатой схемы судовых
холодильных установок с винтовыми компрессорами.
Таблиц 1. Иллюстраций 2. Список литературы —
2 названия.
УДК 661.97-404:621.642.17-78
Условия безопасной транспортировки и хранения в
баллонах жидкой двуокиси углерода. ПИМЕНОВА Т. Ф.
«Холодильная техника», 1979, № 5.
Дано объяснение физического смысла вновь введенных
в ГОСТ 8050—76 «Двуокись углерода газообразная и
жидкая. Технические условия» коэффициентов
заполнения баллонов жидкой С02, обеспечивающих их
безопасную эксплуатацию в диапазоне температур до
60°С.
Таблиц 2. Иллюстраций 3. Список литературы —
2 названия.
УДК 536.24.001.5:655.39
Термографическое исследование поверхностей
теплообмена. ЧЕПУРНЕНКО В. П., ЛАГУТИН Л. Е.,
ЛИСИН В. В. «Холодильная техника», 1979, № 5.
Предложена методика исследования температурного
поля поверхности, основанная на изменении окраски
холестерических жидких кристаллов. Приведены
опытные данные по распределению температур и локальных
значений коэффициентов теплоотдачи по поверхности
ребристого элемента, обдуваемого поперечным потоком
воздуха.
Иллюстраций 3. Список литературы — 5 названий.
УДК 628.84:621.565.004.68
Совершенствование схемы холодильного агрегата для
кондиционера К-12С. ЧЕРНЯВСКИЙ Э. И.
«Холодильная техника», 1979, № 5.
Внесено рацпредложение устанавливать на стороне
нагнетания компрессора холодильного агрегата мано-
вакуумметр, а на стороне всасывания — зарядный
вентиль. Это позволяет контролировать давление на
стороне нагнетания, определять степень герметичности
агрегата, контролировать подачу охлаждающей воды
на конденсатор, дозаряжать агрегат хладагентом на
месте установки.
Иллюстраций 1.
УДК 637.352:541.12.034.6 + 536.65
Давление водяного пара над творогом и теплота
испарения воды из него. ЛАТЫШЕВ В. П., АГАФОНЫ-
ЧЕВ В. П. «Холодильная техника», 1979, № 5.
Построены для процесса сушки диетического творога
1
~-7р-, lg/^-диаграмма и зависимость отношения
теплоты испарения воды из творога к теплоте испарения
чистой воды от массовой ее доли в продукте. Даны
рекомендации по их использованию.
Иллюстраций 2. Список литературы — 4 названия.
62
УДК 621.515.041.001.5:518.5
Математическая модель ступени холодильного
центробежного компрессора. БУХАРИН Н. Н.
«Холодильная техника», 1979, № 5.
Разработана блок-схема расчета ступени
холодильного центробежного компрессора, реализованная на
языке Алгол-60 применительно к ЭЦВМ БЭСМ-6. Даны
обобщенные зависимости по потерям в элементах
проточной части и предложена их аппроксимация.
Результаты расчета даны в сравнении с экспериментальными
характеристиками ступени.
Иллюстраций 3. Список литературы — 5 названий.
УДК 621.565.92.013.001.5
Экспериментальное исследование процессов
абсорбционной холодильной установки со ступенчатой
регенерацией раствора. ГРОСМАН Э. Р., ШАВРИН В. С.
«Холодильная техника», 1979, № 5.
Рассмотрены процессы абсорбционной бромиетолитие-
вой холодильной установки со ступенчатой
регенерацией раствора. Приведены результаты испытаний
опытной установки холодопроизводительностью 55 кВт.
Действительный тепловой коэффициент, полученный
при испытаниях, согласуется с расчетным и
составляет 1,1 —1,12. Исследовано коррозионное воздействие
раствора бромистого лития на конструкционные
материалы, определена эффективность различных
ингибиторов при температуре раствора до 160°С.
Таблиц 1. Иллюстраций 3. Список литературы — 9
названий.
УДК 664.681.2.002.5
Обобщение опыта работы по выпечке вафельных
стаканчиков на автоматах А2-ОВА. ОЛЕНЕВ Ю. А.,
ЦИРУЛЬНИКОВА Н. А. «Холодильная техника»,
1979, № 5.
Обобщен опыт работы хладокомбинатов Кишинева и
Москвы по выпечке вафельных стаканчиков на
автоматах А2-ОВА. Даны рекомендации по уменьшению
количества вафельных отходов и улучшению качества
вафельных стаканчиков.
УДК 621.56/.59.001.2
Определение базовых показателей технологичности
конструкций холодильного оборудования.
ШЕВЧЕНКО В. К., МИНИХ И. В. «Холодильная техника»,
1979, № 5.
Рассматриваются порядок количественной оценки
технологичности конструкций холодильного
оборудования с помощью четырех групп показателей,
предусмотренных РТМ 26-03-24—77 «Оборудование
холодильное. Базовые показатели технологичности
конструкций по процессу изготовления», правила расчета
показателей технологичности изделий-аналогов,
базовых показателей и правила определения уровня
технологичности конструкций изделий.
Таблиц 1.
УДК 628.84:681.142.004
Применение ЭВМ для управления системами
кондиционирования воздуха. НИКУЛЬЧА И. П.,
БЕСПАЛОВ Н. Н., МУРАТОВ В. Г. «Холодильная
техника», 1979, № 5.
Изложены основные принципы и формы создания
автоматизированных систем управления процессами
кондиционирования воздуха на базе ЭВМ. Формулируются
задачи по оптимизации работы СКВ и предлагается
алгоритм решения одной из них. Рассматривается
экономический аспект применения ЭВМ для управления
СКВ и предлагается математическое выражение,
позволяющее оценить экономическую целесообразность
применения ЭВМ.
Иллюстраций 1. Список литературы — 6 названий.
УДК 637.514.2.056.001.4
Производственные опыты по транспортировке и
хранению натуральных бескостных полуфабрикатов из
говядины. БАЛАНДИНА Г. А., ВАСИЛЬЕВА Л. Д.,
ДИБИРАСУЛАЕВ М. А., КУЛИКОВСКАЯ Л. В.,
ЩЕРБАКОВ И. А. «Холодильная техника», 1979,
№ 5.
На основании результатов производственных опытов
по междугородной перевозке и холодильному
хранению упакованного под вакуумом охлажденного
натурального бескостного полуфабриката из говядины
установлен максимальный срок холодильного хранения
при 0-. 1°С, включая перевозку, — семь суток с
момента изготовления. При более длительном хранении
наблюдается потемнение поверхности мышечной ткани,
скопление мышечного сока под упаковкой и общее
ухудшение товарного вида продукта. Апробирована схема
механизации грузовых работ с охлажденным тарным
грузом на производственном и распределительном
холодильниках и транспорте.
Таблиц 1. Иллюстраций 3. Список литературы —
4 названия.
УДК 591.437.044.3.001.5
Влияние различных режимов замораживания и
хранения на качественные показатели поджелудочной
железы. ШЕНБЕРГ М. Г., ИВАНОВА Г. А.,
КОЗЛОВА В. Ф., ВИШНЕВСКИЙ В. И.,
АЛЕКСАНДРОВА Н. А. «Холодильная техника», 1979, № 5.
В результате исследований установлены оптимальные
режимы замораживания свежевыделенной
поджелудочной железы: одноэтапное замораживание в жидком
азоте при —196°С со скоростью 300—400°С/мин и двух-
этапное замораживание до — 20°С со скоростью
1—2°С/мин, а затем до —196°С со скоростью 300—
400°С/мин. Они обеспечили достаточную морфофунк-
циональную сохранность эндокринной паренхимы,
высокий уровень содержания инсулина (94—97%) и
тканевого дыхания (87—94% от исходного). По данным
морфологического и гистохимического исследований,
хранение в течение месяца при —196°С дало лучшие
результаты, чем при —30°С.
Таблиц 1. Иллюстраций 5. Список литературы —
6 названий.
63
УДК 621.869.8.565.564.27.001.5
Исследование большегрузного рефрижераторного
контейнера с азотной системой охлаждения. ПОВАР-
ЧУК М. М., ТРУТНЕВ В. В., ЛЕОНОВА Г. М.
ВИННИКОВ А. И. «Холодильная техника» , 1979, № 5.
Описана принципиальная схема системы азотного
охлаждения рефрижераторного контейнера массой
брутто 20 т. Изложены основные результаты
экспериментального исследования этой системы охлаждения с
двумя типами распылительных коллекторов.
Иллюстраций 4.
УДК 536.58:621.564.3
Распределительное устройство для термостатов,
охлаждаемых жидким азотом. КАПУСТИН В. Ф.,
ЦВЕТКОВ Б. И., СИДОРОВ В. Н., ШУСТОВ Ю. Н.
«Холодильная техника», 1979, № 5.
Разработана конструкция распределительного
устройства для регулирования подачи жидкого азота в термо-
статируемые оболочки термостата. Устройство состоит
из вентиля с приводом и четырех соленоидных
клапанов.
Иллюстраций 2. Список литературы — 2 названия.
УДК 518.43:621.362
Дифференциальное уравнение термоэлектрического
прибора типа ТО-2М. ЛОМАКИН В. Ф., АСАЕ-
ВИЧ П. Т., МУРАШКО Г. Н., ТОХМАХЧИ Н. С.
«Холодильная техника», 1979, № 5.
По экспериментальной кривой разгона прибора ТО-2М
методом М. П. Симою получено дифференциальное
уравнение второго порядка в операторной форме.
Приведено решение этого уравнения по теореме
разложения. Полученное уравнение можно использовать
для выбора оптимальных параметров настройки
регулятора.
Иллюстраций 1. Список литературы — 3 названия.
УДК 621.565.564.22-78
Порядок проведения инструктажа по технике
безопасности для машинистов аммиачных холодильных
установок. НИКОЛАЕВ В. И., ЛЕМЕШКО В. К., СО-
ЛОМАХА Ю. К. «Холодильная техника», 1979, № 5.
Изложена программа инструктажа машинистов
аммиачных холодильных установок на предприятиях
Минмясомолпрома СССР, которая может быть
использована на предприятиях и других отраслей
промышленности. Рассмотрены виды инструктажа и их
особенности.
На первой странице обложки. Холодильная водоохлаждающая машина ХМВ-80.
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: М. П. Кузьмин (главный редактор), Л. Д. Акимова (зам главного редактора), Н. Д. Абрамов.
Е. М. Агарев, А. В. Быков, И. М. Гиндлин, д-р техн. наук. проф. А. А. Гоголин, И. М. Калнинь, А. В. Кан, д-р техн. наук,
проф. Э. И. Каухчешвили, Н. П. Коновалов, М. М. Позин, А. Н. Сергиенко, д-р техн. наук, проф. Г. Б. Чижов, М. М. Шаповален-
ко, д-р техн. наук, проф. А. П. Шеффер.
Технический редактор Н. Н. Зиновьева
Рукописи не возвращаются
Сдано в набор 06.04.79. Подписано в печать 07.05.79. Т-06880
Формат 84X10871$. Высокая печать. Объем 4,0 печ.
Уч.-изд. л. 7,43. Тираж 14 800 экз. Заказ 738.
Усл.-печ. л. 0,72.
Адрес редакции: 125422, Москва, А-422, ул. Костякова, 12. Телефон 216-86-73
Чеховский полиграфический комбинат Союзполиграфпрома
Государственного комитета СССР по делам издательств, полиграфии
п книжной торговли. 142300, г. Чехов Московской области