автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Пути и методы совершенствования теплотехнологий в зерноперерабатыващих и хлебопекарных производствах

Одеськ-а держ'авна акаделш харчових технологий

Гайда Сташслав

УДК 664:621.1.016

ШЛЯХИ ТА МЕТОДИ УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕПЛОТЕХНОЛОГШ В ЗЕРНОПЕРЕРОБНИХ ТА ХЛ1БОПЕКАРСБКИХ ВИРОБНИЦТВАХ

^пецгальшсть 05.18. 12 - процеси таапарати харчових виробиицтв

Автореферат дисертацн на здобуття паукового ступени доктора техшчних наук

Одеса- 1998

Дисертацкю с рукопис.

Робота вик'оиана в Одеськж державши аьсадемп харчових технолопй, МЫстерство осв1ти УкраУни.

Науковий консультант

доктор техшчних наук, професор Бурдо Олег Григорович, Одеська державна академ'ш харчових технолопй, зав!дуючий кафедрою процеав ! апаратн

Оф1ц« й Н1 опоненти

доктор техшчних наук, професор Чумак 1го[ Григорович, Одеська державна академ1я холоду ректор;

доктор техшчних наук, професор ГПкулыиш Володимир Русланович, Одеський Державин! полггехшчний ушверситет. завщуючий кафелрок теоретичних основ теплотехшки;

доктор техшчних наук, доцент Станкевич Георги Миколайович, Одеська державна академ1я харчови: технолопй, завщуючий кафедрою технолог! елеваторно"! промисловосп.

Провщна органпашя - УкраТнський державний ушверситет харчових

технолопй, кафедра процеав 1 апаратт, Мшктерство осшти УкраУни, м. Ки'Гв.

Зо

Захист вщбудеться Ли сГс пап а 1998 р. о )Ц годин! на зааданн

спещалпованоУ ради Д 41.088.01 при Одеськш державшй академ!"! харчови технолопй за адресою: 270039, УкраУна, м. Одеса, вул. Канатна, 112.

3 дисерташсю можна ознайомитися в б!блютец! ОдеськоУ державно"! академ! харчових технолопй за адресою: 270039, УкраУна, м. Одеса, вул. Канатна, 112.

Автореферат роз!сланий '^"Отб^Я 1998 р.

Вчений секретар спешил ¡зованоУ вченоУ ради д.т.н., професор (У^ ^ Пилипенко Л. М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальшсть теми. В кражах СхщноТ Свропи (! в першу чергу в УкраУн! ! в олыш) енергетична полггнка формувалася в умовах низьких цш на паливо. Були ¡дсутж законодавча база I механпми, що стимулюють розвиток науки 1 техжки нергозбереження. Перехщ на нов! економ!чж умови визначив гостр1 протир!ччя. 3 дного боку - висою ц!ни при розрахуику за енергоносп, з другого - технолопчне бладнання, яке було розраховане на споживання дешевих енергетичних ресурс!'».

УкраТна споживас 2.2% св1ТовоУ енерпУ, а УУ населения складас 1%, до 40% ацюнального доходу витрачаеться на покупку енергоноаУв. Витрати на еплопостачання в УкраУж майж'е в 3 рази вище, тж в Швецм, емергосмюсть ацюнального доходу в 5 раз више, шж у Францп. в 2 рази вище, жж в США. Якто итуац!я не змжиться, то до 2000 р. в УкраУж питомI енерговитрати в 6...8 раз еревищать передовий европейський р1вень. В агропромислосому комплекс! 'краУни, що споживас 25% енерпУ. витрати енерпУ на виробництво I збер1гання ¡льськогосподарсько'Г продукщУ в 2.... 5 раз вище. жж в США.

Життево важливими гапузями АПК с хл1бопечення 1 зернопереробна ромисловкть. Хл!бопечення споживас 20% енергетичних ресурс'т АПК, причому 0% у вигляд! пал ива. За останж роки енергетична складова у соб!вартост1 ¡родукцп зросла в 6... 10 раз'ш. Розвиток зерносушидьноУ техжки йшов по шляху (арощування продуктивност! при енергетично витратних ршеннях. Парадоксально, ле-установка У2-УЗБ-50, що вважаеться вдосконаленим вар1антом сушарки РД-!х25-70, характеризуемся большими витратами енерпУ. Альтернатив» нергозбереженню немае. Ситуашя. що склалася сьогодн!, вимагае системного Ггдходу до задач енергозбереження, пошуку резерв1в зниження енергоспоживання.

Зв'язок роботн з науковими програмами. Наведен! в робот1 дослщження :тавилися ! починалнся в рамках Координацшного плану роб!т краУн-члежв СЭВ по фоблем! «Разработка предложений по совершенствованию действующих и созда-шю новых прогрессивных технологических процессов и оборудования для энерго-:мких производств», виконувалася в вщповщност"! з Державним планом :коном!чного ! сош'ального розвитку УкраУн и (шифр ИГЗН), на замовлення Мжстерства хл!бопродукт!в, в рамках науково-техжчноУ программ "Розвиток энергетики ! енергозбереження в харчовоУ промисловост! УкраУни до 2010 р", по даговору про м"1Жнародне ствроб!тництво М1Ж ОДАХТ I Опольским ужверситетом.

Мета ! задам! дослщжень - науково-техн!чна концепция енергозбереження в гехнолопях хл1бопечення 1 зерносушшня, яка включае обгрунтування прюритетних шлях!в вдосконалення теплотехнологж 1 розробку принципово пових р'ццень по

зниженню енергосмкост! цих галузей, забезпечення розробок науковими основа ¡нженерними засобами I апробац!ю вреальних умовах виробництва.

Поставлена мета вимагас р'ниення наступиих проблем I задач:

- встановити основш джерела втрат тепловоТ енерги в техноло! хл1бопечемня 1 зернопереробки, обгрунтувати принципов! шляхи зннже енерговитрат на основ! св!тового досвщу ! орипнальних техшчних р1шень;

- розробити модел! для анал1зу енерготехнолопй хл1бопечення I зерне ш'шня, знайти Ух р'ниення, нам'|тити програму експериментальних досл!джень;

- розробити ресурсш модел1 теплоутил!зацшноУ апаратури, об грунту в методн прогнозування експлуатацшних характеристик;

- провести комплекс експериментальних доайджеиь по задачам мехаш аеродинамши, тепломасопереносу, виявленим при математичному моделюванш;

- розробити узагальнеш структур» ¡нженерного розрахунку розгляну задач, методами комп'ютерного моделювання провести анашз рпномант сполучень технолопчних 1 конструктивних параметр1в;

- обгрунтувати прюритетш напрямки вдосконалення енерготехнолопй хл1бопеченш та зерносуоннн!, дати шженерн! методи експрес-оим конструктивних вар!ант!в, програмне забезпечення для комп'ютерт проектування розроблених схем;

- виконаги проекти розробок, реал1зувати Ух на виробництвг

Науков! положения.

1. Використання в теплотехнолопях зерносушшня I хл1бопечення сучао засоб!в орган¡защУ теплопередач! (ТТ 1 ГС) вщкрнвае широк! можливост! як I вдосконаленш д'ночих (термосифонш утил1затори теплота вшпрацьоват сушильного агенту 1 затчних газ!в), так 1 при розробщ принципово нових с.х (еколопчно безпечна кондуктивно-конвективна технолопя сушки зерна п низькому р I в и! розходу палива), обладнання (регенератор теплота «зерно - зерн термомехашчний агрегат з теплопередаючим модулем, який здшен перем1шування шару) 1 автономних систем охолоджування силоав, зерносховиш.

2. 1снуюче протир1ччя (пщвищення розходу сушильного агента штенсифн тепломасоперенос на зерносушильних установках, але веде до додаткових вт[ теплоти з в'щпрацьованим теплоноаем) може бути усунено орган'пац! спец1альноУ структури зернового шару - активно перем1шуваного при забезпече! умов вщведення водяноУ пари ! тепловщводу вщ самоУ системи перем!шування.

3. Формал1зашя задач! досл!дження просторово-часового теплового ста складного теплотехнолопчного комплексу (цеху) ¡стотно спрощуеться при перехс в'[д системи неоднор!дннх апарат1"в до системи квазюдноршшх т!л при корекчно

сполученш принцитв суперпозицн на межах окремих елеменлв апаралв 1 методпз системного гмдходу в рамках цеху. •

Наукова новизна отриманих результате:

науково-мегодолопчш основи системного анал'пу, оцшки потеншалу I прогнозування розвитку енергозбереження в х.'мбопекарних [ зернопереробних технолог"|ях;

- ¡срарх1чна модель трансформацп ! використання енерги;

- метод анал'пу теплотехнолопй по коефппентам трансформацп;

- науково-техжчж ппотези принцитв вдосконалення теплотехнолопй в зерносушешп I х.^ибопеченж;

- еперготечнолопчний гра(|) I елекгротеплова модель ЕТК;

- результат аналггичннх досл'ижень сисгеми «нерухома зернова маса -термосифон - навколишне середовище»;

- двокомпонентна модель теплопереносу до потоку зерна в пучках ТС;

- результати дослшжень зовшшньоУ 1 внутршшьоУ задач! в систем! "ТС шо обертасться - шар дисперсного продукту»:

- методолопя анал!зу теплоаеродинам!чноТ надшност! апарапв з термосифонами:

- ресурсна модель термосифону;

- результати ресурсних дослгджень хладонових термосифон'ш:

- узагальнення даних по ресурсним дослщженням теплових труб:

- узагальнення даних по теплопередач! до грав!тац!йного пильного шару зерна в пучках ТС;

- прннципи побудови алгоритм!в розрахунку апаралв з ТС на основ! узагштьнених модул!в теплоф!зичних, аеродинамг'чних 1 економ!чних розрахунк!в.

Практичне значения отриманих результат'т:

- техн!чн! пропозиц!!' по вдосконаленню теплотехнолог!й на основ! сучасних засоб1в орган'пацГ! теплопередач! - ТТ ! ТС;

- ¡нженерн! методи експрес-оц!нки ефективност! апарат!в з ТС: номограма для розрахунку навантажувальних характеристик теплоутилгзатора, номограма для прогнозування ресурсних характеристик ТС; номограма для проектування термосифонноУ системи охолоджування силос!в;

- метод прискорених ресурсних . досльвдень 1 прогнозування експлуатацгйних характеристик ТС ! апаратт на Ух основ!;

- теплофгзнчн! властивост! хладона Я-318В2;

- результати енергоаудиту хл!бопечення;

- параметричний ряд термосифонних еколопчно безпечних теплогенератор1в:

- програма енергозбереження на хл1бопекарному шдприемств!;

- результата виробничих доанджень апарат'т з ТС;

- автономна термосифонна система охолоджування зернового силосу;

- термосифонний регенератор теплоти сипких речовин;

- системи утил13ацп теплоти виходячих газ'ш;

- блочна зерносушарка ¡3 шаровим пшгртачем ! термосифонним калорифером.

Результат» впроваджеш на обласному об'сднанн! "Одесахл1б": на зерносушильнш установи! ДСП-320Т; на дршджовш фабриш ! шдприемств! "Заготзерно" в Полыцг Прополии"! для широкого впровадження в галуз! прийнял ДАК" «Хл1б Укра'!ни». Впровадження теплоутил1затор!в в галуз! дасгь загальну економ"по дизельного палива порядку 50 10' т на рж. Програма енергозбереження в хл!бопекарних технолопях передбачае послщовне зниження питомих енерговитрат до р1вня передових ффм (1.2 МДж/кг).

Особистий вклад пошукувача полягае в розробщ основно! концепцп дисертацп, постанови! ! р'шиенш задач, у виконашп теоретичних ! експериментальних дос.гпджень. Автору належить анал'п ! узагальнення результатов доел ¡д жен ь. Положения опубл! кован их у сл!вавторств! з коле га ми ! використани.ч в дисертацп статей належать автору на основ! р!вноправного партнерства.

Апробацт результате лнеертацп. Основн! результат» роботи допов!далися на наукових конференц!ях ОДАХТ 1980... 1998 р.р.; IX М!жнародноТ конференц!'! «Удосконалення процес!в та апарат!в х1м!чних, харчових та нафкшчмчних виробництв», м.Одеса, вересень 1996 р.; II науково-практичн!й конферешцТ "Хл!бопродукти-97», вересень 1997 р, Одеса; М!жнароднш конференц!'! «Экология человека и проблемы воспитания молодых ученых», Одеса, листопад 1997 р; ¡УПжнароднш конференц!'! «Людина та навколишне середовище», листопад 1996 р, Одеса; Всесоюзна науковШ конференц!'! «Проблемы влияния тепловой обработки на пищевую ценность продуктов питания», 1981 р, Харкш; XII М1Жнароднш конференц!'! краТн СНД «Дисперсные системи», 1996 р, Одеса; наукових конференц!ях Опольского ушверситету, 1975... 1998 гг., на наукових конференшях в Слена Гура, 1987... 1997 рр., XI М!жнародшй конференц!'! «Актуальные проблеми техники и экологии», Ополе, 1993; IV Всепольськш науковш конференц!"!, 1994 р, Гданськ; XIII Мгжнароднж конференц!! «Проблеми совершенствования техники», червень, 1995 р, Турава; 2й науково-практичнш конференц!"! «Управлшня енерговикористанням», 1997 г, Льв1в; 3-му Мгжнародному сем!нар! «Тепловые труби, холодильные системи», 1997 г, Мшськ. Допов!д! по робот!" включалися до

программ 10 М'шнародно! конференцн по тепловим трубам, Штуттгарт, 1997 р, 7-й М1жнародноТ конференци по дисперсним системам, 1997 р, Нюрнберг.

Пуб.йкаци. По материалам дисертац!1 опубл1ковано 47 роб1т, в тому числ1 38 статей, з яких 2 стагп в наукових журналах, 36 в зб'фках наукових праць; 9 тез доповщей на конференц!ях; 10 робгг виконано самостжно, ниш у ствавторств'|.

Структура I об'см роботн. Дисерташйна робота складасться з вступу, восьми глав, внсновмв, б!блюграфн 1 3 додатк1в. Основний змют виоадений на 388 сторшках, м!стить 87 рисунк!в (58 сторшок),48 таблиць (28 сторжок), додатки (7 сторшок), список л1тератури з 301 найменування.

У встуш обгрунтована актуалынсть дисертацшноУ роботи, сформульоваш мета ! задач! доапджень, науков! положения, методи дос/пджень, наукова новизна ! практична ц!нн!сть роботи.

В першш глав! виконаний анализ проблем енергетики Г еколопУ в зернопереробних ! хл!бопекарних технололях. Показано загальне в ¡стор!'!', тепер1шньому '1 тенденциях розвитку енергозбереження в УкраТн! ! Польш!. Виконано анагнз св'1тового досшду енергозбереження. Приведен! при клади ефективноУ органпащУ теплопередач! на основ! сучасних засоб!в - двофазних випарювально - конденсацшних модул!в (ТТ ! ТС). Результатом першого роздшу е класиф!кац'1я науково-техшчних задач, яю доц'шьно вир'ниувати на основ'1 ТС.

В друп'й глав! розроблеш науково-методолопчн! основи системного анал!зу ! вдос'коналення теплотехнолог!й.

Енергозбереження е комплексною проблемою, яка зключас техн!чн!, оргашзацшно-техшчн!, орган!зац!йно-економ!чн!, законодавч!, рекламно-шформацшж заходи.

Основна задача методолог!чних дослщжень - обгрунтування загальних лринцишв I критернв оц!нки енергетичних технологш ! напрямк^в Ух вдосконалення. ■ 3 щею метою використовуеться поняття "потенц!ал енергозбереження" (П) як р!зниця м!ж фактичним р!внем енерговитрат 1 |деал!зованим аналогом 3т). Сумарний резерв економ!У енерг!) (Р) являе собою ?!зницго м1ж енергоспоживанням на базовому ' перспективному р^внк

При переход! в!д одн!сУ технолог!'! до ¡ншоУ визначаеться резерв ЕЗБ як на час ¡амши (г0), так I на перспективному р!вш (г,).

Параметр "П" використовуеться для оц'шки ефективносп ¡нвестицш на :нергозбер!гаюч! проекти за законом гнрамщи. Чим битьше значения "П", тим

ОСНОВНИЙ ЗМ1СТ РОБОТИ

(1)

б!лыие е техшчних р'плень, як! при незначних розм1рах ¡нвестицш дадуть значнш економ!чний ефект I швндко окупляться. На сучасиому еташ жвестицп ) енергозбереження € найбшьш ефективними ¡нвестиц1ями в промисловост!.

Для анализу ефективноетч багатор^вневих схем передач! 1 трансформацд енерпУ пропонуються коефщкнти трансформацп розходу теплоноая 1 йоп тепловм!сту:(^/ш;^1). Загапьна енергетична ефективжсть схеми, яка складаеться • п р!вшв, визначиться вщношенням величини сумарних теплових втрат до енергГ

палива Эт:

1а

М- с „л,

Так, якщо попк газу з f г = !500 °С розбавити повггрям до 300 °С, то втрати (при Т1Й же температур) викид1в) зростуть практично в 5 раз!в, тобто тдвнщення ефективноеп енерготехнологп зв'язано з наближенням коеф!шент!в трансформацп до 1.

Вводиться поняття "невикористана потужшсть" Nc. Як граничне значения Л^ слщ вважати втрати однор'шневоТ схеми. Якщо на момент часу Г, технолопя мае Л^., а технологи передових ф!рм N"•, то, використовуючи Ух досв'щ, можна достатньо швидко досягнути значения Ы"-. Б!льш тривапим буде шлях зниження до техшчно досяжного р1вня А^', що вимагае орипнальних техшчних р1шень.

Конвективна сушарка представляеться 4 р!внями трансформацп енерпУ (рис. 1). На першому р!вш (топковий пристрой) енерпя палива трансформуеться в енерпю газ1в (Эг) при в^повщних втратах при горшш С^. На другому р1вн1 в парогенератор! одержують пару (Эп) при втратах з димовими газами СЬ. Частково ц! втрати можна повернута в ш.'шрша'л для пов1тря В калорифер! енерпя

сушильного агента Эд. Втрати з конденсатом знижуються при його поверненш (с]4) в парогенератор. 40% вщ Э.л витрачаеться на випаровування еологи з зерна, 10% - на нагр1вання зерна, 20% - на нагр1вання води 1 ловггря, ! 30% втрачаеться в навколишне середовище (Од). Попереднш нагр'ш ноштря в теплоутилЬатор! (я!) скорочуе втрати з в!дпрацювавшим сушильним агентом. 3 наявноУ енерпУ палива (40 МДж/кг) сушильному агенту передаеться 0.15 МДж/кг. 7...8 МДж витрачаеться на випаровування вологи. При сушщ' зерна топковими газами, що характерно для зерносушильноУ техшки, схема стае трьохр!вневою, а питом! витрати енерпУ знижуються до 5 МДж/кг вип. вол. Одна к, це досягасться за рахунок зниження

еколопчноУ безпеки технолопУ. Для хл!бопекарноУ neni можна вид^ити 2 р1вня трансформацп. Вдосконалення енерготехнологм зв'язане 3i зниженням втрат (2i > •> £?з' £?4 ' 3 зменшенням числа piBH¡в.

Рис. 1. iepapx'i4Ha модель трансформацп енерпУ у зерносушарщ Важливим моментом, особливо при модерш'зашУ термотехнологи, е правильне врахування взаемного впливу терлпчного обладнання, тобто реалЬащя метод!в системного анагпзу. По виробничш iepapxi'i термотехнолопчш об'екти хл!бопекарного виробництва можна класиф1кувати 5 р1внями. Перший -енерготехиолопчна система /ЕТС/. Другий - енерготехнолопчний комплекс /ЕТК/, наприклад, хл1бопекарний цех. Третш - лппя /ЕТГ/, четвертий - аппарат /ЕТА/ i п'ятий модуль /ТМ/. Найбгльший ¡нтерес представляють ЕТК, де тер\пчне обладнання об'сднано функционально i територ'юлыю.

Формал'тшя задач'] дослщження теплового стану ЕТК е нетрив1альною. Представляеться перспективним використати принципи суперпозишУ в рамках установки при сполучешп з системним шдходом у межах цеху. Для цього встановлюеться crvniiib теплового зв'язку м1ж елементами - джерелами теплоти. Фоновим середовищем е повпряний об'см. Дал! на ochobi Teopi'i граф ¡в будусться модель цеху (рис. 2).

Модель включае хл!бопекарн! печ! (температура енергоноая 1Э, дЬянок I 1 1 А

корпуса печ! 1к' . ), конвеерш сушарки, апарати, в яких процеси прот1какт при температур! нижче, н!ж 1ц, приводи вентилятор1в, насост, що видшят!

Джоулеве тепло Вщповщт плки енергографу зручно представляти

моделлю на основ! електротеплово"! аналог!'!. Для анал'пу температурних пол!е придатний математичний апарат теори ланцюпв, перший ! друг!й закони К!рхгофа.На кожному ланцюз! фафа I:) —> —> 1'К —> !ц - !с схеми переносу теплота подобии Вважаються в'щомими (вим!ряними) вершини графа: температури середовища (1С), цеху (1Ц), газу (¿э), пара (//у), корпуса печ! (/£)• Для кожно!

дишики, що мае невелик! вщхилення по , розраховуються . Визначаеться сумарний тепловий пот!к В1Д корпуса печ! в цех ! в!д ¡нших апарапв ЕТК. Розраховуеться терм!чний ошр "цех- середовище":

/ , р X

Кцс=('и-*с] Ы+Ы ■ (3)

' У

Дал! визначаються стани графа на р!зних значениях товщини тепловоТ ¡золяци 6, на д¡лямках печ!. Знаходиться рацюнальне значения«?,-.

Енергограф (рис. 2) в сполученн! з методом електротеплово! аналоги зручш при вдосконаленш д!ючих ЕТК. Модель (рис. !) визначае доц!льн!сть пошуку принципово нових шлях!в енергошдведення.

Важливим результатом другого роздшу е принципово нов! схеми теплообмшного обладнання з ТТ ! ТС. ПропозицП з вдосконалення теплотехнологш зерносуш!ння I хл!бопечення об'еднуються в дв! фупи. В перишй фут - тер-мосифошшй теплоутшшатор для шд!ф1ву дуттьового повкря; генератор еколо-пчно чистого сушильного агента на основ'1 ТС; термосифонний котел - утшнзатор зашчних газ1в для генерацГ! водяноТ пари. Ефектипн!сть пропозиц!й обгрунтовуеться усп!шною експлуаташею термосифонних п!д!гр1вач1в для пов!тря и св!тов!й практиц! в р!зноман!тних технолопях.

Друга група (рис. 3) — це орипналып пропозици. Еколопчно безпечний шаро-вий пщ!гр!вач зерна (рис. За) з допомогою лучка ТС забезпечуе теплопередачу вщ газу до грав!тацшного щ!льного шару зерна. Виняток контакту топкових газ!в з зерном гарантуе продукт в1д канцерогешшх забруднень. Регенератор теплоти зернового потоку (рис. З.б), при прямоточному рус! зерна дае ефект проточно'! схеми (дося-гаеться за рахунок конструкц!'! ТС, р!зноТ довжини транспортних зон). Автономна система охолоджування силосу (рис. З.в), в яюй теплота выводиться з зерново"! маси

допомогою ТС.

зерно

зерно

а)

X

'*ер>ю

тт

"ГШ

зерно б)

А

>

Л

Л

В)

Г)

Рис. 3. Схеми обладнання для термообробки зерна 1 - випарник ТС; 2 - конденсатор ТС; 3 - газохш; 4 - шахта для нагр1ву зерна; 5 • сушильна шахта; 6 - шахта для охолоджування зерна; 7 - зерносховище

Пропонуеться термомехашчний апарат (рис. 3. г), в якому термосифон, що )бертаеться, здшснюе функип енергошдведення I мехатчного вплмву на продукт -юре.мниування, транспортування. Створення таких апарап'в (рис. 3) зв'язано з юзробкою наукових основ ! ¡нженерних метод1в Ух проектування.

Запропон"ована класифкашя, що об'еднуе загалып для розглянутих схем фоблеми по моделюванню внутршшх '1 зовшшшх задач, апарат!в в цЬтому. Сласиф1кац1я служила планом комплексних аналггично-експерименталышх юсл1джень.

В третш глав1 виконане моделювання процесс ! апаралв з ТС.

Дос;ндження теплопереносу в. систем"! "нерухома зернова маса - термосифон-[авколишне середовище". Така задача виникае при охолоджуванш зерна в силосах, >ункерах. Локальне вщведення теплота з внутр'нишх шар'т об'ему зерновоУ маси ;д|*йснюеться за допомогою ТС. Конденсацшш д(лянки ТС ребрист! 1 в!ддають "еплоту Отс в навколишне середовище. Проектування таких систем охолоджування тштовхусться на проблему розрахунку несташонарного температурного поля 1 ермжного опору системи. Розглянемо бункер з зерном, в якому розмщено N ермосифошв (рис. 4.а). Температури вЫх елементш представимо як надлишков1 по ндношенню до температурн навколишнього середовшца /(-. ТС розглядаемо як шутр1шт поверхнев1 стоки теплота. Тод'1, для розрахунку можна використати |щомий принцип елементарноУ суперпозици.

Температурив поле визначасться як результат теплових поток ¡в О кс 1 (2и обто алгебраУчною сумою дн джерел на поверхж трьох пластин товщиною 2а; 2в;

2Ь 1 джерел в вигляд! цшйндр'ш з радиусом г,„ а температура в ¡-т')й точщ об'ему визначаеться ¡з сшввщношення

= 0/ -

£

V 9 я

А

а V Л

А

9,

А э.

0* -',)

(4)

А я 1 г

Безрозм'фьй комплекси в р1внянш (4), шдекси а. в, И знаходяться по вщомим номограмам для пластики в залежносп вщ чисел 1'Ъ 1 В1. Тобто ршения задач1 зв'язане з визначенням безрозм1рного комплексу, рад1ус у якого г. Якщо вважати, що в межах представницькоТ чарунки (рис. 4.в) роз под ¡л температур мае мкце тшьки по г (тобто вщсутнш тегьчообмш на торцях), то температурне поле визначаеться р'ниенням диферени^ального р^вняння теплопровщноеп в цилшдричних координатах, з вщповщними умовами на границях.

с а

гс длх /

ООО о о , о о о о о

р'о ООО

С О О о о о с о о о

'с

а) модель системи

б) модель шару з ТС в) представницька чарунка

Рис. 4. Теплова модель

л

Систему диференц1альних р1внянь необхщно доповнювати ртнянням теплового балансу, яке враховуе трансформации теплового потоку на виларювальнш 1 конденсацшнш дкпянках ТС:

О тс =('#/ -к')

1п

2 л Л ,

тс

1 1

+ —

И I

к 7

--+-

(5)

залежностями вщповщннх коефЫенл'в теплов!дда1п в!д зм!ни температурних режим1в: (Зх);акфк ((9К).

Р1шення нестащонарноУ задач! теплопереиосу. Якщо вважати, то тепловий пот!к з зерновоУ мае и выводиться т1льки шляхом ТС, а Ь—>оо (оск!льки на практиш Ь» г„), що зернова маса е однор'щним сущлышм середовищем з вшомими "Кта а-. I температурою по вс1й висот! ТС на поверхн! випарника однаковою ! поепйною, то при такому формулюванн! задача зводиться до задач! теплопров!дност! в необмеженому тш з цилшдричною порожниною. 1Т ршенням с параметр температури:

в

г— ^ , [— -> п

■90 Ф? ^нп

+

{9-2Т]- 7г12)РО -1

+ -- , ■ — геф-'-+.

(6)

32/7 V;

7

2 Ро

г д3г

—

' и ГИ У

за допомогою якого визначаеться темпера турне поле при / = /0 для г — г0 ! Г = /„ для г = г

/=/0 -0

-

1 + 'г'

Сх4аът

1 + -

А-1

(7)

Таким чином, просторово-часовий розпод!л температур в зернов!й маа визначасться сп!льним р!шенням р!внянь(4)! (7).

Задача стацшнарноУ теплопров!дност! шару зерна з рядом термосифожв. Тепловий стан шару зерна (рис. 4.6) можна представити з допущениями, що ос! ТС розм!щеш в одшй площиш з однаковим кроком у(„ а висота ТС значно бшьше товщини шару (Ь»5). В такш постанови! задача зводиться до в'щомоУ задач! для п неск!нченних цшнндр!в, розгашованих в одн!й площин! на необмеженш пластин!. Р!шення такоУ задач! отримано у вигляд! температурного опору на одиницю

г

г

V

довжини цшиндра. Тепловий пот1к, що выводиться ТС, можна розрахувати по сгпввщношенню:

0ТС =^Sl-,h[t2(т)-tи(т)]N^,3{^ 1

ж 1ж Гц J

(8)

4у0Л {м>)

При цьому вважаеться, що для даного В1др1зка часу г процес квазктац'юнарний, а значения г? 1 /„ вшом'и наприклад, розрахован! по (4), (7).

Двокомпонентна модель теплопереносу в шарових апаратах. Для рухомого пильного шару розглядаеться дискретна двокомпонентна система "пов!тря-зерно", що омивае ряд ТС. Для кожного компоненту описания теплов'1ддач1 проводиться як для суцшьного середовища. По ост шахти видшена представницька чарунка об'емом V,, площею поперечного перетину Р„ що мктить N термосифотв.

Прийнят! допущения, що градкнт температуря по координат! Z значно быьше, шж на перетшп представницько"! чарунки, а температури насичення пари в ТС - однаковк Вважаються постжними теплоф1зичн1 властивост! газу, повггря 1 зерна. Тоди на конденсащйних д!льницях ТС для потоку зерна справедливо:

Сз _ авз (/в _ н )ря = А- Ря Рк (/„ - /3)

ог v

1 1

— + —

(9)

я

Якщо Св ~ /3, то м1жкомпонентним теплообмшом нехтують \ стввиношення (9) спрощуеться.

Аналогично можна записати для повггря 1 для газу на випарниках ГС.

1нтенсившсть тешгав!дцач! при рус"1 шару у поверхж ТС в значнш м!р! визначасться мехашзмом обт!кання.

Моделювання в систем! "ротацнший ТС - дисперсний продукт"'. Обертання ротора призводить до збурення шару, головним чином по азимутальнш координат!: V (ср. г)=/ ( р,ц,у, Я, N у) ! зв'язане з величиною рад!усу перем'пнуючого пристрою (висотою конденсатора) ! електричною потужшстю приводу ротора А'э. Зовн!шня задача ¡стотно в!др!знясться вщ класичних з трив!альними геометричиими 1 граничними умовами. Це система нелпийних диференц!альних р!внянь другого порядку в часткових пох'щних з! складними, рухомими граничними умовами. Анал!тичного р!шення у задач! немае. Методом теорп анал!зу вим!рностей система р!внянь приводиться до критер!альних р!внянь. Перше - це пдромехан!чне р!вняння, що зв'язус модиф;кован! числа Эйлера, Рейнольдса ! конструктивн! параметри ротора, кут у, в!днесений до базового значения у„ Теплообм!н враховусться

критер!алышм р1внянням виду:.Ми - /|(Ке ) Рг"'(;у//0У- Таким чином, задача зводиться до визначення констант у цих р1вняннях експериментальним шляхом.

Дослшження внутрнлньо'! задач!. 1нтенсивтсть теплопередач1 в РТС визначаеться ¡нерцшним прискоренням, товщиною шару р'шкоТ фази. Для РТС з конденсатором типу «ялинка» (рис. З.г) необхщно враховувати також кут нахилу РТС у, кут м1ж лопатю 1 в1ссю РТС Д висоту лопат1 И. При ньому можлигп р!зномаштш режими течи, що визначаються центрифуговим числом Фруда /•>= (о центрифуговим числом Рейнольдса Не' ихУ/у. Середня товщина шару рщини 5 по колу в 1?е* характеризус вплив к('лькост|' рцшни. При бшьших значеннях частота обертання РТС штенсившсть внутрииньо'! теплопередач1 визначаеться в основному терм'шним опором шару теплоноая, а розподш конденсату по ос! труби -р!вновагою д1ючих у шар1 сил. 1нтенсивне поле тяжжня створюе пдростатичний тиск

1

Р=Рп+~ЕИ1п-П о) (Ю)

де Рп - тиск у паровому ядр1, а Ян - рад1ус обертання меж роздьпу "рЬаина-пар". При збшьшенш (о товщина плшки зростае, росте площа поверхш змоченоТ теплоноаем, шдвшцуеться середнЫ по поверхш коефннент теплов'1ддач1. При деякому значенш и досягаеться стабшьний режим теплообмшу I максимальш значения аи. При подальшому зростанш со товщина плшки продовжус ростн, але змочена поверхня не збгпьшуеться. Росте терм1чкий огнр шару рщини, аи починае повол1 знижуватися.

Складна ситуация на конденсатор! РТС. Пом1чено, що ак на деяких режимах змжюеться стрибком I призводить до кризи теплопередач!. Рпниця М1Ж масовою силою 1 протидшчим 1Й град1ентом тиску дортнюе рпиищ масових сил в двох точках системи, тобто являе собою надлишкову масову силу Р. Нахил РТС до горизонту передбачае пдростатичну ргшицю тиску. Тиск, зумовлений р'пницею густини пари р„ 1 конденсату рж для ¡-то"1 трубки РТС визначаеться:

(А^гхт )г = ё(Рж ~ Рп Х^о + Р + <1 О

Виконаш досл'|Дження дозволяють з достатшм ступенем обгрунтованост1 стверджувати, що на конденсатор! шдвшцення частоти обертання призводить до зростання консервативно'!' дГ1 центрифугових сил. Чим вище со, тим складнше повернути конденсат в випарник РТС. Чим менте кут у, тим менше вертаеться

конденсата у випарник. Таким чином, ¡снуе протир1ччя; ¡нтенсифкащя зовжшньо задач! (зростання ю. зменшення у) призводить до попршення теплопередач всередиш Р'ГС. 3 одного, боку пошук параметрт а \ у с самостшнок оптим1зац!Йною задачею. 3 ¡ншого боку, внутр!шнш терм^чний ошр на РТС значн< менший, шж на граиицях "РТС-продукт". Тому, на першому етат задач; дослщження теплопередач! всередиш РТС зводиться до встановлення криз! теплопередачу тобто визначенню граничних значень &>, коли надлишкова масов; сила Р буде визначатися центрифуговими силами. Без врахування сил в'язкосп кар!ол!сових баланс сил, в1дпов1дних криз! теплопередачу визначаетьс; умовою: /'' = 1:ц — Р^ >0, що екв1валентне функци критичного числа Фруда Гг,

(вцтпогидного режиму запирания конденсату на трубах) вщ куп'в у\ [I [ (роек1ия сих тяжшня /ч/ на в!сь П визначаеться через кути у ¡3

Природно, що запирания конденсату в трубах викличс кризу теплопередач!. умовою я коТ с /•>„> 1.

В четвертой глаш проведен! досшдження теплоаеродинамгшоТ надшносп термосифонних рекуператор'|в. Терм¡чний ошр кожного теплопередаючого модуля тдкоряеться законам розвитку корозшних процеав, що пропкають у внутрнлньому об'ем! ТС. Можлив! три шляхи розвитку цих процеав. Перший - терм1чний ошр ТС слабо змшюеться (або залишаеться незмшним) 1 не досягас за час експлуатацн гэ граничного значения Другий - монотонна змша Ят призводить до того, що при г > т3 Кт > Кп, тобто експлуатащя ТС вважаеться недощ'льною. Третш - на момент часу г| внаегпдок мехаш'чних пошкоджень, яю призводять до розгерметизацп ТС, вщбуваеться миттеве зростання 11т, теплопередача здшснюеться тшьки за рахунок тсплопров]диост] корпуса. Вихад з ладу одшеТ або деюлькох ТС може не виявити практично пом'пного впливу на терм'щний ошр ряду. Автономшсть, незалежшеть кожного теплопередаючого елементу згладжуе загальну картину при раптовШ аварп одшеТ ТС. В багаторядному рекуператор! надшшеть ще више, 1 досягнення на будь-

Р (Н) = mgsm(y + Р)

(12)

В!дношення центрифугових сил до проекци сил тяж!ння центрифуговим числом Фруда:

(13)

якому ряд! значения Яп згладиться загальпою ситуацию на рекуператор! 1 його ефектившсть залишиться в межах норми.

Разом з тим, модульний принцип, пщвищена надтжсть пучка, визначають проблему оцшки ¡мов1рност1 виходу з ладу теплопередаючих модул1в ! прогнозування часу безв"1ДмовноУ роботи рекуператора. Якщо через утшнзатор проходить аерозольний пот ¡к з твердими частицами продукту, то анал'п надтносп апарату по Ят стае безглуздим. Численш доопдження показують, що зростання шару забруднень д~ мае експоненцшний характер. Природний експоненцшний характер зм'ши терм1Чного опору "пот1к - поверхня ТС". В1д початкового значення Ко за рахунок твердих вщкладень на поверхш величина Яг росте 1 досягае максимально допустимого значення Я.тах. П!сля чистки величина терм!чного опору практично повертаеться до значения Ко. Однак, при прогноз! на тривалий термш експлуатацп апарату слщ зважати на те, що в час'| зм'пноеться ! саме значення Ко. Гобто, в процес! тривалоУ експлуатащУ час досягнення Ктах буде зменшуватися, а чистку необх!дно проводити част!ше. I нарешт!, настане час, коли експлуатувати рекуператор буде практичт невиг!дно.

Пост'|йне зростання £>3 на пром'гжку часу циклу призводить до зменшення живого перетину для проходу теплоноая, тобто до шдвищення аеродииам!чного эпору термосифонного пучка. Характер зм!ни АРг за робочий цикл под!биий характеру зм!ни Яз. Зростання АРГ вимагае додаткових витрат електричноУ енергп ча прокачування гарячого потоку. При цьому, зростання терм!чного опору Кз зризведе до зниження тепловоУ потужност1 рекуператора (), тобто будуть ростн зитрати виробництва, викликат шдвищенням розходу палива. Виходить, що эостуть витрати Аиэ ¡з-за додаткового навантаження нагштувач1в I зменшусться величина економ!'! палива Аит. Оск!льки Д1_1т ! ДШ в ц!льову функцно входять з мзними знаками,, то зростання 83 веде до шдвищення витрат виробництва як знасл!док зниження теплотехи!чноУ ефективносл, так ! внаслщок зниження 1еродинам!чноУ ефективность В загальному випадку необх'1дно шукати :п!вв!дношення вартост! поверненоУ в технолог!ю енергп за час вщ 0 до г, ! шрлсть простою апарату за перюд в!д г, до г7 складеноУ з витратами на ]роф!лактику.

Оскшьки терм|чний оп!р з боку гарячого потоку росте по експоненцшному акону, то по експонент! буде зменшуватися утшнзований тепловий пот!к: 2(г) = (?0[1-//ехр(-/?г)].

3 моменту шд г, до г-, рекуператор выключений, тобто втрати утилпованоТ енергп складуть: ЭЦ()Г = jQ0 [l —

Аехр(- Br)]dr.

Профипактичш роботи вимагають витрат, зв'язаних з розбиранням, чисткою i збиранням рекуператора (або тшьки чисткою) Цтр, а також визначаються варт'|стю enepriV i потоку чистящоУ речовини Цр. Тому, ефективний режим експлуатацм рекуператора визначаеться максимумом функщонала Фэк:

)Q0[\-Aexp{-bt)}Z3dt фэк=-о-------(14)

ЦТ1, +ЦГ+ }б0[1 - /4ехр(- Bv)]Z3c/t

г\

Чим менше пром1жок до г,, тим ближче до максимального значения числ1"вник (14), але тим бшьше i втрати в'щ простою. KpiM того, знаменник (14) визначаеться тривахпстю в'щ г, до г•> i значениями Цтр i Цр.

В п'ятш глав! представлен! результата експериментальних дослщжень. Механ!ка руху шару зерна бшя поверхш термосифотв. Досл'щи проводилися на прямокутнш шахт! ¡з стшками з оргашчного скла. Висота шахти 1м, ширина i глибина по 150мм. Метод досл'щження - впуальний, за допомогою "м1ченого шару". Конструкщя випускного затвору дозволяла швидко "вщтинати" шар i фксувати положения зерен "кпченого шару". Картини обтчкання вивчалися i фотофафувалися. В доопдах вим1"рювалася середня швидктсть потоку i локальне значения швидкост1 на перетиш цилшдра. Досшджувалися одиночш труби, ряди i пучки.

Стабшьний рух шару спостер1гався при обл'канш ряд1в ТС за умови SI > 4d,. Ця умова i визначила Mini,малый значения S|/D. На основ! в1зуальних дослщжень механки обткання щшьним грав1тацшним шаром зерна одиночних труб, Vx ряд'ш i пучмв встановлено:

1. Картини викривлення фронту зернового шару мають вигляд параболи з вершиною на лобовш точц] труби (у=0). Швидюсть потоку чинить значно менший вплив на форму цього фронту, шж д1аметр труби.

2. Характер обткання шаром зерна труби ¡стотно в*1Др1знясться uifl схеми обткання потоком нев'язкоГ р1дини (рис. 5, лiнiя 1), кут контакту зерна з трубою росте з збшьшенням д]аметру труби.

Рис. 5. -Покалыи значения швидкосп шару зерна при обтчканж одиночно'!

труби

3. Стугпнь вщхилення локального значения швидкост-! потоку вщ середнього значения по розвернутому перетину труби однакова для впх д1аметрш при у=450 (рис. 5). 3 зростанням Б нер1вно\нршсть локальних швидкостей потоку збшьшусться, причому найбшьш ¡стотно при 45° < у < 315°.

4. Вщносназоназбурення потоку ¡з збьпыпеннмм О знижуеться.

5. Значения ступеня гальмування у/ для ряд1в ! пучив узагальнюються двома кривими. Одна - для першого, друга - для наступних рядш. Середт значения для першого ряду в середньому в 2 рази вище.

Все це не дозволяе зробити однозначний висновок про яюсний характер середньо'Г 1 локальноУ теплов1ддач1 на трубах. Необх1дш експерименталыи дослщження на встановлених дтпазонах Э;

Локальна тепловщдача цилшдричних труб зерновому потоку. Робочою дшянкою е макет ТС дтметром 33мм, виготовлений з дерева. На поверхш цилиндра е заглиблення розм1ром 6x11мм, глибиною 15мм для блоку нагр1вач1в. П!сля досягнення стабильного режиму рееструвалися температура зерна /¡, температура поверхш нагртача потужшеть нагр^вача (тепловий пот1к) середня швидк"|сть шару.

Поворотом калориметра на 22.5° визначалася аналопчно локальна теплов1ддача при повш кутовш координат. Максимальна тепло-В1ддача досягаеться при кутовш координат! 45... 60° (рис. 6). На дьлянках поверхн! з максимапь-ними значениями

локальних швидкостей потоку (у=120... 140°) теплов1ддача HaßiTi, нижче, шж на лобовш точщ при у=0. Пояснити це можна тим, що, починаючи з у>60(1, вщбуваеться розр!дження шару, параметр р (приведена нильшсть шару) знижуеться. В 30Hi вщриву шару (у>130... 140°) теплов!ддача здшснюеться, в основному, поварю. При у > 150° значенняа стабшзуються i слабо залежать вщ швидкост'!. Ц1к'аво, що максимальш значения локально'/ теплов/ддачг ростуть з збшьшенням V (рис. 6). В!дхилешш локальних В1Д середн1х значень а в межах ±30... 50%.

Bei залежносп середшх значень коефниат'в теплов1ддач1 одиночноТ труби в~1д швидкост! потоку для р^зномаштних Д1аметр1в труб мають под1бний характер. 1з збшьшенням середньоТ швидкост! потоку зерна росте значения середнього по поверхш труби коефинента тепловищачт. Це пояснюеться умовами облкання потоком поверхн'1 труби. 3 одного боку, зростання V призводить до деякого розпушення шару, до зменшення р. Це негативний фактор. 3 ¡ншого боку, зростання V призводить до збшьшення зони збурення шару, тобто до додаткового обертання, перемодення зершвок. Така турбугпзащя потоку разом i3 зниженням часу контакту зершвок з поверхнею труби ¡нтенсиф"1куе теплов'|ддачу. Специф1чним е вплив д1аметру труби. Спочатку, зростання D супроводжуеться зростанням а. Це пояснюеться зменшенням куту зони вцфиву потоку (рис. 5), тобто "працюе" б1льша поверхня труби. Однак, досягнувши деякого максимуму, а починае знижуватися. 3 зростанням V, значения а „щх зм'нцаються в сторону б1льших D. Все це зв'язано з

VI о3 м/с 1 2 п J

20 9 2,5

0 45 90 135 Г,град

Рис. 6. Розподшення значень коефщенлв теп-лов'1,адач1 по кутовш координат!

ормуванням заспиноТ зони в ло6ов1й частикi труби. 1з зростанням швидкскгп гобх1дний больший д1аметр для утримаиия застшноУ зони зернового шару, начення критичного д1аметру, в'щповщного точщ перегину, отримане при

?агальненн1 експериментальних даних:/)А = 1,21 - К0'05

При (D/d) < 8, тобто при обтшанм труб малого дтметру, нижня половина оверхш труби практично не торкаеться потоку зерна. Це було пом1чено на 1ртинах обт1кання зерном труб д1аметром 10... 16 мм. Вклад нижньоТ половини илшдраназагальний теплообмш складае тшьки 25...30%.

1з зб1льшенням д'тметру труби росте зона безвщривноУ течп, але росте i час энтакту частинок з поверхнею, знижуеться ступшь турбул1заци шару. Ступшь !тенсиф1кацп теплов1"ддач1 визначаеться сшввшношенням цих (позитивних i ггативних) факторт. Узагальнення експериментальних даних проведене у формп

при D < Dkp Nu = \,3Pe0'u{D/d,f9i{SiSjD2)~°"\ (15)

при D > Dkp Nu = 1,59Реол 1 (D/d3 )°'6/D2 (16)

Теплопередача плоских труб зерновому потоку. Характер обт1кання вивчався 1 пластинах товщиною 4 мм i висотою 10, 20, 35, 50 мм. Методика "меченого" ару дозволила отримати картини обтекания плоских поверхн1 пилычим шаром :рна.

Виршальний вплив мае крок м1ж пластинами. При S|< h спостер1галися гжими неякюного руху шару. На основ! отриманих картин обт1кання побудоваш лежност! стуиеня гальмування шару у поверхт. Осюльки, з зростанням середньоТ видкосп руху шару V, локальш швидкосгп практично однаково вщр!зняються вщ аксимальних значень, то параметр Ч* залежить т1льки вщ координата х i вщ кроку ¡ж пластинами S|. Локальш значения коефниентш теплов1ддач! практично не др1зняються по висот1 поверхж пластини. В результат!, середш значения а тактично не залежать в1д h. При нестюненому pyci шару (при V= const) коефщ!ент :плов!ддач! практично постшний при ecix значениях кроку S1. Основний вплив 1значае швидюсть руху шару (рис. 7). Експериментальш доынджеикя показали, о штенсившсть теплов!ддач1 при малих швидкостях руху шару практично в два 1зи вище, шж на трубах. На д1апазош високих V перевищення а збер1гаеться в 1.5

13И.

Дослщження властивостей К-318132. Для дослщження терм1чних властивосп 11-318В2 в широкому д1апазон1 параметр'ш стану створена експерименталь установка, що реалпуе метод пьезометра поел иного об'ему з мембранним нул шдикатором.

Необх1дна ¡нформашя про тиск насиченоУ пари 11-318В2 в ¡нтерва температур 379...523 К була отримана на п'щстав! р'шцяння кривоУ пружнос наведеного у вигляд1

'нюГ1 .г '

1п />, = ]£>,

/=0

(17)

де ай=2.857280 Ш°, о/=-3.050523Т01, о:=9.812035 101, д3=2.501899 102 ,а4 2.3 26299 10\а .5=3.510857 10'\

Розрахунок ентальп!1, ентропн, ¡зохорноУ \ ¡зобарноУ теплоемнос здшснювався по анаштичним залежностям, отриманим з використанш диференщальних стввщношень термодинам!ки. 3 урахуванням позначень

я , я /+ / - « /(]-/)

4" = IV7 = • (18)

/=о г г /-о и

отримат р!вняння для розрахунку:

стнскуцаносп ентальпн Теплоемност!

h = h*+RT'ÍAъ¡a>i /=1

Густина при заданих Р 1 Т знаходилась ¡з р'тняння

= 0 (19)

методом "золотого переткну". В цьому випадку, якщо пошук кореня закшчувався невдало, для знаходження цпльност! використовувалася програма эдновим1рного пошуку, идо реагнзуе алгоритм Г. Когпнса.

В шостш глав1 наведет результати ресурсних дослщжень хладонових геплових труб. У хладош'в, як робочих т1л для технолопчних апарат1в харчових зиробництв, е дв! серйозн! переваги. По-перше, у хладошв, на молекулах яких водень зам1щений повшстю фтором, хлором, бромом, корозшна актившсть дуже чала 1 не повинна призводити до практичних вшчутних змш терм1чного опору :тапевих ТТ. По-друге, на Д1апазош коливань температур навколишнього :ередовища у хладонових ТТ неможлива розгерметизащя ¡з-за замерзания геплонос!я. Однак, досл!дження з хладоновими ТТ практично не проводилися.

Окремою задачею е виб1р хладона. Серед велико!" юлькосп хладошв шрспективними для ТС е Ш13 1 Ю18В2. Доанджувалися термосифони, як! в зон! зипаровування мали внутршшю р1зьбу з др1бним кроком. Наявшсть р!зьби з одного 5оку розвивае теплопередаючу поверхню, а з шшого боку, за рахунок сил товерхневого натягу забезпечуе змочувашсть поверхт теплоноаем. Особливо це зажливо при змии куту нахнлу ТС. Хладонов! термосифони мають допустим-! шачення Ит (б!льш низьм, н!ж у ацетонового ТС), характеризуються меншою 1ер!вном!рн!стю температур по конденсатору. Нер!вном!ршсть температур щетонового ТС при перевод! у вертикальне положения зменшуеться на 40% в зон! шпаровування ! на 82% на зон! конденсацп. Для хладонових ТС ш коливання менш юм!тш. Зроблено висновок, що ТС краще розм!щувати на апаратах п!д кутом у>15.

Метою ресурсних досл1джень було шдтвердити експериментальн! положения фо високу стаб!лыпсть ТС з хладоновими теплонос!ями. Результати ресурсних юогпджень, проведених на ТС 1 (заправлений Я-ИЗ), ТС 2 (заправлений 11-318В2), I, також, на ТС 3 (працюючоТ на ацетон*!), приведен! на рис 8. Дослщи проводилися ильше року. На ТС 3 пом1тно збшьшення довжини холодно! зони у торця ;онденсатора. Знижуеться 1 температура торця в пор!внянн"| ¡з середньою емпературою поверхн! конденсатора. Це свщчить про вид!лення всередин! ТС 3 !еконденсуючогося газу. На хладонових ТС 1 ! 2 менш! нер!вном!рност! температур ю поверхш, вщсутня холодна зона у торця конденсатора. Терм!чний оп!р ТС 3, за )!К експлуатаин зм!нився на 25%, а коливання температури хладонових ТС алишалися в межах 10% (рис. 8).

Г<т К/Вт

0,24

0,20

0,16

0,12

0,08 0 400 1200 2000 2800 3600 т, год

Рис. 8. Ресурсн! характеристики термосифонш 1 - вуглецева сталь-ацетон; 2 - вуглецева сталь - хладенI

По р|'вню терм!чних опор1в 1 по ресурсним характеристикам ТС з вуглецево"! стал1 ¡з канавчагою р1зьбовою кашлярною структурою на випарнику, заправлен! хладонами Я-113, Г1-318В2 можна рекомендувати для обладнання харчових виробництв.

В сьомш глав! представлен ¡'нженерн! метода розрахунку апарат з ТС. Результата проведених дослщжень використаж при розробш ал горитчпв \ комп'ютерних профам для розрахунку запропонованих схем (рис. 3). Визначен! алгоритми розрахунку теплоф!зичних властивостей поток! и 1 продукту, термодинам¡чних I економ1чних розрахунюв, р1зноман!тних випадюв теплопередач! як всередин! ТС, так '1 на границ! з потоком. На основ! вар1антних розрахунюв на ПЕОМ побудован! номограмм для експрес-ошнки ефективносп геплоутил1зацп, облает! стабильно! роботи ротацшного термосифону, ресурсу ТС. Дана номограма для проектування автономно!" термосифон ноТ системи охолоджування силой в (рис. 9).

Методика прискорених ресурсних ¡спилв передбачае отримання шформац'п по вимфу 11тс при номшальному навантаженш в режим! <фегулярного старшня».

Цей режим настае шел я приробки, час якоТ 500 г для ТС '"мщь-вода», "алюмппй-амшк", "сталь-ам!ак" ! 1000 г. для ¡нших пар "теплонос!й-матер!ал ТС».

Рад1ус ТС

Товщина шару

й. м Г. ММ /.. Вт/мК

1. 0.75 4 0.10

2. 0,60 8 0,12

-> 0.50 12 0.14

4. 0,35 16 0,16

5. 0.25 20 0.20

6. 0.20 30 0.25

7. 0.10 50 0.40

8. 0.50

Теплопровщшсть мК/Вт

Рис. 9. Номограма для розрахунку автономно'! термосифон но'! системи охолоджування зерносховищ

По отриманому в дослщах параметру якоеп (Ф) за допомогою номограл можна визначити величину Ягс для необхщного часу експлуатаци, або зроби' прогноз часу безв!дмовноУ роботи, тобто досягнення ТС граничного значеш терм ¡много опору :

'Я '

г

п[)е<)

пре<>

"К

-1

1 ^ 1 ЛЯ

—, Ф = —--(20)

Ф Л0 А г

Техн!ко-економ!чш характеристики системи теплоутил]зацп можна визначи за допомогою скспрес-аналпу, основаного на коефщкнтному метод!. За допомогс номограми знаходяться 6 коеф^ентгв, що враховують вплив конструктивних режимних фактор'т ! 3 - економ(чних.

Добуток цих коефпнатв встановлюс гехшчш ! економ!чп! характериегш конструктивного вар!анту в пор'шнянн! з базовим.

У восьмш глав1 наведен'1 рекомендацп до впровадження ! результа' виробничих випробувань розробок. За допомогою розроблених програм викона розрахунки ! обгрунтований параметричний ряд термосифонних п^гр'тач'ш д. пов!тря.

Виконаний проект блочноУ зерносушильноУ установки продуктившетю 6 т I годину ¡з шаровим тд!гр!вачем зерна 1 термосифонним теплогенератором (рис. К Установка забезпечус еколопчно безпечну сушку зерна при розход! дизелыю папива 6.6 кг на 1т зерна. Це на 20% менше р'шня енерговитрат на д!юч1 конвективних зерносушарках.

Розроблен! науково-методолопчш основи використан! при проведен енергоаудиту ! виробленню програми енергозбереження на хл!бозавод!. Зроблеш прогноз розвитку енергозбереження на хлюозавод! №3, виявлен! приоритет напрямки вдосконалення енерготехнолопй. Складена програма енергозбережеш (рис. 11). На першому еташ пропонуеться виконати заходи, як1 практично, I вимагають каттальних витрат. На протяз! гпвмкяця можна вир!шити оргаьпзацнн - техшчну задачу в!дключення пари на тч, якщо шч простоюс. Економ1я скла; 2.31 МДж/кг.

За перш! два мшяця можна вир!шити задачу зб!льшення споживання па| зовн!шн!ми споживачами ! технолопею. Тобто перевести парогенератор : номшальне навантаження, що шдвищить КПД з 0.6 до 0.9. Це дасть економ!ю 1.; МДж/кг. Задача носить оргашзацшно-техтчний характер, не вимагае ¡нвестиц!й.' три мкяш необх!дно виршити задачу оптим!зац!У режиму завантаження пече скорочення вщношення перюду "роз!гр!ву" до часу роботи печь Це не вимаг !нвестиц!й ! дас економ!ю 0.4 МДж/кг. За 4 мюяш необхщно перейти з парово! I

водяну систему опалення I виршжти задачу повернення конденсату в котельну. Економ1я складе 0.29 МДж/кг.

Реалпащя вищенаведених задач дасть можлип!сть стабтзувати роботу парогенератора 1 знизити розхщ пари на продувания до 1%. Це дозволить зекономити ще 0.3 МДж/кг. Другий етап робгг вимагае незначних ¡нвестицш. Це - проект 1 шдсилення тепловоУ ¡золяц'н окремих дишиок корпуса печей. Термш окупносп роб!т 2... 2.5 мюяця, економ1я 0.2 МДж/кг.

Встановлення паром!рт дае економпо 0.2 МДж/кг. Термш окупност! цих робп до 1 року. Другий етап передбачае встановлення термосифонних теплоут1Шзатор1в. Використання енергп затчних газ!в для п'|Д1гр'ту дуттьового поттря дас економ!ю 0.17 МДж/кг. Термж окупност1 теплоутилЬатор!в 6... 8 мкящв.

НайбЫыл р1зке зниження витрат пачива зв'язане з заходами першого етапу, що не вимагае, практично, швестицш. Роботи другого етапу зв'язаш з каттальними витратами але Тх реал'вашя щлком виправдана. (одальший розвиток енергозбереження по ¡снуючш технологи не зможе дати 1ачного зниження розходу палива (линя 1, рис. 11). Енергоемкють виробництва аблизитъся до 3 МДж на 1кгхл"1бобулочних вироб1в.

На третьему еташ передбачаеться рш!ення проблеми неращонального икористання пара в хл1бопекарт'й печ!, выключения печей в1д споживання этельного пара. Тут е два шляхи. Перший зв'язаний з технологкю локального юложення хл1ба, другий - з модершзашею енерготехнолопй печей.

Рис. 10. Блочна зерносушарка - газоход з випарниками; 2 - шаровий ¡дгр1вач зерна з конденсаторами ТС; 3 -ушильна шахта; 4 - термосифонний кало-ифер

,/,МДж/кг

0 в>

1 2

ото

2 3 4 5

Печ!

Котел ьна

1,5

Дг,р

Печ!

1. Посилення ¡золяци.

2. Встановлення теплоутилпатора Котел ьна

1. Експлуатащя при номшальжй паропродуктивносп

а) прогноз розвитку ЕЗБ

2. Повернення конденсату.

3. Выключения пари при простоях.

4. Зниження безперервного продувания.

5. Локальне зволоження хлг

б) ефект впровадження ЕЗБ

Рис. 11. Програма енергозбереження на хл!бозавод!

Перший шлях (лш'ш 2, рис. 11) вимагае виконання технолопчних 1 кон рукторських проробок, швести цш, але може наблизити енерговлтрати хл1бопечення до досягнутого до тепершнього часу р1вня .1=1.18 МДж/кг (лш!я рис. 11). Другий шлях - оптим1зац'1Я режиму рециркуляцп теплоноая в печ!, вс новлення на газоход! термосифонних копив - утшизаторш. Так! утил!затори тепле зашчних газ'т зможуть забезпечити отримання водяноТ пари до 0.3...0.4 МПа. Ви] ристання пари на технолопчних апаратах заводу, в систем! опалення, модернпа системи рециркуляцн печей дозволить перейти досягнутий р!вень енерговит) (линя 3, рис.11)! наблизитися до значения .1=0.9МДж на 1 кг хл!бобулочних вироб

27

висновки

Проведения комплексних теоретичних 1 експериментальиих дослщжень, омп'ютерного моделювання дозволило розробити пауково-техшчш основи ¡двищення ефективноеп теплотехнолопй хл!бопекарних 1 зернопереробних иробництв. Використання принцишв системного шдходу, сучасних за с об ¡в рганпацп теплопередач! дало можливють знайти 1 обгрунтувати шляхи одершзацц д'ночих 1 створення принципово нових схем передач! I трансформацп эплово1 енергн. Запропоноваш нов! п!дходи до прогнозування ;плоаеродинам!чноТ над!йност! теллоутшнзацшних апарат!в. Показано, що вофазш теплопередаюч! системи можуть вир!шити проблеми:

- утшнзац'п теплоти зап!чних газ1*в для нагр!ву дуттьового пов!тря ! генерацп одяноТ пари;

- створення автономних систем охолоджування зерна в силосах (рис. З.в);

- регенератор!в теплоти потоюв сипких матер!ал1в (рис. З.б);

- ефективних генератор!в еколопчно чистого сушильного агента;

- створення принципово нових термомехашчних апаралв, в яких тепло-ередаюча поверхня здшсшос водночас перем!шування, дробшня або ранспортування продукту (рис. З.г);

- забезпечення еколопчно безпечно! сушки зерна при зниженн! питомого озходу палива.

Отримаш науково-методолопчш, анал!тичн!, експериментальн!, дослшно-ромислов! результати, як! можуть бути використаш при подальшому розвитку еор!"1 енергозбереження в р!зноман!тних галузях промисловост!.

В результат! роботи встановлено настуггне:

1. Р'пномангппсть '1 специф!ка прикладних задач з використанням ТС в роцесах 1 апаратах, гостра актуапьн!сть проблеми енергозбереження вимагають зстосування метод!в системного шдходу, створення наукових основ ! практики провадження двофазних теплопередаючих модул1в для вдосконалення еплотехнололй в хл!бопекаршй ! зернопереробшй гапузях

2. Введения понять "потенщал енергозбереження", "невикористана отужшсть", використання сучасних досягнень теорн системних досл!джень озволило сформулювати загальш принципи анал1зу теплотехнолопчних проект!в, п!вставити !'х ефективн!сть з свпчзвим р!внем, дати прогноз розвитку нергозбереження.

3. Формал!зашя задач! досл!дження теплового стану складного нерготехнолопчного комплексу е нетрив!альною задачею ! вимагае системного ¡дходу. Прийнятний результат одержуеться при побудов! енергографу комплексу,

електротепловси модел1 з подальшим використанням математичного апарату теор'1 ланцюпв. Запропонована ¡ерарх'(чна модель 1 коефадентний метод (2) визначают як величину, так I причини втрат теплово"! енерги на багаторшневих схемах ! трансформации 1 транспортування. Обфунтований метод вдосконалення схем н; основ! рниення зворотних задач теплопров'щност! (3).

4. Запропонована класиф!кащя науково-техшчних проблем дозволила звест! р13номан1тн1 системи 1 апарати з ТС до трьох теплоф1зичних моделе! теплопереносу:

"нерухома зернова маса - ТС", "зерновий пот!к - пучок ТС", "ротацшний ТС -шар дисперсного матер1алу". Перша задача для нестацшнарних умов виршена н; основ! принципу суперпозицш (4), для стацюнарних умов з урахуванням специфш зерново'1 маси задача вирпиена в форм! залежиост! термгиюго опору шару з ТС ви Тх конструкцж I умов установки (8). Друга задача враховуе м'жкомпонентни! теплообм'ш 1 представлена у вигляд1 двокомпонентноТ модели (9). У третьему випадку ршення дане як для внутр'шлньоТ, так 1 для зовшшньо! задач!.

5. Визначено, як м"ш!мум, два етапи розвитку корозшних процес'ш 1 термосифон! ! характер зм!ни Н.ц-. Встановлено, що п!сля приробки (500... 1000 г. настае режим практично регулярного "стар'шня", ресурсна модель якого будуетьо на основ! показника якост! ТС, який враховуе особливост! технологи, конструкцп" р'шня терм!чного впливу. На основ; розроблено! комофами встановлюетьо значения Яге для необхщного терм ¡ну експлуатацн.

6. Експериментальш доолдження теплоф!зичних властивостей хладона К 318В2 показали, що в'т мае бшьш пологу залежшеть температуря кишння вщ тиску шж вода. Тому для теллоутшйзацшних апарат!в рекомендуються ТС, працююч! не хладонах Я-113, Я-318В2, яю виключають розгерметизащю при в!д'смни> температурах. Хладонов! ТС мають незначний р!ст Ктс, що шдтвердженс досл!дженнями автора (рис. 8).

7. Узагальнення експериментальних даних по механщ! обтання ! теплообмшу цельного грав!тацшного шару зерна з поверхнею ТС проведене з урахуванням швидкосп потоку, /иаметру 1 компонування ТС. Встановлено, що швидюсть потоку чинить менший вплив на картини обткання, шж д1аметр ГС. Граничш значения локальних швидкостей потоку, степей! гальмування шару ! його приведено"! густини не сп!впадають по кутов!й координат'!. В результат!, ¡нтенсившсть тснлов1Ддач1 мае складний характер гид режимних 1 конструктивних параметрш. Встановлено ствв'щношення д!аметру ТС ! швидкосп шару при яких число Ыи необхщно розраховувати по стввщношенню (15) або (16).

8. Розроблеш математичш модел! розглянутих задач в1дносяться до класу сполучених. Це задач1 складного теплообмшу. Як правило, кондуктивно-

конвективного з одночасним вид'шенням або поглинанням теплоти внутр'нишми })азовими джерелами - ТС. Структуризацш розрахунк!в апарат1в з ТС визначила ютири узагальнених, спеиифшних групи алгоритмш: теплофпичних властивостей тотоюв ! продуктш, аеродинам!чних або мехашчних характеристик потоктв, герм1чних опорш конвективно!" тепловщдач! "потж-ТС", тер\пчного опору ТС I :коном1чних параметр1в. Розроблеш узагальнеш структури дозволили вир1шити всю эпномажтшсть прямих '1 зворотних задач, включаючи оптимпацшш. Для лроектування термосифонних теплогенератор! в, теплоутшшатор1в, системи >холоджування силос'ш ! прогнозування ресурсу термосифошв запропоноват чомограми.

9. Результата енергетичного аудиту на хл1бопекарних тдприемсчнах юказують, що е значш резерви для р1зкого зниження енергоспоживання. Так. на гершому етат за рахунок оргашзацшно-техшчних заход1в (оптим1защя режиму юботи парогенератора 1 печей, усунення прямих втрат пари 1 т. п.), яи не шмагають швестицш, можна економити вщ 0.5 до 4.3 МДж на 1кг хл1бобулочних шробш. На другому етат за рахунок незначних каштальних витрат на пщсилення :ешю1золяцн корпуса печей, встановлення паром1р!в, термосифонних "еплоутшшатор'ш для п'].д1 гр'1 ву дуттьового пов1тря економиться в1д 0.3 до 0.6 уЩж/кг. Термш окупност'| цих роб1т в межах одного року. На третьему етат пквщащя втрат пари в печах 1 встановлення термосифонних котгпв-утилЬатор1в еплоти затчних газ ¡в дозволить довести ршень енерговитрат до 0.9 МДж/кг.

10. Встановлення термосифонних утил!затор1в на шахтних зерносушарках дае ¡кономно палива вщ 7.5 до 20% в залежносп вщ типу установки. Термш окупносп юб1т в межах року. Розроблена блочна зерносушарка з термосифонними шаровим пд1гртачем зерна 1 теплогенератором забезпечуе еколопчно безпечну технолопю :ушки при розход1 6.6 кг дизельного палива на 1т зерна. Теплов! режнми ерносховищ можуть бути забезпечеш автономною термосифонною системою >холоджування, що не вимагае ексллуатацшних видатюн.

УМОВШ ПОЗНАЧКИ

а - коеф!шент теплов1ддач1; у - кут нахилу до горизонту;о - товщина;е \ -йжкомпонентна поверхня на 1 м'; & - надлишкова температура; X - коефщкнт еплопров1дносп;у - юнематичний коефппент в'язкости р - густина; т - час; а -:оефщ1ент температуропровщностц О, <3 - д1аметр; Р - площа поверхнг, в - розхщ; Ь висота; .1 - питом1 витрати енергн; N - потужшсть, число; М - розх1д; Р - тиск; С) -епловий пот1к; Я - терм1чний отр; г - рад1ус; 81, Б2 - поперечний 1 повздовжшй рок; I - температура; V - об'см, швидк!сть; Z - координата, варткть; В\ - число Б'ю; :о - число Фурье; Рг - число Фруда; Ыи - число Нусельта; Ре - число Пекле; РТС —

ротацшний термосифон; ТТ - теплова труба; ТС - термосифон; Э - енерпя; ЕЗБ енергозбереження. 1ндекси: в - пов"1тря; г - гарячий полк; ж - рщина; з - зерно; I випаровування; к - конденсация; н - насичення; о - початковий, основа; с навколишнс середовище; п - пара, продукт; т - паливо; х - холодний полк; ц - цех: - енергоносш; я - чарунка.

Змют дисертацн опублкований в наступних основних роботах:

1. Гайда С. Науково-методолопчш основи енергозаощадження в харчов! технолопях //Удосконалення ¡снуючих 1 розробка нових технолопй для харчов та переробноТ промисловосл. -Одеса: "ТЭС". -1998. - Вип.18.-С. 214 - 217.

2. Гайда С. Системный анализ энерготехнологий хлебопекарного прои водства //Проблеми та перспективи розвитку виробництва та споживан хл1бопродукт)в. -Одеса: ОДАХТ. -1997.-Т.6,- С.10-13.

3. Гайда С. Коэффициентный метод расчета термосифонных рекуперат ров //Экология человека и проблемы воспитания молодых ученых. -Одеса: А тропринт. -1997.- 4.2.-С.372-376.

4. Гайда С. Методы оценки эффективности энерготехнологий зерносуш ния //Проблеми та перспективи розвитку виробництва та споживан хл!бопродуктш. -Одеса: ОДАХТ. -1997.-Т.6,- С.13-16.

5. Гайда С. Теплоаеродинам1чна надштсть термосифонних утилпатс^ для харчових виробництв //Удосконалення ¡снуючих I розробка нових технолог для харчовоУ та зернопереробноУ промисловосл. -Одеса: ОДАХТ. -1997,-Вил. I С. 162-167.

6. Гайда С. Коррозия тепловых труб из нержавеющей стали в дистиллир ванной воде //Процессы при защите окружающей среды. -Ополе: игл\versytc ОроШеео. -1997. -С. 93-97.

7. Гайда С., Геллер В.З., Запорожан Г.В. Экспериментальноеисследован сжимаемости фреона 318В2 // Энергетика. - 1983. -№5. -С. 103-105.

8. Гайда С., Геллер А.З., Запорожан Г.В. Исследование кривой упругое фреона-318В2 //Энергетика. -1983. -№10. -С. 114-116.

9. Бурдо О.Г., Гайда С., Книш О.1. [нтенсифгкащя тепломасопереносу зниження енерговитрат при обезвожуванш харчових продуклв //Удосконален ¡снуючих 1 розробка нових технологий для харчовоТ та зернопереробноТ про\ словосл. -Одеса: ОДАХТ,- 1997.-Вип.17.- С.248-258.

10. Бурдо О.Г., Гайда С., Терзиев В.Г. Обратные задачи теплопроводное при энергетической оптимизации пищевых технологий //Экология человека проблемы воспитания молодых ученых. -Одеса: Астропринт.-1997.- 4.2.-С.2! 283.

11. Станевський О.Л., Гайда С., Бурдо О.Г. Моделювання аерозольних I ток1в з реагуючими частинами. //Удосконалення ¡снуючих 1 розробка нових Т1 нолопй для харчовоТ та зернопереробноУ промисловосл. -Одеса: "ТЭС".- 199

Вип. 18.- С.217-221.

12. Гамолич В. Я., Гайда С., Козак Ю.А. Марковские цепи при моделировании теплопереноса в зерновом потоке //Проблеми та перспективи розвитку ви-робництвата споживання хл1бопродукпв. -Одеса: ОДАХТ. -1997.-Т.6.- С.32-35.

13. Гамолич В.Я., Гайда С., Терземан Е. Ф. Объемный коэффициент теплоотдачи зернового слоя //Проблеми та перспективи розвитку виробництва та споживання хл1бопродукт!в. -Одеса: ОДАХТ. -1997.-Т.6,- С.41-43.

14. Станевский О.Л., Гайда С. Компьютерное моделирование теплового состояния производственного цеха //Экология человека и проблемы воспитания молодых ученых. -Одеса: ОДАХТ.-! 997.- Ч.2.-С.390-394.

15. Терзиев С.Г., Гайда С., Бурдо О.Г. Энергоэкологические проблемы в агропромышленной сфере //Людина та навколишне середовище. —Одеса: ОДАХТ.-1996,-С. 83-84.

16. Burdo O.G., Gajda S.t Knuish. Heat aerodynamics reliability of the heat pipe exchangers //Proc. 10-th Int. Heat Pipe conf - Stuttgart (Germany).- 1997.- P. 101-106.

17. Burdo O.G., Gajda S., Kovalenko E.A. Heat Pipes in the processes and apparatuses of food productions // Proc. 3th Int. seminar " Heat Pumps, Refrigerators".-Minsk ( Belarus ).- 1997.-P.130-134.

18. Gajda S. Gesstosc i rownanie stanu freonu - 318B2 // Zeszyty Naukowe WSP Opole, Nauki techniczne XIII, Opole.- 1989. -S. 33-38.

19. Gajda S., Gajda J. Symulacja jako doswiadczalna metoda badania rzeczywistosci // Materialy z Konferencji Naukowej WOSR.- Jelenia Gora.- 1989 .- S. 17-22.

20. Gajda S., Gajda J. Transformacja ukladow wspolrzednych prostokntnych przestrzennych dowiazanych do powierzchni kuli // Materiaey z Konferencji Naukowej WOSR.- Jeienia Gora.- 1990 . Biul.- №3(9).- S. 35-48.

21. Gajda J., Gajda S. Model matematyczny procesu odwzorowania informacji w systemie obrony powietrznej // Materiaey z Konferencji Naukowej WOSR.- Jelenia Gora.- 1990.-Biul.-№1(10).- S.35-48.

22. Gajda, S., Gajda J.Model symulacyjny ukladu zawieszenia kola samochodu //Zeszyty Naukowe WSP Opole, Nauki techniczne XVIII, Opole.- 1991. -S. 5-8.

23. Gajda S., Gajda J. Zastosowanie mikrokomputera do nauczania wlasnosci obwodu elektrycznego RC //Zeszyty Naukowe WSP Opole, Nauki techniczne XIX, Opole.- 1995.-S. 31-38.

24. Gajda S., Gajda J. Komputerowy model przetwarzania sygnalu zmodulowanego //Materialy z VII Konferencji Naukowej nt: " Sterowanie i regulacja".Warszawa- 1996.-t.ll (23).-S.205-213

25. Gajda S., Kornaraki W. Przenoszenie ciepea. w zwartym zlozu z zanurzonymi elementami grzejnymi //Materiaey z IV Ogolnopolska Konferencji Przepiywow Wielofazowych . Politechnika , Gdanska.- 1994,- S.84-93.

26. Gajda S., Pudlik M. Hierarchia cech zawodowych w swietle pilotazowyc badan ankietowych //Materiaey z X Mirdzynarodowa Konferencji Naukowej nt: " Ro i miejsce techniki w Swietle reformy szkolnictwa ogolnego".Opole - 1992.- S.175-17Í

27. Gajda S., Pudlik M. Mozliwosci wykozystania silnikow wiatrowych v wspoeczesnym rolnictwie polskim //Zeszyty Naukowe WSP Opole, Nauki techniczr XIV, Opole.- 1987. -S. 16-21.

28. Gajda S„ Pudlik M. Problematyka oszczedzania energii i ekologicznyc zrodel energii w programach nauczania szkol podstawowych i nauczycielskich studio technicznych //Problemy ksztalcenia i doskonalenia nauczycieli techniki.- Opole 1988.-S. 38-40.

29. Gajda S., Gajda J. Metody transformacji wspolrzednych prostokantnych systemach radiolokacyjnych //OIN1B - 212 - 87, WOSR, Jelenia Gora.- 1987. -S.59-6

30. Gajda S., Pudlik M., Baran U. Przedmiot praca-technika i nauczyciele oczach wladz osvviatowych // Problemy ksztaecenia i doskonalenia nauczycie techniki.- Opole.- 1989.- S. 190-195.

31. Gajda S., Pudlik M. Energía wynikajcca ze zmian kiezunku waitru-wynil obserwacji pilototazowych /Problemy Ksztalcenia i doskonalenia nauczycieli techniki. Turawa. -1995.-S.87-89.

32. Гайда С., Бурдо О.Г. Пути решения экологических проблем при сушк пищевых продуктов // Problemy ksztalcenia i doskonalenia nauczycieli techniki. Turawa,- 1995. -S. 99-101.

33. Бурдо О.Г., Гайда С. Концептуальш основи енергоощадносп в arporipi мисловому комплека // HayKOBi npaui 2-í М'г/кнар. науково-практи1 конф."Управл1ння енерговикористанням ".-JItBÍB.- 1997.-С. 18-19.

34. Гайда С. Термические свойства фреона - 318В2 //Труды Всес. нау1 конф. "Проблемы влияния тепловой обработки на пищевую ценность продукте) питания".- Харьков.-1981.- С.263-264.

35. Гайда С. Экспериментальная установка для исследования сжимаемост фреонов методом пьезометра постоянного объема //Труды 40 науч.-техн. кон4 ОТИПП,- Одесса,- 1980.- С. 13

36. Гайда С., Бурдо О.Г. Енергетичний аудит та менеджмент хл1бовиткашн //Пращ 2-7 М1жнар. науково-практич. конф."Управлнтя енергови користанням ".-jlbbíb.- 1997.-С. 173.

37. Кныш А.И., Гайда С. Кинетика и энергетика кондуктивной сушки мел кодисперсного пищевого продукта в роторном термосифонном аппарате //Праи IX М1ж. конф."Удосконалення npouecie та anapaTÍB xímíhhhx, харчових та нафтс xímíhhhx виробництв" -Одеса. -1996.- Ч.5.- С. 72-73.

38. Гайда С. Энергоаудит на пищевых предприятиях Польши //npaui С М1ж. конф."Удосконалення npoueeiß та апарат)в xímíhhhx, харчових та нафто xímÍ4hhx виробництв" -Одеса. -1996. -Ч.5.- С. 62.

Аноташя

ГайдаС. Шляхи та методи удосконалення теплотехнолопй в зернопереробних хл1бопекарських виробництвах. -Рукопис.

Дисерташя на здобуття паукового ступеня доктора техшчних наук за [ещальшстю: 05.18. 12 - пронеси та апарати харчових виробництв. - Одеська ржавна академ1я харчових технологш, -Одеса, 1988.

Дисерташя присвячена розробщ науково-техшчноТ концепцп вдосконалення плотехнолопй, зниження енерговитрат в зернопереробпих 1 х.щбопекарних хнолопях. Запропоноваш нов1 науково-методолопчт принципи ошнки ! югнозування ефективносп энергозбёр1гаючнх проек~пв. Створет приниипово >в1 схеми термообробки зерна, яю базуються на використанш двофазних рмосифотв. Методами математичного \ експериментального моделювання ¡грунтоваш ¡нженерш основи проектування 1 оптим1зацн таких апаразтв. роведеш ресурсы дослщження геплових труб, визначена дощлыпсть [користання в них хладошв. Наведет номограми для розрахунку автономноТ рмосифонноГ снстеми охолоджування зерносховищ, прогнозування ресурсу рмосифотв; експрес-оцшки ефективност1 термосифонних шд1гр!вач1в для >в1тря. Розроблена еколопчно безпечна зерносушарка, типоразм1рний ряд плоутилватор1в. На основ! енергоаудиту складена програма енергозбереження [я хл1бозаводу.

Ключов1 слова: енергозбереження, теплотехнологп, х.:йбопечення, рносушшня, теплов1 труби, моделювання, ресурс апаралв.

Аннотация

Гайда С. Пути и методы совершенствования теплотехнологий в зерноперера-тыващих и хлебопекарных производствах.

Диссертация на соискание научной степени доктора технических наук по спе-1альности: 05.18.12 - процессы и аппараты пищевых производств. - Одесская го-дарственная академия пищевых технологий, Одесса, 1988.

Диссертация посвящена разработке научно-технической концепции совер-енствования теплотехнологий, снижения энергозатрат в зерноперерабатывающих хлебопекарных технологиях. Предложены новые научно-методологические принты оценки и прогнозирования эффективности энергозберегающих проектов. Соз-1ны принципиально новые схемы термообработки зерна, основаные на исподьзо-нии двухфазных термосифонов. Методами математического и экспериментально- моделирования обоснованы инженерные основы проектирования и оптимизации ких аппаратов. Проведены ресурсные исследования тепловых труб, определена несообразность использования в них хладонов. Приведены номограммы для рас-та автономной термосифонной системы охлаждения зернохранилищ, прогнозиро-ния ресурса термосифонов; экспресс-оценки эффективности термосифонных воз-

/

духоподогревателей. Разработана экологически безопасная зерносушилка, типора мерный ряд теплоутилизаторов. На основе энергоаудита составлена програмр. энергосбережения для хлебозавода.

Ключевые слова: энергосбережение, теплотехнологии, хлебопечение, зерт сушение, тепловые трубы, моделирование, ресурс аппаратов.

Summary

Gajda S. The ways and methods of improvement of heat thermal technologies in tl baking and grain processing. -Manuscript.

Thesis for a doctor's degree by speciality: 05.18.12 - processes and devices of foe productions. -Odessa State Academy of Food Technologies, Odessa, 1988.

The dissertation is devoted of scientific and technical concept of improveme thermal technologies, decrease of power expenses in the grain processing and bakir technologies. The new scientific - methodological principles of an estimation and for casting of efficiency of energy saving projects project are offered. The new circuits heat treatment of a grain are created. They are based on use of biphase thermosyphor The engineering bases of designing and optimization of such devices are grounded 1 methods of mathematical and experimental modeling reasonable. The resource research of heat pipes are spent, the expediency of use in them refrigerant is determined. The n mogramms for account independent thermosyphon of system of cooling granary, for casting of a resource of thermosyphons and express train - estimation of efficiency the mosuphon air-heater are given. Its developed ecologically safe grain drier and type с mensions line of heat utilizators. On the base of energy audit the program of an enen saving for the bakery is made.

Key words: energy saving, thermal technologies, baking, grain processing, he pipe, modelling, resource of devices.