автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Разработка методов интенсификации и конструктивного совершенствования рыбоохладителей

КСШТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО РЫВОЛОВрТВУ ■ МУРМАНСК®* ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

П г лл На правше рукописи

' 1 v УДК 604.981,32,008,8

ГЛАЗУНОВ ЕВГЕНИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

; • С ■ / ■ С /<'<.<'? ^

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ИНТЕНСИФИКАЦИИ И КОНСТРУКТИВНОГО . СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РЫБООХЛАДИТЕДЕЙ

QS.l8.l2 "Процессы и аппараты п-щзвоЛ прокьшшенйоти"

АВТОРЕФЕРАТ диосер?ации на ооирквкиэ ученой степени кандидата технических наук .

Мурманск 1693 г.

" г -

Работа выполнена а Калининградском государственном технически университете комитета Российской федерации по рыболовству.

Научный руководитель: профессор, кандидат технических наук, Бохан В.Н.,

научный консультант ! доцент, кандидат технических наук, Эрлихман В.Н.

Официальные оппоненты; доктор технических наук, профессор

Семенов Еорио Николаевич, доктор технических наук, профессор Косыодеыьянсгаш Юрий Викторович

Вздуиэя организация; НПО Севрыбтехцентр г. Мурманск

Защита диооертации,состоится ^ 1996 года в

часовне заседанииспециализированного Совета К 117.06.01 при'. Мурманском государственном технцческом'укнзерситетб.

. С диссертацией можно ознакомился в библиотеке МГТУ.. . . '

Ваши отзывы (в двух экземплярах, а.авэрешшо печатьа) прооим присылать по адресу: 183910, г. Мурманск, ул.-Спортивная 13 МГТУ. Ученое/ секретарю специализированного.Совета к 117.03.01.

; Автореферат разослан " ¿У*' 4586 года.

Ученый секретарь

специализированного Совета ¿у^

к.т.н., доцент . / ¿//^^ В.А. Гроховский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Из веек возможных способов сохранения сырья, холодильное консервирование рыбы й других гидробиоитов в наибольшей степени отвечает .-современным требованиям, Первичная обработка свежей рыбы холодом и холодильное хранение сырья и полуфабрикатов обеспечивают возможность осуществить другие способы обработки рыбы о целью промышленной выработки продукции широкого ассортимента (копченые и кулинарные изделия, полуфабрикаты и т.п.).

Качество охлажденной рыбопродукции в значительной мере зависит от скорости охлаждения. В настоящее время наиболее распространенным является способ охлаждения путей погружени." рыбы.в воду. Такой способ обеспечивает, в сравнении о другими традиционными способами, наибольшую скорость охлаждения и Хорошее ¡качество ох-ланденной рыбы. -Анализ'--работы судовых рыбоохладитэлей и работ, посвященных исследованиям процесса охлакдения рыбы говорит о возможности повышения интенсивности процесса и о'некоторых существенных недостатках сиотем предварительного охлаждения рыбы. Поэтому задача повышения эффективности процеооа охлаждения рыбы и совершенотвоваши систем охлавдеш.я является актуальней до настоящего времени. ■ • .' •

Дала работа. Целью работы является разработка методов интенсификации охлаждения рыбы на/основе гидромеханически« и теплооб-мбиных исследований, обеспечивающие оо&ершенствованиб рыбоохладителей. и создание инженерных методов расчета. *'....

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачиI .

1.Разработка основных методов интенсификации процесса охлаждения рыбы в жидкой среде.

£.Изучение закономерностей гидродинамических и теплообменник процессов при охлаждении рыбы в жидкой среде.

3.Создание методики инженерного расчете систем предварительного охлаждения рыбы,

4.Создание и йнедрение опытно-промышленного образца усовершенствованного рыбоокдадителя,

Научная новизна. Разработан научно обоснованный метод охлаждения рыбы в воде во взвешенном слое, с■рекомендациями его конструктивного оформления; получены гидродинамические и теплофизичео-кие характеристики водорыбной смеси, позволяющие рекомендовать режимы охлаждения, близкие к оптимальным.

' Практическая ценность, Практическая значимость работы заключается; в использовании взвешенного слоя для проведения процесса охлаждения рыбы; разработке рекомендации по обеспечению режимов, близких к оптимальным, и Машинно-аппаратурному оформлен:® процесса охлаждения; разработке методики 'инженерного расчета системы предварительного охлазденш рыбы, состояли из бункера-аккумулятора и выносного водоохладителя. На базе проведенных исследований создана и прошла испытания система охлаэдепя рыбы на БМРТ тша "Алтай" Мурманского тралового флота.

На защиту выносятся: метод охлаждения рыбы в воде во взвешенном, слое; методы '.экспериментального изучения и экспериментальная установка для исследования, гидродинамических- и теплообменных: процессов охлаждения рыбы в жидкой среде? .обобщенные эмпирические ■ уравнения, описаващие гидродинамику и теплообмен .при охлаждении рыба; рекомендации по рациональным режимам и методика инженерного расчета систем охлаздения рыбы, в воде .во взвешенном слое. '

Апробация работ. . Основцре даложешга диссертационной работы доложены:. на'научно-технических ганференциях профессорско-преподавательского состава,' Гвспирантов и сотрудников Мурманской Государствен^'ащцешш.рыбопрошад^^ флота (1993, 1994, 1995,, 1995 гг.) и.на расширенном г'аседанкикафедры.пщевых и холодильных иазпя Калининградского государственного технического . универг октета. (1995 Г.),- . ; .

Основное содержание. диссертация опубликовано в 12 работах, в :том числе 4 авторских, изобретениях.

-■-■■■. Объем рабоиг. ДиосертацкЯ; состоит из введения, пяти глав, .общих выводов и прилскеыкй. Работа изложена на 119 страницах, содержит 12 таблиц, 21 р;:оунок , : 1 фотографа). Список литературы вкгйчает 9сз щ вазторых 9 еаруоежных авторов. В

приложении представлены условия и результаты проведения экспериментов, акты внедрениярекомендации по проектирований систем ох-• лаздэния рыбы;" методика расчета систем охлаждения рыбы, акты внедрения.

- Б -

еодшшш РАБОТЫ

Введение. Во введении обоснованы практическая- ценность и актуальность работы.

В первой главе проведен . обзор и анализ сиотем охлаждения и исследований процесса охлаждения рыбы.

В условиях промысла возникает задача сохранения части улова перед замораживанием шш дальнейшей переработкой. С атой целью применяется охлаждение рыбы до 0°С, минус 1°С. Нашолее полно отвечает требованиям качества и эффективности способ охлаждения путем погружения рыбы в воду с принудительной циркуляцией последней.

Исследована процесса охлаждения рыбы в воде поовящено много работ. Алексеева Т.Н.-, Гаккчко О.Й., Голиков Ф.Д. .. Диденко В.Я., Сопочкин В.Ф.,Кан A.B., Куркова Ю.А., Михайлова С.Г., Трухин Н.В, и ряд других авторов в своих исследованиях показывают, что процесс охлаждения рыбы в воде пакет быть ускорен,. Это говорит о том, что теми охлаждения ыожет быть повышен. Однако основные результаты исследований не описывают гидромеханические и теплооб-мешшэ процессы при охлаждении рыбы, а дают лиш^органолептичес. кую оценку результатов исследований. "' •

'В настоящее время методика расчета охлаждения рыбы в основном основывается иа расчете охлаждения;тел близких по форме к оптимальном т.е. шар,, цилиндр или параллелепипед . При расчете не учитывается влияние соседней рыбы, т.е. -объект охлаидения рассматривается как одиночное тело, что приводит к погрешностям при проектировании систем предварительного охдакденн (СТО) рыбы,

Раосмотренные особенности СПС, литературные и патентные исследования, сравнительный анализ их позволил,определить основные пути повышения интенсивности процесса охлаждения рыбы и сформули* ровать цель и задачи исследований. V 1 ■

Вторая глаза посвящена разработке теоретических предпосылок проведения процесса охлаждения рыбы во взвешенном одой.

Рыба, находящаяся в бункере OTTO практически, представляет собой двухфазнуй систему твердых чаотиц и жидкости, ; Прйхсвдение воды через олой рыбы аналогичен процессу фильтрация. 8ффёктшшй способ интенсификации-этих процессов - это применбйНа взвешенного сльй! Шлучение взвешайного олоя бсновано на уравновешивании билы

тяжести частиц давлением более легксй среды. Тагам образом зерна твердого материала плавают в потоке легкой фазы, пульсируют, совершают вихревые движения и данная двухфазная система значительно' турбулизируется. Турбулизация системы обеспечивает интенсивный. теплообмэн между фазами. Поэтому, с точки зрения интенсификации теплообмена .между рыбой и водой, целесообразно его проводить во взвешенном слое..

При охлаждении рыбы возможны два варианта циркуляции охлаждающей воды в СПО. Первый вариант состоит в то;,!, что вода при помощи циркуляционного . наооса подается в бункер сверху, проходит через слой рыбы и забирается из бункера инизу. Во.втором варианте вода подается в бункер снизу, под слой рыбы, проходит через него и забирается циркуляционным насосом сверху. , ■■••■"' Отличия гидродинамики процессов для обоих способов циркуляции заключаются в том, что в первом варианте происходит фильтрация воды через слой. рыбы во всем интервале изменения сюроети. При этом гидравлическое сопротивлейие рыбного сдоя растет с увеличением .скорости потока через него.Во втором.варианта при' изменении расхода воды в каналах от 0 до определенной величины наблю-. дается фильтрация и слой остается неподвижным. По мере дальнейшего увеличения- расхода наступает момент, когда равнодействующая всех сил. становится . равной, . нулю и слой переходит; во взвешенное состояние. 'Расстояние между часищами (зкзизалентпый диаметр ка-калоз) увеличивается i-i гидродинамическое сопротивление слоз останется постоянным.: : ;

'' При датнешем--увеличении. расхода жидкости наступает момент, . когда сила давлений превышает все другие силы, действующие в процессе. Слой раба при атом поднимается к поверхности охлаждающей ,воды в бункере: и начинается додпрессовкз слоя,. вяовь наблюдается фильтрация воды через неподвижный слой рыбы. Гидравлическое сопротивление рыбного слоя вновь растет.

7, Из сказанного ваше можно предположить, что предпочтительней использовать второй вариант циркуляции воды и при этом необходимо поддерживать расходы- воды ■ в интервале существования взвешенного - слоя, т.к. можно добиться большей интенсивности теплообмена, при атом гедрзвл;гаесксе сопротивление слоя рыбы не увеличивается. Для определения йрешуществ того или иного способа циркуляции воды при охлаждении рыбы необходимо провести исследования обоих вари-

антов-. ' Из анализа дифференциального уравнения движения УА-Жх мой жидкооти с использованием основных положений теории подобия было получено обобщенное уравнение, описывающее процесс для не--подвижного слоя:

Ей = С Яеп (Н/с!)"1, (1)

и,' с использованием метода анализа размерностей, обобщенное уравнение для взвешенного слоя!

Ей » С 1?еп Аг1" (Н/с!)1. (2)

При получении уравнений были приняты следующие допущения! слой рыбы практически несжимаемый, а частицы (рыба) имеют одинаковые размеры.

Для определения общего вида критериального уравнения, описывающего теплообмен при охлаждении рыбы, использовался метод анализа размерностей. В результате подучены следующие обобщенные уравнения! для неподвижного слоя -

N11 - С Яеп Рг"> . (3)

и для взвешенного слоя -

Ни « С Неп Ргп г1. (4)

' Для данного случая критерий Прандтля в заданном интервале • .изменения температур меняется- незначительно, поэтому его можно исключить из уравнения подобия.

Таким образом задачей экспериментальных исследований являет-» ся определение коэффициентов■пропорциональности 0 и показателей степени п,ш и 1 в уравнениях подобия (1), (2), (3) и (4),

в третьей главе выполнены экспериментальные Исследования гидродинамики рыбного олоя.

Для проведения исследований был выбран экспериментальный метод а использованием теории подобия,

Сановные эксперименты проводились йа моделях рыб, А, о целью. проверки полученных уравнений, часть экспериментов проводилась на рыбе. Основными размерами рыб являются длина - I., высота - Н'п толщина "В. Важными характернее дками при моделировании являются поверхность - Б и маеоа » А рыбы, В соответствии о аоотиоаениями,

характерными для основных промысловых рыб, можно принять: Ь/Н » 2,25 и Ь/В = 5,3. Модели изготавливались в форме трехосного эллипсоида, поверхность которого определяется уравнением: х2/а2 + у2/)!2 -»-г2/с2 <= 1 Такая форма моделей довольно точно совпадает с формой рыбы без учета хвостовой части, влиянием которой можно пренебречь' вследствие ее малой величины .

Процесс фильтрации охлаждающей воды через слой рыбы будет ; описываться обобщенным уравнением вида (1). При моделировании . процесса Н'. обходимо чтобы Еии-=Еин, Еем=1?<.л, (Н/сЗ)м=(Н/с1)н. здесь и далее индексы м и н обозначают соответственно модель и натуральный объект. .'

'При исследовании'взвешенного рыбного слоя процесс описывается уравнением (2) и по, сравнении с уравнением (1) для подобия, натурального процесса и его, модели необходимо помимо условия -Кем=Нен, обеспечить равенство Агм=Агн. Критерии Архимеда определятся выражением, в которое.. входит параметр, характеризующий :. свойства частиц. Поэтому к' материалу моделей' в -этом случае предь- '

являются дополнительные требования. В качестве материала для мо. делей выбран йарефич. Для обеспечения плотности модели, близкой к плотности рыбы, в центр ее помещалооь ядро'из св'ккца. .

При экспериментальных исследованиях использовалась методика ' рационального планирования ркспериманта, . основанная на развитии одеи латинских квадратов, • ' - ' - . ■-'•

Для исследования процесса охлау-декия рыбы использовалась' экспериментальная установка :(риоЛ). ' Установка 1 состоит из ванны 1, ротационного насоса 2, циркуляционного Трубопровода 3, расходомера 4, пьезометров 5. Расход воды через ванну определяется по показаниям дифференциального манометра 6, присоединенного к расходомеру -4. Потери давления в слое определяются по показаниям пьезометров Б. в аавйоимоотиот высоты слоя моделей (рыбы) в ванне 1. Производительность дотационного иасооа регулируется чаото-той зргдз..йя ротора. Исследоаагиа подвергались /«¡одели пяти раэме-ров; сЫЭ,02; 0,025; 0,03; 0,04; и 0,056 м при взвешенном слое, и двух размеров; <3-0,04;и 0,02 и при фильтрации в соответствии с их Геометрическими соотношениями. Для оценки полученных результатов проводились контрольные исследования на рыбе малых и средних раз-

, \ О

Ц—г-1 1 ч.- 1 Ч-Н

Риал. Экспериментальная установка . ■ . ,

1 - ванна-, 2 - ротационный теплообменник-насес; 3 - циркуля-гонный трубопровод: 4 - расходомерная;шайба} Б - пьезометры; б -фшомэтр; 7 - электродвигатель} 8 - пуокорегулнрущее уотройо-зо; 9 - тенэодатчик; 10 - прибор КСМ; 11 термометр! 12 - "Уер-тары; 13 - стальной стержень; 14 - потенциометр; ;.15 - гальвано-гтр; 16 - сосуд о тающим льдом.

меров (салака).

Исследования заключались в определении гидравлического сопротивления слоя рыбы в зависимости от расхода веды через него и от высоты слоя в ванне. Проводились две серии экспериментов, при этом исследовался различный способ циркуляции воды через слой.

Результаты визуальных наблюдений подтвердили теоретические предпосылки о характере изменения гидравлического сопротивления в зависимости от скорости потока через рыбкьй слей (глаЕа 2).

На основании результатов экспериментов были построены частные графические,зависимости, показьпащие,влияние каждого первичного фактор! на величшу Ей. Математическая обработка графиков методом.выравнивания позволила получить частные эмпирические зависимости, отражающее влияния отдельных факто'тав: для неподвижного слоя (фильтрация) -

Ей » 885 R9~°'zs, 90< Re <700, '

£u 23 (H/d), 3< H/d<l5,

для взвешенного слоя'- ■. ■■■■■■.

; ' EU »■ 16,376-,юб Re'2,' . 1Э0< Re <700,

Eu\« 6,45-10~5 Ar, 0,55'106< Ar <12,15-106, , Eu «45,17 (H/d). 2< H/d<10 ,

Из частных эмпирических зависимостей, получена обвдая эмпирическая зависимость, описывающая гидродинамику процесса: для'не-педвиднэга слоя - • , ' ■

Ей «■ 134 Ке"°'25 (Н/<5), 20< Re< 700, 3< (НА1) <15, (5) ,

для взвешенного слоя 1

Ей - 0,73 Йэ'2 АГ (НЛ1), 0,55'106< АГ< 12,6-10е, (6)

13СК Ке< 700, 2< (НА1)< 10.

В уравнениях в качестве определяющего размера принят эквивалентный диа йтр моделей (рыбы):

. Й« С1,24(М/р)1/31/Ф, где М- масса рыбы, кг; р - плотность рыбы, кг/м3} Ф-коэффициент, учитывающий форму рыбы.

Для определения области существования взвешенного слоя путем

обработки экспериментальных данных предложено следующее обобщен ное уравнение:

0,2< Рге/(Аг)0'е< 0,81 (7)

Гидравлическое сопротивление рыбного слоя тесно связано а порозностьга его, т.е. объемной долей воды в слое. Пороэность не* подвижного рыбного слоя лежит в пределах 0.3 - 0,35. При переходе слоя во взвешенное состояние пороэность начинает расти. . Максимальное значение порозности при охлаждении рыбы зависит, от . соотношения воды и рыбы в бункере. Обычно на судах поддерживают это соотношение не менее 1. Максимально возможное значение порозности в этом случае лежит в пределах 0,52 - 0,55, когда рыбы равномерно распределена по видау объему бункера. Такое же соотношение воды и рыбы (моделей) поддерживаюсь в экспериментах, Дл • взвешенного слоя конкретному гначению порозности соответствует определенное значение скорости потока и соответственно число Яе. .

С точки зрения теплообмена. необходимо обеспечить. наибольшуй скорость потока при минимальных затратах. Для взвешенного рыбного слоя это условие достигается при наибольшей порозности олоя, Анализ экспериментальных данных, показывает, что скорооть потока, при которой слой находится во взвешенном состояния» зависит только от эквивалентного диаметра и теплоСдаических Характеристик частиц (рыбы)', т.е. от критерия Аг. Поэтов для практических расчетов целесообразно определить вид фулкщт Не - ^ (Аг> при максимальной порозности рыбпого ■ слоя.- Математическая обработка результатов экспериментов. позволила получить следующую эмпирическую эависи'- ' мооть для порозности слоя е->0,52: '.

Ее - 0,85 АГ0'5, 0,55'.10®г АГ< 12,16'10б . (8)

Графическая зависимость по результатам ' опытов представлена : на рис. 2. Используя уравнение (3), можно определить скорооть подтока и по формуле (0) .рассчитал гидравлическое сопротивление слоя в зависимости от высоты его в бункере,

Сходимость полученных на моделях результатов о опытами на рШе представлена на рио.З и рио.4, где' точками отмечены экспериментальные данные, а кривые рассчитаны по уравнениям (6) и (9) I ,

8 четвертой главе выполнены исследования теплообмена при ох-^

¥ ю'

з ь в в?8 ю* г з

Рио. 2. Зависимость Ре^САт)

¿Р,Ла 500

№ 300 № £50 ¿00 ¿00 ¿50 № 20

О

у

' : ■■■ А

«•уг .

Л 1

-К

Цн/сШ

Рио.2. Зависимое» ШР^ (V?) для фильтрации даждении рыбы в вод®.

д№

м т

№ м т

90 &0 70

60 О

——и-

/ г *---л--

*

•

-

(■/О"

г.-(о"

Рио.4. Зависимость ДР^(V/) для взвешенного- олоя

ш

№

¿0 ГО 60 50 40

30 ¿0

V

{О'

4 5 6 ? & 3 Ю

Рис.Б.' Результаты экспериментов по охлаждению рыбы во ввьь-шенном слое ■

В ксследоеаниях принято допущение, что температура среды практически остается постоянной в течении всего процесса. Это -близко к действительности,.т.к. в условиях взвешенного слоя обеспечивайся интенсивная циркуляция и .отношение массы рыбы и воды в

■ ванне во время опытов поддерживается не менее 1.. - Это допущение дало возможность воспользоваться основными положениями теории ре- . гулярного режима.■

Как и при гидродинамических исследованиях основные эксперименты проводились на моделях рыб, а часть экспериментов проводилась на рыбе. Модели изготавливались в форме трехосного эллипсоида из парафина. Коэффициент формы .трехосного.эллипсоида для принятых соотношений линейных размеров определяется выражением К«52/1В,65, где ЗДк]-толщина моделей (рыбы). Относительная ошибка из-за наличия свикцозого ядрышка в центре моделей при аналити-

■ ческой определении коэффициента формы не превышав.' 0,5 X.

Сущность исследований различалась в определении темпа охлаждения е зависимости от изменения определяющих факторов в заданных ''; пределах. Исследовании подвергались-модели двух размеров (¿» 0,02 . и £1=0,055 л) и рыба малых размеров ((3»0,05т, с!-0,12т). '

Опыты проводились на экспериментальной установке,' позволяющей изучать теплообмен между рыбой и охлаждающей водой в бункере /рыбоокладителя (рис.1). ■ . . '• ' •

Для измерения температуры 'моделей , и ' рыбы использовались : медь-конотантаковые термопары из проволоки диаметром 0,15 • 10"3м двух видов:, дифференциальные и обычные с термостатированным холодным спаем. При моделировании процесса опай термопары зачекани- ;

■ вался в овинцовое ядрышко модели, при охлаждаю®.рыбы - закреп-, лялся в средней части рыбы в районе дозвоночяикз. Вторые спаи дифференциальных термопар выполнялись защищенными и помещались на тонких стальных отержнях в охлаждающейводе. ';'Спаи обычных термо-' пар помещались аналогично тешш спаям дифференциальных термопар. . "Нулевой" спай выполнен общим для всех термопар размещен в латун-нсмстержне и валит парафином." Стержень помещался а теплоизолиро-

сооуд, заполненный гавдим снегом.

П&оле обработки результатов экспериментов были построены частные графические зависимости,• показывающие влияние каждого первичного фактора на величину Ш для взвешенного рыбного слоя, и общая графическая , зависимость для неподвижного слоя. Математичес»

кзя обработка графиков методом выравнивания позволила получить частные эмпирические зависимости для взвешенного слоя, отражающие влияния отдельных фзкторов :

Ми - 0,31 Нй°'66 Й00< Еэ< 700 ; :

Ыи = 25,9 е"0'3? 0,35< е< 0,55,

И общую эмпирическую зависимость для неподвижного слоя:

Ыи - 0,591 Ке0'66 100<- 1?е< 700. (9)

Из частных .эмпирических зависимостей получена общая -эмпирическая зависимость, описывающая теплообмен для взвезенного слоя:

Ш » 0,483 Не0'65 £~0'33 , 300<!?е<700, 0,35<е<0,55. : '(10)

"В уравнениях в качестве определяющего размера принят эквивалентный-диаметр моделей (рыбы), . в - качестве-определяющей темпера-..' туры - средняя температура рыбы б-.процесса охлаждения.

На ркс.5-6 представлены результаты Згап'ериментов по охлаждению^ рыбы,, -где точками, от),1ече:ш экспериментальные данные, а кривые расчитаны по уравнениям (9) и (10). '.' .

Используя полученные уравнения, модно -рассчитать коэффициенты теплоотдачи для неподвижного и взвешенного слоя, а следова- -тельно и время охлаждения и тепловую нагрузку на 'холодильнув ■ установку.

Пятая глава посвящена практическое приложению результатов исследований и оценке технико-экономической эффективности процесса охлаждения рыбы во взвешенном слое. ... . ;

Интенсификация конвективного теплообмена теоно связана о проблемой качественной и количественной оценки их экономической эффективное:"! по сравнению о базовым вариантом. Совершенство аппарата и реализуемого в нем способа интенсификации конвективного ■ теплообмена при вынужденной двюкенш рабочей среды характеризует -отношений двух видов, энергий -. теплоты 0, переданной в аппарата, и энергозатрат N на преодоление гидравлических сопротивлений, называемое энepгeifичeoким гаэффидаентом{ ^ .,

. V Е - (УМ

5 Я*

г 3 4 в 6 7 £3/0*

Яга.в. Результаты вкспзриментов по охлаждению гыбы в неподвижном олое .

¡00

. : /

.]|(п 1ДГ1ТГГП' '"" ■■.»мн.^пгд^'^'ЯЗЯЯВЯК . .

.......- ■■-

г:-'.:. 4 г

600

б

? г 3 /<?'

3 •

ла. от

мл

КГ

Рис, % ... Теплоэнергетическая эффективность процесса охлаждения рыбы г1 У-в* взвешенном слое; 8 в неподвижном слое! 3 - в условиях б&рботажа воздуха

Оценить преимущество того или иного способа интенсификации можно по коэффициенту относительной теплоэнергетической эффектна- . нооти:

Ф » Е%/Ег

Результаты расчета коэффицпзнтов теплоэнергетической эффективности для трех способов проведения процесса охлаждения рыбы: в неподвижном, во' взвешенном слое и в условиях барботажа воздуха (рио.7) показали, что наиболее эффективным для заданных гидроди- ' намических режимов является способ охлаждения рыбы во взвешенном. , слое. Относительный коэффициент теплоэнергетической эффективности . процесса охлаждения во взвешенном слое з сравнении о охлаждением при неподвижном слое равен

т.е. при .охлаждении во взвешенном олое'на 15£ интенсивнее передается теплбта при равных энергетэтесгая затратах.

, Относительный коэффгадаент удельных энергозатрат при охлаэде-. ■нии во взвешенном и неподвижном сло'е при фиксированном коэффициенте' теплоотдачи: •. ' ' ' : " Мп.о > Нэ=»1,392 / 4,232=0,33.

ив сравнении с охлаждением а условиях барботажа:.

мв.е /ыб-1.392 / 9,467=0,16,

т.е: для охлаждения 1кг 'продукции во взвешенном слое потребляется на 67% меньше энергии на преодоление'гидравлических сопротивлений, чем при фильтрации воды через слой и на 85%, чем при барбо-таке воздуха. ■; ■

Исследования процесса охлаждения рыбы,позволили рекомендовать усовершенствованную.систему охлаждения рыбы, . сбесп'. твашщую рациональные режимы охлаждения. Предлагаемая система состоит.из-бункера, г/»е охлаждается рыба,, выносного 'водоохладителя, где охлаждается вода и циркуляционного трубопровода, соединяющего бун- .-кер и водоохладитель. Циркуляция воды необходимо организовывать., Г так,.чтобы вода подавалась в нижнюю часть-бункера, под слой рыбы.. ';■■'';.;.' По результата}.! исследований разработана методш-л инженерного расчета систем охлаждения рыбы с выносным водоохладителем.

.-- На с-сковачии проведенных исследований разработан опытно-про--

мышлений оор'азец системы охлаждения с еынэсным водоохладителем гидроциклонного'типа, который внедрен на'ЕМРТ типа "Алтай" в Мурманском тралочом флоте и в Калининградской базе тралового флота. Результаты раооты внедрены в учебный процесс при чтении лекций, в практических и лабораторных занятиях и в курсовом' проектировании по дисциплинам "Процессы и аппараты пищевых производств" и "Технологическое оборудование рыбообрабатыващих предприятий" Мурманский государственной академии рыбопромыслового флота (№АРФ) и Калининградском государственном техническом университете ..(КГТУ).

Результаты исследований могут найти применение ' в расчетах процессов дефроотации и посола рыбы путем погружения в воду, а 'такие при охлаждении различных продуктов в воде.

Общиэ выводы.

. 1. Обоснована возможность интенсификации процесса охлаждения рыбы во ьзвеигнном слое. ...

2. На основании проведенных экспериментальных исследований получены эмпирические уравнения для расчета гидродинамического сопротивления рыбного слоя. Установлено, что сопротивление слоя растет о увеличением высоты, уменьшением размеров рыбы и о увеличением скорости охлаждающей воды через' слой.

3., Получены эмпирические уравнения для. расчета коэффициента теплоотдачи при охлаждении рыбы в.условиях неподвижного олоя и во взвешенном слое. : . •

4. Интенсивность теплообмена целесообразно доводить до доо-. тижения.темпа охлаждения, равного 0,03 -0,96 предельной величины.

дальнейшее повышение'темпа охлаждения не улучшает, показатели СТО.

5. Пороэность' е неподвижного рыбного слоя лежит в пределах 0,3 - 0,35, При соотношении воды а рыбы'в'бункере, равным единице, о увеличением, окорооти роды через слой, а растет от 0,3 до О В-0,65, при этом гидравлическое сопротивление слоя оотаетоя достая-Нн ым.

£, Экспериментально покаэано, что скорость начала взвешива-Нн9г равного олоя еавиоит только от размеров рыбы, Получено эмпирическое уравнение для расчета скорости начала взвешивания,

7. Для одинаковых условий при неподвижном слое рыбы требуется практически в 2 раза больше затрат энергии на циркуляцию ох-

лаждашей воды по сравнению с взвешенные слоем.

8. при охлаждении во взвешенном слое на 1БХ интенсивнее передается теплота при равных энергетических затратах.

9. Для охлаадения 1кг продукции во взвешенном слое потребляется на меньше энергии на преодоление гидравлических сопротивлений, чем при фильтрации воды через слой и, на 85Х, чем при барбатзже воздуха при одинаковых коэффициентах, теплоотдачи.

10. Разработана методика инженерного расчетз систем предварительного охлаждения рыбы в воде.

11. Разработана и внедрена система охлаждения рыбы во взвешенном слое. ■:'.',

Список работ опубликованных по материалам диссертации.

1. Глазунов Е. А. и др. Устройство-для' охлатдения рыбы, Авторское свидетельство. N^1253570', 1986.'

2. Глазунов Е. А. 'И др. . Устройство/для охлаждения1 рыбы. Ав- ■ торское'свидетельство N 1454345, 1987. . ■ ' , .

3. Глазунов Е. А', и' др. Устройство для охлаждения .рыбы., Ав-/ торскпе' свидетельство'N 161Ö675, '1990.'.

4. Глазунов Е.А." и др.v Устройство ддя'ОНлазедеиия рыбы. Ав- ' торское свидетельство М 1746984, 1992. '•' .

.5. Бохай В.Н., .Калинин Ю.Ф.Ершов Ä.M;, МартышевскийгВ.И., Глазунов Е.А. Проектирование процессов и- аппаратов рыбообрабаты- . ваших производств:. Учеб. пособие/ Под '.ред. В.Н. Бохана. - Мурманск, 1992.-221 о. ..

6. Глазунов Е.А., Бохан В.Н. Аппаратурное оформление, охлаждения рыбы на судах флота рыбной промышленности, *' дальнейшие пути развития. Тезисы 4 НТК профессорско-преподавательского состава МГАРФ,- Мурманск, 1993. /

7. Глазунов Е.А., Бохан В.Н. Снижение энергозатрат в системе водсюхладк.ель-буккер'.при охлаждении рыбы. Тезисы 4 НТК профес-\ сорско-преподавательокого состава МГАРФ.-Мурманск, 1993.

8. Глазунов Е.А, Моделирование теплофизичеоких и геометрических параметров рыбы в экспериментальных исследованиях процесса охлаждения, Тезисы 4 НТК профессорско-преподавательского состава МГАРФ.- Мурманск, 1993; ■"' . - '

9. Глазунов Е.А., Носенко. 0.В, . Возможности использования

тепловой трубы для повышения эффективности охлаждения рыбы.' Тезисы 4 НТК профеаоорока-преподавательского ооотава МГАР®.- Мурманск, 1993. , ■ ■

10. Глазунов Е.А.. Бохак В.Н., Эрлкхман В,Н., Фатыхов Ю.А., Математическая модель системы предварительного охлаждения рыбы о 'выносными водоо^ладителями.,' Тезисы Б НТК професоорско-преподавательского состава МГАРФ.- Мурманск, 1994.

11. Глазунов Е.А., Бохан В.Н,, Эрлихмаи В.Н., Фатыхов Ю.А, Исследования гидродинамики потокапри охлаждении рыбы $ жидкой среде. Тезисы Б НТК профессорско-преподавательского. состава МГАР.5.- Мурманск, 1994.

12. Глазунов Е.А., Вахаа ¡В.Н,, Эрдихыая В.Н,, Фатыхов Ю.А. Экспериментальные исследования теплообмена при охлаждении рыбы. Тезисы б НТК профессорско-преподавательского состава МГАР®.- Мурманск, 1994.