автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Научные основы электроконвекции в процессах и аппаратах холодильной техники

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РФ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПРИКЛАДНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ

Р Г 6 О Д "Р13^ РУКОПИСИ

Бабакин

^ Борис Сергеевич

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОКОНВЕКЦИИ В ПРОЦЕССАХ И АППАРАТАХ ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Специальность 05.18.12—процессы, машины и агрегаты

пищевой промышленности;

05.04.03 — машины и аппараты холодильной и криогенной техники и систем кондиционирования

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1994

Работа выполнена в Московской государственной академш прикладной биотехнологии

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

- академик РАСХН. доктор технических наук,профессор лауреат Государственной премии Рогов И. А.

— доктор технических наук, профессор, лауреат Государственной премии Ионов А.Г.

- доктор технических наук, профессор Афанасов Э.Э.

- доктор технических наук, профессор Остапенкт A.M.

Ведущая организация — Всероссийский научно-исследовательский холодильный институт (ВНИХИ)

Защита диссертации состоится " /} " О С_

1994 г в _часов на заседании специализированного

Совета Д 063 46.01 при Московской государственной академии прикладной биотехнологии по адресу 109316, Москва, ул. Талалихина. 33.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института МГАПБ.

Автореферат разослан " " о У__1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, доцент

Юрков С.Г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одной из важнейших тенденций дальней-пего прогресса современной холодильной техники является уменьшение энергозатрат на производство искусственного холода и снижение потерь при его потреблении. Традиционные направления для решения этой проблемы (улучшение конструкций теплообменник аппаратов и пр.) к настоящему времени можно считать практически исчерпанными.

Трудность в решении проблемы — сравнительно медленное протекание процессов тепло—и массопереноса как в аппаратах холодильных машин, так и при консервировании холодом пищевых продуктов. Следовательно, основным направлением решения этой проблемы является разработка методов и средств, интенсифицирующих тепло—и м^ссооб— менные процессы как на стгдии производства искусственного холода, так и на стадии его потребления, при этом методы и средства не должны оказывать негативного влияния на качество холодильного консервирования пищевых продуктов.

Согласно прогнозам Международного института холода в обозримом будущем крупнотоннажное холодильное консервирование скоропортящихся продуктов не имеет альтернативы. Вместе с тем современное производство искусственного холода является одним из основных потребителей высокопотенциальной энергии, на выработку которой расходуются невоспроизводимые виды природного топлива ( газ, нефть, уголь), так, в частности, на производство Ькг мяса и его холодильное хранение энергозатраты составляют свыше 21 кВт.ч.

Одним из возможных решений в создавшейся ситуации является использование электроконвекции в холодильной технике. Электроконвек— ция относится к одному из видов электротехнологии и ее прикладная основа состоит в применении постоянных электрических полей в качестве воздействующего фактора, способного интенсифицировать процессы тепло—и массопереноср..

Многофункциональность электростатических полей позволяет также разделять различные диспергированные смеси, удалять капли "жидкости из паровой и воздушной сред при минимальном расходе энергии в процессах и аппаратах пищевых производств.

Технологии с использованием электроконвекции в других отраслях промышленности накопили большой арсенал теоретических и инженерных разработок, хорошо зарекомендовавших себя в практике. Внедрение средств, создающих электроконвективные явления ввиду простоты их конструкции, не требует значительных капитальных затрат, а процессы поддаются безынерционному управлению.

Татам образом, задача поиска принципиально новых решений энергосбережения в процессах и аппаратах производства и потребления искусственного холода является актуальной.

Цель работы. Разработать научные основы электроконвёкции в области холодильной техники, а на их базе создать надежные методы и средства интенсификации процессов тепло-и массообмена, обеспечивающие энергосбережение при обработке холодом пищевых продуктов.

3 соответствии с выбранно" целью решались следующие основные задачи:

- анализ существующих и перспективных методов интенси'тикации процессов тепло- и массообмена на стадиях производства и потребления холода;

- разработка классификации направлений црименения электроконвекции в технике умеренного холода и процессах холодильной обработки пищевых продуктов;

- исследование кинетики инееобразования на поверхности приборов охлаждения в электроконвективной среде (ЭКС);

- исследование нестационарного процесса инееобразования на поверхности цриборов охлаждения холодильных камер в условиях электроконвекции и переменной влажности паровоздушной среды, а также влияние этого процесса на вольт-амперные характеристики (ВАХ) генерирующих устройств;

- разработка математических моделей внешнего и внутреннего массо-переноса в условиях ЭКС применительно к аппаратам холодильной техники, научно обоснованных методов экспериментальных исследований и создание для их выполнения лабораторного комплекса;

- экспериментальные и аналитические исследования электроконвективного теплообмена воздушных конденсаторов применительно к малым холодильным машинам (ХМ);

- экспериментальные исследования механизма тепло-и массообмена и аэродинамики воздухоохладителей в условиях ЭКС;

- построение математической модели движения сырья в электрическом поле криоэлектросепаратов и проведение экспериментальных исследований процесса криора¿деления;

- экспериментальные и аналитические исследования процессов холодильной обработки мяса в условиях ЭКС, разработка инженерного метода расчета процесса замораживания мяса; определение бактерицидного эф-'ректа при электроантисептировании мяса;

- разработка принципиальных конструктивных и технических решений аппаратов холодильно4 техники, криоэлектросепараторов, устройств

для электроантисептирования, камер холодильной обработки пищевых продуктов в условиях ЭКС.

Научная новизна. Разработаны Физические и математические модели процессов тепло- и массопереноса, учитывающие использование постоянных электрических потенциалов в аппаратах техники умеренного холода и на их основе созданы научно обоснованные методы расчета средств электроконве кции.

Разработана классификация направление использования электроконвекции в технике умеренного холода и процессах холодильной обраоотки пищевых продуктов, оцределены основные технологические параметры процессов.

Выявлен механизм нестационарного процесса инееобразозания на поверхности приборов охлаждения в условиях электроконвекции при переменной влажности паровоздушной среды и определено влияние технологических и конструктивных параметров на вольт-амперные характеристики генерирующих устройств.

Установлены основные- закономерности изменения тепловых, аэродинамических и энергетических характеристик воздухоохладителей в условиях ЭКС и конденсаторов электроконвективного охлаждения.

Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность применения электроконвективного теплообмена при холодильной обработке мяса. Разработаны математическая модель и метод расчета процесса завораживания мяса.

Предложена математическая модель движения частиц в электрическом поле, позволяющая осуществлять анализ траекторий их движения, что служит основой при конструктивном оформлении криоэлектросепара-т оров.

Практическая ценность и реализация результатов исследований. На основании аналитических и экспериментальных исследований обоснованы процессы тепло- и массопереноса с применением ЭКС в аппаратах холодильной техники, определены основные технологические параметры процессов и выявлены эйективные направления использования электроконвекции в холодильной отрасли.

Теоретические положения диссертации и инженерные расчеты использованы при разработке технических решений и конструктивном оформлении аппаратов холодильной техники, криоэлектросепараторов, устройств для электроантисептирования и камер электроконвективной холодильной обработки мяса, защищенных авторскими свидетельствами и патентами.

Прошли производственные испытания и приняты к дальне"-ле4 разработке:.

- приборы охлаждения - на предприятиях объединения "Лсхолод", Краснопресненском оптово-розничном плодоовощном объединении г. Москвы, акционерном научно-дроизводртвенном объединении (АНПО)

"..'¡арихолодмаш'}

- конденсаторы электроконвективного ¡охлаждения - на ПО "Родник" (г. Саратов); I

- камеры с электроконвективным охлаждением - на Саратовском мясокомбинате, на предприятии "CZERNiAK " (Польша);

- линия по переработке замороженного сырья биологического происхождения с использованием электросепарадии - на экспериментальном комбинате овощных концентратов "Детчинский", на предприятии Фирмы "A6AR « (Польша), а.с. № 1533631, 1533632 признаны международными патентами в Германии, Польше и Чехословакии.

Приборы охлаждения внедрены на,Коломенском хладокомбинате.

Охлаждающие приборы, электродные устройства и бытовой холодильник с конденсатором электроконвективного охлаждения внедрены в учебный процесс ГЛГАПБ.

Электродные устройства оборудуются в универсальном морозильнике, разработанном КЕ транспортно^химического машиностроения.

Получено положительное заключение на разработанные маслоотделитель и отделители жидкости (а. с. 1719824, 1749555, 1778466) от фирмы "Гренко" (Голландия) и фирмы " РАР(/" (Польша).

Научно-технические разработки использованы в Мурманском высшем инженерном морском училище и др.

По результатам исследований изданы две монографии "Электротехнология в холодильной промышленности" (1990) и "Совершенствование холодильной техники и технологии "(1992), которые используются в учебном процессе и при проведении научно-исследовательских работ.

Апробация работы. Штериалы диссертации доложены и обсуждены на Всесоюзной конференции "Пути интенсификации производства и применение искусственного холода в отраслях АПК" (Ташкент, IS&5), Пятой Всесоюзной конференции по электронной обработке материалов (Кишинев,IS85), Пятой Всесоюзно" научно-технической конференции "Электрофизические методы обработки пищевых продуктов" (Москва, 198 5), Всесоюзной научно-технической конференции "Интенсификация производства и применение искусственного холода" (Ленинград,198 6), Всесоюзной научно-практической конференции "Искусственный холод в отраслях АПК" (Кишинев,1267), Третьей Всесоюзной научно-практической конференции -"Разработка процессов получения комбинированных продуктов питания" (¡Лосква,1988), Всесоюзной научно-технической конференции "Пути интенсификации производства с црименением искус-

4 J

ственного холода в отраслях АПК, торговле и на транспорте" (Одесса, 1988), Шестой Всесоюзной научно-технической конференции "Электрофизические методы обработки пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья" (Москва, 1989), Всесоюзно!» научно-технической конференции "Качество сырья мясной промышленности, методы оценки и пути рационального и эффективного использования" (Москва, 1990), Всесоюзной научно-технической конференции "Холод — народному хозяйству", 'Ленинград, 1991), Четвертой Всесоюзной конференции " Применение электронно—ионной технологии в народном хозяйстве" 'Москва, 1991), Научно-технической конференции "Применение псевдокипящего слоя и флюидизированных систем в пищевой, вкусовой и биотехнологической промышленности" (Пловдив, Болгария, 1989), на международных семинарах "ÍNTER-ICE " (Золинген, Германия, 1989, 1991), в Чешском высшем техническом училище (Прага, ЧСФСР, 1990).

Устройства для охлаждения воздуха экспонировались на ВДКХ

СССР.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 67 печатных работах, в том числе в двух монографиях. Новизна разработанных технических решений подтверждена 82 авторскими свидетельствами, одним отечественным и шестью зарубежными патентами.

Объем и структура работы. Диссертация включает введение, пять глав, список использованной литературы из ^^наименований и приложения. Работа изложена на¿7Машинописных страницах, включает /J таблиц, рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы.

Глава I. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛО-И МАСС00БМЕНА В АППАРАТАХ ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ. Систематизирован и обобщен материал публика™* по проблемаминтенсификации процессов тепло—и массообмена, общих тенденций и перспектив развития аппаратов холодильной техники и совершенствования холодильной технологии обработки мяса.

Народу с традиционными путями развития холодильной техники и технологии отмечается тенденция к применению технологий, находящихся на стыке различных областей науки и техники, так как традиционные методы в большинстве своем близки к естественному пределу совершенства.

Проведённый анализ показал, что одним из перспективных методов совершенствования процессов тепло— и массообмена в аппаратах

холодильной техники и при холодильной обработке мяса является применение электроконвекции. Отмечено, что реализация основных задач электроконвекции сдерживается ограниченной научной информацией о физическом механизме действия электроконвективных явлений. Б частности, установлено, что влияние отрицательных температур на вольт-амперные характеристики (БАХ), являющиеся одним из основных параметров электрического поля и используемые кал средство контроля режима технологического устройства, практически мало изучено, а данные по влияния инея, образуущегося на поверхности приборов охлаждения, на вольт-^амперные характеристики (ВАХ) отсутствуют.

Значительный вклад в разработку научных основ и практическое решение названных проблем внесли: Э.Э.Афанасов, М.К. Болога, A.C. Большаков, И.Ф. Бородин, A.M. Бражников, И.П. Верещагин, A.A. Гого— лин, H.A. Головкин, В.М. Горбатов, A.A. Гухман, Э.И. Гуйго, Н.К. Журавская, Б.П. Камовников, Э.И. Каухчешвили, A.B. Лыков, A.M. Оста— пенков, И.А.. Рогов, Е.В. Семенов, Г.Б. Чижов, И.Г. Чумак, Н.Е. Федоров, А.П. Шеффер, Р. Планк и др.

Ка основании обобщения литературных данных и анализа перспектив использования электроконвекции в холодильной технике сформулированы цель работы и задачи исследований.

Научной базой при разработке методик и при проведении комплексных исследований явились современные физические представления об электроконвективных явлениях на феноменологическом и молекулярном уровнях.

Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРОКРК-ВЕКТИВНОЙ СРЕДЕ. Физической основой разработанных моделей является силовое воздействие постоянных электрических полей на рабочие объекты. Область применения моделей определяется отдельно в каждом конкретном случае и она изменяется в широком диапазоне напряженно— стей электрического поля '1,0.ГО3 4- 12.10^ В/м).

Теоретической основой настоящей работы являются математические модели процессов тепло— и массопереноса в условиях ЭКС для аппаратов холодильных машин, при холодильной обработке мяса и в камерных криоэлектросепараторах.

Математические модели процессов движения и осаждения капель конденсата влажного воздуха.

Предварительные результаты исследований показали, что движение в электрическом поле капель конденсата влажного воздуха, образующихся у поверхности приборов охлаждения, имеет направленный характер, при этом изучение влияния различных параметров на продол—

жительность движения с помощью моделирования процесса позволили выявить основные факторы, влияющие на длительность их нахождения в межэлектродном пространстве. С этой целью проведен численный анализ времени движения заряженных капель к теплообменной поверхности в зависимости от их размеров, параметров электрического поля, конструктивных особенностей генерирующего 'коронирущего) электрода, а также начальной скорости воздушного потока. За объект исследовав ний принято одномерное движение заряженных сферических частиц малого диаметра порядка'1,0 мкм, подверженных действию электрического поля, индуцированного системой электродов "ряд проводов — плоскость", при к »'1,0 Ю)Л05 В/м (рис. I).

1—4 - Е =5,0Л05 В/м,

и0 1,5 м/с; 5-8 — Е = 1.0.106 В/м,

и„ = 2,5 м/с; Г0 = 0,1 мм -1,2,5,6; К = 0,2 мм -3,4,7,8

0 0,2 0,4 0,6 0,8 у.|0*ы Рис. I. Продолжительность движения капли в межэлектродном пространстве воздухоохладителя

Нами установлено, что неравномерность поля вблизи теплообмен— ной поверхности при соотношении Н/(1у 1,5 не превышает 5-0 X, что практически не вызывает неравномерного кристалобразования на поверхности приборов охлаждения.

Предполагается, что капли перемещаются со скоростью потока воздуха, обусловленного одинаково направленными электрическим ветром к воздушным потоком вдоль оси У при стоксовом законе сопротивления.

Считая движение капли безынерционным, пренебрегая действием зилы тяжести, а также пондеромоторной силой, составляющей, около I % кулоновской силы (И.П. Верещагин и др., 1974) и предполагая, 4Т0 напряженность электрического поля направлена по оси У , урав-«ние движения частицы в проекции на ось ординат можно записать з следующем виде

с/у/с/Т- Ы0 + Е^/с где С = С I )

Для системы электродов "ряд проводов — плоскость" на силовой линии напротив провода X - 0 распределение напряженности имеет вид

М-М.Ч..« 1П ^.7/ *■"■« I

где д0)Г,С» —безразмерные коэффициенты, характеризующие геометрию электродного устройства и физические параметры процесса.

После ряда преобразований и интегрирования уравнения (2) приходим к выражению ^у

I '' • »-'3иль У1г° Ъ/ОР+С, епН + г'*) ( 3 )

Уравнение (3) определяет продолжительность движения капли в меж— электродном пространстве к поверхности прибора охлаждения.

Анализ полученных с помощью ЭВМ зависимостей показал! с увеличением диаметра капель в два раза и средней напряженности поля от 5,0.10^ до 1,0.10^ В/м время перемещения капли .уменьшается вдвое. Увеличение радиуса проволочных элементов с 0,1до 0,2 мм незначительно влияет на параметр 7* .

При рассмотрении процесса осаждения капель из ламинарного потока в межреберном пространстве охлаждающих приборов принято, что

ЗЬ( I* — длина участка осаждения капель на поверхности ребра, А — межреберное расстояние), скорость потока среды и.капель на входе в аппарат одинаковы.

Для монодисперсного состава капель эффективность осаждения определяется из цолучендаго нами уравнения

Эм=2К££0Еаа/^М (4)

Результаты, полученные для монодисперсного состава капель конденсата влажного воздуха, можно распространить на наиболее часто встречающийся на практике случай, когда влажный воздух насыщен каплями конденсата полидисперсного состава.

При оценке эффективности осаждения капель полидисперсного состава применен метод усреднения функции, основанный на предположении, что распределение капель по размерам описывается логнорыаль— ным законом, при котором нормально.распределен не радиус капель, а его логарифм.

Использовав уравнение (4) и учитывая изменение среднего радиуса капель в результате их осаждения, согласно методике Г.3.Мирза-, бекяна, после реда преобразований получено выражение (5), позволя-^ ющее определять эффективность осаздения капель конденсата полидио-персного состава в зависимости от их размера, значений приобретаемых зарядов и параметров электрического поля.

( 2 )

где С, — коэффициент пропорциональности,

Математическое моделирование процессов движения и осаждения капель жидкости применительно к вспомогательным аппаратам холодильных машин при Е - сот^ , д г сопК •_

Движение капель применительно к рассматриваемому случаю, согласно принципу Даламбера, соответствует уравнению

р + с + р - о { 6 )

'и (» 'т ч

В отличие от предццущих моделей в настоящем случае требуется учет сил инерции и тяжести, действующих на капли. Это обусловлено большими размерами капель, участвующих в массопереносе. Краевые условия: а) начальные X~0¡Г-^^-О , б) граничные

Векторное уравннние (6) в проекциях по оси Е и X будет иметь вид

Ыо11/г/с1Т - ЬЛ/*а 1/г

\ те/К/о/Т --мр -ЬЯЦсс.(и0-У2)

)

После ряда преобразований и решения уравнения '7) полнено выражение, описывающее движение капли в размерноV форме

¿-1- К [г-Го)

где И4 = (9/1 , 3 ^ЪВ^/Ьфа3}) (8)

Г, Го — текущий и начальный радиусы аппарата

Представленная математическая модель '8) используется для определения геометрических и энергетических режимных параметров вспомогательных аппаратов холодильных машин (ХМ); маслоотделителей, отделителей жидкости.

Далее рассматриваются зоны I и П 'рис. £) электростатического осаждения капель в аппаратах ХМ, конструктивно выполненных в двух вариантах, первый — зона эффективного осаждения расположена между потенциальным и заземленным 'корпус аппарата) электродами, второй — зона эффективного осаждения капель расположена между двумя теплообменными поверхностями и потенциальным электродом.

Эффективность осаждения капель в зонах I и П на участке длиной Ь составляет

ил. I.

9 )

I

з -_У*1>

Я ~ ЪТГ^а. епь иср -/21)

ю )

x^fi

©О,

i *

/7

Эффективность осаздения капель между теплообменными поверхностями

a U*L . t < J-\

(II)

Рис. 2. Схема движения капель в электростатическом поле аппарато в ХМ

Моделирование процесса движения частиц в камерных электросе— параторах

На результаты криоразделения диспергированного сырья определяющее влияние оказывает характер движения частиц в межэлектродном пространстве сепаратора. Для разделения смесей в раде случаев используют тяжелые частицы, при свободном падении которых значения чисел Re, превышают 2000. Поведение частиц в данном диапазоне менее исследовано по сравнению со стоксовым диапазоном.

Рассмотрено движение частицы с постоянным зарядом при значениях чисел Rí>/ 2000, при этом предполагается, что смесь представляет собой набор "частиц "сферической формы, частицы не искажают потока воздуха, напряженность поля изменяется по линейному закону в пределах (2,04-7,0). 10® В/м, а сила тяжести нормальна вектору напряженности.

Тогда, совмещая начало координат с генерирующим электродом, . а ось^по вектору ускорения свободного падения, исходя из (б) в проекциях на оси X и У , получаем векторное уравнение

f- т dV,/dT+ (Еи +faß * Kz(ut-K0-v\sQ ( 12 )

( - т dVy/olT + ту, + (иу -fyj\V - V\ - 0

После рада преобразований и решений находим общее уравнение системы в параметрической форме, удовлетворяющее начальным данным

? = {z°n при Г.-о

Х = О У-О

и имеющее следующий ввд j^j-

( 13 )

щее иледу«лции вид „я- у г

rv-i+u.4jbC*T-je.e*..,) * \ 7

1

где 6,U,,K -.безразмерные критериальные параметры

Полученная математическая модель позволяет осуществлять качественный анализ траекторий движения крупных частиц в электрическом поле и служит основой при конструктивном оформлении камерных электросепараторов.

Модель внутреннего теплопереноса при замораживании мелкоштучных мясопродуктов.

Рассмотрена одномерная задача замораживания мелкоштучных мясопродуктов. Для аналитического исследования экспериментальных данных процесса замораживания мяса в условиях ЭКС за основу принята модель процесса сублимационной сушки, предложенная Е.П. Камовниковым.,Проведенные нами исследования показали, что модель адекватна и для замораживания .продуктов в электроконвективной среде (рис. 3).

Модель отличается простой математической формой описания основных периодов процесса замораживания и приводится к формуле Р. Планка. Отличительной особенностью ее от формулы Р. Планка является достаточно полный учет основных факторов, включая электроконвекцию, влияющих на процесс движения фронта кристаллизации и релаксацию температурного поля при домораживании. Разработана также методика аналитического исследования процесса замораживания в условиях ЭКС.

Для принятой модели введены следующие допущения: в периодах Тц и Тщ теплофизические характеристики объекта замораживания неизменны; объект замораживания - неограниченная симметричная пластина и, следовательно, краевые эффекты отсутствуют;про-цесс замораживания в периоде Т]г рассматривается в квазистационарном приближении; затраты холода на охлаждение объекта пренебрежимо малы в сравнении с затратами холода на замораживание материала (7"г_;=0 ); массообмен в процессе замораживания отсутствует; температура фронта кристаллизации равна криоскопической.

По термограммам ¿5 (X), ¿пСГ) , 4ц С^) находят характерные моменты и периоды замораживания, а также относительное количество вымороженной воды.

Продолжительность периода кристаллизации определяется выражением, цриведенным к формуле Р. Планка

Т/? = Аг<5"* + в25, А2 = /ил}), А2 -Г^^/А^М (14)

Заключительным этапом периода Т¡г является выявление закономерности углубления Фронта кристаллизации

Т '-я Тщ

Рис. 3. Термограммы замораживания образцов говядины: I , 2* — заг-мораживание в условиях ЭКС, 1,2 — замораживание в отсутствие ЭКС, I, I* — поверхность образцов, 2, 2* — центр образцов

Зависимость (15) позволяет определить изменение коэффициента эффективной теплопроводности Д2 в течение периода , а также среднее значение Аг (обратная задача).

Сущность метода описания процесса домораживания состоит в том, что по граничным значениям параметров, определяющих процесс домораживания в начале и в конце периода Сц\ рассчитывают средние за весь период СЩ уровни этих параметров и затем средние оценки используют для количественного описания периода 7щ .

Продолжительность периода домораживания находится из выражения, приведенного к формуле Р. Планка

А3<Р

* в3<г

А3 = 2^3'

г _ ( 16) ЫТг.)+ЫТ*,)-2Ъ

Весь процесс замораживания, состоящий из периодов Т^ и ¿¡» , описывается следующим образом!

Гкн = Ц + г® = А(Га + В*, А=А^А3, В=В2+ В3 (17 ) Представленные на рис. 3 термограммы замораживания образцов говядины показывают, что при воздействии ЭКС процесс замораживания переходит из режима в термически среднем слое ($1*0,1 ) в режим термически тонкого слоя (¿¿<0,1 ). Об этом свидетельствует незначительный по продолжительности период Тд , определяющий движение фронта кристаллизации от поверхности продукта к его термическому центру. При переходе к режиму в термическом тонком слое длительность всего процесса замораживания значительно сокращается. Сокращение процесса замораживания объясняется, во—первых, увеличением коэффициента теплоотдачи за счет турбулизации 12

пограничного слоя системы "продукт — охлаждающая среда" ионным потоком, во—вторых, повышением коэффициента эффективной теплопроводности замороженного материала. Этот эффект возможен за счет интенсификации движения квазижидкого слоя влаги в замороженном объеме к фронту кристаллизации. Согласно теории Н.А.Цитовича (1945), подтвержденной многократными независимыми экспериментами (A.A. Ананян, 1972, З.А. Нерсесова, 1970 и др.), в дисперсных влажных замороженных объектах квазижидкая пленка мигрирует по поверхности кристаллов под действием потенциалов различной физической природы. Появление биополярного электрического заряда на поверхности заморожннного объекта способно интенсифицировать процесс этой миграции и тем самым увеличивать эффективную теплопроводность замороженного материала.

Данная модель показала свою работоспособность для термически тонкого слоя (значения критерия ßt <■ 0,1) в условиях электроконвективного теплообмена при Е = (1,0-г12,0) .10^ В/м.

Глава 3. МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Рассматриваются методики реализации экспериментов, предусматривав ющие определение и расчет кинетики инееобразования, температурного режима объектов исследований, плотности теплового потока, коэффициента теплоотдачи, аэродинамического сопротивления, скорости электроконвективной среды, электрических характеристик генерирующих систем, продолжительности и энергопотребления процессов.

Общая методика проведения экспериментальных исследований предусматривала оценку комплекса качественных показателей мяса и его микробиологических характеристик.

Экспериментальные исследования проводились на разработанном комплексе лабораторного оборудования, снабженном контрольно-измерительными системами, обеспечивающими надежность и безопасность методов и средств электроконвекции в процессах и аппаратах холодильного консервирования.

Для измерения локальных.значений плотности тепловых потоков и определения коэффициента теплоотдачи от охлаждаемого воздуха к поверхности приборов охлаждения применены термоэлектрические измерители теплового потока конструкции КТИПП. При наложении измерителя теплового потока на поверхность теплообменника возможны искажения значений теплового потока.

Анализ возможных причин искажений показал: — если термическое сопротивление хотя бы с одной стороны измери-

теля теплового потока Л* больше его собственного термического сопротивления Ят , то искривлением лини>" потока теплоты в измерителе теплового потока можно пренебречь;

— незначительным изменением общего термического сопротивления из-за наложения измерителя теплового потока на поверхность теплообменника можно пренебречь, так как для чистой поверхности ребра это искажение составляет (Лт/Кр{ ) = 0,04, а в дальнейшем к Е*.

в приборах охлаждения добавляется <^Н/МИН » и это искажение быстро уменьшается;

— в начальный период изменение терморадиационных характеристик поверхностей измерителя теплового потока и прибора охлаждения составляет малую долю суммарного значения ^ - 14-2 % % ), а с появлением инея их терморадиационные характеристики перестают влиять на интенсивность лучистого теплообмена, что позволяет не делать поправок к их показаниям.

При разработке конструкций электродных устройств для изучения характера изменения процессов охлаждения объектов установлены их рациональные конструктивно-режимные параметры: межэлектродное расстояние Н - 0,02-0,03 м, расстояние между электродным устройством и теплообменной поверхностью £ -- 0,03-0,05 м, шаг между проволочными элементами с/ - 0,01-0,15 м.

Для того чтобы напряженность напротив центрального проволочного элемента отличалась не более чем на 5 % от напряженности поля в межэлектродной системе, расстояние между крайними проволочными элементами составляло более 8 с1.

Для изучения кинетики процесса инееобразования и влияния электрического поля на температуру кристаллизации капель конденсата объектами исследований служили модельные установки, представляющие собой систему "генерирующий электрод — заземленный электрод". В качестве заземленного электрода использовалась металлическая плоскость и оребренные поверхности.

Воздухоохладитель торгового холодильного оборудования, промышленный воздухоохладитель X—100 и охлаждающие батареи производственных холодильных камер являлись объектами исследований при изучении тепло'вых и аэродинамических характеристик приборов охлаждения, плотности и удельной массы инея, а также электрических характеристик генерирующих устройств.

При изучении теплообмена воздушных конденсаторов, ВАХ генерирующих устройств и показателей работы малых холодильных машин

объектами исследований служили: листотрубный конденсатор 'ЛТК) прокатно-сварного типа холодильного агрегата КШ-180, проволочно— трубный конденсатор (ПТК) холодильных агрегатов КВ-180 и КШ-350.

Для исследования теплообмена при холодильной обработке мяса объектами изучения являлись модельные фарши из говядины и свинины. Начальная температура образцов составляла 308-303 К при охлаждении, 277-273 К при замораживании и 255 К при размораживании.

При исследовании эффективности электроантисептирования объектом изучения были образцы мяса тазобедренной и длиннейшей мышц говяж.ьих туш.

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование кинетики процесса инееобразования в эле^троконвективной среде

Для системы "генерирующий электрод — плоскость1' характерно появление инея на проволочных элементах генерирующего электрода, переходящего затем в нитевидную рыхлую форму. Причиной образовав ния инея являются, видимо, точечные очаги разряда, служащие центрами кристаллизации. Затем происходит появление инея на торцевых поверхностях плоскости в виде игл, а в дальнейшем и на всей плоскости в виде точечных очагов кристаллизации, впоследствии раэраг-стающихся в виде нитей дендритной формы по направлению вдоль силовых линий поля.

Для систеш "генерирующий электрод — оребренная поверхность" основная масса нитевидного инея в виде веточек дендритов в начальный момент оседает на торцах ребер, располагаясь веерообразно. В межреберном пространстве происходит более позднее инееобразо— ванке в виде мелких точек и в процессе их роста ориентирующихся в 'направлении поля.

По мере роста веточек нитевидных кристаллов инея до 44- 10 мм возрастает средняя напряженность электрического поля на вершине нити инея и происходит "отстреливание", а на оставшихся основаниях вновь начинается направленное развитие кристаллов (рис. 4). Рост средней напряженности поля на вершине нити инея можно определить, представив ее в виде вытянутого полуэллипсоида, соприкаг-сающегося основанием с проводящей плоскостью, по формуле Стретто-

где Кус — коэффициент усиления поля, *1д = л/С, с =1га*-в ,й-и 26 — соответственно длина и толщина нити.

Процесс конденсации капель "на поверхности приборов охлаждения, служащей местом их кристаллизации, осуществляется, по—вид'л-мому, с образованием перемычек с соседними заряженными каплями, их слиянием и поверхностным замерзанием с одновременным деформированием за счет появления.в жидком ядре капли под ледяной оболочке? пузырьков воздуха, образующихся вследствие различной растворимости воздуха в воде и во льду (рис. 5).

При кристаллизации капли давление внутри нее возрастает за счет увеличения объема' твердо? фазы и испарения переохлажденной жидкой пленки. Затем происходит "взрыв", разрушающий каплю, а на образующихся выпуклостях и заострениях в связи с усилением электрического поля происходит осаждение капель конденсата из влажного воздуха. 0 ^

г\ г\ ГЛ ^ /Ш

а в одежзи к©"^"

Рис. 5. Схема механизма льдообразования в электрическом поле: а,б,с — осаждение и укрупнение капли, д,е — замерзание капли, я — "взрыв", з,и — рост нитевидного кристалла с наг-коплением зарядов на его противоположных сторонах, к — отрыв нитевидного кристалла

Рассмотренный механизм десублимации льда в электрическом поле находится в соответствии с теорией струйного испарения (A.A. Гух— ман) и теорией "взрывной волны" 'A.B. Лыков), предложенными для десублимации льда в условиях вакуума. Наблюдаемый нами процесс десублимации нитевидного льда в электрическом поле при атмосферных условиях происходит более интенсивно по сравнению с десублимациеР льда в условиях вакуума. Нами вадвинута рабочая гипотеза механизма зарядки нитевидного кристалла и его отрыва ("отстрела") от тепло-обменной поверхности, заключающаяся в следующем. По мере роста нитевидного кристалла вдоль силовых линий поля в результате диполь— ной поляризации на противоположных его сторонах происходит накопление и разделение свободных зарядов разноименной полярности.

Скопление зарядов на стороне нитевидного кристалла, соприкасавшегося с теплооСменной поверхностью (заземленным электродом) через неравномерный тонкий диэлектрический слой льда, вызывает силу зеркального отображения, которая совместно с силами адгезии'удерживает нитевидный кристалл на поверхности теплообмена. Первоначально образованный диэлектрический слой льда на теплообменной поверхности до ош)еделенного момента сдерживает отекание зарядов. Затем по мере накопления зарядов происходит усиление средней напряженности поля в диэлектрическом поле, способствующее началу прохождения тока и соответственно нейтрализации (отеканию) части зарядов на теплообменную поверхность. Нитевидный кристалл приобретает избыточный заряд, находящийся на противоположной его стороне, что приводит к отрыву его от теплообменной поверхности и движению в сторону генерирующего электрода со значительной скоростью. В зависимости от величины избыточного заряда происходит полный отрыв нитевидного кристалла от диэлектрического слоя льда или частичный в том месте, где его толщина минимальна, что наиболее часто и наблюдается. На сохранившемся обломке нити вновь начинается таправленвое развитие кристалла (рис. 5).

Важную роль электрическое поле-оказывает на температуру кристаллизации капель. В процессе выполнения экспериментов установлено, что инееобразование начинает происходить при температуре на 3-5 °С выше температуры кристаллизации в отсутствии поля. Полученные результаты согласуются с данными В.И. Мучника (1973), изучавшего физику грозового электричества.

Повышение температуры кристаллизации капель вызвано тем, что ионы, осаждаясь на поверхности капель, увеличивают их скорость движения к теплообменной "поверхности. Осаждаясь-на теплообменной поверхности, они разрушают пограничный слой воздуха и за счет возросшего теплообмена уменьшают перепад температур между теплообменной поверхностью и средой, что способствует интенсивному их замерзанию. Зто явление позволяет повышать температуру кипения хладагента и тем самым снижать энергозатраты В; подсистеме производства холода. В условиях ЭКС аэрозоли, находящиеся во влажном воздухе, также, видимо, выполняют активную £оль ядер кристаллизации.

Инееобразование в воздушном потоке на поверхности прибора охлаждения имеет следующие специфические особенности по сравнению с условиями естественной конвекции: возрастание скорости воздушного потока за счет действия электрического ветра, кристаллизации капель в пограничном слое у охлаждающей поверхности за счет повы-

шения температуры инееобразования и юс унос воздушным потоком, отсутствие инееобразования на генерирующем электроде за счет слабых прочностных связей с поверхностью проволочных элементов, первоначальное образование инея на трубах теплообменника, затем на поверхности ребер и далее образование плотного, слоя льда на торцах ребер, структура образующегося инея", в веде игл при - 95498 % и порошкообразная форма при ^ = 734-76 %.

Рост нитевидных кристаллов в электрическом поле на торцах ребер происходит главным образом в начале процесса; в дальнейшем после обламывания ("отстрела") их под действием воздушного потока и электрических сил происходит образование плотного слоя инея.

Исследование электрических характеристик генерирующих устройств

Результаты исследований нестационарного процесса инееобразования воздухоохладителей при переменной влажности паровоздушно" среды в условиях электроконвекции позволили выявить следующие эффекты:

— Электроконвективные течения (электрический ветер) обусловлены передачей кинетической энергии при столкновении ионов, движущихся от генерирующего электрода, с нейтральными молекулами и ускоряющими воздушный поток; 'они способствуют также снижению расхода электроэнергии вентиляторами.

— Интенсивное снижение силы тока в начальный момент вызвано снижением подвижности ионов и значительной электропроводностью капель конденсата. В последующий момент происходит медленное монотонное возрастание силы тока (рис. 6). Это объясняется уменьшением межэлектродного расстояния из-за нарастающего слоя инея на торцевых поверхностях ребер аппаратов. Кроме того, дополнительной причиной повышения силы тока является снижение скорости воздуха, поступающего к воздухоохладителю*, вызванное увеличением аэродинамического сопротивления аппаратов из-за инееобразования в межреберном пространстве.

Рис. б. Изменение силы тока в зависимости от продолжительности работы воздухоохладителя поверхностью Р =4,33м2 при Е =8,0Л05 В/м,

1-^в = 95-98 %,

2-^5= 84-87 %,

3-& = 73-76 %

Увеличение относительной влажности Vg от 73 до 88 % приводит к возрастанию силы тока на протяжении всего цикла работы воздухоохладителя. Это вызвано более интенсивным направленным инееобразованием на поверхности охлаждающих приборов.

Нами получены ВАХ для систем электродов, в которых заземленным электродом является теплообменная поверхность конденсатора. Использование теплообменноР поверхности проволочнотрубного конденсатора в качестве заземленного электрода позволяет получить большую силу тока по сравнению с применением листотрубного конденсатора в качестве заземленного электрода, так как радиус неоднородности элементов проволочнотрубного конденсатора (ПТК) меньше перфорированной поверхности листотрубного конденсатора (ЛТК) и соот— ветственно ¿/н.Лтк ^ ^н.птк .

Установлено, что применение электродных устройств обеспечивает необходимый уровень скорости ЭКС, равный 1,25-1,75 м/с (при £ 5 (6,G—10,0).10 В/м для интенсификации теплообмена воздушных конденсаторов и при холодильной обработке мяса. Результаты исследований скорости ЭКС показали ее возрастание за заземленным электродом на расстоянии 0,02-0,08 м с последующим понижением.

Влияние режима генерации электроконвекции на критерий Рей— нольдса аппроксимировано зависимостью:

Re = 100 + 80 (ЕЛО-5 - 5,0) при 5 х Ю5^Е * 15 х ТО5 Подтверждены результаты экспериментов И.П. Верещагина и др. по выявлению наибольшей скорости ЭКС в зависимости от поясности напряжения, подаваемого на генерирующий электрод, в частности, при отрицательной полярности она на 8-14 % выше, чем при положительной.

Анализ работы приборов охлаждения в электроконвективной

среде

Нами установлены следующие закономерности инееобразования на поверхности воздухоохладителей в зависимости от относительной влажности воздуха ( = 73-88 %) и температуры среды ( Т = 263 — 273 К):

- увеличение напряженности поля с 6,0.10^ до 8,0.10^ В/м приводит к снижению темпа инееобразования в 1,1—1,5 раза (рис. 7);

— плотность инея на первых радах теплообменника при Т = 271-273 К возрастает в 1,1—1,6 раза при Е = 8,0.10^ В/м в зависимости от относительной влажности воздуха.

Рис. 7. Изменение интенсивности роста слоя инея

■прЕ/°

■пр

1.7

1.5

1.3

1Д

8ч

Уу

А /4ч

2ч

ср,11а/ч

2,0

1.0

70

80

90

Рис. 8. Зависимость«^ /о(.пр

на поверхности воздухоохладителя в зависимости от относительной влажности воздуха :

а,б — соответственно 1-ый и 2-ой ряды оребренных труб; I - Е =0 В/и; 2 - Е= 7,2.105В/м, 3-Е =7,7.10® В/м, 4 - Е =8,0.10® В/м

от относительной влажности воздухапри Е =8,0Л05В/м

для различной продолжительности работы воздухоохладителя

Рис. 9. Изменение интенсивности роста йРср воздухоохладителя в зависимости от относительной влажности воздуха : 1-8=0 В/м;р 2 - Е = 7,2.10°

3 -

4 -

Е = Е =

7,7.10; 8,0.ЮЕ

в/м; в/м;

В/м

Впервые исследовано изменение плотности теплового потока к поверхности воздухоохладителя и установлены следующие закономерности ее изменения: плотность теплового потока в электроконвективной среде при Т = 271-273 К на 9-30 % выше, чем в ее отсутствии; продолжительность достижения максимального теплового потока с увеличением относительной влажности воздуха уменьшается; темп снижения теплового потока к концу цикла значительно выше при максимальной относительной влажности воздуха; понижение температуры воздуха приводит к возрастанию плотности теплового потока.

Выявлен характер изменения приведенного коэффициента теплоотдачи «¿пр и установлено, «то в условиях ЭКС он возрастает в 1,13— 1,7 раза в зависимости от напряженности поля ( К =6,3-8,0).10 В/м и относительной влажности воздуха (^ = 73-98 %) (рис. 8).

Более высокие значения оСпг в условиях ЭКС по сравнению со значениями «¿пр в отсутствии ЭКС вызваны следующими причинами! снижением темпа -инееобразовалия", образующиеся иглы на поверхности воздухоохладителя играют роль дополнительного оребрения и турбули— затора потока; формирование замкнутых воздушных пор происходит в более поздний период работы аппарата; образование более плотного инея, приводящего к снижению термического сопротивления.

Выявлен характер изменения темпа роста скорости воздушного потока в "живом сечении" межреберного пространства секций воздухоохладителей и темп роста аэродинамического сопротивления в зависимости от относительной влажности среды и напряженности поля. Установлено, что в условиях ЭКС темп роста аэродинамического сопротивления за цикл работы воздухоохладителей снижается в 1,4-2, 5 раза, увеличение напряженности поля от б,ЗЛО® до 8,0.10® В/м приводит к.снижению аэродинамического сопротивления, в 1,2—2,0 раза (рис.9).

Обработка экспериментальных данных на ЭВМ позволила получить рабочие зависимости в веде уравнений нелинейной регрессии 3-ей степени для определения толщины слоя инея 5" по рядам оребренных труб, плотности теплового потока к поверхности воздухоохладителя

, приведенного.коэффициента теплоотдачи о^пр и скорости воздуха в "живом сечении" аппарата М<.р в зависимости о.т продолжительности процесса и параметров рабочей среды №

Ка ряде предприятий (молокозаводах и др.) в холодильных камерах находят широкое применение гладкотрубные батареи. Одним из их недостатков является длительность процесса оттаивания, что при-

водит к возрастанию эксплуатационных затрат. Разработанные приборы охлаждения с продольным оребрением труб—'а.с. 1388677, 1719024) варианты пристеночных и потолочных батарей— позволяют значительно снизить энергозатраты 'в 3—4 раза) на оттаивание за счет сокращения продолжительности удаления льда с их поверхности и увеличить наружный теплообмен на 27-37 %.

Исследование процесса охлаждения воздушных конденсаторов в электроконвективной среде

Экспериментальные исследования процессов теплообмена и энергопотребления конденсаторов с электроконвективным охлаждением, выполненные в широком диапазоне температурных режимов рабочей среды в холодильной камере ' Т =265-248 К) и окружающем воздухе ' Т =289-301 К), показали стабильное интенсифицирующее воздействие ЭКС на процесс охлаждения 'рис. 10).

Рис. 10. Изменения теплоэнергетических показателей процесса охлаждения конденсатора в зависимости от параметров электроконвективной среды:

а) плотность теплового потока и температура нонденсации ЛТК '1,2) и ПТК (3...6) при использовании заземленных конденсатора (3,4) и отдельного электрода (1,2,5,6);

б)коэффициект рабочего времени(1)и снижение энергопотребления агрегатом с ЛТК (1...4) и ПТК (5...8) при использовании заземленных конденсатора (1,4,5,8) и отдельного электрода (2,3,6,7)

Установлена целесообразность применения автономного электродного устройства, чему способствует расположение теплоотдающей поверхности в зоне максимальной скорости ЭКС. При этом плотность

теплового потока от поверхности ПТК возрастает на 50 а ЛТК на 33 %, коэффициент теплоотдачи увеличивается в 1,25-1,33 раза по сравнения с использованием заземленных конденсаторов и почти в 4,0 раза по сравнению с традиционным охлаждением конденсатора; коэффициент рабочего времени у холодильного агрегата с ЛТК снижается в 1,3-1,5 раза, а с ПТК в 1,4—1,7 раза; суточное энергопотребление уменьшается соответственно на 18-24 % и 19-29 %', температура конденсации понижается на 3-4 °С.

Анализ работы холодильного агрегата с конденсатором электроконвективного охлаждения позволил установить однотипный характер изменения температуры для всех исследуемых участков поверхности конденсатора (рис. II). Это обстоятельство предопределило выбор конкретной математической зависимости, адекватно описывающей указанные изменения.

Рис. II. График работы холодильного агрегата с конденсатором электроконвективного охлаждения (I) и в условиях естественной конвекции (2)

На оснований массива экспериментальных данных предложена аппроксимирующая формула и программное обеспечение, позволяющие оценивать кинетику электроконвективного охлаждения вертикальных поверхностей конденсатора при Е = (4,0...12,0).10® В/м

± (Т) + АЬ(Т - а.-Це-*0 + +«,-°Н>2(19 }

где А,В,С,1), Е — постоянные коэффициенты, определяемые в ходе контрольных экспериментов.

Корректность предложенной формулы определяется физическим смыслом входящих в её состав коэффициентов. Так, величина коэффициента А характеризует интенсивность теплообмена конденсатора с окружающей средой. Коэффициент в определяет крутизну результирующей температурной зависимости (19 ).

Кроме того, установлена непосредственная связь коэффйцента В с периодом работы холодильного агрегата

Zf-C + 1/(У2В )

Коэффициент С определяет недостающий отрезок времени, необходимый для выравнивания температуры конденсатора с температурой окружающей средн. Непосредственное влияние элекгроконвекции на режим охлаждения конденсатора учтено в структуре сложного показателя экспонента, а коэффициенте! Вир являются коэффициентами пропорциональности.

Аппроксимирующая формула проверена в инженерной практике.

Электроконвективный (теплообмен конденсаторов описывается полученными критериальными уравнениями: для КШ 180 (ПТК) Nu= 0,15(КеРг )0«6 при I02«Be i I03 для КШ 180 (ЛТК) Ми= 0,74 (ReP? )0,2 (<?г Ег )0,1 при I0§Re*I03 для КШ 350 (ПТК) 0,08 (йеРг )0'7 при пАве-sIO3

Определен интервал рациональных значений удельной мощности на единицу длины проволочных элементов генерирующего электрода, расходуемой на генерацию электроконвентивной среды.

Холодильная обработка мяса

При электроконвективном охлаждении образцов свиного и говяжьего фарша значительно возрастает интенсивность теплообмена (табл.1). Плотность теплового потока для говяжьего фарша увеличивается в 1,1-2,3 раза, для свиного фарша — в 1,1—1,8 раза. Коэффициент теплоотдачи соответственно возрастает в 1,3-^4,0 и 1,2-2,8 раза соответственно.

Таблица I

Полярность электро-!Напряженность элект—¡Средняя скорость'Относи-конвективного пото—!рического поля, !охлаздения> !тельный

ка ; 2 ■ 105 В/м ! °С/с ¡*$Н"-

I I ! теплоот^-_:_!_!_дачи,"Е/Ц

Говядина

— 0 3,2 -I

— 9,5 6,1 4,0

+ 9,5 5,8 3,3

— 8,5 3,4 1,3

Свинина

— 0 3,4 I

— 6,9 3,8 1,2

— 8,5 4,4 2,6

+ 8,5 4,1 2,5

— 10,0 5,0 2,8

При отрицательной полярности электроконвективного потока наблюдается наибольший эффект интенсификации теплообмена. С увеличением параметров ЭКС время достижения максимального теплоотво— да уменьшалось примерно в два раза, что позволяло снизить потери массы от усушки на 10-20 % по сравнению с традиционными условиями холодильной обработки.

Исследование процесса замораживания мясного и свиного фарша выявило интенсивный теплоотвод в условиях ЭКС, при этом температурное поле опытных образцов изменялось в 1,3-1,9 раза быстрее при увеличении Е до (7,9-8,3).10^ В/м, чем у контрольных образцов.

Изучение тепломассоотдачи при замораживании (рис. 12) свидетельствует об интенсификации как конвективной (в 1,7-2,3 раза), так и массообценной (в 1,5 2,0 раза) составляющих в условиях ЭКС. Определение усушки по данным удельного потока массы и взвешиванием показало, что усушка контрольных образцов в 1,1-1,2 ^раза боль-

ше ,

чем опытных.

0 ,Вг/и2

600 7

¿*Ю6кг/(к?с)

400

-200

3 ^ 2 ^ I

9 8 7

ртТГ

0 2 Р р ф Т,ц

Рис. 12. Изменение плотности конвективной (1,2,3) и массообменной (4,5,6) составляющих теплового потока и потока массы (7,8,9) от образцов мяса в процессе его замораживания;

1.4.7 - при напряженности электрического поля Е = 0 В/м,

2.5.8 - при Е = 7,9.Ю5 В/м, 3,6,9 - при Е « 8,3.Ю5 В/м

Проведение экспериментальных исследований, в ходе которых ЭКС генерировалась на различных этапах замораживания: охлаждение, замораживание и домораживание, позволило установить, что на всех трех этапах происходит интенсификация процесса, при этом наибольшее влияние интенсифицирующее воздействие ЭКС оказывает в период • движения фронта кристаллизации (на 35-40 %).

Результаты исследования процесса замораживания образцов фарша говядины при Т = 233 К и скорости воздушного потока равной 3 м/с до среднеобъемной температуры продукта Т ? 255 К при Е = = (2,8-5,5).10® В/м показали, что по сравнению с традиционным способом замораживания скорость замораживания в условиях ЭКС возрастает в среднем на 9-17 %, коэффициент теплоотдачи-на 10—19 %, продолжительность процесса сокращается на 10—16 %.

Результаты исследования температурного поля по толщине мяса при размораживании в условиях ЭКС показали значительную интенсификацию процесса. В условиях ЭКС конвективная составляющая плотности теплового потока, подводимого к мясу, увеличивается в 2,0— 3,5 раза, а массообменная составляющая в 2,0—2,5 раза по сравнению с процессом размораживания в отсутствии электроконвекции, при этом установлено, что наибольшее интенсифицирующее воздействие ЭКС оказывает в период плавления льда в мясе — до 40,%. Характер процесса размораживания аналогичен рис. 12.

Оценка качественных показателей мяса при холодильной обработке в условиях ЭКС показала, что уровень изменения водосвязывающей способности и структурно-механических характеристик при принятых условиях охлаждения и последующем хранении практически одинаков по сравнению с контролем.

Результаты экспериментальных исследований процесса электро-антисептирования мяса показали значительное снижвние в нем количества микроорганизмов (на 46-90 %) в зависимости от продолжительности обработки (до 50 мин) и параметров ЭКС ( Е = (3,5-8,3). Ю5 В/м при Т = 271-276 К).

Глава 5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ В данной главе представлены прикладные аспекты результатов исследований в холодильной технике и процессах холодильной обработки пищевых продуктов с использованием электроконвективных явлений.

Основой при конструктивном оформлении аппаратов служили как традиционные аппараты, так и специально разработанные для совершенствования тепло—и массопереноса в условиях ЭКС.

Результаты-комплексных исследований использованы при разработке воздухоохладителей, батарей с навивным и плоским оребрением, де-сублимагоров (рис. 13, а,б). Проведенные исследования показали, что по сравнению с традиционными приборами охлаждения интенсифицируется теплообмен и увеличивается продолжительность их работы без оттайки. Охлаждающие приборы внедрены на производстве и в учебном процессе МГАПБ.

Разработаны конструкции конденсаторов и компрессоров электроконвективного охлаждения, позволяющие повысить эффективность теплообмена, снизить энергозатраты и регулировать интенсивность охлаждения теплообменных поверхностей (рис. 13, в). Проведенные испытания показали надежность их работы.

Камеры с электроконвективным охлаждением прошли производственные испытания и приняты к дальнейшей разработке. Получено положительное заключение о работе холодильных камер на предприятии "CZERNIAK " (Польша), (рис. 13, г).

Предложенные конструкции генерирующих устройств (рис. 13, д) повышают эффективность теплообмена-и обеспечивают безопасность эксплуатации. Они использованы в аппаратах, работающих в условиях ЭКС и универсальном морозильнике объемом 28 мэ, разработанном КБ транс-портно-химического машиностроения.

Технические решения по повышению эффективности работы маслоотделителя- и отделителей жидкости (рис. 13, в) получили положительное заключение от фирмы "Гренко" (Голландия) и фирмы " PAPU"(Польша).

Результаты исследований электроантисептирования мяса и мясокостного сырья использованы при разработке устройств для электроантисептирования сырья животного происхождения. Разработаны криоэлектро-сепараторы, позволяющие снизить потери сырья при его переработке, осуществлять классификацию и обезвоживание продукта (рис. 13, ж).

Разработанный способ по переработке сырья растительного происхождения при отрицательных температурах испытан в производственных условиях, получено положительное заключение от фирмы "AGAR " (Польша) .

Получено положительное заключение на использование электротехнологии в холодильной промышленности из университета Суэцкий канал (АРЕ) по материалам / I /. i

Общие итоги выполненных автором исследований приведены в таблице 2, Которую можно рассматривать как классификацию основных направлений использования электроконвекции в холодильной отрасли.

I 2 3

г/^

/

10

I 2 3 12 3

8 9 10

Рис. 13. Технические решения с использованием ЭКС: приборы охлаждения (а,б), конденсатор электроконвектиЕЯОго охлаждения (в), камера электрогоявективной холодильной"обработки мяса (г), генерирующее устройство (д), отделитель жвдкости (е), элёктросепаратор (ж)

I -генерирующий электрод, 2 -заземленный электрод, 3 — защитный кожух, 4- источник питания, 5 -корпус холодильника, 6 - диэлектрическая рамка, 7 — направляющая пластина, В — теплоизолированный корпус, 9 - блок мяса, Ю - приборы охлаждения, л - питатель, 12- приемшй бункер, 13— корпус

Таблица 2

Классификация направлений использования злектроконвекции в холодильной отрасли

Объекты и факто—!Основ-! Объекты воздей-рк воздействия !ной ! ствия ! воздей4-N. ! ствую-! N. !щий ! Области N. 'фактор! применения N. ! * ! Осно гиче В/и вные ские ры °С техноло—!Сос— парамет—! тоя-!ние а ! !раз— ! !рабо— ИПа|м/с 'ток

Й ы Е-1 и* о ч й 12 0 Й £ к 1 о я § Масло о тделители щ а го Й й 0 1 • со ё! съ 1 Й о о в Ы § а § со Двухфазная смесь 11.01.21 0,10,1

Отделители жидкости, промежуточные сосуды Влажный пар хладагента 0,01. Ц ** О/Ц!

Десуэлиматоры Парогазовый поток ШЧ.. -о.ш < -

1 Ш 0 СЗ 1 | ьЗ аз Й 1 т Приборы охлаждения Влажный воздух ЧЛ-10Л <и- "а 0.1.У ©

Воздушные конденсаторы Воздушная среда ЗДО >¿5 >1 0.1Д1

Компрессоры воздушного охлаждения Воздушная среда ыдо ®

Холодильная обработка Биообъекты 1Ш Я) «.1А1 ©

Размораживание Биообъекты 1Л..120 > 0 0.1..ЧД

Хранение Биообъекты <1 о

Сублимационная сушка: атмосферная вакуумная Парогазовый поток 1,0.. <,0 0

—1»- о.ооч-.0,01 — О

Электроантисеп— тирование Биообъекты 2..Ш.11 $0 ч цц» 0

Рабочая среда 0

ЙЙ& Ш Разделение Диспергиро ванная смесь $0 0.Ш ©

Обезвоживание Диспергиро ванная смесь 0,12,5,0 <0 «Ра шло

Классификация Дисперпфо ванное сырье №¿1

(^—Совершенствование существующих направлений. ^ — Новые разработки,

В основу ее положены два классификационных признака: объекты и факторы воздействия (по горизонтали) и области применения (по вертикали). Здесь же представлены новые разработки автора и его работы по совершенствованию существуюшдх направлений. Таблица 2 служит не только иллюстрацией общих итогов выполненной работы, но и отражает направление дальнейших исследований.

ОСНСВШЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВоЗфД

1. Анализ традиционных методов интенсификации гепло-u массо-обмена на стадиях производства и потребления холода показал, что

в большинстве своем они близки к естественному пределу совершенства. Поэтому выбранное направление научных исследований является актуальным и перспективным.

2. Разработана классификация основных направлений электроконвекции в процессах и аппаратах пищевых производств, потребляющих искусственный холод.

3. Разработаны физические и математические модели процессов внешнего массопереноса капель конденсата злаченого воздуха моно- и полидисперсного составов на поверхности приборов охлаждения и внутреннего массосбмена в электроконвективной среде применительно к аппаратам холодильных малин (маслоотделители и т.д.).

4. Разработаны научно обоснованные методики экспериментальных исследований и создан комплекс лабораторного оборудования, моделирующий процессы тепло- и массопереноса в условиях SiiC, применительно к аппаратам ХМ и криоэлектросепараторам, а также процессам холодильной обработки пищевых продуктов. На промышленном комплексе выполнены экспериментальные исследования, подтверждающие адекватность разработанных моделей, а также выбраны и научно обоснованы конструктивные решения холодильных аппаратов, работающих в условиях Э/СС.

5. Изучена кинетика образования инея в электроконвективной среде, позволившая установить закономерности инееобразования и объяснить механизм зарядки, отрыва нитевидных кристаллов от- тепло-обменной поверхности приборов охлаждения.

6. Исследован нестационарный процесс внешнего массопереноса

в условиях ЗКС и переменной влажности паровоз дул ной среды холодильных камер. Определено влияние процесса инееобразования на электрические характеристики генерирующих устройств.

Получены ВАХ для систем электродов, являющихся теплообменной поверхностью с различным конструктивным исполнением. Установлены скорости движения ЗКС ( V = 0,5т1,7 5 м/с), обеспечивающие интенси-

фикацию теплообмена в аппаратах.

7. Экспериментально доказано и научно обосновано интенсифицирующее действие электроконвекции.на тепло-и массообмен, аэрода-намическое сопротивление приборов охлаждения, установлены закономерности изменения данных параметров. В условиях ЭКС приведенный коэффициент теплоотдачи возрастает в 1,13-1,7 раза, в 1,4-2,5 раза снижается темп роста аэродинамического сопротивления и в 1,11,5 раза темп инеесбразования (Е = 6,3-6,0.10 В/м).

8. Применение элекгроконвективного охлаждения в конденсаторах позволило сократить энергопотребление на 18-29 $ и интенсифицировать теплообмен. Выполнены аналитические исследования с программным обеспечением, позволяющие осуществлять прогнозирование температуры поверхности конденсатора. ■

9. Показано, что замораживание мяса в условиях ЭКС может быть с достаточно-"* для инженерной практики точностью описано известным уравнением Р. Планка с учетом периода домораживания, процесса движения т-ронта кристаллизации и электроконвеквди. Использование электроконвеквди в процессах холодильной обработки мяса позволило увеличить коэффициент теплоотдачи, сократить продолжительность процесса на 30-40 # и снизить потери массы от усушки на 10-20

Разработана методика аналитического исследования и обработки экспериментальных данных процесса замораживания .мяса как в градационных условиях, так и в электроконвективной среде. Установлена целесообразность применения электроконвективного охлаждения мясного сырья с высоким конечным значением рН (рН ? 62).

10. Экспериментально подтверждена целесообразность элекгро-ангисепгирования мяса, позволяющая значительно снизить общую бактериальную обсемененность сырья.

11. Разработана физическая и математическая модели движения крупных частиц в электрическом поле, позволяющие осуществлять анализ траектории движения, что служит основой при конструктивном оформлении криоэлектросепараторов.

12. Разработан« принципиальные конструктивные и технические решения аппаратов хйлодально4 техники, криоэлектросепараторов, устройств электроангисептирования, генерирующих устройств и камер холодильной обработки пищевых продуктов в условиях ЭКС. Новизна разработок подтверждена 82 авторскими свидетельствами, I отечественным и 6 зарубежными патентами.'

13. Проведеш промышленные испытания аппаратов холодильно" техники, генерирующих устройств и камер электроконвективного охлаждения на ряде отечественных и зарубежных предприятий. Приборы охлаждения внедрены на Коломенском хладокомбинате и в учебный процесс МГАПБ. Научно-технические разработки использованы в ^Мурманском высшем инженерном морском училище, КБ транспортно-химичес-кого машиностроения и др.).

14. По результатам исследований изданы монографии "Злекгро-гехнология в холодильной промышленности", "Совершенствование холодильной техники и технологии" и три методических указания к, -учебно-исследовательским лабораторным работам по специальности 16.03.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах: Монографии

1. Бабакин Б.С. Электротехнология в холодильной промышленности.-ft: Агроцромиздаг, 1990.- 2СВ с.

2. Бабакин Б.С., Тихонов-Б.С., Юрчинский Ю.М. / Под ред. Б.С.Ба-бакина. Совершенствование холодильной техники и технологии.- А: Галактика,-1992,- 176 с.

Статьи и доклады

3. Рогов И.А., Бабакин Б.С., Шепгулин В.П. и др. ¿Влияние электрического поля на обеззараживание кормовой муки животного происхождения // Мясная индустрия СССР,- 198 5.- № 10.- С. 35-36

4. Бабакин Б,С., Рогов И.А., Ангелов А.И. Сепарация сырья животного происхождения в коронно-камерном сепараторе // Электронная обработка материалов. - 198 5.- № 6.- С. 58-61

5. Бабакин Б.С., Еркин 1.А., Верещагин И.П., Морозов B.C. Образование инея на поверхности приборов охлаждения в электрическом поле // Холодлльная техника,- 1985,- № 2.- С. 33-37

6. Бабакин Б.С., Буянов О.Н., Венгер К.П. Интенсификация замораживания полуфабрикатов воздействием электрического поля // Холодильная техника.- 1985,- JS 10.-. С. 9-12

7. Бабакин Б.С. Электросепаравдя соединительной ткани от ккостных фракций в воздушном потоке / Сб. научн.тр.: Бюхиминские аспекты качества белковых продуктов мясной и молочно" пром-ти. it, 1985.-С. I41-144

8. Бражников A.M., Бабакин Б.С., И^ркин It А., Верещагин И. П., Морозов B.C. Влияние электрического поля на процесс инееобразования металлических поверхностей,- В сб.:Тез. докл.Всесогазн.конф. "Пути интенсификации производства и применения искусственного холода в отраслях АПК". Ташкент, 1985.- С.83

9. Бабакин B.C., Ангелов А.И., Леонов B.C. Электрическая сепарация продуктов биологического происхождения / Мат. 5-ой Всесоюзн. научно— тсхн.конф."Электрофизические методы обработки пищевых продуктов". М., 1985.— С. 149-154

10. Рогов И.А.,Вабакин Б.С. Перспективные направления использования олектрических полей в мясной промышленности.—В сб.: Тез. докл. Всесоюзн.научно-техн.конф. "Интенсификация производства и применения искусственного холода". Ленинград, 1986.-С. 59-60

11. Бражников A.M..Бабакин Б.С.,Еркин М.А. Особенности теплообмена при работе экспериментального воздухоохладителя в условиях инееобра— зования в электрическом поле //Холодильная техника,—1986.I.-C.4I

12. Бражников A.M.,Бабакин Б.С.,Аверин Г.Д.,Еркин М.А. Определение тепловых характеристик воздухоохладителя с пластинчатым оребрением при инееобразовании в ионизированном воздушном потоке и при отсутствии ионизации/Метод.указ. к лаб.—практ. работам и УИРС..М. ,МТИММП.—

1986.- 22 с.

13. Рогов И.А.,Бабакин Б.С.,Логинов И.А. и др. Электроантисептированне мясо—костной муки при отрицательных температурах //Мясная индустрия.- 1986.- № 7. -С. 14-16

14. Рогов И.А., Бабакин Б.С. Влияние электрического поля на адгезию кератиносодержащего сырья к рабочей поверхности // Электронная обработка материалов. —1986. -I." 3. -С. 60-63

15. Семенов Е.В., Бабакин B.C. Электросепаратор для разделения многокомпонентного сырья биологического происхождения / Сб. научн. тр. "Исследования МТИММП в области технологии и биохимии пищевых производств". М., 1986.- С. 46-55

16. Бабакин Б.С.,Еркин М.А. Теплообмен при работе воздухоохладителя в холодильной камере в электрическом поле //Холодильная техника. —

1987. -JP 2. -С. 23-26

17. Бабакин Б.С.,Еркин М.А. Интенсификация работы приборов охлаждени* при инееобразовании.-Обзорн.информ.-М. :АгроНИИТЭИ ММП.-1987. - 28'с.

18. Бабакин Б.С., Еркин М.А. Влияние влажностных режимов на теплообмен воздухоохладителя при инееобразовании в электрическом поле.—Тез. докл. Всесоюзн. научно-практ. конф. "Искусственный холод в отраслях АПК". Кишинев, 1987.- С. 54

19. Бабакин Б.С., Еркин М.А., Штукарева М.Ю. Об электроантисептиро— вании говяжьего мяса при отрицательных температурах.— В .кн.: Интенсификация процессов, повышающих эффективность применения искусственного холода.-Л.ЛТИХП, 1987.-С. 70-73

20. Бабакин Б.С.,Еркин М.А. Влияние электрического поля на интенсифи кацию теплообмена //Холодильная техника.—1988. —!i6.—С. 41-43

21. Бабакин B.C., Карпычев В.А., Кркин М.А., Бовкун М.Р. О повы^ шении эффективности работы оребренных охлаждающих приборов / Сб. научн. тр. "Биотехнология и биотехника в мясной и молочной промышленности. М., МТИММП, 1988т-С. 142-150

22. Семенов Е.В., Бабакин Б.С., Еркин М.А. Движение частиц сыпучего пищевого сырья в электрическом поле камерных сепараторов при значениях чиеел/З^ 2000 // Электронная обработка материалов. - 1988.- F- 3.- С. 80-82

23. Семенов Е.В., Бабакин Б.С., Еркин М.А. Движение заряженных капель воды в воздушном потоке под действием электрического поля // Электронная обработка материалов.- 1989.- № I.— С. 36-37

24. Бабакин Б.С., Воронин M.D., Бовкун М.Р., Симинский D.B. Интенсификация работы конденсатора воздушного охлаждения малых холодильных машин /Научно-техн. бюл. ВИМ.—1989.74.-С. 14-17

25. Бабакин B.C., Чантурия В.М., Бовкун М.Р. Интенсификация теплообмена конденсаторов малых холодильных машин! Обзорн. информ. ЦНИИ "РУМБ". Ы., 1989. Ь-76 с.

26. Бабакин Б.С., Бовкун М.Р., Ратнер Б.Е. Интенсификация теплообмена в конденсаторе бытового холодильника // Холодильная техника.- 1989.- № 12.— С. 15-19

27. Рогов И.А., Бабакин Б.С., Бовкун М.Р. Оптимизация теплообмена конденсаторов с электроконвективным охлаждением / Пути интенсификации производства с применением искусственного холода в отраслях агропромышленного комплекса, торговле и на транспорте.— Тез. докл. Всесоюзн. научно-техн. конф. Одесса, 1989.— С. 58

28. Бабакин B.C. Перспективы использования электротехнологии для интенсификации тепло-ыассообмена в холодильной промышленности. / В сб.: Тез. докл. Всесоюзн. научно-практ. конф. "Пути интенсификации производства с применением искусственного холода

в отраслях агропромышленного комплекса, торговле и на транспорте". Одесса, 1989.-С. 37

29. Бабакин Б.С., Еркин М.А. Исследования тепломассообмена воздухоохладителя в условиях электроконвекции.— В сб.." Тез. докл. научно-техн. конф. "Применение ясевдокипяцего слоя и флюидизиро-ванных систем в пищевой, вкусовой и биотехнологической промышленности". Пловдив (Болгария), 1989. С. 19-20

30. Семенов Е.В., Бабакин B.C., Легова Т.А. Моделирование траекторий движения заряженных частиц в закрученном воздушном потоке/ Научно-техн. бюл. ВИМ.-1989.-* 74. - С. 17-21

31. Бабакин B.C., Бовкун М.Р. Изучение наружного теплообмена конденсатора бытового холодильного агрегата / Метод, указ. к лаб. работам для студентов спец. 1603. М.: МТИММП.- 1989. 22 с.

32. Бабакин B.C., Бовкун М.Р. Исследование коэффициента конвективной теплоотдачи воздушного конденсатора / Метод, указ. к лаб. работам для студентов спец. 1603.' М.: МГИММП.- 1989.- 30 с.

33. Бабакин Б.С. 0 возможности использования электротехнологии

в отраслях АПК / Мат. 6-ой Всесоюзн. научно-гехн. конф. "Электрофизические методы обработки пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья". М.: МИЛЕ, 1989.- С. 154-156

34. Бабакин Б.С., Федоров В.Г., Еркин Ы.А. Электроконвекгивный теплообмен воздухоохладителя при инееобразовании // Электронная обработка материалов.- 1989.— № 6.- С. 24-27

35. Бабакин Б.С., Бовкун М.Р. Влияние электроконвективного охлаждения воздушного конденсатора на работу холодильного агрегата

/ Электрофизические методы обработки пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья. Тез. докл. 6-ой Всесоюзн. научно-техн. конф. М., 1989. С. 196

36. Рогов И.А., Бабакин Б.С., Бовкун М.Р. Электроконвективный теплообмен воздушного конденсатора // Электронная обработка материалов.- 1990. - Jf> 5.- С. 88-90

37. Рогов И.А., Бабакин Б.С., Бовкун М.Р. Использование электроконвекции при холодильной обработке мяса // Электронная обработка материалов.— 1990.— У- 6.— С. 63-66

38. Рогов И.А., Бабакин Б.С., Бовкун М.Р. Замораживание мяса в условиях электроконвективного движения воздуха // Молочная и мяо— ная промышленность.— 1990.- J? 5.- С. -37-40

39. Бабакин Б.С., Бовкун М.Р. Передовые технологии по. использованию искусственного холода на предприятиях мясной и молочной промышленности / Производство и переработка продуктов животноводства: Экспресс-информ.- М.: ЦНТИПР.- 1990.- Вып. Ж 6

40. Федоров В.Г., Бабакин Б.С., Еркин М.А. Влияние электрического поля на тепломассообмен и аэродинамику воздухоохладителя при образовании инея // Электронная обработка материалов.— 1990.—

V I— С. 30-32'

41. Бабакин Б.С., Бовкун М.Р., Тюгай И.М. Техника и технология замораживания мяса в электроконвективном воздушном потоке / Качество сырья мясной промышленности, методы оценки и пути рацио-

I I

нального и эффективного его использования / Тез. докл. Всесоюзн. научно-техн. конф.— М., 1990. С. 50

42. Рогов И.А., Бабакин Б.С., Бовкун М.Р. Исследование работы воздушного конденсатора в условиях электроконвективного теплообмена / Тез. докл. У1 Всесоюзн. совещ. по электрической обработке материалов.-Кишинев, 1990. С. 218-219

43. Рогов И.А., Бабакин B.C., Бовкун М.Р. Применение элёктрокон-вективного теплообмена при замораживании мяса / Тез. докл. У1 Всесоюзн. совещ. по электрической обработке материалов.— Кишинев, 1990. С. 245-246

•44. Лебедев В.Ф., Тихонов B.C., Русанов В.В., Бабакин B.C. Контроль и регулирование влажности воздуха в камерах холодильников: Обзорн. информ.- М.: АгроНИИТЭИММЛ. 1990.- 28 с.

45. Бабакин B.C., Еркин М.А., Коростылев В.Н. Исследование тепло-; обмена воздухоохладителя / Применение электронно-ионной технологии в народном хозяйстве: Тез. докл. 1У Всесоюзн. конф.— М.; МЭИ; 1991. С. 132.

46. Бабакин B.C. Направления электротехнологии в холодильной промышленности / Применение электронно—ионной технологии в народном хозяйстве: Тез. докл. 1У Всесоюзн. конф.- М.; МЭИ, 1991. С. 132— 134

47. Рогов И.А., Бабакин Б.С., Михайлов H.A., Бовкун М.Р. Моделирование воздействия, электроконвекции на теплообмен воздушного конденсатора // Электронная обработка материалов.- 1991.- Г I.-С. 54-68

48. Бабакин B.C., Бовкун М.Р., Чантурия В.М. Перспективная техника и технология холодильной обработки мяса и мясопродуктов: Обзорн. информ.- М.: Информагротех, 1992.- 92 с.

49. Бабакин B.C., Бовкун М.Р., ТЪгай И.М., Куравская Н.К. Электроконвективная холодильная обработка говядины с различной величиной pH / Холод — народному хозяйству: Тез. докл. Всесоюзн. научно-техн. конф.- Л., 1991. С. 228

50. Бабакин B.C., Бовкун М.Р., Амерханов P.M. Замораживание мяса в условиях электроконвективного теплообмена // Холодильная техника.- 1992-»- № 5.— С. 16-18

51. Бабакин Б.С., Бовкун М.Р. Конденсаторы электроконвективного охлаждения для бытовых холодильников // Холодильная техника.— 1993.- ff 2. - С. 17-20

Авторские свидетельства и патенты *

1. A.c. ff II65858 (СССР). Способ охлаждения и замораживания мелкоштучных изделий / B.C. Бабакин, К.П. Венгер, Э.И. Каухчешви-ли и до.- Опубл. в Б.И. 1985, № 25

2. A.c. II69750 (СССР). Устройство для разделения многокомпонентного сырья / B.C. Бабакин, Э.И. Каухчешвили, А.И. Ангелов.— Опубл. в Б.И. 1985, № 28

3. A.c. II74694 (СССР). Скороморозильный аппарат для штучных пищевых продуктов / B.C. Бабакин, К.П. Венгер, Э.И. Каухчешвили.— Опубл. в Б.И. 1985, № 31

4. A.c. IP II8II65 (СССР). Способ отделения мясной ткани от кости /B.C. Бабакин.— 1985

5. A.c. ?? II85G33 (СССР). Устройство для охлаждения воздуха в камере бытового холодильника / Б.С. Бабакин, К.П. Венгер, Э.И. Каухчешвили и др.— Опубл. в Б.И. 1985, № 38

о. A.c.-?? I20009I (СССР). Устройство для охлаждения воздуха / B.C. Бабакин, A.M. Бражников, М.А. Еркин и др.—Опубл. в Б.И. 1985, Г 4

7. A.c. F I2III904 (СССР). Электросепаратор для разделения мясо-костного сьфья / B.C. Бабакин.— 1984

8. A.c. Р I2I9885 (СССР). Воздухоохладитель / B.C. Бабакин, Г.Д. Аверин, К.Д. Малова и др.- Опубл. в Б.И. 1986, J? II

9. A.c. F 1254260 (СССР). Воздухоохладитель / B.C.. Бабакин, A.M. Бражников, М.А. Еркин и др.- Опубл. в Б.И. 1986, Jf 32

10. A.c. if 1256788 (СССР). Электросепаратср для разделения пищевых сыпучих материалов / B.C. Бабакин.— Опубл. в Б.И. 1986, № 34

11. A.c. ff- 1259753 (СССР). Конденсатор воздушного охлаждения для холодильного агрегата / B.C. Бабакин, A.M. Бражников, М.Р. Бов-кун и др.- 1986

12. A.c. J? 1273702 (СССР). Сублимационный конденсатор / B.C. Бабакин, A.M. Бражников, М.А. Еркин и др.—Опубл. в Б.И. 1985,

)г 44

13. A.c. р 128Й649 (СССР). Коронирующий электрод для приборов охлаждения / Б.С. Бабакин, A.M. Бражников, М.А. Еркин и др.—

1986

14. A.c. К- 1302814 (СССР). Воздухоохладитель / B.C. Бабакин, И.П. Верещагин, М.А. Еркин и др.- 1986

^Полный перечень авторских сввдетельств приведен в диссертации 38

15. A.c. Г 1306266 (СССР). Устройство для охлаждения бытового холодильника / B.C. Еабакин, A.M. Бражников .и др.— 1987

16. A.c. Р I3I4793 (СССР). Воздухоохладитель / B.C. Вабаккн, И.П. Верещагин, М.А. Еркин и др.— 1987

17. A.c. Р 1324629. (СССР). Способ подготовки к хранению / B.C. Бабакин, И.А. Рогов, В.П. К!ептулин.- Опубл. в Б.И. 1987, 27

18. A.c. Л 1353050 (СССР). Воздухоохладитель / B.C. Бабакин, К.П. Верещагин, B.C. Морозов и др.- 1987

19. A.c. }' 1388677 (СССР). Охлаждающая батарея / Г.Л. Агеев, B.C. Бабакин, Э.Ф. Яушева и др. - Опубл. в Б.И. 1988, ?г- 14

20. Ал:. № I40I035 (СССР). Способ подготовки кедрового ореха к получению масла / И.А. Рогов, B.C. Бабакин, В.И. Ивашов, И.И. Киселев и др.-Опубл. в Б.И. 1988, 21

21. A.c. Р 1405405 (СССР). Конденсатор воздушного охлаждения для холодильного агрегата / Б.С. Бабакин, A.M. Бражников и др.—

(1986,

22. A.c. $ 1406429 (СССР). Устройство для охлаждения газовой среды / B.C. Бабакин и др.-Опубл. в Б.И. 1988, ?-' 24

23. A.c. I! 1447037 (СССР). Воздухоохладитель / B.C. Вабакин, A.M. Бражников, Е.В. Семенов и др.— 1988

24. A.c. J? 1524648 (СССР). Конденсатор воздушного охлаждения / B.C. Бабакин, М.Р. Бовкун.- 1988

25. A.c. № 1533532 (СССР). Способ переработки чеснока / И.А. Рогов, B.C. Бабакин, В.И. Ивашов и др.-Опубл. в Б.И. 1990, Г I

26. A.c. )? I53363I (СССР). Линия для производства замороженного измельченного чеснока / И.А. Рогов, B.C. Бабакин, В.И. Ивашов и др.- Опубл. в Б.И. 1990, I

27. A.c. J?1 1548625 (СССР). Конденсатор воздушного охлаждения / B.C. Бабакин, И.А. Рогов, М.Р. Бовкун и др.-Опубл. в Б.И. 1988, С 9

28. A.c. № 1554529 (СССР). Способ холодильной обработки объ— акта / A.M. Бражников, Б.С. Бабакин, К.П. Венгер и др.- 1985

29. A.c. Р 1559807 (СССР). Способ охлаждения компрессора и компрессор для его осуществления / Б.С. Бабакин, М.Р. Бовкун и ;р.- 1985

30. A.c. № 1607534 (СССР). Холодильный агрегат и способ его >хлаждения / B.C. Бабакин,. М.Р. Бовкун.- 1990

31. A.c. $ I6I9824 (СССР). Коронирующий электрод для приборов охлаждения / B.C. Бабакин, М.Р. Бовкун, P.M. Амерханов.—

19Э0

32. A.c. № 1619823 (СССР). Воздухоохладитель /Б.С. Бабакин, B.C. №розов, ., И.П. Верещагин и др.— 1988

33. A.c. 1628263 (СССР). Способ переработки чеснока / И.А. Рогов, Б.С. Бабакин, М.Р. Бовкун.- 1988

34. A.c. V I63I78I (СССР). Линия для производства замороженного измельченного чеснока / И.А. Рогов, Б.С. Бабакин, М.Р. Бовкун. - 1988

35. A.c. № 1633244 (СССР). Конденсатор к камбузному столу

/ Б.С. Бабакин, И.А. Рогов, М.Р. Бовкун, P.M. Амерханов.—Опубл. в Б.И. 1991, F 9

36. A.c. К- 1637473 (СССР). Холодильная камера / Б.С. Бабакин, И.А. Рогов, М.Р. Бовкун и др.- 1989

37. A.c., Г 1635308 (СССР). Способ охлаждения и замораживания продуктов / Б.С. Бабакин, М.Р. Бовкун.— 1990

38. A.c. № 1637474 (СССР). Электроконвективное устройство к теплообменному аппарату / Б.С. Бабакин, И.А. Рогов, М.Р. Бовкун.-

1990

39. A.c. № I648I4I (СССР). Электродная приставка для тепло-обменных аппаратов / И.А. Рогов, Б.С. Бабакин, М.Р. Бовкун.—

1991

40. A.c. № 1668828 (СССР). Секция теплообменного аппарата / И.А. Рогов, М.Р. Бовкун, Б.С. Бабакин и др.— Опубл. в Б.И. 1991, № 29

41. A.c. ff' 1673805 (СССР). Отделитель жидкости / Б.С. Бабаг-кин, М.Р. Бовкун и др.- Опубл. в Б.И. 1991, № 32

42. A.c. J? 1685360 (СССР). Способ дефростации биологических объектов / И.А. Рогов, Б.С. Бабакин, М.Р. Бовкун.— Опубл. в Б.И. 199I, Р 32

43. A.c. Р I68973I (СССР)> Камера холодильной обработки биологических объектов / И.А. Рогов, Б.С.Бабанин, М.Р.Бовкун.—Опубл. в Б.И. 1991, Р 41

44. A.c. if 1684575 (СССР). Камера холодильной обработки биологических объектов / И.А.Рогов, Б.С. Бабакин, М.Р. Бовкун.— Опубл. в Б.И. 1991, »38

45. Д.с. К- 1692010 (СССР). Способ холодильной обработки штучных биологических объектов / И.А. Рогов, Б.С. Бабакин, М.Р. Бовкун.- 1991

46. A.c. № I709159 (СССР). Способ холодильной обработки биологических объектов / И.А. Рогов, B.C. Бабакин, М.Р. Бовкун.— Опубл. в Б.И. 1992, № 4

47. A.c. № I7I9824 (СССР). Охлаждающая батарея / B.C. Бабакин, М.Р. Бовкун, H.A. Илясов и др.- Опубл. в Б.И. 1992, Р 10

48. A.c. № I72I4I7 (СССР). Электроконвективная система электродов для холодильной обработки биологических объектов / И.А. Рогов, B.C. Бабакин, М.Р. Бовкун.- Опубл. в Б.И. 1992, Jf< II

49. A.c. Р 1749655 (СССР). Способ отделения масла от хладагента и маслоотделитель холодильной установки / B.C. Бабакин^ -М.Р;Бовкун.— Опубл. в Б.И. 1992, № 27

50. A.c. ,'Р Т778466 (СССР). Отделитель жидкости / Б.С. Бабакин, М.Р. Бовкун и др.- Опубл. в Б.И. 1992, JS 44 4

51. ПатентWРА23 N/2898272 (Германия). Линия для про из вод-, ства замороженного чеснока / И.А. Рогов, Б.С. Бабакин, A.M. Бражников, В.И. Ивашов и др.— Приоритет 17.04.86.

Патенты аналогичного.содержания получены в Чехословакии ■ ( PV-30I4-86), в Болгарии ( £ 74706),

5Г г тентWРА23/^/2890361 (Германия). Способ переработки чеснока / Рогов, Б.С. Бабакин, A.M. Бражников, В.И. Ивашов и др.— Приоритет от 14.04.86.'

Патенты аналогичного содержания получены в Чехословакии ( PV -2560-86), в Болгарии ( № 74455).

53. Патент № 1804738 (СССР). Способ охлаждения теплообменной поверхности и конденсатор воздушного охлаждения / И.А. Рогов, B.C. Бабакин, М.Р. Бовкун, Й.А. Михайлов.— 1993

Условные обозначения

£— силы Кулона, инерции, тяжести и сопротивления среды, Н; Е — средняя напряженность поля, В/м; i — сила тока, мА;

U — напряжение, В; Т , t — температура, К, °С', W — влажность, дол. ед.', Ny} —удельная мощность, Вт/м; лW — снижение энергопотребления, %', Т — время, с,ч; Н — межэлектродное пространство, м; ? — расстояние между электродным устройством и теплообменной поверхностью, м; d — шаг проволочных элементов, м; Rl , Рг, Gx^ufii— критерии Рейнольдса, Прандтля, Грасгофа, Нуссельта, Био; № —масса, кг; Р —давление, ЫПа; N —кон—

центрация, ; 3 — эффективность осаждения; ^ — заряд, Кл;

— динамически" коэффициент вязкости, Па.с; Л —радиус частицы, капли, м; / — плотность, кг/м3", Uo — скорость потока среды, м/с; С — относительная диэлектрическая проницаемость материала; V — скорость частицы, и/с; IIос — скорость_ осаждения капель, м/с; £0 — электрическая постоянная, Ф/м0.1 —начальны? средни^ куб радиуса капли, м; о.г — средниР куб радиуса, м;

^ — ускорение свободного падения, м*"/с; — коэффициент сопротивления; Ki — приращение напряженности поля на единицу длины, В/м2; К£ — коэффициент, характеризующий диэлектрические свойства объекта; сС<цс — коэффициент, характеризующий степень полидис— персности; L к — длина заземленного электрода, м; — относительная влажность воздуха, %\ с — удельная теплоемкость, кДж/ (кг.К); / — коэффициент рабочего времени; — плотность теп-

лового потока, Вт/м , h — высота, м; у — поток массы, кг/(ы2.с); г — удельная теплота фазового перехода, кДж/кг;

<А — коэффициент теплоотдачи, Вт/'м .К); / — коэффициент теплопроводности, Вт/'м.К); 5 —толщина, м; дСО — относительное количество вымороженног воды в продукте; &Р' — темп роста аэродинамического сопротивления, Па/ч;

индексы: а — атмосферное; к — криоскопическая', п — поверхность; ц — центр; 5 — окружающая среда; v — среднеобъемная; кн — конечный; р — работа; х, у, z — координаты", н — начальная", УД — удельны«; ин — ине"-; пр — приведенный; м — монодисперсный; п — полидисперсны?; л — лучистая", т — тройная точка; пц — парциальное; о — общее; цл — цикл; ср — средняя.