автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Процессы в теплогенерирующих элементах технологических панельных аппаратов предприятий общественного питания

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА X. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Сравнительный анализ конструкций больших и малых камер сгорщжя.

1.2. Тенденции развития конструкций пшцеварочного и некоторых других видов теплового оборудо -вания предприятий общественного питания . . II

1.3. Влияние тепловой обработки на химический состав и пищевую ценность продуктов и требования, предъявляемые к пищеварочным котлам

1.4. Свойства некоторых обрабатываемых пищевых продуктов.

1.5. Цель, задачи и программа исследований

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

2.1. Сравнительный анализ существующих методик расчёта камер сгорания тепловых аппаратов

2.2. Методика исследования совмещённой щелевой системы "камера сгорания - конвективный газоход" панельных аппаратов предприятий общественного питания

ГЛАВА 3. ЭКСПЕГЖЕНТАЛЪНЫЕ СТЕНДЫ

3.1. Схема и приборы КИП экспериментального стенда для исследования горизонтальной совмещённой щелевой системы "камера сгорания - конвективный газоход"

3.2. Экспериментальный стенд для исследования вертикальной щелевой системы

3.3. Конструктивные элементы экспериментальных стендов.

3.4. Анализ погрешностей измерений и введение поправок

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ. ИХ ОБСУЖДЕНИЕ И ОБОБЩЕНИЕ

4.1. Зависимость температуры уходящих продуктов сгорания от режимных и геометрических характеристик в горизонтальной совмещённой щелевой системе "камера сгорания - конвективный газоход"

4.2. Зависимость температуры уходящих продуктов сгорания от геометрических и режимных характеристик в вертикальной совмещённой щелевой системе "камера сгорания - конвективный газоход"

4.3. Температурные поля в совмещённых щелевых системах.

4.4. Обобщение данных по теплообмену в щелевых камерах сгорания и разработка методики расчёта совмещённой щелевой системы "камера сгорания - конвективный газоход"

4.5. Сравнение экспериментального материала по теплообмену в совмещённых щелевых системах с результатами расчётов по различным методикам.

4.6. Анализ погрешностей методики теплового расчёта совмещённых щелевых систем камера сгорания - конвективный газоход".

ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

5.1. Применение результатов исследований при разработке панельных водонагревателей

5.2. Применение результатов исследований при разработке панельных парогенераторов

5.3. Резюме и выводы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАВШИ ЛИТЕРАТУРЫ.

В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981 - 1985 годы и на период до 1990 года" указано, что "наступившее десятилетие явится новым крупным этапом в создании материально-технической базы коммунизма и повышении народного благосостояния"/ Х,с.136/. Одно из основных средств реализа -ции этой долгосрочной задачи, говорится в сформулированной ХХУ1 съездом КПСС главной задаче одиннадцатой пятилетки, - ускорение научно-технического прогресса во всех отраслях народного хозяйства и превращение науки в могучую производительную силу.

В этой связи Коммунистическая партия и Советское правительство ставят перед учёными и специалистами системы общественного питания задачи более быстрого технического перевооружения предприятий отрасли, создания машин и оборудования, позволяющих повысить производительность труда, улучшить его условия, экономить материальные и энергетические ресурсы. Партия указывает и конкретные пути достижения этой цели:

- повышение в оптимальных пределах единичных мощностей машин и оборудования при одновременном уменьшении их габаритов, металлоёмкости, энергопотребления и снижении стоимости на единицу конечного полезного эффекта; - широкое применение при создании новых машин, оборудования, аппаратуры и приборов модульного принципа с использованием унифицированных узлов и агрегатов / I, с.145 / .

Отрасли общественного питания, являющейся конечным звеном цепи, по которому продукция сельского хозяйства доводится до потребителя, отводится важная роль и в реализации Продовольственной программы СССР, намеченной ХХУТ съездом КПСС и одобренной майским (1982 года) Пленумом ЦК КПСС. В Продовольственной программе указывается, что"первостепенной задачей машиностроения для лёгкой и пищевой промышленности является выпуск в основном поточных линий и комплектов оборудования, обеспечивающих значительное повышение производительности труда в пищевых отраслях промышленности, и перевооружение последних на новой технической основе"/ 2 / . При этом особое внимание следует обращать на повышение технического уровня, качества и надёжности выпускаемого оборудования, снижение его материалоёмкости.

Тенденции развития конструкций теплового технологического оборудования предприятий общественного питания, удельный вес которого по сравнению с другими видами технологического оборудования особенно велик, показывают, что в настоящее время перспективным направлением здесь является применение панельного принципа в конструкциях аппаратов.

Панельное оборудование обладает более высокими технико-экономическими показателями по сравнению с традиционным, а принцип конструкции может быть реализован применительно к целому ряду аппаратов / 27 /.

Отличительной особенностью нового теплового оборудования является конструкция одного из его основных узлов - теплогене-рирующего, которых формируется из пакета унифицированных листо-канальных панелей. При этом межпанельные полости представляют собой узкие, шириной 8 - 12 мм щелевидные камеры сгорания, являющиеся одновременно конвективными газоходами. Такие камеры сгорания в литературе получили название "совмещённая щелевая система "камера сгорания - конвективный газоход".

Процессы теплообмена в подобной совмещённой системе не поддаются расчёту по существующим методикам. Все широко используемые в инженерной практике методы теплового расчёта больших и малых камер сгорания (нормативный метод ВТИ - ЦКТИ, методики ЭНЙН, МЭИ, ВНИИторгмаш и др.) основаны на возможности чётко выделить радиационную поверхность нагрева. Между тем в щелевой камере сгорания практически невозможно выделить радиационную поверхность, поскольку факел развивается в самой щели. К тому же щелевая система обладает специфичной аэродинамикой, в которой заметную роль играют локальные удары газового потока о стенки камеры, что способствует разрушению пристенного ламинарного слоя и общей турбулизадии тракта.

Из-за отсутствия расчётного аппарата, а также достаточного количества опытных данных по теплообмену в совмещённых щелевых системах "камера сгорания - конвективный газоход" конструкторы, при разработке более совершенных образцов панельного оборудования, лишены возможности учесть в полной мере недостатки прототипов создаваемых аппаратов. При отсутствии расчётной базы и обобщённого экспериментального материала невозможно количественно и качественно оценить влияние того или иного конструктивного или режимного параметра аппарата на его работу.

Очевидно, что вопросы, связанные с созданием нового, более эффективного, отвечающего современным требованиям модульного панельного технологического оборудования для предприятий общественного питания, могут быть удовлетворительно решены лишь на базе полного теплового расчёта проектируемых аппаратов, в результате которого должно быть выявлено влияние ряда конструктивных и режимных параметров аппарата на его рабочие характеристики и выбраны оптимальные значения этих параметров.

В связи с изложенным выше, а также с учётом того, что до настоящего времени исследования по вопросам теплообмена в совмещённой щелевой системе "камера сгорания - конвективный газоход" ни в отечественной, ни в зарубежной практике почти не проводились, настоящее исследование преследует цель установить математические зависимости между основными факторами, определяющими ход и интенсивность процессов в щелевых камерах сгорания и разработать методику их расчёта в целом.

Экспериментальная часть диссертационной работы выполнена в Московском институте народного хозяйства им. Г.В. Плеханова в 1981 - 1983 г.г.

1. Материалы ХХУ1 съезда КПСС,- М.: Политиздат, 1981.- 223 с.

2. Продовольственная программа СССР на период до 1990 года и меры по её реализации. Материалы Майского пленума ЦК КПСС 1982 года.- М.: Политиздат, 1982.- 87 с.

3. Адлер Ю.П., Маркова Е.П., Грановский 10.Б. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Наука, 1976.- 279 с.

4. Адрианов В.Н., Хрусталёв Б.А., Колчеганова И.П. Радиационно-конвективный теплообмен высокотемпературного газового потока в канале.- "Теплообмен в элементах энергетических установок". М.: Наука, 1966.- 71 с.

5. Адрианов В.Н., Шорин С.Н. Исследование процесса сложного теплообмена в камере сгорания.- В книге: Конвективный и лучистый теплообмен. М., 1960, с. 107-117.

6. Антоновский В.И., Киселёв О.В. Лучистый теплообмен на поверхности выходного окна топки парового котла.-"Теплоэнергетика", 1979. № I.

7. Ахмедов Р.Б., Гамбарин М.Л., Талибднанов З.С. Погрешность измерения температуры газов на выходе из топки парогенератора. -"Теплоэнергетика", 1975, J6 I, с. 50-52.

8. Бабарин В.П., Фромзель О.Г. Исследование физико-механических свойств томатопродуктов.- Труды ВНИИ консервной и овощесушиль-ной промышленности, 1972, т. 16 , с. 77-86.

9. Бабиченко Л.В. Основы технологии пищевых производств.- 3-е изд.- М.: Экономика, 1983.- 216 с.

10. Баранов B.C. Технология производства продукции общественного питания,- 3-е изд.- М.: Экономика, 1982.- 224 с.

11. Баранов B.C., Огнева С, Влияние тепловой обработки на биологическую ценность овощей.- "Общественное питание", 1982,JS II, с. 40.

12. Блох А.Г., Адзерихо К.С. и др. Аналитическое представление-эффективной температуры для расчётов теплообмена излучением.-"Теплоэнергетика", 1980, В 2, с. 41-47.

13. Богданов С.Н., Гочияев Б.Р. Изучение теплофизических свойств молока.- "Молочная промышленность", 1967, №6, с. 29-36.

14. Бывальцев Ю.А., Перелыгин Б.Н., Полянский К.К. Теплопроводность водных растворов лактозы.- Известия ВУЗов СССР. Пищевая технология, 1974, № I, с. 70-72.

15. Вентцель Е.С. Теория вероятностей.- 4-е стереотип.изд.- М.: Наука, 1969.- 576 с.

16. Видуев Н.Г., Кондра Г.С. Вероятностно-статистический анализ погрешностей измерений.- М.: Недра, 1969.- 320 с.

17. Внуков А.К. Экспериментальные работы на парогенераторах.-М.: Энергия, 1971.- 295 с.

18. Войтко А.М., Ковалёва Р.И., Цаплин В.А. Исследование некоторых физических характеристик концентрированного виноградного сока.- Труды Молдавского НИИПП, 1967, т. 7, с. 61-74.

19. Вышелесский А.Н. Тепловое оборудование предприятий общественного питания.- 5-е изд.- М.: Экономика, 1976.- 339 с.

20. Вышелесский А.Н., Гордон Л.И., Срагович Д.С. Новое направление в разработке модульных котлов.- Реф. сб. "Машиностроение для предприятий торговли и общественного питания".- М.: ЩШИТЭЙлегпшцемаш, 1973, JS 5, с 12-19.

21. Герасименко A.A., Шапошникова З.Б. Вязкость и удельный вес чистых сахарных растворов сиропа и зелёной патоки при 70,80 и 90 °С.- "Сахарная промышленность", 1969, Л 8, с. 27-28.

22. Гинзбург A.C., Громов М.А., Красовская Г.И. Теплофизические характеристики пищевых продуктов.- М.: Пищевая промышленость, 1980.- 288 с.

23. Гмурман Е.Б. Теория вероятностей и математическая статистика.-5-е изд., перераб. и доп.- М.: Высшая школа, 1977.- 479 с.

24. Глаголев К.В. Исследование работы топок кухонных плит, пшце-варочных котлов и кипятильников. Диссертация на соискание уч. степ. канд. техн. наук., М.,1962, 221 с.

25. Глаголев К.В., Окилов Х.О. Расчёт теплообмена в топочных устройствах технологических аппаратов предприятий общественного питания.- Труды ЕНИИторгмаша, 1972, й 12, с.239-258.

26. Гордов А.Н. Основы пирометрии.- 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Металлургия, 1974.- 264 с.

27. Гордон Л.И. Панельное тепловое оборудование предприятий общественного питания.- М.: Экономика, 1982.- 128 с.

28. Гордон Л.И., Срагович Д.С. Новые направления развития тепловых аппаратов предприятий общественного питания.- М.: ЦКИИТЭИлегпищемаш, 1975.- 23 с.

29. Гордон Л.И. Методы экспериментального исследования рабочих тел и теплообмена в малой тепловой аппаратуре.- М.: Изд. РИО МИНХ им. Г.В.Плеханова, 1975.- 78 с.

30. Гордон Л.И. Пищеварочные котлы: пути модернизации.- "Общественное питание, 1980, $ 3, с. 46-49.

31. Горский В.Г., Адлер Ю.П. Планирование промышленных экспериментов.- М.: Металлургия, 1974.- 264 с.

32. ГОСТ 3044-74. Термометры термоэлектрические. Градуировочные таблицы при температуре свободных концов 0 °С: взамен ГОСТ 3044-61. Введён с 01.05.75.- 32 с. Группа П 24.

33. Грановский 10.В. Основы планирования экстремального эксперимента для оптимизации многофакторных технологических процессов.- М.: Изд. РИО МИНХ им. Г.В. Плеханова, 1971.- 72 с.

34. Громов М.А. Универсальное уравнение для расчёта коэффициентатеплопроводности сока.- "Консервная и овощесушильная промыш-леность',' 1972, J& 8, с. 32-33.

35. Громов М.А. Формула для расчёта коэффициента теплопроводности сливок.- "Молочная промышленность", 1974, № 2, с. 25-27.

36. Теплофизические характеристики некоторых молочных продуктов.- "Молочная промышленность", 1978, №8, с. 13-18.

37. Громов М.А. Теплофизические характеристики плазмы молока.-"Молочная промышленность", 1979, №4, с. 37-39.

38. Долинский Е.Ф. Обработка результатов измерений.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Издательство стандартов, 1973.- 191 с.ч

39. Друскин Л.И. Сжигание газа в промышленных печах и котлах.-М.: Энергия, 1972.- 234 с.

40. Дудинова Е.П. Сравнительный расчёт теплообмена в топках паровых котлов.- Труды ВЗИСИ, 1973, т. 3, с. 40-52.

41. Кирнов Н.И., Хаванов П.А., Вескер Л.Я. Особенности расчёта топки генератора тепла малой мощности.- Труды ЩИИЭПИ инженерного обобудования городов, жилых и общественных зданий, 1976, вып. 2, с. 69-72.

42. Колудов Я.С. Теплообмен в высокотемпературной камере сгорания с предварительным смешением.- "Теплоэнергетика", 1978, № II, с. 39-47.

43. Заремская H.A. Исследование агрегатированных газовых тепловых аппаратов предприятий общественного питания. Диссертация на соискание уч. степ. канд. техн. наук., М., I97S*-I52 с.

44. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел A.C. Теплопередача.-4-е изд., перераб. и доп.- М.: Энергия, 1981.- 416 с.

45. К расчёту сложного теплообмена в цилиндрической камере сгорания. (Сорока B.C., Еринов А.Е. и др.)- в кн. Расчёт, конструирование и применение радиационных труб в промышленности.- Киев, 1977, с. 19-22.

46. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений.- М.: Наука, 1970.- 104 с.

47. Кемниц Ю.В. Теория ошибок измерений.- 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Недра, 1972,- 163 с.

48. Кендалл М.Д., Стыоарт А. Многомерный статистический анализ и временные ряды.- М.: Наука, 1976.- 736 с.

49. Кеслер И.Г. Исследование и обоснование модульной линии пшце-варочных аппаратов и модульного выносного источника тепла. Диссертация на соискание учёной степени канд. техн. наук.-М., 1980,- 218 с.

50. Кириллин В.А., Шейндлин А.Е. Исследования термодинамических свойств веществ.- М.: Госэнергоиздат, 1968.- 560 с.

51. Ковалёв Н., Усманов И. Влияние кулинарной обработки на усвоение белка.- "Общественное питание", 1979, J3 4, с. 40-41.

52. Ковалёв Н. Минеральные вещества в блюдах и изделиях.- "Общественное питание", 1980, $ 2, с. 38-39.

53. Коларов К. Теплофизические характеристики концентрированных томатопродуктов.- "Консервная и овощная промышленность", 1972, JS 5, с. 18-22.

54. Конаков П.К. Об автомодельности температурного поля котельных топок.- Сборник "Теория подобия и моделирование".- Изд. АН СССР, 1951.- с. 74-89.

55. Конаков 11.К., Филимонов С.С., Хрусталёв Б.А. Теплообмен в камерах сгорания паровых котлов.- М.: Речной транспорт, I960.- 270 с.

56. Лебедев В.И. К вопросу о сложном теплообмене в малогабаритных камерах сгорания.- Труды МИСИ, 1974, т. 97, с. 76-82.

57. Лепилкин А.Н., Борисов В.И. Исследование влияния температуры на теплофизические свойства сливок.- Молочная промышленность, 1967, J& 8, с. 26-30.58