автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Математическое моделирование процессов нестационарного теплообмена в картофелехранилищах

ГСШТСЙ СССР

НАУЧНО-ИССЛВДШТЕЯЬСККй ИНСТИПГГ СТРОИТЕЛЬНОЙ ФИЗИКИ '

1ШИСФ

На правах рукописи

МОИСЕЕШ) Анатолий Михайлович

Уда 536:631.243.42.001.63

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ НЕСТАЦИОНАРНОГО ТЕПЛООБМЕНА В КАИОШШМИЩАХ

Специальность 05.23.03 - Теплоснабжение» вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение в освещение

Автореферат диссертацхк на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москве - 1991

Работа выполнена в Московском институте приборостроения, Орловский филиал

Научный руководитель

- доктор технических наук САВИН й.К.

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор ГВДОЯН А. Г.

- кандидат технических наук, с.н.с. МОРДВИН БД.

ведущая организация

Гилронисельпром (г. Орел)

Защита состоится " 29" Я/^О^Я 1992 г. в 1'О_ча,

на заседании специализированного совета Д.033.10.01 при Научно исследовательским институте строительной физики Госстроя СССР п адресу: 127238, Москва, Локомотивный проезд, 21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИОФ. Автореферат разослан " 1991 р.

■"с

Ученый секретарь специализированного совета

З.К.Сав)

- з -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Р1Б0М

Актуальность темы. Реализация Продовольственной программы СССР, в которой значительное место отводится улучшению снабжения населения картофелем и плодоовощной продукцией, предусматривается путем создания специальных зон производства картофеля и озстцей на промышленной основе. Увеличение объемов производства клубней влечет за собой проблецу надеяного хранения их, необходимость строительства большого числа крупных хранклищ сельскохозяйственной продукции, Инженерное обеспечение условий хранения сочного растительного сырья находится все еще на недостаточном уровне. Особые сложности возникают при хранении гартсфеля е крупных хранилищах навального типа: вблизи стен в зимний (основной) период хранения возможно промерзание клубней, тогда как в центральной части храниякца появляются зоны самосогревания, что приводит к большим потерям продукции.

Причиной высоких потерь продукции является недостаточная изученность процессов тепло- и пяагообмена в хранилищах и насыпи сырья, неумение направленно воздействовать на них, отставание теории обеспечения при хранении требуемых температурно-влажностных режимов. Таким образом, в настоящее время для строительства современных картофелехранилищ с минимальными затратами и обеспечения наденного хранения продукции вопрос совершенствования расчетов температурных режимов, построения математических моделей процессов теплообмена в хранилище приобрел особую актуальность.

Цель я основные задачи исследования. Цель работа состоит в совершенствовании метода теплотехнического расчета картофелехранилищ с тем, чтобы уменьшить потерн сырья за период хранения. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: I) разработать методику

расчета тепловых режимов ограждащих конструкций хранилищ и насыпи сырья при ее активном вентилировании; 2) провести исследование термодинамической системы "наружный воздух - ограждение - внутренний воздух хренилища - насыпь сырья" в различных режимах эксплуатации хранилищ и сравнить результаты расчета с экспериментом;

3) в зимнее время на примерах проверки на теплоустойчивость наружных ограждений хранилищ при отклгаеник системы энергоснабжения показать эффективность применения математического моделирования с использованием ЭВМ для определения времени на ремонт оборудования;

4) исследовать тепловое взаимодействие стен заглубленных в грунт хранилищ с хранимой в нем сочной сельскохозяйственной продукцией;

5) разработать алгоритмы и программы для решения задач исследования процессов теплообмена в хранилищах.

Научная новизна работы. Разработана математическая модель процессов теплообмена в хранилищах сочного растительного сырья с трехслойным покрытием для обычных и экстремальных условий их эксплуатации. Получено решение задачи конвективного теплообмена в насыпи экзотермической продукции с учетом вдува. "Предложена методика расчета теплового рехима насыпи сырья вблизи стен заглубленных в грунт хранилищ. С момента аварийного отключения подачи электроэнергии для разных климатических условий строительстве хранилищ создана методика расчета теплоустойчивости ограждающих конструкций картофелехранилищ, позволяющая оценивать температурный режим помещений хранения, вкл&чая ограждения и продукцию.

Практическая ценность работы заключается в разработке методики к программ для расчета процессов теплообмена а хранилищах наземного и заглубленного типа для сочного сельскохозяйственного сырья, позволявших сократить количество отходов продукции. Невысокие требования к оперативной па-

мяти позволяют применять программа практически для лвбих ЕС ЭШ. Простота задания исходных данных, быстрота вычисления и удобное представление результатов расчетов дают возможность применять программу как средство математического моделирования тепловых режимов в хранилищах инженерам, незнакомым с программированием. Полученные данные температурных распределений в ограждениях и насыпи продукции позволяют бол.ее обоснованно проектировать картофеле-овощехранилща.

Внедрение "результатов работы. Результаты работы внедрены в Орловском комплексе по приему, подработке, хранении и реализации картофеля с хранилищем вместимостью 10000 тонн, а также используются при проектировании картофелехранилищ вместимостью 10 тыс. тонн и аьпяе.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Орловского филиала Всесоюзного заочного машиностроительного института (19801962 гг.), ТЛИ (Тула, 1982 г.), ВЗМИ Шосхва, 1984 г.); на научно-практической конференции "Проблема экономии энергетических ресурсов в сельскохозяйственных сооружениях" (Орел, 1981 г.); на научно-технической конференции молодых ученых и спещалистов НИЩ& "Актуальные вопросы строительной физики" (Москва, 1983 г.); на всесоюзной конференции "Измерительная и вычислительная техника в управлении производственными процессами в А1Ж" (Ленинград, 1988); на всесоюзной конференции "Энергоснабжение в сельском хозяйстве" (Киев, 1990).

П у б .л и к е ц и и. По тем© диссертации опубликовано 6 работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных литературных источ-

киков, включающего 99 наменований, и приложений. Она изложена на 164 страницах машинописного текста, имеет 23 рисунка, 8 таблиц. ,

СОДШШ1ИЕ НАБОШ

Во введении кратко мотивируются актуальность и целенаправленность работы, а также дана аннотация еа основного содержания.

В первой главе приведен анализ состояния вопроса условий хранения картофеля, обзор работ о способах хранения продукции, типах картофелехранилищ, задач теплотехнического расчета хранилищ л лосг'вноока задач исследования.

Усаановлоно, что потери картофеля во время хранения достигают вследствие порвкения клубней болезнями и повреждения вредителями, потерь влаги не испарение, транспирацию, а также физиологических процессов. Штекерное обеспечение условий хранения картофеля находится на все еще недостаточном уровне.

Анализ исследований, проведенных З.З.Еаданом, Н.Н.Рословкм, П.Ф.Соколов, С.П.Екймобым и другиыи, позволил заключить, что способ размещения продукции при хранении влияет на потери влаги, вызываемые внешними теплопритоками; лучшей является навальная аа-груэка картофеля, которая обеспечивает минимальную удельную площадь наружных ограждений хранилищ; заглубленные и полузаглублен-нне хранилища отличаются избирательной способностью в отношении естественного холода; система активной вентиляции продукции предотвращает врьдное влияние на нее теплоаритоков через покрытие, составляющих в хранилищах значительную часть внешних тепло-притоков.

Вольтой вклад в изучение геплофиаических процессов хранения

и обеспечения параметров микроклимата в сельскохозяйственных соо-руяеннях внесли В.И.Бодров, А.Г.Гиндоян, П. И. Дячеп, А.Г.Егпазаров и другие.

Обзор работ отечественных и зарубежных авторов о типах картофелехранилищ показал, что современные овощехранилища представляют собой комплексы, в состав которых входят здания ,плн хранения, оборудованные вентиляцией, техникой для агтсматического регулирования температуры и влажности, а также помещения для предпосадочной и предреализационной обработки клубней. Опыт строительства и эксплуатации комплексов вместимостью от I до 10 тыс. тонн показал их большую эффективность.

Часго рекомендуемые метода расчета тепловых ретшмов основываются нз упрощенной стационарной схеме теплопередачи. В ряде работ при описании процоссоа охлаждения и хранения продукции нз учитывались перенос тепла в направлении нормальном скорости фильтрации воздуха в насыпи, тепло дыхания продукции (или оно считалось независимым от температуры продукции), контактная теплопроводность между клубнями и другие факторы. Такой подход снижает достоверность расчетов, приводит к существенным искажениям картины поля температур. Необходимость создания рациональных конструкций, удовлетворяющих эксплуатационным требованиям, позволятацкн обеспечивать внутри зданий хранилищ необходимый температурный режим для сохранения продукция в свежем виде, выдвигает задачу совершенствования теплотехнического расчета хранилищ с цель» учета фактических условий теплообмена.

Одним из наиболее аффективных методов изучения нестационарного теплообмена в картофелехранилищах является его математическое моделирование. Для разработки методики теплотехнического рас- * чета хранилищ требуется построить качественную ыатематичес ую модель и исследовать с ее помощью процессы теплообмена.

- в -

Во второй главе приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований теплоустойчивости трехслойных покрытии картофелехранилищ.

Показано, что ограздаицнв конструкции хранилищ и насыпной слой картофеля должны рассматриваться как единая энергетическая система, оказывающая влияние на теплопотври эдаиия и сохранность продукции.

Постановка задачи. При исследовании термодинамической системы "наружный воздух - ограждение - внутренний воздух - слой продукции" была построена математическая кодель, вклшанцая совокупность уровней теплопроводности слова покрытия (рис. I)

Ъ1; с • л п 1

■ ' 111

и уравнение теплопроводности экзотермического слоя картофеля

(2)

п Я При линеаризации выражения —ц-----

Ъх i-rn Ъу* С*

С*

в определенном интер-

вале температур уравнение (2) принимает вид ы* - ал mi а/

-ÖT ~ 1-т Ъу* + + N<

При етом должны удовлетворяться начальные

и граничные условьл

-i.w)

(3)

<4)

(5)

Рис. I. Расчетная ехеыа теплоустойчивости трехслойного покрытия: I - кровельный слой; Z - утеплитель; 3 - несущий слой; 4 - воздушный слой; 5 - верхний слой насыпи продукции.

- (ш-к М - ^) (,)

Решение приведенной краевой задачи проводилось методом интегральных преобразований Лапласа я методом конечных разностей. Результаты аналитического и численного решений сравнивались, Ог-личке срстаэляло & 3%.

Результаты теоретических исследований теплоустойчивости покрытия доя летне-весеннего периода эксплуатации хранили®, представ-леки на рис. 2, где приведены графики распределения температур на внешней поверхности покрытия (кривая I), на внутренней поверхности (правая 2) и на поверхности слоя продукции (кривая 3) для различных толщин утеплителя.

На основа проведенных натурных экспериментальных исследований в кар*офелехр1дияищв была получены картина распределения температуры в ограждении, а верхней зоне хранилища и слое продукции в различные моменты времени. Показано, что для данной конструкции покрытия расход тепла на обогрев верхней зоны возрас-

V ^

о

б

/ —----

/

| / 1

, И / , / /

Рис. 2. Изменения температур на внутренней поверхности покрытия и на поверхности слоя картофеля ¿¿(¿ь,?) "Ри различных значениях термического сопротивления покрытия £ . I - температура на внешней поверхности покрытия; 2, 3 - температура и

При # = 3,02 м2оС/Вт; 4, 5 - температуре ^ #

(¿ь т) ■ при Я = 2,15 м2оС/Вт; 6,7 - температура íъ($i|'L) и при £ = 1,40 А/Вт.

2

тает и влечет за собой дополнительный расход электроэнергии.

Из сопоставления результатов численного решения задачи с экспериментальными данными получено вполне удовлетворительное согласование, свидетельствуйте© о непротиворечивости математической модели.

В третьей главе рассмотрена возмолность расчета тепловой надежности ограждающих конструкций картофелехранилищ для различных климатических зон при аварийном отключении энергоснабжения. Разработана и проверена экспериментом па натуре методика расчета теплопроводности ограждений хранилищ в случае аварийной ситуации.

Дня определения допустимого времени на ремонт оборудования, в течение которого обеспечивается сохранность продукции, была использована математическая модель предыдущей главы. При атом температура воздуха в хранилище при неработающей системе энергоснабжения является функцией времени £ . Тогда к системе уравнений (I), (3) добавлялось уравнение баланса тепла для внутреннего воздуха хранилища в виде

где С в, § в - удельная теплоемкость и плотность воздуха; Н -ширина воздушной зоны между оправданием и поверхностью насыпи продукции, а также начальное условие

¿¿(О ) - 10 . (II)

Решение получанной системы уравнений (I), (3), (10) с граничными (5)-(9) и начальными (4), (II) получено численным методом. Исходные уравнения заменялись их разностными аналогами по неявной безусловно устойчивой рвэностной схеме. Полученная при этом систе-

иа линейных алгебраических у\ авнений с трехдиагональной матрицей решалась методом прогонки. Реализация изложенной выше методики осуществлена на ВС-ЭВМ с помощью программы, написанной на языке Фортран.

Произведены расчеты для разных климатических зон эксплуатации хранилищ в зимнее время. Температура наружного воздуха i принималась постоянной в течение 1-2 суток. Были получаны решения задачи для разных вариантов температур н: -15, -20, -25, -30°С. В результате определялось поле температур в покрытии, в воздушной зоне и насыпи картофеля в период отключения системы энергоснабжения, а также время, за которое поверхность насыпи продукции достигнет минимально допустимой температуры.

По данным расчета построен график (рис. 3) зависимости допустимого времени на ремонт оборудования системы подачи энергии в верхней зоне хранилище от температуры наружного воздуха для резных климатических зон.

Были проведены исследования с помощью Эай для оценки теплоустойчивости картофелехранилищ из легких металлических конструкций (ДЖ) в период аварийного отключения системы энергоснабжения. Установлено, что при температура наружного воздуха ограждающие конструкции картофелехранилищ из ЛШ обеспечивают сохранность продукции в случав аварийной ситуации в течение 24 часов (при температуре хранения картофеля "¿к «= 2°С).

8 главе четвертой приводятся результаты теоретического исследования теплового режима насыпи продукции при охлаждении е» методом активного вентилирования воздухом высокой влажности, чтобы потери влаги клубнями были минимальными.

Отмечено, что особенностью промышленных хранилищ является неоднородность поступающего на хранение картофеля и загрязнение рго постсронтми примесями. Механизированная уборке снижает кв-

Рис. 3. График аависимости допустимого времени на 4 емонт системы внергсснабженжя хранилища от температуры { н наружного воздуха.

чество продукции иа-за посторонних примесей (земля, ботва и т.д.), что приводит к образованию непродуваемих зон в насыпи картофеля и появлению очагов самосогревания клубней.

Чтобы учесть вту особенность, разработан новый способ укладки картофеля грядам!:. Заснпкв загрязненной продукции производится в промежутки между вентиляционными каналами, а чистый картофель располагается над вентиляционными каналами, что исключает их засорение и обеспечивает легкое продувание насыпи воздухом. В связи с этим большой практический интерес представляет установление оптимальных режимов, работа системы вентиляции при хранении грядами и максимальных размеров непродуваемих участков несыпи, которые позволяют не допустить образования зон самосогревания картофеля.

Для решения задачи конвективного теплообмена в насыпи сырья, представляющей пористое экзотермическое тало, была рассмотрена расчетная схема, которая приведена на рис. 4. Математическая модель процесса теплообмена записывается в виде системы трех уравнений: уравнение энергии воздуха ( О ¿> ), подаваемого в насыпь продукции с постоянной скоростью ,

Ы Ы л 5 /1 и

+ У - —- £ - { I (12)

с>т ду V к /

уравнение теплопроводности для условно "чистой" продукции ( О г? X Ь )

уравнение теплопроводности для слоя картофеля с постсрсчиими примесями ( £ * С )

ъг ахг с)цг} с

У

7// "

/// ///

///• ///

.• /// 1/1

/// ■ ^

«тт

а

Рис. 4, а) расчетная схема насыпи продукции; б) изменение температуры картофеля по длине наскпи (0 £ х ^ «= 0,5 м - вентилируемая часть, А ^ кг? С = 0,75 м - невентилируекая часть) при различных скоростях 1Г вентилируемого воздуха: I - V ~ м/с, г - гг = 0,2 м/с, з - V « о,4 м/с.-.

л краевых условий к этим уравнениям.

Начальный температуры воздуха "Ь , условно "чистой" продукции "¿-к и с посторонними примесями I Пр принимались постоянными величинами. На границах X = 0 и X = С ставились условия сим метрии, а на границе X = ¿> - условия сопряжения. На границе У « 0 в зоне 0 £ х.^ ¿> температура воздуха cons^ прннима лэсь равной температуре к , а в зоне Ь ¿х^ С температура про дукции с посторонниш примесями "¿. Пр задавалась функцией времени X . На поверхности насипи { у «= ^ > принято граничное условие 3-го рода, т.е. теплообмен по закону Ньютона со средой, теылэрату ра которой задана.

Для решения системы (12)-(14) с краевыми условиями разработаны два метода. ^ упрощенной постановке найдена зозможность получения приближенного аналитического решения методом интегрального преобразования. Предложена достаточно простая аналитическая зависимость j + 1-го приближения от ^ -го для конвективной составляющей V Щ .

В более общей постановке дано численное решение задачи методом расщепления уравнений теплопроводности на последовательность более простых (одномерных), что существенно упрощает решение многомерных нестационарных задач. При этом использовалась схема с опережением (чисто неявная).

Некоторые результаты теоретических исследований, хорошо согласующихся с акспериыэнтоы» помещены на рис. 4 в виде графиков. Численные расчеты позволили определить размеры зон непродуваемых ( А £ и г- с - для симметричной задачи) участков насыпи продукции.

Как видно из рис. 4, с увеличением воздухообмена увеличивается отвод тепла из незентилируемой части насыпи продукции, что обусловлено увеличением коэффициента теплоотдачи внутри насыпи.

Для того, чтобы учесть влияние влвгообмена на распределение

тенпературн в насып« продукции, охлаждаемой воздухом высокой влажности, был рассмотрен теплойлагообмен з продуваемой зоне насыпи картофеля. Математическая модель процесса тепломассообмена включает в себя уравнения (12), (13), (14), начальные и граничные условия, а также дифференциальное уравнение массопереноса в воздухе пнутри насыпи

а Л йс! о / ъУ. ъ'А) Р„$ iu.lt/, \ /)

и краевые условия для влагосодержания воздуха . Здесь & - ко-

о

эффицтент диффузии влаги в воздухе, м/с; - коэффициент испарительной способности продукции, доли единицы; - коэффициент массообмена, кг/(мэ-с); ^ ( ) - аппроксимация зависимости равновесного влагосодержания воздуха от температуры'на поверхности клубней, кг/кг.

Кроме того, в уравнении теплопроводности для картофеля (13) д-бавляется сток тепла Сг на поверхности клубней, учитывающий теплоту парообразования,

с = . ЛД^Лп- ( 1({ ) .¿) (16)

где ^ п - удельное тепло парообразования (скрытая теплота испарения) , Дк/кг.

В результате численного решения задачи получены распределения температуры картофеля к и влегосодержаний с1 по сечению слоя в различные моменты времени. Расчеты показали, что при высокой относительной влажности воздуха (близкой к 100$) использование модели без учета влагообмена и с учетом его дат расхождения в температурах » %.

Постановка задачи исследования теплового взаимодействия на-

ружных стен хранилищ с грунтом и продукцией основывается на следующих предпосылках: почвенный ыассив (грунт) рассматривается кая сплошная однородная среда; поверхность грунта вне здания вниз отметгч пола; тепяофизическиэ характеристики стены и насыпи продукции постоянны; на поверхности грунта рассматривается граничное условие 1-го рода.

Краевая задача для определения температур грунта, стены и продукции включает в себя уравнение теплопроводности грунта, стены и продукции с источниками тепла, начальные условия с постоянными температурами и граничные условия. В граничные условия входят: 4-го рода но границах раздела сред, на границе в насыпи сырья условие теплоизоляции, а на границе в грунте задана температура £ , определяемая нз решения задачи теплопроводности для грунта по глубине массива почаы (ось у ) на расстоянии Ь от стены (по оси х), где тепловые возмущения о® стены не влияют на распределение £ рр по глубине грунта. При этом на поверхности почвы температура *|Г задается законом простых гармонических колебаний

Т/Г)* + 1а С05 сиТ (17)

где Ср - среднее значение температуры поверхности грунта, ашиитуда температуры на поверхности грунта, оО - частота колебаний, X - время.

Теплофизичоские характеристики грунта определялись по эмпирическим формулам для разных видов почв.

Решение задачи получено методом сеток с использованием неявной разностной схемы. По графикам распределения температур найдена критическая глубина в насыпи продукции, начиная с которой рекомендуется сводить систему воздушно-тепловой защиты.

: В пятой главе приведена оценка эффективности

мероприятий по обеспечении сохранности продукции и даны некоторые практические рекомендации по проектированию вновь строящихся и ре-ко нструирувмых картсфелехра нилщ.

Рассмотрены мероприятия по обеспечен!® сохранности картофеля в случав аварийного отключения подачи энергии в период расчетных зимних температур наружного воздуха. Установлено, что наиболее экономичным является мероприятие, согласно которому используется дополнительны!? расход тепла на увеличение температуры насыпи продукции перед понижением температуры нарузшого воздуха < н > 15°С) на случай временного отключения системы энергоснабжения картофелехранилищ.

Использование этого мероприятия обеспечивает годовой экономический аффект 7209 руб. на одно хранилище емкостью 1054 тонны.

В результате проведенных исследований процессов теплообмена в картофелехранилищах сделаны предложения по проектированию зданий для хранения картофеля, которые будут способствовать снижению потерь продукции в процессе ее хранения.

основные вывода

1. Анализ результатов аналитических исследований показал, что одной из причин высоких потерь хранимой продукции служит недостаточная изученность процессов тепло- и влагообмена в хранилищах, несовершенство методов теплотехнического расчета ограждающих конструкций картофелехранилищ и насыпи сырья.

2. На основе проведенных экспериментальных исследований и решения системы дифференциальных уравнений нестационарного теплообмена установлены закономерности распределения температурь в трехслойном покрытии и в продукции с внутренними источниками тепла в различные моменты времени.

- ¿.а -

3. Показано, что снижение степени черноты внешней поверхности покрытия позволяет сократить потоки тепла, поступамцие в воздух незаполненной части хранилища, что дает возможность уменьшить энергетические расходы на охлаждение слоя за счет сокращения времени работы систем охлаждения и вентиляции.

4. Создана методика расчета теплового режима картофелехранилищ, в том числе ис ЛШ, в летних и зимних условиях их эксплуатации посла аварийного отключения подачи электроанергии. Разработаны алгоритмы, которые позволяют оценивать температурный режим помещений для хранения, включая ограждения и продукция, при отключении системы отопления и вентиляции.

5. В результате исследования поля ге.'шератур в хранилище при временной отключении источников энергоснабжения впервые получена зависимость допустимого времени на ремонт электрооборудования, в течение которого обеспечивается сохранность продукции, от температуры наружного воздуха, для разных климатических зон строительства картофелехранилищ.

6. Проведенный технико-экономический анализ показал целесообразность применения мероприятия по обеспечению сохранности продукция, согласно которому вместо дублирующей системы подачи электроэнергии используются дополнительные энергетические расходы на уве-

.личение температуры массы продукции перед пошжением температуры наружного воздуха на случай временного отключения системы энергоснабжения картофелехранилища. Применение этого мероприятия обеспечивает годовой экономический &ф$ект 7209 руб. на одно хранилище емкостью 1054 тонны.

?. Разработана математическая модель тепловлагообмена в слое хранимой продукции в условиях вынужденной конвекции. На основе использования метода расщепления и метода сеток выявлены закономерности поля температур и влагосодержаний в вентилируемом слое насы-

пи картофеля при погрядноы способе хранения и получаны оптимальные режимы вентилирования массы продукции.

8. Чтобы не допустить возникновения очагов самосогревания

*

картофеля при навальном способе хранения с высотой насыпи более 6 м, установлено, что ширина невентилируемых участков ее не должна превышать 0,5 м.

9. Для обеспечения требуемого тешературного режима в слое продукции вблизи стон заглубленных в грунт картофелехранилищ разработана методика теплотехнического расчета с учетом норм технологического проектирования.

10. Исследованием процесса теплового взаимодействия стен полузаглубленного в грунт хранилища с насыпью продукции в эшних условиях выявлена критическая глубина в насыпи, начиная с которой необходимо устанавливать воэдушно-теплову» защиту с внутренней стороны стены во избежание промерзания хрвнимой продукции.

11. Результаты работы внедрена в экспериментальном картофелехранилище емкостью 10000 тонн в г. Орле. Годовой экономический эффект от снижения потерь картофеля в экспериментальном хранилище составляет 286 тыс. руб.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

I. Бурцев В. И., Кондратов В. И., Мопсе е н к о А. М. Математическое моделирование процессов сложного теплообмена в хранилищах сочного сельскохозяйственного сырья. - В кн.: Проблемы экономии энергетических ресурсов в сельскохозяйственных сооружениях. - Орел, 1981, с. 40-41.

2. Кондрашов 3. И., Моисоенко А. Ы, Математическое моделирования процессов сложного теплообмена в хранилищах с трехслойнш покрытием. - В кн.: Прогрессивная техно логия в ■ чгаииостроенш и приборостроении. - Орел, 1982, с. 25.

3. Моисеэнко Л. М. О численном методе решения задачи нестационарной теплопроводности в полуограниченном экзотермическом теле. - В кн.: Прогрессивная технология в машиностроении и приборостроении. - Орел, 1982, с. 26.

4. Моисеев ко Л. М. Исследование теплоустойчивости зданий овощехранилищ. - Сб. научи, трудов Актуальные вопросы строительной физики. - М.: ДОШФ, 1984, с. 320-332.

5. Е к и и о в С. П., Кондрашов В. И.,

К о и с в о як о А. М. Охлаждение очагов самосогревания клубней квртофеля при навальном хранении. - Холодильная техника, 1986, »II, с. 15-19.

6. Е к и м о в С. П., Уонсеенко А. М., Кондрашов В. И. Теплозлагоперенос при погрядном хранении картофеля. - Измерительная и вычислительная техника в управлении производственными процессами в АПК: Гезисы докладов Всесоюзной конференции, 1908, Ленинград, с. 347-348.

Условные обозначения

вп~

£ - температура воздуха внутря здания хранилища, °С; температура внутренней поверхности покрытия, - теыперату

ра насыпи квртофеля, °С; 4 - температура воздуха, подаваемого в насыпь продукции для ее охлаждения, °С; др - температура картофеля с посторонними примесями, °С; ^ Гр " *емлература грунта, °С; {1 , {г, температуры слоев ограждапцвй конструкции, °С; О,., 0.ку апрг &гр - коэффициенты температуропроводности соот-

ветственно слоев ограждения, картофеля, картофеля с посторонними примесями, грунта, ¡Лс; Л;,, Хк , Лпр . Лгр - коэффициенты теплопроводности соответственно слоев ограедэшш, картофеля, картофеля с посторонними примесями, грунта, Вт/См • °С); ^ - количество тепла, вццелявмое продукцией при 0°С, Вт/кг; Ск - удельная теплоемкость картофеля, фс/(кг • °С); С пр - удельная теплоемкость продукции с посторонними примесями, кДд/Чкг • °С); &> - температурный коэффициент, характеризующий скорость распада веществ в продукции, 1/°С; оСн - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м^-°С); об® - коэффициент конвективного теплообмена на внутренней поверхности ограждащей конструкции, Лт/См2-^); об"0В - коэффициент конвективного теплообмена на поверхности слоя продукции, - лучистый коэффи-

циент теплообмена, - коэффициент теплообмена меж-

ду продукцией и воздухом внутри насыпи, йг/°С); Я п - плотность воздуха, кг/иэ; $ к - насыпная плотность картофеля, кг/и3; Св - массовая теплоемкость воздуха, кДа/(кг-°С); 5 - удельная поверхность насыпи картофеля,

мг/иа;

т - пористость насыгш продукции, доли; Т - время, ч; Н - ширина верхней воздушной зоны между ограздащей конструкцией и поверхность» насыпи картофеля, ы; У? - высота насыпного слоя картофеля а хранилище, ы; // рр - глубина, отсчитываемая от поверхности грунта, м; 2Г - скорость воздуха в насыпи, м/с; М< , Л( - коэффициенты линеаризации експоненты в источнике тепла в насыпи грунта ; "Г, - температура на поверхности грунта, °С; ^ ср" сР®даев значение температуры поверхности грунта, °С; а - амплитуда колебаний температуры на поверхности грунта, °С; и} - частота колебаний, 1/ч; £ - степень черноты, доли; ^ к ~ максимальный конвективный поток тепла, поступавший в воздух верхней зоны хранилища,

Бт/м2; &

- коэффициент

диффузии влаги в воздухе, ч/с; с1 - влагосодержание воздуха, кг/

/кг сух. возд.; £ и - коэффициент испарительн й способности продукции, доли; р м - коэффициент кассообмена, кг/(мэ. с); % удельное тепло парообразования, Дж/кг.

Индексы

ср - среднее; в - воздух, внутренний; гр - грунт; а - амплитуда; н - наружный; пр - примеси; I - номер слоя; к -конвективный; пов - поверхность; л - лучистый; о - начальное; пок - покрытие; и - испарительный; ы - массообмен; п -парообразование; к - картофель.

полиграфия Орловского областного управления отатиотим. Тиран /20 экз. Заказ Л 396