автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.03, диссертация на тему:Совершенствование камеры быстрого замораживания пищевых продуктов с использованием низкотемпературного воздуха турбохолодильной машины

На правах рукописи

ПАНЫШШ Николай Борисович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КАМЕРЫ БЫСТРОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ВОЗДУХА ТУРБОХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ

Специальность: 05.04.03 - Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2010

004606520

Диссертация выполнена на кафедре «Холодильная техника» ГОУ ВПО «Московский государственный университет прикладной биотехнологии».

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор

Венгер Клара Петровна

- доктор технических наук, профессор

Буянов Олег Николаевич

- кандидат технических наук, доцент

Камзолов Сергей Михайлович

Ведущая организация: ОАО «ВНИИхолодмаш-Холдинг»

Защита состоится «_2_В» и,изн5ч 2010 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 212.149.05 при ГОУ ВПО «Московский государственный университет прикладной биотехнологии» (109316, г. Москва, ул. Талалихина, 33, конференц-зал).

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПОМГУПБ.

Автореферат разослан «2-0» ма.5^ 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, ассистент

Максимов Д.А.

Общая характеристика работы

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Динамичное развитие российского рынка быстрозамороженных продуктов неуклонно формирует предпосылки к открытию новых предприятий и переоснащению уже функционирующих производств. В условиях развитой конкуренции на рынке быстрозамороженных продуктов появляются малые предприятия с новыми видами продукции. Для организации такого производства необходимо использование камерного скороморозильного оборудования невысокой производительности.

Быстрое замораживание предусматривает определенный интервал скорости процесса, гарантирующий высокое качество и товарный вид продукции. Кроме того, скорость характеризует степень эффективности теплообмена между охлаждающей средой и замораживаемым продуктом, что определяет энергетическую и экономическую эффективность процесса замораживания.

В настоящее время при производстве быстрозамороженной продукции, главным образом, используются системы хладоснабжения на базе пароком-прессионных холодильных машин с применением экологически небезопасных хладагентов, которые обеспечивают температуру воздуха на уровне -25 -30 °С, что далеко не во всех случаях удовлетворяет условиям быстрого замораживания по параметру скорости процесса.

Перспективным является, в плане совершенствования камеры быстрого замораживания пищевых продуктов, использование воздушной турбохоло-дильной машины (ВТХМ), детандер которой одновременно обеспечивает низкую температуру (-60 + -120 °С) и скорость потока воздуха от 5 до 25 м/с, что позволяет упростить существующие конструкции камер, а также интенсифицировать процесс замораживания продукции, сохранив ее качество. При этом используется экологически нейтральный и дешевый холодильный агент - атмосферный воздух.

В диссертационных работах Антонова A.A., Бобкова A.B., Стефановой В.А. и Шахмеликяна Г.Б. при разработке туннельных скороморозильных аппаратов использовалась ВТХМ, в которой процесс сжатия воздуха осуществляется винтовым компрессором, а процесс расширения - с помощью турбо-детандера, при этом не используется полезная работа расширения воздуха, что приводит к повышенному энергопотреблению турбохолодильной установки.

Использование для камеры низкотемпературного воздуха турбохолодильной машины требует решения ряда теоретических и практических задач, связанных с разработкой конструкции камеры с системой воздухораспреде-ления от детандера ВТХМ, повышением энергетической эффективности системы хладоснабжения за счет замены винтового компрессора на турбокомпрессор, что позволяет использовать полезную мощность турбодетандера, с обоснованием рациональных режимных параметров воздуха в камере, обес-

печивающих термодинамическую эффективность работы ВТХМ и условия быстрого замораживания пищевых продуктов широкого ассортимента.

Решению данных проблем и посвящена диссертационная работа, которая выполнялась на базе действующей установки с воздушной турбохоло-дильной машиной, установленной в НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова, в рамках договора о научно-техническом сотрудничестве (№1/ХТ-0б от 10.04.2006 г.).

Вышеизложенное определило цель и задачи данной диссертационной работы.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Совершенствование процесса и конструкции камеры быстрого замораживания пищевых продуктов с использованием низкотемпературного воздуха от турбохолодильной машины.

В соответствии с поставленной целью решались следующие ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ:

- разработать конструкцию низкотемпературной камеры для быстрого замораживания пищевых продуктов с системой воздухораспределения от детандера турбохолодильной машины;

- разработать для камеры систему хладоснабжения с ВТХМ и дать термодинамическую оценку в широком интервале режимов ее работы;

- разработать систему оценки рациональных параметров и режимов работы предлагаемой системы хладоснабжения камеры с ВТХМ, обеспечивающих максимальную термодинамическую ее эффективность и условия быстрого замораживания пищевых продуктов;

- разработать методику и рассчитать основные аэродинамические показатели работы предлагаемой системы воздухораспределения и обосновать рациональную скорость воздуха в камере, обеспечивающую требуемую продолжительность процесса быстрого замораживания пищевых продуктов;

- создать опытную низкотемпературную камеру и, на базе ее и воздушной турбохолодильной машины, организовать экспериментальный стенд;

- выполнить экспериментальные исследования для получения процессных параметров замораживания пищевых продуктов, аэродинамических показателей работы воздухораспределительного устройства и проверки адекватности предложенных математических расчетов;

- разработать методику расчета основных конструктивных и режимных параметров турбодетандера и турбокомпрессора ВТХМ для низкотемпературной камеры;

- провести технико-экономическую оценку работы низкотемпературной камеры с предлагаемой системой хладоснабжения от воздушной турбохолодильной машины.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

Предложена методика и получены результаты сравнительной оценки термодинамической эффективности систем хладоснабжения камеры с ВТХМ в интервале температур воздуха (-60 -120 °С) с винтовым компрессором и

турбокомпрессором, использующим полезную работу расширения в турбо-детандере, позволившие оценить условия энергетически эффективной их работы.

Разработана система оценки рациональной температуры воздуха в камере, учитывающая термодинамическую эффективность работы ВТХМ и условия обеспечения быстрого замораживания пищевых продуктов.

Обоснована рациональная скорость воздуха в зоне размещения продукта в камере на базе рассчитанных основных аэродинамических показателей разработанного воздухораспределительного устройства.

Получены экспериментальные данные основных параметров процесса замораживания пищевых продуктов и аэродинамических показателей работы системы воздухораспределения, доказывающие адекватность используемых математических методов их расчета.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Разработана конструкция низкотемпературной камеры на модульном принципе для быстрого замораживания пищевых продуктов с системой воздухораспределения от детандера турбохолодильной машины (патент РФ №2337281).

Получены, необходимые для инженерных расчетов и эксплуатации низкотемпературной камеры, данные по ее производительности, массовому и объемному расходу воздуха для замораживания пищевых продуктов исследуемых классов при обоснованных рациональных режимных параметрах работы ВТХМ.

Создана опытная низкотемпературная камера с предложенной на базе патента системой воздухораспределения от детандера ВТХМ, и получен акт ее испытаний совместно со специалистами НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова, где подтверждаются работоспособность и режимные параметры ее работы, обеспечивающие условия быстрого замораживания пищевых продуктов.

Предложена методика и выполнены расчеты, с использованием компьютерной программы, основных конструктивных и режимных параметров тур-бодетандера и турбокомпрессора, необходимых при проектировании, а также при эксплуатации ВТХМ.

Получены результаты сравнительной технико-экономической оценки, доказывающие перспективность использования для быстрого замораживания пищевых продуктов предлагаемой низкотемпературной камеры с системой хладоснабжения от ВТХМ в сравнении с камерой, использующей пароком-прессионную каскадную холодильную машину.

Результаты исследований использованы в учебном процессе кафедры «Холодильная техника» МГУПБ при подготовке специалистов, бакалавров и магистров, а также в дипломном проектировании.

АВТОР ЗАЩИЩАЕТ: - конструкцию низкотемпературной камеры на модульном принципе с

системой воздухораспределения от детандера воздушной турбохолодильной машины (патент РФ №2337281);

- результаты сравнительной оценки термодинамической эффективности, с использованием предложенной методики, систем хладоснабжения камеры от ВТХМ с винтовым и турбокомпрессором для диапазона температур воздуха (-60 + -120 °С);

- систему выбора рациональных режимных параметров работы воздушной турбохолодильной машины, обеспечивающих условия быстрого замораживания в камере пищевых продуктов и термодинамическую эффективность ВТХМ;

- результаты экспериментальных исследований основных параметров замораживания пищевых продуктов и аэродинамических показателей работы системы воздухораспределения на базе созданной опытной низкотемпературной камеры с воздушной турбохолодильной машиной. АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ:

Основные положения и результаты работы обсуждались на VI Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (Москва, 2007 г.), научно-технической конференции, посвященной 70-летию со дня рождения профессора Бражникова A.M. «Проблемы совершенствования холодильной техники и технологии» (Москва, 2008 г.), третьей Международной научно-практической конференции «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов) СЭТТ-2008» (Москва - Тамбов, 2008 г.). ПУБЛИКАЦИИ.

Основные положения работы опубликованы в 5 печатных работах, в т.ч. в реферируемом ВАК журнале, получен патент РФ. СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ:

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 245 стр., включает 161 стр. основного текста, 43 рисунка, 25 таблиц, 108 литературных источников и 7 приложений на 84 стр.

Содержание работы

ВО ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность темы, определены цель и задачи исследований.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ представлен обзор информационного материала, который позволил обосновать пути совершенствования конструкции низкотемпературной камеры и системы ее хладоснабжения от воздушной турбохолодильной машины.

ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ диссертации представлен материал по конструкции низкотемпературной камеры на модульном принципе с системой воздухораспределения от детандера воздушной турбохолодильной машины. Представлена методика и результаты расчета продолжительности замораживания пищевых продуктов широкого ассортимента.

Разработана конструкция камеры на модульном принципе (рис. 1), новизна которой подтверждена патентом РФ №2337281 «Устройство для замораживания пищевых продуктов». Камера содержит воздуховоды специальной конструкции, грузовые тележки и теплоизолированный корпус, состоящий из одного или нескольких отсеков-модулей.

На рис. 2 изображена конструкция составных частей вертикального воздухораспределителя низкотемпературной камеры. Насадки (1, 2) образованы трубой конического сечения, при этом нижний насадок (2) выполнен сужающимся в конусной его части и содержит винтовые опоры (9) для вращения воздуховодов вокруг своей оси. Насадки содержат прямоугольные щели (4) в углу конуса и жесткосмонтированные пластины (7) для равномерной подачи потоков воздуха.

Важным параметром, необходимым для дальнейших расчетов, представленных в работе, является продолжительность процесса замораживания пищевых продуктов. Данный параметр необходим также для оценки процесса быстрого замораживания продуктов.

В диссертационной работе Стефановой В.А. получены, с помощью предложенной аналитической модели, значения продолжительности замораживания пищевых продуктов различных классов для интервалов температур воздуха и скорости его движения, обеспечиваемых ВТХМ.

Данная аналитическая модель учитывает влияние на продолжительность процесса многих факторов, таких как толщина продукта, теплофизические его характеристики, температура и скорость движения среды.

Проведенный анализ, с использованием метода ранжирования, показал, что наиболее значимым фактором, влияющим на продолжительность процесса, является толщина продукта.

Рис. 1. Модульная конструкция низкотемпературной камеры:

I - модуль низкотемпературной камеры; 2 - теплоизолированная дверь; 3 - дренажные стоки; 4 - пандус; 5 - отвод воздуха; 6 - подводящая магистраль; 7 - запорный вентиль; 8 - труба-переходник; 9 - коллекторная труба; 10 — потолочные крепления;

II - ответвления; 12 - кольцевой бурт; 13 - вертикальный воздуховод; 14, 15 - вертикальные насадки; 16 — теплопоглощающее ребро; 17 - винтовые опоры.

а)

б)

Рис. 2. Конструкция составных частей вертикального воздухораспределителя низкотемпературной камеры: а - верхний насадок; б - нижний насадок. 1 - верхний вертикальный насадок; 2 - нижний вертикальный насадок; 3 - монтажный зазор; 4 - прямоугольная щель; 5 - хомут; 6 - зажим; 7 — изогнутые жесткос-монтированные пластины; 8 - тсплопоглощающее ребро; 9 - винтовые опоры.

В результате математической обработки данных с использованием компьютерных программ разработан комплекс регрессионных уравнений вида т = £(8), где т - продолжительность процесса, мин, при фиксированных температуре среды в интервале ^ = -60 + -120 °С и скорости движения воздуха со„ = 5 25 м/с, 5 - толщина продукта, м.

Предлагаемые математические зависимости с компьютерными программами значительно упрощают расчеты и позволяют при выбранных режимных параметрах (температуре и скорости движения среды) с достаточной точностью определить продолжительность процесса замораживания для любой толщины продукта, находящейся в исследуемом диапазоне 3 = 0,01 - 0,07 м.

В диссертационной работе представлены регрессионные уравнения и результаты расчетов продолжительности замораживания трех классов пищевых продуктов (П] - мясопродукты, П2 - мясо птицы, П3 - рыба) в исследуемых интервалах температуры и скорости воздуха, обеспечиваемых ВТХМ.

По результатам расчета разработаны номограммы, одна из которых представлена на рис. 3. В табл. 1 приведены в качестве примера полученные математические зависимости для температуры воздуха 1В = -60 °С и продукта класса Пь

Номограмма позволяет, задаваясь значением толщины продукта (5) и параметрами работы ВТХМ (температура воздуха (1:в) и скорость его движения (сов)), определить необходимую продолжительность процесса замораживания (т).

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ представлены предлагаемая система хладоснабже-ния низкотемпературной камеры от воздушной турбохолодильной машины, а также методика и результаты оценки термодинамической эффективности ее работы.

т, мин

108,0. 94,5. 81,0' 67,5' И,» 40,627,0' 13,5' ' 120. . Ю5- ■ 90' ■ 75' . 60' 45' ■ 30' ■ 15. 13 132,0' 115,6' ' 99,0' ■ 62,5' ' 66,0' ' 49,5' ■ 33,0 • 16,5' , 14Д. • 126-■ 108' 90' ■ 72- ■ 54' ' 36' ■ 18' 160 140 ' 120 100 97 80 . 60 ' 40 20

-120

г | I

I I I

I I I

I I 7

W,,, 25 20 16 10 5 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,055 0,06 6, М

М/С

Рис. 3. Номограмма определения продолжительности замораживания (т) продуктов класса Ш в зависимости от температуры воздуха толщины продукта (б) и скорости движения воздуха (сов).

Таблица 1

Скорость ©„м/с Математические зависимости для продуктов класса П1 при 1в=-60 °С

Общий вид уравнения Коэф< шциенты/размерность

а [мин] Ь [мин/м1 с Гмин/м2] <1 [мин/м31 е [мин/м41

5 т=а+Ь5+с52+<35э+е54 -0,627 795,509 9250,862 124315,07 569092,37

10 т=(а+Ъ8)/(1+с8+<182) -0,635 726,298 -13,093 [мин/м1 54,859 [мин/м2! -

15 т=а+Ь8+с82+с183+е84 -0,450 649,650 7791,557 104030,08 441046,58

20 т=а+Ь5+с52+с183+е54 -0,566 614,799 6089,744 109417,49 327228,11

25 т=а+Ь8+с82+<183+е84 -0,422 546,525 6009,008 92015,912 341455,42

Предложена система хладоснабжения, в которой конструктивно турбокомпрессор, турбодетандер и электродвигатель объединены в единый модуль (рис. 4). Мощность, расходуемая на привод рабочего колеса турбокомпрессора, складывается из полезной мощности, получаемой вследствие расширения воздуха в турбодетандере, и мощности, развиваемой электродвигателем привода.

Получены результаты оценки термодинамической эффективности предлагаемой системы хладоснабжения с низкотемпературной камерой.

Рис. 4. Система хладоснабжения низкотемпературной камеры от ВТХМ с турбокомпрессором и использованием работы расширения воздуха: 1 - турбокомпрессор; 2 - электродвигатель привода; 3 - фильтр низкого давления; 4 -концевой холодильник; 5, б, 7 - фильтры тонкой очистки; 8 - блок осушки; 9 - редукционный ресивер; 10 - электромагнитный отсечной клапан защиты чурбодетапдера; 11 -регенеративный теплообменник; 12 - турбодетавдер; 13 - низкотемпературная камера; 14 - воздухораспределительное устройство; 15 - байпасная линия; 16,17 - предохранительные клапаны; 18 - электромагнитный клапан байпасной линии; 19 - редукционный клапан; 20,21,22,23,24,25,26,27,28 - запорная арматура.

Оценка проводилась в сравнении с ВТХМ, в которой процесс сжатия осуществляется винтовым компрессором без использования полезной работы расширения в турбодетандере.

В качестве общего критерия оценки термодинамической эффективности турбохолодильной машины применяется действительный холодильный коэффициент, известные выражения для которого принимают вид: - для предлагаемой схемы ВТХМ с турбокомпрессором:

/ ч

1-

0)

Тг-

к-1

л " -1 1

-т.-

1,м\

1—

(»■О1

•Пш,

- для схемы ВТХМ с винтовым компрессором:

( N

Т,- 1--^г -ч^-АГ.

И-1

* -1 1 А

где 7], Г4 - температуры на входе в компрессор и турбодетандер, соответственно, °С; ят - степень сжатия компрессора, а - коэффициент восстановления давления в цикле; 7}т, т)^ - КПД компрессора и турбодетандера, соответственно; - величина недорекуперации в теплообменнике, °С; к -

показатель изоэнтропы.

Исследования на экстремум функции холодильного коэффициента работы ВТХМ для температур подаваемого в низкотемпературную камеру воздуха в диапазоне ^ = -60 + -120 °С проводились методом сканирования. При этом учитывались следующие ограничения:

- предельное значение окружной скорости на ободе рабочего колеса турбокомпрессора (и2тах = 400 м/с), что определяет максимально допустимую степень сжатия;

- значение температуры воздуха, выходящего из камеры (16), не выше -30 °С, обеспечивающее условия быстрого замораживания продукта в камере.

Исходя из условия первого ограничения, определялась максимально допустимая степень сжатия турбокомпрессора для предлагаемой схемы:

У-Щта+Ср-Т,

С.-Т,

(3)

где у/ - скоростной коэффициент рабочего колеса, ^ = 0,7.

После проведения предварительных расчетов и получения промежуточных значений степени сжатия, определялось значение температуры воздуха, выходящего из камеры Т6:

(4)

т6=та-атр=-

1 -Е * 1 ьтд

где Т} - температура подаваемого в камеру воздуха, °С; етд — степень расширения.

С учетом условий второго ограничения < -30 °С) при необходимости корректировали полученную степень сжатия с соответственным уменьшением температурного перепада в камере.

С учетом принятых ограничений получены рациональные значения степени сжатия компрессора при рассматриваемых температурных уровнях воз-

духа tB = -60 -120 °C и соответствующие максимальные значения холодильного коэффициента £1шм для предлагаемой схемы ВТХМ с турбокомпрессором (рис. 5а) и е2тЯ1 для схемы с винтовым компрессором, где не используется полезная мощность турбодетандера (рис. 56).

Результаты 'сравнительной оценки термодинамической эффективности систем хладоснабжения ВТХМ с винтовым компрессором и турбокомпрессором представлены графическими зависимостями холодильного коэффициента и е2твх при рациональных степенях сжатия и для предлагаемого варианта ВТХМ и схемы с винтовым компрессором (рис. 6).

Сравнительные исследования изменения холодильного коэффициента для различных температур, подаваемого в камеру воздуха, показали энергетическую эффективность предложенной схемы с турбокомпрессором. Так, для температуры воздуха tB = -60 °С относительное увеличение холодильного коэффициента составило 68% (от 0,348 до 0,585). При этом с понижением уровня температур, вырабатываемых турбодетандером, понижается и степень относительного увеличения холодильного коэффициента. Так, например, при tB = -80 °С холодильный коэффициент увеличивается от 0,346 до 0,555, т.е. на 60%, при tB = -100 °С - от 0,319 до 0,462 или 45%, а при tB = -120 °С - от 0,281 до 0,380, что составляет 35% относительного увеличения холодильного коэффициента.

Полученные результаты позволили количественно оценить термодинамическую эффективность предлагаемой системы хладоснабжения низкотемпературной камеры от ВТХМ с турбокомпрессором, использующей полезную мощность турбодетандера.

Предложена система выбора рациональной температуры воздуха камеры, учитывающая условия обеспечения быстрого замораживания пищевых продуктов и термодинамическую эффективность работы ВТХМ. Анализ представленных во второй главе результатов расчета продолжительности замораживания пищевых продуктов показал, что понижение температуры воздуха ниже tB = -60 °С, при постоянстве скорости со„ = const, практически не влияет на соответствующую величину максимальной рациональной толщины продукта 5maj, определяемой условием (т < 60 мин) обеспечения быстрого замораживания.

В результате проведенных термодинамических исследований предлагаемой системы хладоснабжения ВТХМ получено, что при условии рациональных значений степени сжатия турбокомпрессора ж^ понижение температуры с tB = -60 °С до t„ = -80 °С уменьшает холодильный коэффициент на 5,1%, (с 0,585 до 0,555), с tB = -60 °С до tB = -100 °С - на 21% (с 0,585 до 0,462), а с tB = -60 °С до tB = -120 °С - на 35% (с 0,585 до 0,380). Таким образом, учитывая условие обеспечения быстрого замораживания пищевых продуктов и термодинамическую эффективность работы ВТХМ, рациональной температурой воздуха на входе в камеру следует считать tB.pan = -60 °С.

1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 Пк

Рис. 5. Зависимость холодильного коэффициента £1 для схемы ВТХМ с турбокомпрессором (а) и £2 для схемы с винтовым компрессором (б) от степени сжатия Якм при температурах подаваемого в камеру воздуха в диапазоне ^ -60 + -120°С.

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ диссертации представлен материал по тепловому и аэродинамическому расчету модуля низкотемпературной камеры с системой воздухораспределения от детандера воздушной турбохолодильной машины.

Получены, на базе проведенных расчетов продолжительности процесса, данные, представленные в диссертации, по производительности. камеры (Ркам), расходным характеристикам низкотемпературного воздуха (массовый (С,) и объемный расход (У1,)) при рациональной температуре гврщ = -60 °С и скорости воздуха в интервале ю„ = 5 + 25 м/с.

При определении аэродинамических показателей воздухораспределительного устройства в камере учитывался затухающий характер изменения скорости воздушной струи вдоль ее оси. Для обеспечения заданной продол-

£ ------------

0,60 м—--—-----------

1 Ejn jai

0,50-----------

0,45------------

0,40----^S------

0,35 i:---и—¿hi------

0,25-------------

0,20 ------------

-60 -65 -70 -75 -80 -85 -90 -95 -100 -105 -110 -115 tB,°C

Рис. б. Зависимости холодильного коэффициента £ima, и Егтах при рациональных степенях сжатия и для предлагаемой схемы ВТХМ с турбокомпрессором и схемы с винтовым компрессором, соответственно.

жительности замораживания пищевых продуктов принималось следующее условие:

(5)

где Шип - средняя скорость воздуха в наиболее удаленном сечении рабочей зоны действия струи, м/с; ов - заданная скорость движения среды, при которой достигается требуемая продолжительность процесса замораживания, м/с. Скорость <оа находится в исследуемом диапазоне 5-^-25 м/с.

Разработана методика учета степени удаленности замораживаемого продукта от воздуховыпускного отверстия, которая позволила с учетом условия (5) получить значения требуемой скорости приточного воздуха Юо и геометрических размеров сопел h0 для продуктов классов П1 Пз при рациональной температуре воздуха tB.paa = -60 °С и скорости шв = 5 + 25 м/с.

На рис. 7 отображен характер изменения требуемой скорости приточного воздуха ©о в зависимости от толщины 8 при различных значениях скорости движения сов для класса продуктов П1. Как видно из графика, рациональным скоростным режимом является обеспечение ю, = 5 м/с, при которой требуемая скорость приточного воздуха ю0 колеблется в диапазоне от 9,8 до 13,2 м/с. Увеличение юв приводит к росту требуемой скорости приточного воздуха Шо до уровней, которые энергонеэффективны из-за высоких потерь давления воздушного потока. Таким образом, учитывая затухающий характер изменения скорости воздушной струи вдоль ее оси, рациональным режимом

®1п ах

Е2Ш IX

. Á /

CJ0, М/С

100 80 60 40

20

0

0,01 0,02 0,03 0,04 О,OS 0,06 ô, M

Рис.7. Зависимость требуемой скорости приточного воздуха юо от толщины продукта S при различных значениях скорости движения среды ю„ для класса продуктов П1 при температуре воздуха tB.p,„ = -60 "С.

является сов.рац = 5 м/с. Аналогичные выводы по рациональной скорости ®в.рац = 5 м/с сделаны и для других исследуемых классов продуктов П2 и П3.

В ПЯТОЙ ГЛАВЕ представлены экспериментальный стенд, результаты экспериментальных исследований по определению процессных параметров замораживания пищевых продуктов и аэродинамических показателей работы воздухораспределительного устройства, а также практическое использование результатов работы.

На базе воздушной турбохолодильной машины, установленной в НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова, создана опытная камера быстрого замораживания пищевых продуктов. Камера оборудована системой распределения низкотемпературного воздуха от турбодетандера, при изготовлении которой использовались основные конструктивные решения, представленные в полученном патенте РФ №2337281.

На рис. 8 представлена принципиальная схема экспериментального стенда, основными элементами которого являются: винтовой компрессорный агрегат (3), блок осушки воздуха (13), турбодетандерный агрегат (23), опытная низкотемпературная камера (27) с воздухораспределительным устройством (28), контрольно-измерительная система, включающая прибор-измеритель температуры ИРТ-4 (32), электронный анемометр АПР-2 (33) и персональный компьютер DELL (31).

Воздухораспределительное устройство, внешний вид которого представлен на рис. 9 (а), обладает 4 вертикальными распределительными кана-

Рис. 8. Принципиальная схема экспериментального степда на базе опытной низкотемпературной камеры с воздушной турбохолодильной машиной: I — электродвигатель привода винтового компрессора; 2 - винтовой компрессор; 3 - винтовой компрессорный агрегат; 4, 5 — фильтр тонкой очистки; 6 — концевой воздушный холодильник; 7 — вентилятор концевого холодильника; 8 -электромагнитный сбросной клапан отвода конденсата; 9 — сепаратор жидкой фазы; 10 — фильтр маслоосадятель; 11,12 - электромагнитный отсечной клапан; 13 - блок осушки воздуха; 14, 15 — самодействующий трехходовой клапан; 16 — сосуд-осушитель; 17 — дюза; 18 - ПИД регулятор; 19 - ультразвуковой расходомер; 20 - электромагнитный отсечной клапан автоматической защиты турбодетандера; 21 - регенеративный теплообменник; 22 - турбодетандер; 23 -турбодетандерный агрегат; 24 - насос масляной системы; 25 — холодильник масляной системы; 26 — бак масла; 27 — опытная низкотемпературная камера; 28 - воздухораспределительное устройство; 29 - тележка; 30 — продукт; 31 -персональный компьютер; 32 - прибор-измеритель температуры ИРТ-4; 33 - электронный анемометр АПР-2.

лами, в каждом из которых имеется 20 подающих сопел специальной конструкции с направляющими пластинами. При этом с помощью заглушек возможна блокировка работы одного, двух или трех вертикальных распределительных каналов - рис. 9 (б).

Использовались два варианта размеров сечения сопла - 10 * 10 мм и 20 х 20 мм. Направляющие пластины, имеющие форму прямоугольника шириной 10 мм или 20 мм (в зависимости от сечения сопла), монтировались под углом 90° относительно оси симметрии канала вертикального распределителя.

Дополнительно для проведения сравнительных исследований были изготовлены вертикальные распределительные каналы, имеющие воздуховы-пускные отверстия круглой формы ((1 = 22 мм) без направляющих пластин.

Про1рамма проведения экспериментальных исследований включала два основных этапа:

- исследование аэродинамических показателей работы воздухораспределительного устройства;

- исследование процесса замораживания пищевых продуктов в опытной низкотемпературной камере с использованием воздухораспределительного устройства.

В ходе проведения первого этапа исследований использовались следующие варианты схем расположения вертикальных каналов и геометрических параметров сопел (рис. 10):

а - четыре вертикальных канала, квадратное сечение сопла 10x10 мм;

б - один вертикальный канал, квадратное сечение сопла 10 * 10 мм;

в - один вертикальный канал, квадратное сечение сопла 20 х 20 мм;

г - один вертикальный канал, круглое сечение сопла 0 22 мм.

Для удобства регистрации экспериментальных данных сопла каждого вертикального канала имеют нумерацию, при этом отсчет начинается в верхней части распределителя, и характеризуются безразмерной величиной Ьот -относительная высота положения (рис. 11):

(6)

к

где Ьс - расстояние от верхней точки вертикального канала до сопла, м; 1к -длина канала, м.

Для исследуемых вариантов конструкции воздухораспределительного устройства с помощью анемометра АПР-2 снимались значения скорости приточного воздуха Оо каждого сопла. Результаты отражены в диаграмме распределения значений скорости приточного воздуха щ в зависимости от положения сопла (рис. 12), которая позволяет оценить степень равномерности подачи воздушных струй по высоте распределителя в зависимости от конструкции и геометрических параметров сопел (формы и размеров).

а) б) в) г)

Рис. 10. Схемы расположения вертикальных каналов воздухораспределительного устройства.

± от ТД

о о ОО |Ьс1 Ьс2

о 43 , < ^№2 ЬсЗ

* №3

1600 1520 1440 • • • №18 1 ЬС18 ЬС19 ЬС20 1,

№19

к№20

Рис. 11. Расположение и порядок нумерации сопел вертикального канала.

Полученные данные доказали эффективность разработанной конструкции сопла с направляющими пластинами. Неравномерность скорости приточных воздушных струй по высоте вертикального канала составила порядка 8 12% от среднего значения.

Для каналов с круглыми соплами 022 мм отмечается более значительная неравномерность значений скорости приточного воздуха в зависимости от высоты, которая соответствует 40 + 50% от ее среднего значения.

Результаты экспериментальных исследований также показали адекватность используемой методики расчета аэродинамических показателей.

На втором этапе экспериментальных исследований изучался процесс замораживания с использованием предложенного воздухораспределительного устройства продукта класса П1 - говяжья вырезка, толщиной 20, 30, 40 и 50 мм. В ходе проведения экспериментов с использованием контрольно-измерительной системы на базе десятиканального измерителя температуры ИРТ-4 с портативным компьютером, анемометра АПР-2 и программ обработки данных измерялись и контролировались следующие параметры: начальная температура продукта °С; температура приточного воздуха 1В, °С; скорость движения охлаждающей среды <ва, м/с; температура на поверхности продукта 1;п, °С; температура в центре продукта 1ц, °С; продолжительность процесса т, мин.

СОоэ, м/с

20 15 10 5 0

■Ч- Г»> ® С4 Г- —I 1Л ® «ОТ

® я *t 1 Н 1 И "V. Ч. ^ "i "Т. '■Ч. ^ ^ ^

®" о" ® ® ® ®®o®es®"®®®® о о о ®

Рис. 12. Гистограмма распределения скорости приточного воздуха <Во по высоте канала в зависимости от относительной высоты положения сопла h0T и порядкового номера сопла для схем расположения вертикальных каналов (а), (б), (в) и (г).

■ Схема (а) □ Схема (б) 0 Схема (в) В Схема (г)

■сопла

Окончание процесса т определялось как время достижения температуры в центре замораживаемого продукта ^ = -5 °С, при этом температура поверхности ^ находилась ниже -40 °С, что позволило обеспечить в процессе выравнивания среднеобьемную температуру ^ = -18 °С и ниже.

Используя результаты экспериментальных исследований процесса быстрого замораживания продуктов, проведена проверка адекватности предлагаемых регрессионных уравнений определения продолжительности процесса. Расхождения экспериментальных данных и аналитических расчетов наблюдались на уровне 8 + 11 %.

В разделе практического использования результатов работы представлена методика расчета, с применением компьютерной программы, разработанной к.т.н. Розеноер Т.М. (МГТУ им. Н.Э. Баумана), основных конструктивных и режимных параметров турбодетандера и турбокомпрессора с учетом предложенной схемы ВТХМ (табл. 2). Полученные данные имеют практическое значение при проектировании ВТХМ, а также при ее эксплуатации.

Представлен в диссертации акт испытаний созданной опытной камеры быстрого замораживания пищевых продуктов на базе воздушной турбохоло-дильной машины, проведенных совместно со специалистами НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова. В акте подтверждаются работоспособность и режимные параметры ее работы, обеспечивающие условия быстрого замораживания пищевых продуктов.

Таблица 2

Наименование параметра Ед. изм. Значение

Температура воздуха, поступающего в камеру, ^ °С -60

Массовый расход низкотемпературного воздуха, й. кг/с 1,47

Рациональная степень сжатия турбокомпрессора, - 2,1

Степень расширения турбодетандера, етд - 0,53

Диаметр рабочего колеса турбодетандера, Бтд мм 234

Диаметр рабочего колеса турбокомпрессора, Вм мм 377

Частота вращения ротора, п об/мин 15960

Мощность турбодетандера, кВт 51,2

Мощность турбокомпрессора, N,0« кВт 127,9

Мощность электродвигателя привода турбокомпрессора, кВт 76,7

Получены результаты технико-экономической оценки, позволившие доказать перспективность использования для быстрого замораживания пищевых продуктов предлагаемой низкотемпературной камеры производительностью 400 кг/ч с системой хладоснабжения от ВТХМ в сравнении с камерой, использующей парокомпрессионную каскадную холодильную машину.

Основные результаты работы и выводы

1. Разработана конструкция низкотемпературной камеры на модульном принципе с системой воздухораспределения от детандера воздушной турбохолодильной машины, на которую получен патент РФ №2337281.

2. Доказано, с использованием результатов термодинамического анализа, преимущество предложенной для камеры системы хладоснабжения ВТХМ с турбокомпрессором, использующей полезную работу турбоде-тандера, в сравнении с винтовым компрессором, позволившей повысить холодильный коэффициент на 35 -5- 68 % в интервале температур воздуха-120 °С --60 °С.

3. Обоснована рациональная температура воздуха в камере на уровне -60 °С с использованием предложенной системы оценки, учитывающей термодинамическую эффективность работы ВТХМ и условия обеспечения быстрого замораживания пищевых продуктов.

4. Обоснована рациональная скорость воздуха (5 м/с) в зоне размещения продукта в камере на базе выполненных расчетов аэродинамических показателей работы предлагаемого воздухораспределительного устройства с учетом режимов работы ВТХМ.

5. Получены, необходимые для инженерных расчетов и эксплуатации низкотемпературной камеры, данные по ее производительности, массовому и объемному расходу воздуха для замораживания пищевых продуктов исследуемых классов при обоснованных рациональных режимных параметрах работы ВТХМ.

6. Получены, на базе созданной опытной низкотемпературной камеры и ВТХМ, установленных в НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова, экспериментальные данные основных процессных параметров замораживания пищевых продуктов и аэродинамических показателей работы системы воздухораспределения, которые позволили доказать адекватность предложенных методик расчета.

7. Получен акт испытаний созданной опытной низкотемпературной камеры совместно со специалистами НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова, где подтверждаются работоспособность и режимные параметры ее работы, обеспечивающие условия быстрого замораживания пищевых продуктов.

8. Предложена методика и выполнены расчеты, с использованием компьютерной программы, основных конструктивных и режимных параметров турбодетандера и турбокомпрессора, необходимых при проектировании, а также при эксплуатации ВТХМ.

9. Доказана, с использованием результатов технико-экономической оценки, перспективность использования для быстрого замораживания пищевых продуктов предлагаемой низкотемпературной камеры с системой хладоснабжения от ВТХМ в сравнении с камерой, использующей паро-компрессионную каскадную холодильную машину.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Венгер К.П. Низкотемпературная камера с воздушной турбохоло-дильной машиной / К.П. Венгер, Н.Б. Паныпин // Живые системы и биологическая безопасность населения: материалы VI Международной научной конференции студентов и молодых ученых. - М.: МГУПБ, 2007. - С. 67-69.

2. Венгер К.П. Система хладоснабжения низкотемпературной камеры с использованием воздушной турбохолодильной машины / К.П. Венгер, Н.Б. Паныпин // Проблемы совершенствования холодильной техники и технологии: сборник научных трудов. - Вып. 4. -М.: МГУПБ, 2008. - С. 103-106.

3. Венгер К.П. Низкотемпературные экологически безопасные системы хладоснабжения для быстрого замораживания пищевых продуктов / К.П. Венгер, Н.Б. Паныпин, O.A. Феськов // Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов) СЭТТ-2008: труды третьей Международной научно-практической конференции. -М.: МГУПБ, 2008. - Т. П. - С. 44-46.

4. Венгер К.П. Совершенствование системы холодоснабжения низкотемпературной камеры с использованием воздушной турбохолодильной машины / К.П. Венгер, Н.Б. Паныпин, Т.М. Розеноер // Вестник Международной академии холода. - М. - 2008. - №3. - С. 33-35.

5. Пат. 2337281 Российская Федерация, МПК8 F 25 D 13/06, F 25 D 17/06. Устройство для замораживания пищевых продуктов / К.П. Венгер, А.П. Викулов, Н.Б. Паныпин, O.A. Феськов. - № 2007112517/12; заявл. 05.04.2007; опубл. 27.10.2008, Бюл. №30.

Издательство ООО «Франтера» ОГР№ 106774628I5I4 от 15.02.2006г. Москва, Талалихина, 33

Отпечатано в типсирафии ООО "Франтера" Подписано к печати 19.05.2010г. Формат 60x84/16. Бумага "Офсетная №1" 80г/мг. Печать трафаретная. Усл.печ.л. 1,38. Тираж 150. Заказ 335.

www.frantera.ru

Введение.

Глава 1. Анализ состояния и современных тенденций развития технологии и систем хладоснабжения быстрого замораживания пищевых продуктов.

1.1. Современные тенденции производства и потребления быстрозамороженных продуктов.

1.2. Перспективные системы хладоснабжения для скороморозильной техники.

1.3. Воздушные турбохолодильные машины и области их применения.

1.4. Конструкции систем распределения низкотемпературного воздуха для замораживания пищевых продуктов.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Динамичное развитие российского рынка быстрозамороженных продуктов неуклонно формирует предпосылки к открытию новых предприятий и переоснащению уже функционирующих производств. В условиях развитой конкуренции на рынке быстрозамороженных продуктов появляются малые предприятия с новыми видами продукции. Для организации такого производства необходимо использование камерного скороморозильного оборудования невысокой производительности.

Быстрое замораживание предусматривает определенный интервал скорости процесса, гарантирующий высокое качество и товарный вид продукции. Кроме того, скорость характеризует степень эффективности теплообмена между охлаждающей средой и замораживаемым продуктом, что определяет энергетическую и экономическую эффективность процесса замораживания.

В настоящее время при производстве быстрозамороженной продукции, главным образом, используются системы хладоснабжения на базе парокомпрессионных холодильных машин с применением экологически небезопасных хладагентов, которые обеспечивают температуру воздуха на уровне -25 -30 °С, что далеко не во всех случаях удовлетворяет условиям быстрого замораживания по параметру скорости процесса.

Перспективным является, в плане совершенствования камеры быстрого замораживания пищевых продуктов, использование воздушной турбохолодильной машины, (ВТХМ), детандер которой; одновременно обеспечивает низкую температуру (-60 -120 °С) и скорость потока воздуха от 5 до 25 м/с, что позволяет упростить существующие конструкции камер, а также интенсифицировать процесс замораживания продукции, сохранив ее качество. При этом используется экологически нейтральный и дешевый холодильный агент -атмосферный воздух.

В диссертационных работах Антонова A.A., Бобкова A.B., Сте-фановой В.А. и Шахмеликяна Г.Б. при разработке туннельных скороморозильных аппаратов использовалась ВТХМ, в которой процесс сжатия воздуха осуществляется винтовым компрессором, а процесс расширения - с помощью турбодетандера, при этом не используется полезная работа расширения воздуха, что приводит к повышенному энергопотреблению турбохолодильной установки.

Использование для камеры низкотемпературного воздуха турбохолодильной машины требует решения ряда теоретических и практических задач, связанных с разработкой конструкции камеры с системой воздухораспределения от детандера ВТХМ, повышением энергетической эффективности системы хладоснабжения за счет замены винтового компрессора на турбокомпрессор, что позволяет использовать полезную мощность турбодетандера, с обоснованием рациональных режимных параметров воздуха в камере, обеспечивающих термодинамическую эффективность работы ВТХМ и условия быстрого замораживания пищевых продуктов широкого ассортимента.

Решению данных проблем и посвящена диссертационная работа, которая выполнялась на базе действующей установки с воздушной турбохолодильной машиной, установленной в НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова, в рамках договора о научно-техническом сотрудничестве (№1/ХТ-06 от 10.04.2006 г.).

Вышеизложенное определило цель и задачи данной диссертационной работы.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Совершенствование процесса и конструкции камеры быстрого замораживания пищевых продуктов с использованием низкотемпературного воздуха от турбохолодильной машины.

В соответствии с поставленной целью решались следующие

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ: разработать конструкцию низкотемпературной камеры для быстрого замораживания пищевых продуктов с системой воздухорас-пределения от детандера турбохолодильной машины; разработать для камеры систему хладоснабжения с ВТХМ и дать термодинамическую оценку в широком интервале режимов ее работы; разработать систему оценки рациональных параметров и режимов работы предлагаемой системы хладоснабжения камеры с ВТХМ, обеспечивающих максимальную термодинамическую ее эффективность и условия быстрого замораживания пищевых продуктов; разработать методику и рассчитать основные аэродинамические показатели работы предлагаемой системы воздухораспределения и обосновать рациональную скорость воздуха в камере, обеспечивающую требуемую продолжительность процесса быстрого замораживания пищевых продуктов; создать опытную низкотемпературную камеру и, на базе ее и воздушной турбохолодильной машины, организовать экспериментальный стенд; выполнить экспериментальные исследования для получения процессных параметров замораживания пищевых продуктов, аэродинамических показателей работы воздухораспределительного устройства и проверки адекватности предложенных математических расчетов; разработать методику расчета основных конструктивных и режимных параметров турбодетандера и турбокомпрессора ВТХМ для низкотемпературной камеры; провести технико-экономическую оценку работы низкотемпературной камеры с предлагаемой системой хладоснабжения от воздушной турбохолодильной машины. НАУЧНАЯ НОВИЗНА

Предложена методика и получены результаты сравнительной оценки термодинамической эффективности систем хладоснабжения камеры с ВТХМ в интервале температур воздуха (-60 -120 °С) с винтовым компрессором и турбокомпрессором, использующим полезную работу расширения в турбодетандере, позволившие оценить условия энергетически эффективной их работы.

Разработана система оценки рациональной температуры воздуха в камере, учитывающая термодинамическую эффективность работы ВТХМ и условия обеспечения быстрого замораживания пищевых продуктов.

Обоснована рациональная скорость воздуха в зоне размещения продукта в камере на базе рассчитанных основных аэродинамических показателей разработанного воздухораспределительного устройства.

Получены экспериментальные данные основных параметров процесса замораживания пищевых продуктов и аэродинамических показателей работы системы воздухораспределения, доказывающие адекватность используемых математических методов их расчета.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Разработана конструкция низкотемпературной камеры на модульном принципе для быстрого замораживания пищевых продуктов с системой воздухораспределения от детандера турбохолодильной машины (патент РФ №2337281).

Получены, необходимые для инженерных расчетов и эксплуатации низкотемпературной камеры, данные по ее производительности, массовому и объемному расходу воздуха для замораживания пищевых продуктов исследуемых классов при обоснованных рациональных режимных параметрах работы ВТХМ.

Создана опытная низкотемпературная камера с предложенной на базе патента системой воздухораспределения от детандера ВТХМ, и получен акт ее испытаний совместно со специалистами НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова, где подтверждаются работоспособность и режимные параметры ее работы, обеспечивающие условия быстрого замораживания пищевых продуктов.

Предложена методика и выполнены расчеты, с использованием компьютерной программы, основных конструктивных и режимных параметров турбодетандера и турбокомпрессора, необходимых при проектировании, а также при эксплуатации ВТХМ.

Получены результаты сравнительной технико-экономической оценки, доказывающие перспективность использования для быстрого замораживания пищевых продуктов предлагаемой низкотемпературной камеры с системой хладоснабжения от ВТХМ в сравнении с камерой, использующей парокомпрессионную каскадную холодильную машину.

Результаты исследований использованы в учебном процессе кафедры «Холодильная техника» МГУПБ при подготовке специалистов, бакалавров и магистров, а также в дипломном проектировании.

Основные результаты работы и выводы

1. Разработана конструкция низкотемпературной камеры на модульном принципе с системой воздухораспределения от детандера воздушной турбохолодильной машины, на которую получен патент РФ №2337281.

2. Доказано, с использованием результатов термодинамического анализа, преимущество предложенной для камеры .системы хладоснабжения ВТХМ с турбокомпрессором, использующей полезную работу турбодетандера, в сравнении с винтовым компрессором, позволившей повысить холодильный коэффициент на 35 + 68 % в интервале температур воздуха -120 °С--60 °С.

3. Обоснована рациональная температура воздуха в камере на уровне -60 °С с использованием предложенной системы оценки, учитывающей термодинамическую эффективность работы ВТХМ и условия обеспечения быстрого замораживания пищевых продуктов.

4. Обоснована рациональная скорость воздуха (5 м/с) в зоне размещения продукта в камере на базе выполненных расчетов аэродинамических показателей работы предлагаемого воздухораспределительного устройства с учетом режимов работы ВТХМ.

5. Получены, необходимые для инженерных расчетов и эксплуатации низкотемпературной камеры, данные по ее производительности, массовому и объемному расходу воздуха для замораживания пищевых продуктов исследуемых классов при обоснованных рациональных режимных параметрах работы ВТХМ.

6. Получены, на базе созданной опытной низкотемпературной камеры и ВТХМ, установленных в НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова, экспериментальные данные основных процессных параметров замораживания пищевых продуктов и аэродинамических показателей работы системы воздухораспределения, которые позволили доказать адекватность предложенных методик расчета.

7. Получен акт испытаний созданной опытной низкотемпературной камеры совместно со специалистами НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова, где подтверждаются работоспособность и режимные параметры ее работы, обеспечивающие условия быстрого замораживания пищевых продуктов.

8. Предложена методика и выполнены расчеты, с использованием компьютерной программы, основных конструктивных и режимных параметров турбодетандера и турбокомпрессора, необходимых при проектировании, а также при эксплуатации ВТХМ.

9. Доказана, с использованием результатов технико-экономической оценки, перспективность использования для быстрого замораживания пищевых продуктов предлагаемой низкотемпературной камеры с системой хладоснабжения от ВТХМ в сравнении с камерой, использующей парокомпрессионную каскадную холодильную машину.

1. Абрамов И.В. Турбокомпрессорные холодильные машины ТХМВ-4000-2, ТХМВ-8000-2 / И.В. Абрамов, Д.Л. Славуцкий, И.Я. Сухомлинов // Холодильная техника. 1988. - №1. - С. 57-59.

2. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. — М.: Наука, 1969.-824 с.

3. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй / Г.Н. Абрамович, Т.А. Гиршович, С.Ю. Крашенинников и др.. М.: Наука, 1984.

4. А. с. 1067316 СССР, МКИЗ Р 25 О 13/00. Холодильная камера / И.Г. Чумак, В.П. Кочетов, Т.Н. Балабан и др. (СССР). № 3346648/28-13 ; заявл. 02.10.81 ; опубл. 15.01.84, Бюл. № 2.

5. А. с. 1138625 СССР, МКИ4 ¥ 25 Э 13/06; ¥ 25 Г> 17/06. Устройство для термообработки мясных туш / Е.Я. Файнзильберг, И.М. Жикул, В.М. Колесников (СССР). № 3546977/28-13 ; заявл. 26.01.83 ; опубл. 07.02.85, Бюл. № 5.

6. А. с. 1174696 СССР, МКИ4 ¥ 25 В 13/06, 17/06. Устройство для замораживания пищевых продуктов / В.Н. Ломакин, В.И. Поно-марчук (СССР). № 3711338/28-13 ; заявл. 14.03.84 ; опубл. 23.08.85, Бюл. №31.

7. А. с. 1186908 СССР, МКИ4 Р 25 О 17/06. Шкаф для охлаждения продуктов на горизонтальных сплошных подложках / Г.А. Бело-зеров, В.А. Тихомиров, И.В. Боголюбова и др. (СССР). № 3656760/28-13 ; заявл. 03.08.83 ; опубл. 23.10.85, Бюл. №39.

8. А. с. 1372161 СССР, МКИ4 ¥ 24 ¥ 13/06. Воздухораспределительное устройство / А.П. Давыдов, О.М. Александрович, И.Н. Поп-ченков и др. (СССР). № 4132152/29-06 ; заявл. 30.06.86 ; опубл. 07.02.88, Бюл. №5.

9. А. с. 1413377 СССР, МКИ4 F 24 F 13/06. Воздухораспределитель / A.A. Колмаков (СССР). № 4204561/29-06 ; заявл. 27.02.87 ; опубл. 30.07.88, Бюл. №28.

10. А. с. 1530888 СССР, МКИ5 F 25 D 13/06. Воздуховод к устройству для распределения воздуха в камерах термообработки мясных туш / Н.Д. Малова, В.Д. Трубицына, С.Н. Каменский и др. (СССР). -№ 4357020/31-13 ; заявл. 05.10.87 ; опубл. 23.12.89, Бюл. №47.

11. А. с. 1730515 СССР, МКИ5 F 25 D 17/06. Камера доморозки и хранения продуктов / В.И. Мачулин, Ю.В. Осипов (СССР). № 4752535/13 ; заявл. 23.10.89 ; опубл. 30.04.92, Бюл. №16.

12. Алмаши Э. Быстрое замораживание пищевых продуктов / Э. Алмаши, JI. Эр дели, Т. Шарой : пер. с венг. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. — 408 с.

13. Антонов A.A. Совершенствование производства быстрозамороженных пищевых продуктов с использованием низкотемпературных проточных систем хладоснабжения: автореф. дисс. д-ра техн. наук.-2003.-39 с.

14. Антонов A.A. Классификация пищевых продуктов для унификации расчетов холодильного оборудования / A.A. Антонов, A.B. Бобков, К.П. Венгер, С.А. Пчелинцев // Мясная индустрия. — 2002. -№5.-С. 45-46.

15. Антонов A.A. Азотные системы хладоснабжения для производства быстрозамороженных пищевых продуктов / A.A. Антонов, К.П. Венгер. Рязань: Узоречье, 2002. - 207 с.

16. Антонов A.A. Перспективные направления совершенствования процесса и оборудования для быстрого замораживания пищевых продуктов / A.A. Антонов, К.П. Венгер // Холодильный бизнес. -2002.-№2.-С. 32-33.

17. Антонов A.A. Криогенная техника для быстрого замораживания пищевых продуктов / A.A. Антонов, К.П. Венгер // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2002. - №10. - С. 20-22.

18. Антонов A.A. Проточная азотная система хладоснабжения для холодильной обработки растительной продукции, максимально использующая температурный потенциал криоагента / A.A. Антонов, К.П. Венгер, A.C. Ручьев // Холодильный бизнес. 2002. - №6. - С. 14-17.

19. Антонов A.A. Быстрое замораживание криогенным способом гарантия высокого качества продукта / A.A. Антонов, A.M. Си-вачева, Н.Т. Донцова, К.П. Венгер // Мясная индустрия. - 2004. - № 5. -С. 30-32.

20. Арбузов С.Н. Разработка процесса и принципов аппаратурного оформления проточной азотной системы для холодильной обработки пищевых продуктов: автореф. дисс.канд. техн. наук. — М., 2000.-30 с.

21. Архаров A.M. Еще раз к вопросу о реальных величинах энергетических потерь / A.M. Архаров, В.В. Сычев // Холодильная техника. 2006. - №11. - С. 26-28.

22. Архаров A.M. Основы энтропийно-статистического анализа реальных энергетических потерь в низкотемпературных и высокотемпературных машинах и установках / A.M. Архаров, В.В. Сычев // Холодильная техника. -2005.-№12.-С. 14-23.

23. Бобков A.B. Разработка проточной системы хладоснабжения туннельного скороморозильного аппарата с использованием низкотемпературного воздуха от турборефрижераторной установки: автореф. дисс. канд. техн. наук. 2004. - 26 с.

24. Бражников A.M. Теория теплофизической обработки мясопродуктов. М.: Агропромиздат, 1987. - 270 с.

25. Бражников A.M. Кондиционирование воздуха на предприятиях мясной и молочной промышленности / A.M. Бражников, Н.Д. Малова. -М.: Пищевая пром-сть, 1979. 265 с.

26. Бражников A.M. Определение рациональной скорости замораживания мяса птицы / A.M. Бражников, К.П. Венгер, Н.П. Мазурен-ко //Мясная индустрия. 1981.-№11.-С. 30-31.

27. Бродянский В.М. Термодинамический анализ низкотемпературных процессов. -М.: МЭИ, 1966. 180 с.

28. Бродянский В.М. Сопоставление эффективности воздушных и парокомпрессионных холодильных машин / В.М. Бродянский, И.М. Калнинь, E.H. Серова // Холодильная техника. 1999. - №11. - С. 2225; продолжение №12. - С. 26-28.

29. Бродянский В.М. Условия эффективного использования воздушных холодильных машин / В.М. Бродянский, И.М. Калнинь, E.H. Серова // Холодильная техника. — 2000. №4. — С. 6-10.

30. Буянов О.Н. Совершенствование процесса быстрого замораживания готовых блюд и комбинированных полуфабрикатов: авто-реф. дисс.канд. техн. наук. — 1985. — 17 с.

31. Буянов О.Н. Научные и практические основы дискретного теплоотвода при быстром замораживании пищевых продуктов: авто-реф. дисс.д-ра техн. наук. — 1999. 38 с.

32. Быков A.B. Холодильные компрессоры / A.B. Быков, Э.М. Бежанишвили, И.М. Калнинь и др.. -М.: Колос, 1992. 304 с.

33. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. — М.: Наука, 1972. — 720 с.

34. Венгер К.П. Холодильное технологическое оборудование. Быстрое замораживание пищевых продуктов. М., 1997. - 112 с.

35. Венгер К.П. Термоэкономическая оценка методов замораживания скоропортящихся продуктов / К.П. Венгер, Н.Э. Каухчешви-ли, И.М. Липень // Холодильная техника. 1990. - №2. - С. 21 -24.

36. Венгер К.П. Научные основы создания техники быстрого замораживания пищевых продуктов: автореф. дисс. д-ра техн. наук. 1992.-44 с.

37. Венгер К.П. Холодильное технологическое оборудование. Быстрое замораживание пищевых продуктов. — М., 1997. 112 с.

38. Венгер К.П. Скороморозильный туннельный аппарат с воздушным турборефрижераторным агрегатом / К.П. Венгер, A.A. Антонов, В.А. Стефанова, O.A. Феськов // Холодильная техника. 2006. -№11. -С. 31-33.

39. Венгер К.П. Машинная и безмашинная системы хладоснаб-жения для быстрого замораживания пищевых продуктов / К.П. Венгер, В.А. Выгодин. -Рязань: Узоречье, 1999. 143 с.

40. Венгер К.П. Расчет технологического оборудования: аппаратов непрерывного действия для быстрого замораживания пищевых продуктов / К.П. Венгер, В.В. Мотин, O.A. Феськов. М.: МГУПБ, 2001.-29 с.

41. Венгер К.П. Расчет технологического оборудования: камер охлаждения и замораживания пищевых продуктов: методические указания / К.П. Венгер, В.В. Мотин, O.A. Феськов. М.: МГУПБ, 2001. -32 с.

42. Венгер К.П. Классификация объектов быстрого замораживания в морозильных аппаратах / К.П. Венгер, С.А. Пчелинцев, O.A. Феськов. М. - СПб. // Вестник МАХ. - 2001. - № 1. - С. 41 -43.

43. Венгер К.П. Воздушный турбохолодильный агрегат для быстрого замораживания растительной продукции / К.П. Венгер, O.A. Феськов, Г.Б. Шахмеликян, Н.С. Шишкина. М. - СПб. // Вестник МАХ. - 2007. - №3. - С. 26-31.

44. Выгодин В.А. Быстрозамороженные пищевые продукты растительного и животного происхождения (Производство в России и странах СНГ) / В.А. Выгодин, А.Г. Кладий, B.C. Колодязная М.: Галактика - ИГМ, 1995. - 77 с.

45. Газовые турбохолодильные установки Электронный ресурс. // ЗАО "Научно-производственное объединение энергетических систем и приводов машин" [сайт]. [2007]. URL: http://www.espm.ru/PROBA12.HTM (дата обращения 29.03.2007).

46. Герасимов H.A. Об оптимизации технико-экономических характеристик камеры для охлаждения мяса / H.A. Герасимов, С.И. Беляев // Холодильная обработка и хранение пищевых продуктов: сб. научных тр.-Л.: ЛТИХП, 1974,-№2.-С. 176-181.

47. Гиндзбург A.C. Теплофизические характеристики пищевых продуктов: справочник / A.C. Гиндзбург, М.А. Громов, Г.И. Красов-ская. -М.: Агропромиздат, 1990. С. 288.

48. Голянд М. Холодильное оборудование / М. Голянд, Б. Малеванный. М.: Пищевая промышленность, 1977. - 335 с.

49. Голянд М.М. Сборник примеров расчетов и лабораторных работ по курсу "Холодильное технологическое оборудование" / М.М. Голянд, Б.Н. Малеванный, М.З. Печатников, В.Т. Плотников. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. 168 с.

50. Давыдов А.Б. Центростремительные турбодетандеры / А.Б. Давыдов, Г.А. Пересторонин, B.JL Стулов, А.Н. Шерстюк. — М.: Колос-Пресс, 2002. 312 с.

51. Данилова Г.Н. Теплообменные аппараты холодильных установок / Г.Н. Данилова, С.Н. Богданов, О.П. Иванов. — Л.: Машиностроение, 1973. 328 с.

52. Дубинский М.Г. Воздушные турбохолодильные машины. Серия ХМ-7. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1982.

53. Дубинский М.Г. Установка с воздушной турбохолодильной машиной для быстрого замораживания ягод, плодов, овощей / М.Г. Дубинский, Е.С. Гуревич // Холодильная техника. — 1974. № 11.

54. Ивашов В.И. Скороморозильные аппараты за рубежом / В.И. Ивашов, В.Л. Князева, М.Б. Шерман. М.: АгроНИИТЭИММП, 1986. -36с.

55. Калнинь И.М. Критерии эффективности холодильных систем // Холодильная техника. 1978. - №5. - С. 6-7.

56. Карпенко Ю. Три орешка для "холода": гибкость, скорость и совершенство // Сфера. 2006. - №6. - С. 46-47.

57. Каскадные установки: каталог: разработчик и изготовитель ООО "Промышленные холодильные системы". — М., 2006. 5 с.

58. Кузьмичева М.Б. Состояние российского рынка мясных полуфабрикатов в первом полугодии 2004 года // Мясная индустрия. -2004.-№9.-С. 10-15.

59. Курылев Е.С. Холодильные установки / Е.С. Курылев, В.В. Оносовский, Ю.Д. Румянцев. — СПб.: Политехника, 2002. — 576 с.

60. Лаковская И.А. Экспериментальное определение коэффициента теплоотдачи при замораживании продуктов животного происхождения / И.А. Лаковская, Г.Д. Шабетник, Э.И. Каухчешвили, Н.Д. Сидорова // Холодильная техника. — 1979. №9. - С. 43-45.

61. Малков М.П. Справочник по физико-техническим основам криогеники / М.П. Малков, А.Г. Зельдович, А.Б. Фрадков, И.Б. Данилов. М.: Энергоатомиздат, 1985. — 432 с.

62. Малова Н.Д. Системы вентиляции и кондиционирования: Рекомендации по проектированию для предприятий пищевой промышленности. М.: ТермоКул, 2005. — 304 с.

63. Мартыновский B.C. Температурные границы рационального использования воздушных холодильных машин / B.C. Мартыновский, Л.З. Мельцер // Холодильная техника. 1955. - № 2.

64. Миляев В.И. Повышение эффективности холодильных установок судов-газовозов: автореф. дисс. . канд. техн. наук. —2006. — 19 с.

65. Микоевич Н. Тенденции развития европейского рынка замороженных полуфабрикатов // Империя холода. 2004. - апрель. - С. 31-32.

66. Оносовский В.В. Повышение эффективности холодильных машин и установок путем оптимизации режима их работы на основе математического моделирования: автореф. дисс. д-ра техн. наук. -Л.: ЛТИХП, 1980.-47 с.

67. Оносовский В.В. Выбор оптимального режима работы холодильных установок с использованием метода термодинамического анализа / В.В. Оносовский, A.A. Крайнев // Холодильная техника. — 1978.-№5.-С. 13-17.

68. Оносовский B.B. Моделирование и оптимизация холодильных установок: учеб. пособие. JL: Изд-во ЛГУ, 1990. — 96 с.

69. Основные технические характеристики ВТХУ1-11 Электронный ресурс. // ОАО "Специальное конструкторско-технологичное бюро радиооборудования" [сайт]. [2006]. URL: http://www.sktbr.ru/products/?content= product&id=19 (дата обращения 25.03.2007).

70. Пат. 2168123 Российская Федерация Способ и установка для обеспечения сохранности пищевых продуктов / К.П. Венгер, A.B. Бобков, O.A. Феськов и др. Опубл. 27.05.2001.

71. Пат. 2205277 Российская Федерация. Бескорпусная высокоскоростная турбомашина / А.Ш. Кобулашвили, В.М. Гнилицкий и др. Опубл. 27.05.2003.

72. Пат. 2206755 Российская Федерация. Высокоскоростная турбомашина / А.Ш. Кобулашвили, В.М. Гнилицкий и др. Опубл. 20.06.2003.

73. Попова Н. Будущее за полуфабрикатами // Сфера. — 2006. — №4. С. 50-52.

74. Проничев Д.В. Компьютерные программы, применяемые при оптимизации структуры и свойств композиционных материалов / Д.В. Проничев, Э.В. Седов. — Волгоград: Волгоград, гос. техн. ун-т., 2002.-22с.

75. Распопов В.А. Создание конкурентоспособных скороморозильных аппаратов // Холодильная техника. 1994. - №2. - С. 24-26.

76. Розеноер Т.М. Расчет турбодетандера: метод, указания по курсу "Турбомашины низкотемпературной техники". М.: УНЦ МГТУ им. Н.Э. Баумана "Криоконсул", 2002. - 80 с.

77. Романенко П.Н. Тепломассообмен и трение при градиентном течении жидкостей. М.: Энергия, 1971.

78. Рготов Д.Г. Быстрое замораживание мяса / Д.Г. Рютов, Д.А. Христодуло. -М.: Пищепромиздат, 1936.

79. Ришар A.A. Оптимизация режима холодильной обработки мяса: автореф. дисс. . канд. техн. наук. — Одесса: ОТИХП, 1983. 18 с.

80. Свердлов Г.З. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха / Г.З. Свердлов, Б.К. Явнель. — М.: Пищевая пром-сть, 1978.

81. Семенов Б.Н. Применение азотных технологий в процессах охлаждения, замораживания, хранения и транспортирования скоропортящихся продуктов / Б.Н. Семенов, JI.A. Акулов, Е.И. Борзенко и др.. Ч 1 и 2. - Калининград: КГТУ, 1994.

82. Старостин А.П. Воздушные турбохолодильные машины / А.П. Старостин, К.К. Соколов. М.: 000"Франтера", 2003. - 262 с.

83. Стефанова В.А. Совершенствование процесса и аппарата быстрого замораживания пищевых продуктов с использованием низкотемпературного воздуха от турборефрижераторной установки: автореф. дисс.канд. техн. наук. — 2008. 22 с.

84. Сычев В.В. Термодинамические свойства воздуха / В.В. Сычев, A.A. Вассерман, А.Д. Козлов и др.. ГСССД. Серия монографий. - М.: Издательство стандартов, 1978. - 276 с.

85. Таганцев О.М. Совершенствование двухступенчатого центробежного компрессора для водоохлаждающих машин малой холо-допроизводительности систем кондиционирования: автореф. дисс. . канд. техн. наук. -2004. 23 с.

86. Технические характеристики воздушных турбохолодильных машин Электронный ресурс. // Краткие сведения о производимой продукции Казанькомпрессормаш: [сайт]. [2007]. URL:http://compressormash.rn/ru/ production/xolod0/xolod6 (дата обращения 05.12.2007).

87. Тонков A.JI. Тенденции рынка замороженной продукции. // Мясные технологии. 2006. - №3. - С. 46-47.

88. Цветков О.Б. О невиртуальности энергетических потерь действительных термодинамических циклов // Холодильная техника. -2006.-№4.-С. 40.

89. Чижов Г.Б. Теплофизические процессы в холодильной технологии пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1979.

90. Чумак И.Г. Холодильные установки / И.Г. Чумак, В.П. Че-пурненко и др. . -М.: Агропромиздат, 1991.

91. Шалапугин С.В. Совершенствование работы плиточного морозильного аппарата при замораживании пищевых продуктов в блоках: автореф. дисс.канд. техн. наук. —1997. -20 с.

92. Шахмеликян Г.Б. Совершенствование процесса и аппарата флюидизационного замораживания растительной продукции с использованием воздушной турбохолодильной машины: автореф. дисс. . канд. техн. наук. 2008. - 26 с.

93. Airs product specifications Электронный ресурс. // Earthship USA, Inc: [сайт]. [2004]. URL: http^/wu^.earthshipusa.com/htm files/specifications.htm (дата обращения 08.09.2006).

94. Berner S. Quick frozen foods: storage. Bull. IIR, 2001, V.5, P.49.

95. Consumption of quick-frozen foods in Europe in 1998. Bull. IIR, 2000, V.5, P. 59.

96. Ibaraki. Development of turbochargers in Mitsubishi Heavy Industries Ltd. // Journal of the Gas Turbine Society of Japan, 2005, Vol. 33 No. 4, P. 48.

97. Higgins, Kevin T. Refrigeration, Naturally. // Food Engineering, 2003, Vol. 75, P. 11.

98. Hiroshi L, Hirotaka H., Masato M. Development of air cycle system for refrigeration // Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Technical Review, 2005, Vol. 42, No. 4, P. 1-4.

99. Katayama. Development of Totally Active Magnetic Bearings // Mitsubishi Heavy Industries Technical Review, 1989, Vol.26, No. 1, P. 12.

100. The frozen-food market in Spain. Bull IIR, 2000, V.2, P. 4.

101. UK: the British quick-frozen food market. Bull IIR, 2000, V.l,1. P. 91.1. Hl Iitrrrri