автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Совершенствование конструкций пищеварочных котлов на основе моделирования процессов разогрева жидких пищевых сред

На правах рукописи

Шихалев Сергей Валерьевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ПИЩЕВАРОЧНЫХ КОТЛОВ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ РАЗОГРЕВА ЖИДКИХ ПИЩЕВЫХ СРЕД

05.18.12 - Процессы и аппараты пищевых производств

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 та 2011

Москва-2011

4848412

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова» и ГОУ ВПО «Уральский государственный экономический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Минухин Леонид Аронович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Брязун Владимир Анатольевич доктор технических наук, профессор Рыбаков Юрий Сергеевич

Ведущая организация: ОАО «Свердловский научно-

исследовательский институт химического машиностроения» («СвердНИИхиммаш», г. Екатеринбург)

Защита диссертации состоится 16 июня 2011 г. в часов,00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.196.07 при ГОУ ВПО [«Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова» по присуждению ученой степени кандидата технических наук по адресу: 117997, г. Москва, Стремянный переулок, дом 36, ауд. 457,6 корпус ^ j~j/

/1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ В ПО «Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова». Автореферат диссертации размещен на сайте ГОУ ВПО «Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова»: http://www.rea.ru

Автореферат разослан 14 мая 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ^

доктор технических наук, профессор Елисеева Л. Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В последние годы в гащевой промышленности и общественном питании предъявляются все более высокие требования к качеству выпускаемой продукции. Одним из путей решения данной проблемы является разработка и совершенствование технологического оборудования с целью улучшения показателей его тепловой экономичности, энергоэффекгивности и эксплуатационных характеристик, на основе совершенствования проектных теплотехнических расчетов меташю- и энергоемких аппаратов, в том числе пшцеварочных котлов.

Однако имеющиеся методики расчета варочного оборудования в основном справедливы только дою стационарного режима работы аппаратов, который характерен для тшлообмешшх устройств большой производительности.

Для малоешсостных пшцеварочных аппаратов с пароводяной рубашкой, широко используемых на предприятиях общественного питания, нестационарный процесс разогрева занимает значительную часть времени их работы. Поэтому проектные технико-экономические и технологические показатели пшцеварочных аппаратов с рубашкой определяются точностью теплового расчета режима разогрева.

Имеющиеся модели для расчета режима разогрева пшцеварочных котлов в основном базируются на закономерностях стационарного режима, что не отражает сути процесса разогрева. Конструирование пшцеварочных аппаратов с рубашкой по таким моделям приводит к увеличению длительности процесса нагревания, снижению производительности котлов, а в некоторых случаях к невозможности довести продукт до кипения.

Поэтому для совершенствования конструкций пшцеварочных котлов возникает необходимость в разработке новых принципов теплового расчета процесса разогрева таких аппаратов, что позволит снизить энергозатраты и увеличить ресурс их работы.

Цель работы. Совершенствование конструкций пшцеварочных котлов на базе моделирования процесса разогрева жидких пищевых сред. Для достижения этой цели были поставлены следующие основные задачи, вытекающие из современного состояния проблемы:

* создать математическую модель процесса разогрева жидких пищевых продуктов на основе распределения температурного поля в стенке технологической емкости пшцеварочного котла, позволяющую определять длительность процесса разогрева аппарата с продуктом, оценку затрат на осуществление этого процесса, а также находить режимные параметры работы аппарата (температура, давление в рубашке аппарата).

« исследовать динамику процесса разогрева жидких пищевых сред в пшцеварочных котлах различной номинальной вместимости для установления реального характера изменения теплотехнических параметров аппарата во времени.

• разработать эмпирическую модель процесса разогрева аппарата с продуктом на основе экспериментальных исследований, позволяющую определять оптимальную теплопередающую поверхность пшцеварочных котлов.

® разработать инженерный метод теплотехнического расчета пшцеварочных аппаратов с рубашкой при разогреве жидких пищевых сред.

• на основе предложенного метода теплотехнического расчета разработать конструкцию пищеварочного котла с улучшенными теплотехническими и эксплуатационными показателями.

Научная новгаиа работы заключается в следующем: ® исследован процесс разогрева пищеварочных котлов при различных физико-химических параметрах жидких пищевых сред.

• предложена математическая модель процесса разогрева пшцеварочных котлов при загрузке пищевыми жидкостями, позволяющая определять длительность процесса разогрева аппарата, а также находить оптимальную тепловую мощность аппарата.

« установлены фушсциональные зависимости теплотехнических параметров режима разогрева пищеварочных котлов (температуры продукта и паровоздушной смеси в рубашке, коэффициентов теплопереноса, плотности теплового потока) от времени протекания процесса, позволяющие проводить моделирование процесса разогрева аппарата с продуктом на основе действительного режима его работы.

« выявлены особенности елшшш процесса пристенного кипения жидкости в условиях естественной конвекции в варочных емкостях аппаратов с рубашкой на интенсификацию процесса теплоотдачи к нагреваемой среде и получена интерполяционная зависимость для определения коэффициента теплоотдачи от стенки варочного сосуда к продукту в соответствующих условиях.

Практическая ценность и реализация результатов работы: ® разработан алгоритм и расчетная программа для ЭВМ на основе математической модели процесса разогрева аппарата, позволяющие проводить оценочные тепловые расчеты проектировщиками и исследователями для оптимизации конструкций пищеварочных котлов (св. об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007611560 от 13.04.2007).

® б результате использования разработанного метода проектного расчета предложена конструкция пищеварочного котла с улучшенными теплотехническими и эксплуатационными показателями, в частности, за счет оптимизации геометрических параметров пароводяной рубашки и установки специально разработанного устройства для автоматической герметизации рубашки после удаления из нее воздуха (пат. на полезную модель № 94436 от 27.05.10).

® разработанный инженерный метод теплотехнического расчета пищеварочных аппаратов с рубашкой, внедрен на УПК «Комбинат Торгтехника» (г. Екатеринбург).

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на международных, всероссийских, научных, научно-технических и научно-практических конференциях, форумах молодых ученых (Н.Новгород 2005, 2006), (Екатеринбург, 2006,2007,2008)

Результаты работы отмечены дипломом на Всероссийской Еыставке научно-технического творчества «Энерго- и ресурсосбережение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» (Екатеринбург, 2009).

Работа получила диплом за победу в конкурсе научных работ аспирантов и соискателей Уральского государственного экономического университета (Екатеринбург, 2007).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 13 работах, из которых 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 1 учебное пособие, тезисов б докладов на международных и всероссийских конференциях, получено 1 свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ, 1 патент на полезную модель РФ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка использованной литературы и приложения. Общий объем диссертации составляет 159 страниц, в том числе: 31 рисунок, 173 работы в списке литературы.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследования.

В первой главе показано развитие и современное состояние вопроса в области тепло- и массообменных процессов, протекающих в рабочих полостях аппаратов с рубашкой. При этом отмечен значительный вклад в развитие данного научного направления, внесенный Вышелесским А.Н., Натепровым В.И., Решетниковым И.Ф., Грудановым В.Я., Дорохиным В.А., Минухиным Л.А. и др..

В данной главе рассмотрены основные конструктивные параметры пшцеварочных аппаратов с рубашкой, применяемых на предприятиях общественного питания и других отраслях пищевой промышленности.

Проведен сравнительный анализ методов расчета процесса теплопередачи, реализуемого в пшцеварочных аппаратах с рубашкой. При этом показано, что в основном тлеющиеся методики расчета вышеупомянутого пшцеварочного оборудования справедливы для стационарного режима работы аппаратов. Отмечено, что тепловые расчеты, основанные на стационарных закономерностях, не соответствуют реальному характеру процесса теплопередачи и не позволяют инженеру проводить действительный экспресс-анализ (оценку интенсивности теплообмена, эффективных значений температурного напора, удельных тепловых потоков и т.п.).

Обзор литературных источников подтверждает вывод о том, что для повышения тепловой экономичности и эксплуатационных характеристик технологического оборудования необходимо продолжить его совершенствование, включая пшцеварочные котлы. В связи с этим проанализирована наиболее распространенная конструкция пшцеварочного котла со встроенным

парогенератором и цилиндрической варочной емкостью, сформулированы предложения для повышения эксплуатационных свойств данных аппаратов.

На основе проведенного анализа обоснован выбор объекта исследования, сформулированы цели и задачи исследований.

Во второй главе проведено аналитическое исследование процесса разогрева жидких пищевых сред в пшцеварочном котле. Разработана математическая модель процесса разогрева аппарата с продуктом, позволяющая определять длительность этого процесса и проводить оценку энергозатрат на его осуществление.

Сущность моделирования заключается в том, что весь температурный интервал разогрева продукта t* разбивается на п количество ступеней с шагом 2 °С, по рекомендациям работы Минухина Л.А.. Предварительно выбрав тепловую мощность N аппарата, с использованием уравнения теплового баланса аппарата для каждого температурного интервала определяется тепловой поток, на внешней стенке технологической емкости q(Rex) и требуемый временной интервал Дт.

По закону Ньютона-Рихмана на каждом температурном интервале от t^j до t^i+i находится средняя по времени Дт температура парогазовой смеси в рубашке аппарата tCM:

tCM=^Jt(T,Rex)dT + fc2, О)

Ах о асн

где t(x, R^x) - температурное поле внешней поверхности технологической емкости, являющееся решением задачи нестационарной теплопроводности для стенки аппарата; асм - средний коэффициент теплоотдачи от парогазовой смеси к внешней стенки емкости аппарата на интервале Дт, определяемый по работам Решетникова И.Ф., Минухина JI. А..

Для нахождения температурного поля стенки варочного сосуда аппарата t(x,Rex) используется модель емкости с цилиндрической стенкой и полусферическим

дном, как наиболее распространенной в конструкциях пшцеварочных котлов предприятий общественного питания, см. рис.1. Полученный результат является итогом совместного решения задачи нестационарной

теплопроводности для цилиндрической и сферической стенки, описываемой системой уравнений с граничными условиями.

Нестационарное температурное поле цилиндрической стенки емкости, т.е. для зоны 0 < z < Н, описывается дифференциальным уравнением:

Рис. 1 - Модель варочной емкости Rm, Rex - соответственно внутренний и наружный радиус цилиндрической (сферической) стенки; Н - высота цилиндрической части

Начальное условие:

ti(0,r,z) = to.

Граничные условия:

Эг

_x3t1Ma^ = aaiil[t1(T,Re>2)_tclil (4) -яЦ^аЛ^г.нИЛ

Нестационарное температурное поле полусферической стенки емкости, т.е. для зоны - Rex < z < 0, описывается дифференциальным уравнением:

dt2 — = а дх

ЯП-

'J-lL^]

г2 sineael, sej

(5)

(6)

Начальное условие:

t2(o,r,e)=t0.

Граничные условия:

Jt2(T>Ria,e)--t4

дг (7)

_;iMp=aMjt2(tjR;x,o)_tc„]

Конгактное условие:

tI(t,r,z = O)=t2(t,r,0 = it/2). (В)

В вышеприведенных уравнениях приняты следующие условные обозначения: ti, t2, ts - соответственно температура цилиндрической, полусферической стенки, окружающего воздуха; to - температура соответствующей стенки в начальный момент времени; г, 0, <р - пространственные координаты; X, а - соответственно коэффициент теплопроводности и температуропроводности материала стенки технологической емкости; с^ь а^ - соответственно коэффициент теплоотдачи от внутренней цилиндрической и полусферической стенки к жидкому продукту; а^, a,CMi2 - соответственно коэффициент теплоотдачи от парогазовой смеси к наружной цилиндрической и полусферической стенки, определяемые по работам, Решетникова И.Ф., Минухина J1.A., а, - коэффициент теплоотдачи от торцевой поверхности стенки емкости к окружающему воздуху.

Для решения задачи (2)-(8) использовали безразмерные координаты и

величины: безразмерное время (критерий Фурье) Fo = -~■; критерий Био Bi; = К' ,(i = 1,2,3); безразмерные координаты системы р = —т) = —5—,

л . ■

Ro = ^,rif = —.

R, R«

Решеше задачи (5)-(7) получено в виде:

tj(Fo,p,e) = ——7-gvfr-'O -r^fBi.-Ro2•--l-Bi,-Rol + t,lt +

JV K Bi2 -(Bi, -Ro + O+Bi, -Rd -(l-Bij)^ 1 p J

Fo

+ XZ

C„.m - J Kn,m(f)exp(yaiffiT)df exp(-ynmFo)Ym(p)Pn(cos0), (9) n=Om=OV О J

а задачи (2)-(4), (8) получено в виде:

t,(Fo,p,T|)=—--(Bi,-Ro-lnp + l-Bi.-Ro-lnRo)+t,+

Bi,-Bi2-Ro-InRo-Bi,-Ro-Bi2 ; ж

SffZ „ fa +?Hmfi)exp(6„^)dx]vm(p)exp(-p.mFo)sin^l Г|Ш11 „-1„-iH„ +Bl3TlmK +В13Л„,„ ч о J

где pn_m, Cm, Кода, y^n, Em, Vm, t|max - ОПреДвЛЯЮТСЯ ИЗ условий (6), (7); Vm, Ym -

комбинации функции Бесселя и Неймана порядка нулевого, первого и л+ 1/2

порядка.

Данные задачи были решены методом разделения переменных.

В итоге температурное поле внешней стенки всей варочной емкости для любого момента времени на промежутке Дт определится как:

] if t F, —|t,(Fo,p,r|)dz + F2 jt^Fo^e) sin6d9

t(F0,p) =-—&-,

F

где F\, Ft - соответственно площадь поверхности цилиндрической и сферической части варочной емкости.

Полученная по формуле (1) температура t0M сравнивается с максимальной температурой, определяемой в соответствии с допустимым давлением в рубашке аппарата. Превышение свидетельствует о предварительном выборе завышенной тепловой мощности аппарата, что означает о необходимости повтора расчетного цикла с меньшим значением N. Итоговым результатом теплового расчета по предложенной математической модели, который продолжается до момента достижения необходимой температуры продукта, является суммарное время разогрева хр и оценка тепловых затрат аппарата

Наряду с предложенной математической моделью процесса разогрева, для нахождения оптимальной теплопередающей поверхности F сосудов пищеварочных котлов необходима разработка эмпирической модели на базе основного уравнения теплопередачи в режиме разогрева:

тр

Q = F |k(x)[tCM (т) - (x)]dT, (П)

о

где Q - полезное количество тепла, передаваемое продукту поверхностью теплопередачи F за время разогрева аппарата с продуктом тр; k(x) - коэффициент теплопередачи от парогазовой смеси в рубашке аппарата к продукту; tCM(x) -среднеобъемная температура парогазовой смеси в рубашке аппарата; tiK(x) -среднеобъемная температура продукта.

Для решения уравнения (11), т.е. установления реального характера изменения величин, входящих в уравнение (11), во времени, а таске с целью проверки

адекватности математической модели процесса разогрева были проведены экспериментальные исследования.

Третья глава посвящена методике проведения экспериментов и описанию экспериментальных стендов для исследования процесса разогрева продуктов в пищеварочных котлах.

Объектами исследования явились промышленные пшцеварочные котлы КПЭ-60, КПЭМ-60, КПЭ-40 и экспериментальные аппараты с рубашкой емкостью 0,020 и 0,005 м3. Исследование тепловых процессов в режиме разогрева рубашечного варочного аппарата проводилось на стенде, принципиальная схема которого представлена на рис. 2.

Рис. 2 - Принципиальная схема стендов для исследования процесса разогрева в варочном аппарате с рубашкой: 1 - пароводяная рубашка; 2 - варочный сосуд; 3 - заливная воронка; 4 - трубчатые электронагреватели; 5 - теплоизолированная крышка; б - изоляция;

7 - манометр; 8 - регулятор напряжения; 9 - термометр; 10 - термопары для измерения температуры рабочих сред и поверхности варочной емкости; 11 - термопары для измерения температуры крышки; 12 - группа автоматических многоточечных потенциометров типа КСП-4.

Кроме упомянутых аппаратов составляющими стенда также являлись:

- электрический измерительный блок с приборами и нагревателями для изменения и измерения мощности электронагревателей;

- система термометрии для определения температур поверхности теплообмена, в объеме рабочей жидкости, в рубашке, а также поверхности крышки в аппаратах.

Измерение температуры теплоотдающей и тепловоспринимающей среды, а также теплообменной поверхности при разогреве экспериментального варочного котла производилось многоточечными потенциометрами типа КСП-4 класса точности 0,25. Горячие спаи термопар располагались в рубашечном пространстве, в различных слоях жидкости варочного сосуда, на внутренней поверхности варочной емкости и на поверхности крышки. Для измерения температуры во всех точках

использовались хромель-копелевые термоэлектроды диаметром 0,2 мм, холодный спай которых термостатировался в сосуде Дьюара.

Экспериментальные исследования процесса разогрева пшцеварочного аппарата с рубашкой базировались на методе энтальпии. При этом плотность теплового потока, передаваемого жидкой среде удельной теплоемкостью с, определялась по массе продукта G и изменению его средневзвешенной температуры от ид до t)£,i+i за временной интервал Дт:

где Quot - потери количества тепла крышкой аппарата за временной интервал Дт.

Значение локальной во времени температуры в рубашке аппарата и внутренней стенки варочного сосуда также определялось как средневзвешенное.

..-.Дня определения коэффициентов теплоотдачи аж и аш на временном интервале Дт использовался закон Ньютона-Рихмана, а коэффициента теплопередачи к - основное уравнение теплопередачи.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований режима разогрева пшцеварочных котлов. В ходе экспериментов по разогреву воды и жидких пищевых сред с различными физико-химическими свойствами в пшцеварочных котлах различной емкости и мощности были получены зависимости основных температурных и теплофизических параметров теплопередачи от времени протекания процесса, проиллюстрированные на рис. 3 - рис. 6.

В соответствии с рис. 3 - рис. 6 период разогрева рубашечных аппаратов можно разбить условно на три этапа. На первом этапе (I) продолжительностью тн трубчатые электронагревательные элементы нагревали теплоноситель в парогенераторе до температуры кипения. В результате происходил быстрый рост температуры теплоотдающей среды в рубашке и незначительное увеличение температуры стенки варочной емкости аппарата и продукта, вследствие теплоизоляции воздушной прослойкой в рубашечном пространстве. За этот промежуток времени разность температуры теплоотдающей среды и продукта At (далее по тексту температурный напор) и плотность теплового потока q у всех аппаратов достигали некоторой максимальной величины.

Момент закипания воды в парогенераторе можно считать началом второго этайа разогрева (П). Конденсируясь из парогазовой смеси на внешней поверхности варочной емкости пар начинал вытеснять воздух из рубашки котла и интенсивно нагревать наружную стенку варочной емкости и ее содержимое. Процесс проходил при атмосферном давлении, поскольку открытым оставался продувочный штуцер аппарата. Как видно из рис. 3 - рис. б на этом этапе процесс передачи количества теплоты осуществлялся при постоянной плотности теплового потока q. Анализ коэффициентов теплоотдачи с наружной и внутренней стенки варочного сосуда показал, что оба коэффициента являются величинами одного порядка, в отличие от крупномасштабных теплообменных аппаратов пищевой промышленности, для которых характерны в несколько раз большие значения коэффициента теплоотдачи при1 конденсации пара, чем при свободной конвекции. Более того, на этом этапе значения коэффициента теплоотдачи при конденсации пара из паровоздушной

F-Дт

(12)

10 IS 20 25 30 35 T, мин

t/C

q, Вт/м2

-f —*

/ -

У sd ■4

30 35

18000 16500 15000 13500 12000 10500 9000 7500 6000 4500

зооо

1500

о

CZjk, ССс№ к, Вт/(и?-°С)

5000

Т, мин

Рис. 3 - Режим разогрева воды в пищеварочных котлах

а - КПЭ-60; б - КПЭ-40; в - КПЭ-20; о - температура продукта; Д - температура

внутренней поверхности варочного сосуда; о - температура в рубашке; ♦ - тепловой поток;

х - температурный напор; 1 - коэффициент теплоотдачи от стенки к содержимому варочного сосуда о*; 2 - коэффициент теплоотдачи от парогазовой; смеси к стенке а»,; 3 - коэффициент

теплопередачи к.

t,°c

к, а»,ОоМ> Вт/(м2-°С) q, Вт/м2

т, мин

О 5 10 15 20 25 30 35

3000 |-г—^-Г 12000

2500 --^ " 10000

2000 ---J------2--8000

1500 --+—" 6000 ЮОО - Г 4000

500 — 2ООО

о I—————I—I- О

0 5 10 15 20 25 30 35т,мин

t,°C

120 100 80 60 40 20

и

Lи

■fr а*

J. 8* Г

к,ал,а>:м>Вт/(м2-°С) q, Вт/м2

0 5 10 15 20 25 30 35 40

О 5 10 15 20 25 30 35 40 т.мин

t,°C

к, а^Осм BrV^C) с^Вт/м2

5

Р J

Iх1 У w г

1Г

ai щ К-у

-«.х ■ ■■ 1 — Д-? К

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 т, мин

О 5

10 15 20 25 30 35 40 45

т, мин

Рис. 4 - Режим разогрева гапцеварочного котла КПЭМ-60 с изменением физико-химических параметров продукта: а - сахарный сироп (20%); б - инвертный сироп (п=81,5%); в - рассол (раствор 10%); □ - температура продукта; о - температура в рубашке; ♦ - плотность теплового потока; х - температурный напор; Ж - коэффициент теплопередачи к;1 - коэффициент теплоотдачи с^; 2 - коэффициент теплоотдачи cw

t,°c

120 100 80 60 40 20 0

/

Но <х

а*, Оси,К Вт/(м - С)

Вт/м2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 т, мин

О 10 20 30 40 50 60 70 80 ЭО^"1™

t,°C

ая, Оси,к, Вт/(м2-°С)

q, Вт/м2

120 100 80 60 40 20 О

2

10 20 30 40 50 60 70 80 т, мин

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90

т, мин

и Ож, Оси, к,Вт/(м"-°С) 1600

q, Вт/м2

4800

10 20 30 40 50 60 70 80

Рис. 5 - Режим разогрева экспериментального котла емкостью 5 литров: а- костный бульон (п=1,5%-доля сухих в-в); б - мясной бульон (п=0,35%); в - костный бульон (п=0,35%) □ - температура продукта; о - температура в рубашке; ♦ - плотность теплового потока; х - температурный напор; ж - коэффициент теплопередачи к;1 - коэффициент теплоотдачи а*; 2 - коэффициент теплоотдачи do,

ОясОсЛВт/См^С)

1400 1200 1000 800 600 400 200 0

J ** 4 У

► ТА»

А 2 ►—

L 1 _

П rff № b

4 ИЗч* ш [дог

4200 3600 3000 2400 1800 1200 600 О

20 30 40 50 60 70 80 90

т, мин

10 20 30 40 50 60 70 80 90 т, мин

Рис. 6 - Режим разогрева экспериментального котла емкостью 5 литров (мясной бульон п = 1,5%):

□ - температура продукта; о - температура в рубашке; ♦ - плотность теплового потока; х - температурный напор; Ж - коэффициент теплопередачи k; 1 - коэффициент теплоотдачи от стенки к содержимому варочного сосуда; 2 - коэффициент теплоотдачи от парогазовой

смеси к стенке

смеси не превышают значения коэффициента теплоотдачи от внутренней стенки к продукту, что объясняется наличием влажного воздуха в рубашечном пространстве аппарата, который, как известно, снижает интенсивность теплоотдачи (Решетников И.Ф.). При постоянно уменьшающемся температурном напоре и постоянном давлении в рубашке аппарата, равном атмосферному, происходит перераспределение парциальных давлений пара и воздуха. С ростом температуры теплоотдающей среды в рубашечном пространстве аппарата парциальное давление пара возрастает, тем самым снижается содержание воздуха в рубашке до минимальной остаточной величины.

Закрытие продувочного штуцера является началом заключительного этапа режима разогрева аппарата (III). В этот период наблюдается снижение плотности теплового потока q до окончания разогрева, как это видно из рис. 3 - рис. 6, вызванное затратами количества теплоты на повышение температуры кипения теплоносителя в парогенераторе до температуры насыщения при максимально допустимом давлении в рубашке аппарата. При таком изохорическом процессе теплоотдачи резкое повышение коэффициента теплоотдачи от паровоздушной среды к внешней стенке варочного сосуда, вызывает интенсификацию коэффициента теплопередачи к.

Результаты проведенных экспериментальных исследований показали влияние физико-химических параметров продукта на характер изменения коэффициента теплоотдачи а* от внутренней стенки варочной емкости к продукту.

Как видно из рис. 5, рис. 6, несмотря на увеличение коэффициента теплоотдачи с внешней стороны варочного сосуда, в процессе разогрева мясокостных бульонов наблюдались несколько меньшие значения коэффициента а*, в сравнении со случаем разогрева воды в пшцеварочных котлах. Данное обстоятельство объясняется влиянием. вязкости мясокостных бульонов, которая, согласно работе Беляева М.И., для бульонов более чем в 2 раза превышает вязкость воды. Причем с увеличением концентрации сухих веществ в бульоне снижается его

теплопроводность, что также способствует снижению коэффициента теплоотдачи cix, а следовательно и общей интенсивности процесса переноса количества теплоты к продукту.

При разогреве сахарных сиропов существенное влияние на вязкость продукта, а, следовательно, и на интенсивность процесса теплоотдачи в варочной емкости, оказывала концентрация сиропа. Как показали опыты, значения коэффициента теплоотдачи от внутренней стенки к инвертному сиропу в 1,5 раза превышают значений а» к сахарному сиропу с концентрацией 20%. Учитывая, что значения коэффициента динамической вязкости сахарных сиропов при таких концентрациях отличаются в десятки раз, наблюдаемая разница значений коэффициентов теплоотдачи, особенно в первой половине процесса разогрева, оказалась вполне ожидаемой

Полученные опытные данные в главе 3 явились основой для разработки эмпирической модели процесса, основанной на реальном изменении режимных параметров и характеристик аппарата при его разогреве (см. главу 5).

. Проведенные опыты по разогреву вышеупомянутых аппаратов позволили обнаружить и изучить процесс пристенного кипения жидкости в варочной емкости. Процесс естественной конвекции жидкости в варочной емкости пищеварочных котлов изучался различными авторами (Натепровым В.И., Решетниковым И.Ф.) только в стационарном режиме и в температурном диапазоне содержимого емкости от 20 до 90 °С. В нестационарном режиме процесс разогрева продолжается после достижения температуры продукта 90 °С и вступает в новую фазу, когда конвекция сочетается с кипением жидкости около поверхности варочного сосуда.

Наглядным примером служит диаграмма, демонстрирующая характер изменения коэффициента теплоотдачи Ож к воде в процессе разогрева варочного котла емкостью 20 литров при сопоставлении с данными работы Решетникова И.Ф. на протяжении всего температурного диапазона, см. рис 7.

Область пузырькового ипснии

Область поверхностного

кипения

Область естественной конвекции

5 10 15 20 25 30 35 40 т^

Рис. 7 - Коэффшщент теплоотдачи от стенки варочного сосуда к жидкости при разогреве варочного котла емкостью 20 лшров: Ш, [Щ □ - опытные значения соответственно для области естественной конвекции, поверхностного кипения, пузырькового кипения; ® - уравнение

/р , ч 0,25

естественной конвекции в варочных емкостяхNu=0,137-RaI/34 J (13); О-уравнение

для пузырькового кипения воды в большом объёме аЮш=38,7-ДГ!'33-р0'5 (14)

Как видно из диаграммы экспериментальные данные настоящей работы хорошо согласуются с данными работы Решетникова И.Ф. только в температурном диапазоне до 85,1 °С, т.е. в первой области, где коэффициент теплоотдачи определяется только факторами естественной конвекции (а = асв). Однако при дальнейшем нагреве продукта образуется вторая (промежуточная) область, в которой наблюдается явное отклонение данных работы Решетникова И.Ф. от полученных экспериментальных данных. При этом парожидкостной слой, образующийся около поверхности стенки, совершает сложное движение совместно с тепловым пограничным слоем. Для этой области поверхностного кипения характерно начало парообразования у стенки в сочетании с конвективным переносом жидкости с пузырьками пара вдоль стенки и с процессом конденсации паровых пузырьков в центральный объем жидкости, что вызывает интенсификацию коэффициента теплоотдачи <Хж. С момента начала развитого пузырькового кипения по всему объему жидкости (третья область), коэффициент теплоотдачи зависит только от интенсивности парообразования (а=аК1Ш) и достаточно хорошо описывается уравнением Рассохина Н.Г. (14) для развитого пузырькового кипения воды в большом объёме - кривая 2.

Исследование процесса поверхностного кипения воды проводились на примере пшцеварочных котлов номинальной вместимостью 20, 40, 60 литров. Полученные результаты для промежуточной области представлены на рис. 8.

о,,Вт/(мг-°С) 17501500 -12501000 J 750 -500 -500-

. o«3T/(M2'0C)

2000 1750 1500 1250 1000 750 500 250 0

т

т, мин

29 30 31 32

a,,BT/(M--'C) 1750

35 36

т, мин

а

30

31

32

33

34

35

1500 1250 1000 750 500 250 0

-2

/

г ., у/ и

—=

т, мин

38 39 40 41 42 43 44 45 В

Рис.8 - Коэффициент теплоотдачи в области пристенного кипения жидкости в варочной емкости а - КПЭ-20; б - КПЭ-40; в - КПЭ-60; 1 - опытные данные; 2 - уравнение естественной конвекции (13); 3 - уравнение для пузырькового кипения воды (14)

С целью получения зависимости, позволяющей определять коэффициент теплоотдачи для промежуточной области, опытные данные на рис. 8 были помещены в относительные координаты (см. рис. 9) при сопоставлении с данными работы Минухина JI.A., полученными для процесса теплоотдачи при кипении в условиях направленного движения жидкости (вспомогательный параметр % - 0,71). Как видно из рис. 9 предложенная Минухиным JI.A. зависимость в меньшей степени отвечает действительному характеру изменения коэффициента теплоотдачи а*.

2,2 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8

_f

1

1 X

ггГ.<-

(15)

О

0,4

0,8

U

1,6

Аппроксимация опытных данных, представленных на рис. 9, соответствующих промежуточной области, позволила получить

интерполяционную зависимость:

а _ 6,5-асв + ад

которая наиболее полно характеризует процесс

теплоотдачи от стенки варочного сосуда к жидкости

Проверка адекватности предложенной математической модели процесса разогрева на основе проведенных опытов

показала, что с погрешностью не более 10% данную модель можно применять для расчета времени разогрева и определении режимных параметров аппарата (температура парогазовой смеси, давление в рубашке)

Пятая глава посвящена разработке эмпирической модели процесса разогрева пшцеварочных котлов, позволяющей определять оптимальную площадь поверхности теплопередачи. Для обобщения полученных опытных данных по разогреву аппаратов с рубашкой и решения уравнения (11) графические зависимости температур в рубашке аппарата и жидкости в варочном сосуде от времени протекания процесса для П и Ш этапов режима разогрева, представленные на рис. З-рис.6, были помещены в следующие относительные координаты (см. рис. 10): время

т-т„

2

ССцип/С^СВ

Рис. 9 - Коэффициенты теплоотдачи в относительных координатах для области пристенного кипения жидкости: Д - КПЭ-20; х - КПЭ40; о - КПЭ-60; 1 - данная работа; 2 - расчет с использованием зависимости при кипении в условиях направленного движения жидкости:

« = ^A/<+(X-«m,)4+(l-X2)-aL (МинухинЛА.).

X -т

"р н

(16)

где тн - время генерации пара в парогенераторе аппарата,

температура жидкости

ж,б '

*ж(т)-1ж>н

t -t

1Ж,К 1ж,н

(17)

где Ут), t^ tayt - соответственно температура жидкости текущая, начальная температура продукта и температура кипения продукта при атмосферном давлении, температура в рубашке аппарата

см.н (18)

t*c,6

Тб

a

tcM,6

Тб

б

Рис. 10 - Зависимость температуры от времени протекания процесса: а - температура продукта; б - температура в рубашке; 4 - КПЭ-20(вода); х - КПЭ-40(вода); о - КПЭ-60(вода); □ -КПЭМ-60(20% сахарный сироп); $ - КПЭМ-60(инвергный сироп п=81,5%); • - КПЭМ-60(10% раствор поваренной соли); - - костный бульон (п=1,5%-доля сухих в-в); 0 - мясной бульон (п=0,35%); Ж - костный бульон(п=0,35%-); в - мясной бульон (п=1,5%); + - емкостной аппарат молочной промышленности, Русских В.М.

где tcM(T), tcM>H, tc^ - соответственно, температура парогазовой смеси текущая, в момент начала генерации пара в парогенераторе и в конечный период. Температура t^ определялась как средняя по высоте рубашки между температурой кипения рабочей жидкости в парогенераторе при атмосферном давлении и температурой паровоздушной смеси на выходе из рубашки через

18

продувочный штуцер в момент времени тв, равной температуре окружающей среды. Температура парогазовой смеси в конечный период разогрева определялась согласно предложенной математической модели, см. уравнение 1.

После математической обработки опытных данных (см. рис. 10) получены аппроксимирующие зависимости, описывающие изменение температур продукта и парогазовой смеси от времени разохрева для варочных котлов:

т-т„

t,W = t„+l,04.(t,.-t„)

(19)

t«to = tCM„+l,04-(W-t V

т-т„

(20)

В свою очередь, установление действительного характера зависимости коэффициента теплопередачи в аппаратах с рубашкой от времени протекания процесса с помощью опытных данных наталкивается на некоторые трудности. Однако представление зависимости коэффициента теплопередачи от температурного напора At(t), равного разности температур парогазовой смеси и продукта, в логарифмической системе координат (см. рис. 11) позволило установить приближенный закон изменения к(т) во времени разогрева. ад.ВтЛм^С)

10000

юоо

100

1

ю

Д<т),°С 100

Рис. 11 - Зависимость коэффициента теплопередачи от температурного напора д - КГО-20(вода); х - КПЭ-40(вода); о - КПЭ-60(вода); □ - КПЭМ-60(20% сахарный сироп); ❖ - КПЭМ-60(инвергаый сироп п=81,5%); • - КПЭМ-60(10% раствор поваренной соли); - - костный бульон (п=1,5%-доля сухих в-в); 0 - мясной бульон (п=0,35%); Ж - костный бульон(п=0,35%-); а - мясной бульон(п=1,5%)

Как видно из рис. 11, опытные данные для аппаратов с рубашкой образуют семейство параллельных прямых, описываемых зависимостью:

/ \-0,92

k(x)_fAt(T)) f2n

"krud • (}

где кк - коэффициент теплопередачи, определяемый через частные коэффициенты теплопереноса а*, асм в конечный период разогрева; Att - температурный напор, равный разности температуры парогазовой смеси в рубашке, определяемой по формуле (1), и температуры продукта в конечный период разогрева.

Подстановка выражения для коэффициента теплопередачи к (21), с учетом выражения для температуры жидкости t* (19) и температуры парогазовой смеси в рубашке аппарата U, (20) в уравнение (11) позволило получить уравнение теплопередачи в окончательном виде:

Q = 0,89 • F • кк • At®'92 • (AtH - At,)"1 • [At'-08 - (1,04 • AtK - 0,04 • At,,)1'08 ]• (тр - тн). (22)

где AtH- температурный напор в момент начала генерации пара в парогенераторе, °С.

Таким образом, зависимость (22), основанная на реальном характере изменения во времени теплотехнических параметров аппарата, позволяет определять оптимальную площадь теплопередающей поверхности пищеварочных аппаратов с рубашкой, работающих в режиме разогрева.

'ч' В' шестой главе изложены основные положения инженерного метода теплотехнического расчета пищеварочных котлов на основе результатов данной работы. В методе представлены рекомендации по расчету основных конструктивных параметров пищеварочных котлов различного исполнения и проведению теплотехнического расчета процесса разогрева аппарата с продуктом.

В главе также приведено описание предлагаемой конструкции пшцеварочного котла, см. рис.12. Конструктивное решение по сокращению высоты пароводяной рубашки пшцеварочного котла проводилось в работе Решетникова И.Ф. согласно методике теплотехнического расчета, основанной на стационарных закономерностях и без учета физико-химических параметров пищевых продуктов, что не отвечает технологическим требованиям режима разогрева продукта.

. В данной работе обоснованный выбор площади теплопередающей поверхности варочного сосуда, согласно предложенной модели (22), позволяет уменьшить объем пароводяной рубашки котла, снизить тем самым металлоемкость аппарата, сократить время разогрева пшцеварочного котла, уменьшить тепловые потери в окружающую среду. Кроме того, использование разработанного автоматического устройства продувки рубашки позволяет четко фиксировать момент окончания удаления воздуха из рубашечного пространства, что также уменьшает теплопотери с выбросом пара в атмосферу, сокращает число срабатываний контрольно-предохранительной аппаратуры, улучшает микроклимат в зоне обслуживания котла.

В приложениях представлены результаты экспериментов, методики оценки погрешностей измерений, результаты внедрения проведенных исследований и технологических испытаний.

К питанию и клапану 11

\

12

гЧ^

жа."

Рис. 12 - Электрический пшцезарочный котел

I - корпус; 2 - изоляция; 3 - варочный сосуд; 4 - крышка; 5 - рубашка; б - ТЭНы; 7 - кран уровня; 8-залиЕная воронка; 9-манометр; 10 - автоматический блок удаления воздуха;

II - емкостной датчик; 12 - патрубок отводящий;

13-горловина

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана математическая модель процесса разогрева жидких пищевых продуктов на основе распределения температурного поля в стенке технологической емкости пшцеварочного котла, на базе которой создана расчетная программа для ЭВМ, позволяющая определять длительность процесса разогрева продукта, оценивать тепловые затраты на осуществление процесса, а также находить режимные параметры работы аппарата (температура, давление в рубашке аппарата)

2. Экспериментально исследован процесс разогрева пшцеварочных котлов при различных физико-химических параметрах пищевых продуктов, что позволило впервые установить реальный характер изменения теплотехнических параметров во времени разогрева аппарата.

3. Разработана эмпирическая модель процесса разогрева, на основе которой получено уравнение теплопередачи в режиме разогрева аппарата с учетом изменения физико-химических параметров пищевых продуктов, позволяющая определять потребную площадь теплопередающей поверхности пшцеварочных котлов.

4. Впервые выявлены особенности влияния процесса пристенного кипения жидкости в условиях естественной конвекции в варочных емкостях аппаратов с рубашкой на интенсификацию процесса теплоотдачи к нагреваемой среде. Обнаружена промежуточная область, в которой парожидкостной слой,

образующийся около поверхности стенки варочной емкости, совершает сложное движение совместно с тепловым пограничным слоем. Для этой области поверхностного кипения характерно начало парообразования у стенки в сочетании с конвективным переносом жидкости с пузырьками пара вдоль стенки и с процессом конденсации паровых пузырьков в центральный объем жидкости. Предложена интерполяционная зависимость для расчета коэффициента теплоотдачи от стенки варочного сосуда к нагреваемой среде в случае пристенного кипении жидкости, реализуемого в пищеварочных котлах.

5. Предложен инженерный метод теплотехнического расчета пищеварочных котлов, позволяющий оптимизировать данные аппараты.

6. Разработана конструкция пищеварочного котла с улучшенными теплотехническими и эксплуатационными показателями за счет оптимальной минимизации объема пароводяной рубашки котла и установки дополнительного устройства для автоматического удаления воздуха из рубашечного пространства в процессе разогрева. Показано, что экономический эффект при использовании разработанной конструкции котла в режиме разогрева, заключается в снижении не менее чем на 4 % затрат электроэнергии при реализации тепловых процессов кулинарной обработки в пшцеварочных котлах предприятий питания. Одновременно уменьшаются затраты на изготовление и обслуживание аппарата.

7. Проведенные технологические испытания по реализации основных варочных процессов подтвердили работоспособность и соответствие разработанной конструкции пищеварочного котла требованиям технологии приготовления пищи.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Статьи в :курналах, рекомендованных ВАК

1. Минухин Л.А. Нестационарная теплопередача в рубашечном аппарате [Текст] / С.В. Шихалёв, И.Ф. Решетников // Известия вузов. Пищевая технология. -2006,- №5, с. 56-59.

2. Шихалёв С.В. Закономерности процесса разогрева пищевых сред с различными физико-химическими свойствами в варочных аппаратах с рубашкой [Текст] / С.А. Ермаков, И.Ф. Решетников // Известия вузов. Пищевая технология. -2008.-№1, е. 70-72.

3. Шихалёв С.В. Моделирование процесса нестационарной теплопередачи в аппаратах с рубашкой [Текст] / С.А. Ермаков, И.Ф. Решетников // Журнал прикладной химии. - 2008. - №9, с. 1432-1435.

4. Минухин JI.A. Исследование тепловых процессов при нестационарном режиме работы варочных аппаратов [Текст] / Шихалёв С.В., Решетников И.Ф. // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2009. - №5, с. 75-76.

Патенты РФ

1. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ «Программный модуль для расчета процессов разогрева технологических сред в варочном оборудовании предприятий пищевой промышленности и общественного питания» авторов Минухина JI.A., Шнхалёва С.В. за № 2007611560 от 13.04.2007 г.

2. Патент на полезную модель 94436 РФ, МПК A47J 27/14. Электрический пищеварочный котел [Текст] / Шихалев С.В., Решетников И.Ф., Луговкин В.В., Ермаков С.А. : заявитель и патентообладатель ГОУВПО «Уральский государственный экономический университет» (RU). - №2009140223 ; зачвл. 30.10.2009 ; опубл. 27.05.2010 Бюл. №15

Тезисы докладов на научно-практических конференциях

1. Минухин Л.А. Теплотехническая модель нестационарного режима разогрева рубашечных варочных аппаратов [Текст] / И.Ф. Решетников, С.В. Шихалёв // Тез. докл. XVI В НТК «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве»,- Н. Новгород: ННИМЦ «Диалог», 2005. - с. 29.

2. Шихалёв С.В. Методика теплового расчета нестационарного режима работы рубашечного варочного аппарата [Текст] / С.В. Шихалёв // Тез. докл. К Всероссийского форума молодых ученых и студентов «Конкурентоспособность территорий и предприятий во взаимозаменяемом мире». - Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. эконом, ун-та, 2006. Ч. 1. - с. 306.

3. Шихалёв С.В. Средний температурный напор в рубашечных варочных аппаратах, основанный на нестационарной модели теплопередачи [Текст] / С.В. Шихалёв // Тез. докл. XV В НТК «Современные проблемы математики и естествознания ».- Н. Новгород: ННИМЦ «Диалог», 2006. - с. 37.

4. Минухин Л.А., Закономерности теплообмена в условиях поверхностного кипения жидкости в технологической емкости рубашечного варочного аппарата [Текст] / С.В. Шихалёв, И.Ф. Решетников // Материалы Международной науч.-практ. конф. «Продовольственная безопасность в системе народосбережения».-Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. эконом, ун-та, 2006. - с. 289.

5. Шихалёв С.В. Нестационарная теплоотдача при кипении с недогревом в технологической емкости рубашечного варочного аппарата [Текст] / Л.А. Минухин // Сборник материалов Всероссийской студенческой олимпиады, научно-практической конференции и выставки студентов, аспирантов и молодых ученых «Энерго- и ресурсосбережение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии». - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. - с. 410.

6. Минухин Л.А. Тепловое варочное оборудование предприятий пищевых производств и общественного питания [Текст]: учеб. пособие / С.В. Шихалёв. -Екатеринбург: Изд-во Урал. Гос. экон. ун-та, 2006. - с 33.

7. Шихалёв С.В. Программный модуль для расчета процессов разогрева технологических сред в рубашечных варочных аппаратах [Текст] / Л.А. Минухин // Материалы X Всероссийского форума молодых ученых и студентов. «Конкурентоспособность территорий и предприятий меняющейся России»: В 4 ч. -Екатеринбург: Изд -во Урал. гос. экон. ун -та, 2007, 4.1.-е. 270-272.

Напечатано в типографии ГОУ ВПО «Российского Экономического Университета имени Г. В. Плеханова». Тираж 100 экз. Заказ № 103 .

Введение.

1. Современное состояние вопроса в области теплообмена в рабочих полостях пищеварочных котлов.

1.1 Процессы нестационарного теплообмена.

1.2 Тепловые процессы, протекающие в рабочих полостях пищеварочных котлов.

1.3 Анализ конструкций аппаратов с рубашкой.

1.4 Модели процесса разогрева варочных аппаратов с рубашкой.

1.5 Цель и задачи исследования.

2. Аналитическое исследование процесса разогрева пищеварочных котлов.

3. Методика проведения экспериментов и экспериментальный стенд.

3.1 Методика исследования процесса разогрева пищеварочных котлов.

3.2 Методика определения коэффициентов теплоотдачи.

3.3 Экспериментальный стенд.

3.4 Анализ погрешностей измерений.

4 Исследование процесса разогрева пищеварочных котлов.

4.1 Основные режимные параметры в процессе разогрева.

4.2 Процесс теплоотдачи в варочной емкости при разогреве аппарата.

4.3 Апробация математической модели процесса разогрева.

5 Разработка эмпирической модели процесса разогрева пищеварочных котлов.

6 Апробация результатов исследования.

6.1 Основные положения методики теплотехнического расчета пищеварочных котлов.

6.2 Совершенствование конструкций пищеварочных котлов и экономический эффект от модернизации.

Выводы.

Производство полуфабрикатов, полуготовой и готовой продукции представляет собой совокупность различных технологических процессов: механических, гидромеханических, тепловых и физико-химических, посредством которых сырье превращается в конечный продукт. Одной из основных операций такого процесса является тепловая обработка продуктов, разновидностью которой является варка.

Особенностью варочных процессов является доведение жидкой пищевой среды до температуры кипения и последующее выдерживание в кипящей жидкости до состояния готовности. Такой вид тепловой обработки продуктов осуществляется, в частности, в пищеварочных аппаратах с рубашкой.

Теплообменные аппараты с рубашкой представляют собой один из наиболее распространенных типов теплового и технологического оборудования, используемого в различных отраслях промышленности. В частности, они нашли широкое применение в тепловом оборудовании предприятий общественного питания, в технологическом оборудовании пищевых производств, в фармацевтической и химической промышленности.

Многочисленность используемых на производстве рубашечных варочных аппаратов, в том числе пищеварочных котлов, обуславливает значительное энергопотребление, необходимое для их эксплуатации.

Отмеченное свидетельствует, что при разработке и совершенствовании пищеварочных котлов наряду с решением типовых задач по снижению металлоемкости, особое внимание должно быть уделено повышению показателей их тепловой экономичности и эксплуатационных характеристик. Технический эффект от решения этой проблемы значителен даже для одной отрасли - общественное питание. Согласно данным [114] только в этой отрасли эксплуатируется свыше 2 млн. единиц электротеплового оборудования мощностью 200 млн. кВт. Потребление энергии превышает 40 млрд. кВт-ч, а годовые приросты темпа потребления составляют 10-12%. Расчеты показывают, что экономия только 1 кВт-ч в день на каждом предприятии общественного питания позволяет сэкономить за год более 180 млн. кВт-ч, не говоря уже о пищевой промышленности в целом. При современном уровне цен на электроэнергию это обеспечивает ежегодно получение экономии в десятки миллионов рублей.

Поставленная задача может быть решена лишь на основе проведения обоснованных проектных теплотехнических расчетов металло- и энергоемких аппаратов пищеварочных котлов.

Однако имеющиеся методики расчета варочного оборудования в основном справедливы только для стационарного режима работы аппаратов, который характерен для теплообменных устройств большой производительности.

Для малоемкостных пищеварочных аппаратов с рубашкой, широко используемых на предприятиях общественного питания и пищевых производств, процесс разогрева занимает значительную часть времени их работы. Поэтому проектные технико-экономические и технологические показатели данных аппаратов определяются точностью теплового расчета режима разогрева.

Имеющиеся модели для расчета режима разогрева пищеварочных котлов базируются на закономерностях стационарного режима, что противоречит сути процесса разогрева. Конструирование аппаратов по таким моделям приводит к завышенной длительности процесса нагревания, снижению производительности варочных котлов, а в некоторых случаях к невозможности довести продукт до кипения.

Поэтому систематическое исследование процесса разогрева пищеварочных котлов, создание инженерного метода для теплотехнического расчета данного оборудования и совершенствование конструкций пищеварочных котлов явилось главной задачей, решению которой и посвящена предлагаемая работа.

Диссертационная работа включает в себя шесть глав. В первой главе показано развитие и современное состояние вопроса в области тепло- и массообменных процессов, протекающих в рабочих полостях пищеварочных котлов. Отражены модели процесса разогрева аппаратов, представленные в современной литературе. На основании анализа современного состояния исследований обоснован выбор объекта исследования, сформулированы цели и задачи исследований.

Во второй главе проведено аналитическое исследование процесса разогрева пищеварочных котлов. Разработана математическая модель процесса разогрева жидких пищевых сред на основе распределения температурного поля з стенке технологической емкости пищеварочного котла, позволяющая определять длительность процесса разогрева аппарата с продуктом, проводить оценку затрат на осуществление этого процесса, а также находить режимные параметры работы аппарата (температура, давление в рубашке аппарата).

Третья глава посвящена экспериментальному исследованию процесса разогрева жидких пищевых сред в пищеварочном котле. Приведено обоснование методов исследования, подробно описаны методика исследования, экспериментальные стенды и обработка опытных данных.

В четвертой главе представлены и обсуждены результаты экспериментальных исследований режима разогрева пищеварочных котлов. Сопоставлены имеющиеся модели теплопередачи с экспериментальными данными, проверена адекватность математической модели процесса разогрева на основе проведенных опытов. Изучен процесс пристенного кипения жидкости в варочной емкости аппарата, получена зависимость для расчета теплоотдачи при кипении с недогревом.

Пятая глава посвящена разработке эмпирической модели процесса разогрева пищеварочных котлов, позволяющая определять оптимальную теплопередающую поверхность аппарата. 5

В шестой главе изложены основные принципы теплотехнического расчета пищеварочных котлов на основе проведенных исследований, представлены рекомендации по расчету основных конструктивных параметров пищеварочных котлов различного исполнения и проведению теплотехнического расчета процесса разогрева аппарата с продуктом. Глава также содержит описание предлагаемой конструкции пищеварочного котла. 1

выводы

1. Разработана математическая модель процесса разогрева жидких пищевых продуктов на основе распределения температурного поля в стенке технологической емкости пищеварочного котла, на базе которой создан алгоритм и расчетная программа для ЭВМ, позволяющая определять длительность процесса разогрева продукта, оценивать тепловые затраты на осуществление процесса, а также находить режимные параметры работы аппарата (температура, давление в рубашке аппарата)

2. Экспериментально исследован процесс разогрева пищеварочных котлов при изменении физико-химических параметров пищевых продуктов, что позволило впервые установить реальный характер изменения теплотехнических параметров во времени разогрева аппарата.

3. Разработана эмпирическая модель процесса разогрева, на основе которой получено уравнение теплопередачи в режиме разогрева аппарата с учетом изменения физико-химических параметров пищевых продуктов, позволяющая определять площадь теплопередающей поверхности пищеварочных котлов.

4. Впервые выявлена особенность влияния процесса пристенного кипения жидкости в условиях естественной конвекции в варочных емкостях аппаратов с рубашкой на интенсификацию процесса теплоотдачи к нагреваемой среде. Обнаружена промежуточная область, в которой парожидкостной слой, образующийся около поверхности стенки варочной емкости, совершает сложное движение совместно с тепловым пограничным слоем. Для этой области поверхностного кипения характерно начало парообразования у стенки в сочетании с конвективным переносом жидкости с пузырьками пара вдоль стенки и с процессом конденсации паровых пузырьков в центральный объем жидкости. Предложена интерполяционная зависимость для расчета коэффициента теплоотдачи от стенки варочного сосуда к нагреваемой среде в случае пристенного кипении жидкости, реализуемого в пищеварочных котлах.

118

5. Предложен инженерный метод теплотехнического расчета пищеварочных котлов, позволяющий оптимизировать данные аппараты.

6. Разработана конструкция пищеварочного котла с улучшенными теплотехническими и эксплуатационными показателями за счет оптимальной минимизации объема пароводяной рубашки котла и установки дополнительного устройства для автоматического удаления воздуха из рубашечного пространства в процессе разогрева. Показано, что экономический эффект при использовании разработанной конструкции котла в режиме разогрева, заключается в снижении не менее чем на 4 % затрат электроэнергии при реализации тепловых процессов кулинарной обработки в пищеварочных котлах предприятий питания. Одновременно уменьшаются затраты на изготовление и обслуживание аппарата.

7. Проведенные технологические испытания по реализации основных варочных процессов подтвердили работоспособность и соответствие разработанной конструкции пищеварочного котла требованиям технологии приготовления пищи. . лч

1. А. с. 1223884 СССР, А 47 J 27/17. Пищеварочный котел с косвенным обогревом Текст. / Л.А. Минухин, A.B. Лепко (СССР). №3546655 ; заявл. 25.01.1983 ; опубл. 15.04.1986. - 2 е.: ил.

2. А. с. 1777811 СССР, А 47 J 27/16. Электрический пищеварочный котел Текст. / Л.А. Минухин, В.А. Тимкин (СССР). № 4870580 ; заявл. 28.09.1990 ; опубл. 30.11.1992. - 2 е.: ил.

3. А. с. 786975 СССР, А 47 J 27/17. Пищеварочный котел Текст. / Е.А. Персивер, А.Л. Самойлов и др. (СССР). № 2726895 ; заявл. 29.12.78 ; опубл. 15.12.80.-4 е.: ил.

4. А. с. 967454-2 СССР, А 23 J 27/16. Электрический пищеварочный котел Текст. / Л.А. Минухин, M .Я. Лаховский (СССР). № 3225460 ; заявл. 24.12.80 ; опубл. 23.10.82. - 2 е.: ил.

5. Агафонова Н. Д. Сравнительный анализ зависимостей для расчета теплоотдачи при кипении с недогревом Текст. / Н. Д. Агафонова, М. А. Готовский, И. Л. Парамонова // Теплоэнергетика. 2006. - №2. - с. 48-53.

6. Азиханов С.С. Исследование теплообмена и гидродинамики при конденсации водяного пара на вертикальной трубе в зернистом слое Текст. / Богомолов А.Р., Петрик П.Т. // Вестник Кузбасского государственного технического университета-2009 —№2. с. 145-149.

7. Аминов М.С. Технологическое оборудование консервных заводов Текст. / М.С. Аминов [и др.]. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1986.-318, 1. е.: ил., 22 см.

8. Аминов М.С. Технологическое оборудование консервных и овощесушильных заводов Текст. /■ М.С. Аминов, М.С. Мурадов, Э.М. Аминова. М.: Колос, 1996. - 342 с. : ил.

9. Андерсон Д., Таннехим Дж., Шетчер Р. Вычислительная гидродинамика и теплообмен. М.: Мир, 1990.

10. Афанасьев Э.Э., Николаев Н.С., Рогов И.А. Аналитические методы описания технологических процессов мясной промышленности. М.: Мир, 2003.-184 с.

11. Балайка Б. Процессы теплообмена в аппаратах химической промышленности Текст. / Б. Балайка, К. Сикора [пер. инж. Г.М. Гольденберга]; под ред. канд. техн. наук В.А. Григорьева. -М., Машгиз, 1962351 с.

12. Бейтмен Г., Эрдеи И. А. Высшие трансцендентные функции.— М. : Наука, 1974, ч. 2.-296 с.

13. Беляев М.И. Изменение теплофизических свойств и химического состава костного бульона в процессе варки Текст. / Черевко АИ., Запорожан Г.А. // Мясная индустрия СССР. 1981. - №5. с. 36-37.

14. Берман Л.Д. О критериях подобия для совместно протекающих процессов тепло- и массообмена в гетерогенных системах Текст. / Л.Д. Берман //ЖТФ,- 1958.-Т. 28.-вып. 11.

15. Бобе Л.С. К расчету конденсации пара при поперечном омывании труб парогазовой смесью Текст. / Л.С. Бобе, Д.Д. Малышев // Теплоэнергетика. 1971. - №12. - с. 84-86.121

16. Бобе JI.C. Тепло- и масеообмен при конденсации пара из парогазовой смеси при турбулентном течении внутри трубы Текст. / JI.C. Бобе, В.А. Солоухин // Теплоэнергетика. 1972. — №9. - с.27-30.

17. Богомолов А.Р. Влияние свойств поверхности зернистого слоя при конденсации водяного пара на горизонтальной трубе Текст. / Петрик П.Т., Дворовенко И.В., Богомолов A.A. // Вестник Кузбасского государственного техническогоуниверситета-2006.— №6. с. 90-95.

18. Болышев JI.A. Свободная конвекция тепловыделяющей жидкости Текст. / Кондратенко П.С., Стрижов В.Ф. // Успехи физических наук—2001. Т171. №10. с. 1051-1070.

19. Боришанский В.М. Исследование конденсации пара в элементах энергооборудования Текст. / В.М. Боришанский [и др.]: Теплообмен, температурный режим и гидродинамика при генерации пара: кн. Л.: Наука, Ленинград, отд-ние, 1981.-е. 76-81.

20. Боришанский В.М. Конвективная теплопередача в двухфазном и однофазном потоках Текст. / В.М. Боришанский, А.П. Козырев, A.C. Светлова. М.: Энергия, 1974. - 214 с.

21. Бородин А.И., Иванова Е.А. Нестационарный теплообмен тел произвольной формы // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2008. - №2. с. 147-153.

22. Ботов М.И. Паровой котел: секрет теплоотдачи текст. / A.A. Фирсов // Мясные технологии. 2007. - №12(60), с. 26.

23. Бурдун Г.Д. Основы метрологии Текст. / Г.Д. Бурдун, Б.Н. Марков. -М., Изд-во стандартов, 1975. 336 с.

24. Вайнберг A.M. Математическое моделирование процессов переноса. Решение нелинейных краевых задач. Москва-Иерусалим. 2009. - 210 с.

25. Ваничев А.П. Приближенный метод решения задач теплопроводности при переменных константах Текст. / А.П. Ваничев // Известия АН СССР, ОТН, 1946. №12. - с. 1767-1774.

26. Волков М.Л. Методы расчета тепловых аппаратов предприятий общественного питания Текст. / М.Л. Волков. М., Экономика, 1986. - 213 с.122

27. Вороненко Б.А. Математическое описание процессов тепло- и массопереноса в колбасных изделиях при их тепловой обработке текст. / Пелененко В.В., Стариков В.В. // Процессы и аппараты пищевых производств— 2008.-№2. с. 27-30.

28. Воскресенский К.Д. Расчет теплообмена при пленочной конденсации с учетом зависимости физических свойств конденсата от температуры Текст. / К.Д. Воскресенский // Изв. АН СССР, ОТН, 1948. №7. - с. 1023-1028.

29. Вышелесский А.Н. Тепловое оборудование предприятий общественного питания Текст. / А.Н. Вышелесский. — изд. 5-е, перераб. и доп. М., Экономика, 1976. - 399 е., ил.

30. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии Текст. / Н.И. Гельперин. М.: Химия, 1981. - 384 с. - 22 см.

31. Гинзбург А., Громов М., Красовская Г. Тепло физические характеристики пищевых продуктов. Справочник. Издание 2-е, дополненное и переработанное. М. Изд-во Пищевая промышленность. 1980г. 288с.

32. Голубева Л.В. Современные технологии и оборудование для производства молока Текст. / Л.В. Голубева, А.Н. Пономарев. М: ДеЛи Принт, 2004. - 179 с.

33. Гонин И.И. Методические ошибки в экспериментальных исследованиях теплообмена при кипении в условиях свободной конвекции // Теплофизика высоких температур. 2008, Т. 46. №3, с. 347-380.

34. Гордон Л.И. Методы экспериментального исследования рабочих тел и теплообмена в малой тепловой аппаратуре Текст. / Л.И. Гордон. M.: МИНХ им. Г.В. Плеханов, 1975. - 92 с.

35. Гордон Л.И. Панельное оборудование предприятий общественного питания Текст. / Л.И. Гордон. — М.: Экономика, 1982. 128 с.

36. Гордон Л.И. Пищеварочные котлы: пути модернизации Текст. / Л.И. Гордон // Общественное питание. 1980. - № 3. — с. 46-49.

37. Гореньков Э.С. Оборудование консервного производства: переработка плодов и овощей Текст.: справочник / Э.С. Гореньков, В.Л. Бибергал. -М.: Агропромиздат, 1989. -256 е.: ил.

38. ГОСТ СТ СЭВ 3318-81. Котлы пищеварочные электрические для предприятий общественного питания. Технические требования и методы испытаний Текст. — Введ. 1983-01-07. М. : Изд-во стандартов, 1983. - 7 с.: ил.

39. Дир Ламинарная пленочная конденсация на плоских и осесимметричных телах в неоднородном гравитационном поле Текст. / Дир, Линхард; русск. перевод Trans. ASME, Ser. С // Теплопередача, 1971. т. 93. -№1. - с. 100-103.

40. Драгилев А.И. Сборник задач по расчету технологического оборудования кондитерского производства Текст. / А.И. Драгилев, М.Д. Руб. -М. : ДеЛи Принт, 2005. 244 с.

41. Драгилев А.И. Оборудование для производства сахарных кондитерских изделий Текст. / А.И. Драгилев,' Я.М. Сезанаев. М.: ИРПО; Изд. центр «Академия», 2000. - 272 с.

42. Ермолаев И.А., Отпущенников C.B. Влияние тепловых граничных условий на локальные особенности естественной конвекции малой интенсивности в квадратной области // Теплофизика высоких температур. 2009. Т. 47. №6. с. 914-920

43. Журавленко В.Я. Теплоотдача при конденсации паров хладона Ф-113 на нижней стороне горизонтальной плиты Текст. / В.Я. Журавленко [и др.] //

44. Промышленная теплотехника, 1980. т. 2. - №5. - с. 43-46.

45. Залетнев А. Ф. Модель процесса теплопереноса при поверхностном кипении жидкости в трубах Текст. / А.Ф. Залетнев // ИФЖ, 1976. №31. - с. 396-401.

46. Зозуля Н.В. Экспериментальное определение коэффициента теплоотдачи при конденсации пара вязкого вещества Текст. / Н.В. Зозуля // Теплопередача и тепловое моделирование: кн. М.: Изд-во АН СССР, 1959. - с. 278-286.

47. Инженерные методы решения задач теплопроводности Текст. / B.C.

48. Зарубин. М. : Энергоатомиздат, 1983. - 328 с. : ил. - Библиогр.: с. 318-325. - Б. Ц.

49. Интерактивный каталог оборудования фирмы «Практика» Электронный ресурс. : 2-е изд. 2001. - Режим доступа : http://www.praktika.df.ru/cat.

50. Исаев С.А., Баранов П.А., Кудрявцев H.A. Численное моделирование нестационарного теплообмена при турбулентном обтекании круглого цилиндра. Часть 1. Методическое исследование // Теплофизика и аэромеханика. 2005. Т. 12. №1. с. 27-39.

51. Исаченко В.П. Исследование тепло- и массообмена при капельной конденсации водяного пара из паровоздушной смеси Текст. / В.П. Исаченко, A.C. Богородский // Теплоэнергетика, 1969. — №2. — с. 79-82.

52. Исаченко В.П. Теплообмен при конденсации Текст. / В.П. Исаченко. -М.: Энергия, 1977. 240 с.

53. Калинин Э.К. Экспериментальное исследование нестационарного теплообмена при свободной конвекции газа около вертикальной трубы Текст. / Э.К. Калинин, Г.А. Дрейцер, A.C. Неверов // Гидравлика: кн. М., 1976. - с.102.111.

54. Капица П.Л. Волновое течение тонких пленок вязкой жидкости Текст. / П.Л. Капица // ЖЭТФ, 1948. т. 18. - вып. 1.-е. 1-28.

55. Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел: Учеб. Пособие.-З-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. шк., 2001. — 550 с.

56. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии Текст. / А.Г. Касаткин. Изд. 9-е, испр. — М., «Химия», 1973. — 750 с. с ил.

57. Каталог кухонного оборудования «Millennium» Электронный ресурс. / ООО «Хакман Метос», 2001. Режим доступа : http://www.metos.com

58. Кирпичев М.В. Теплопередача Текст. / М.В. Кирпичев, М.А. Михеев, Л.С. Эйгенсон. М. - Л.: Госэнергоиздат, 1940. - 292 с.

59. Коган П.Я. Исследование и обоснование параметров жарочных аппаратов с однофазным промежуточным теплоносителем для предприятий общественного питания Текст. : автореферат дисс. . канд. техн. наук / Коган Павел Яковлевич. М., 1975. - 24 с.

60. Кондратьев Г.М. Регулярный тепловой режим Текст. / Г.М. Кондратьев. М., Гостехиздат, 1954. - 408 с.

61. Кошкин В.К. Нестационарный теплообмен Текст. / В.К. Кошкин, Э.К. Калинин, Г.А. Дрейцер. М., «Машиностроение», 1973. - 328 с.

62. Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи Текст. / Ф. Крейт, У. Блэк [пер. с англ]. -М.: Мир, 1983. 512 е., ил.

63. Кружилин Г.Н. Обобщение экспериментальных данных по теплоотдаче при кипении жидкостей в условиях свободной конвекции Текст. / Г.Н. Кружилин// Изв. АН СССР, ОТН, 1949. №5. - с. 701-712.

64. Крюков А.П. Конденсация из парогазовой смеси Текст. / Левашов В.Ю., Павлюкевич Н.В. // Инженерно-физический журнал-2010. Т.83. №4 с. 637-644.

65. Кук Г.А. Процессы и аппараты молочной промышленности Текст. /

66. Г.А. Кук. — М.: Пищевая промышленность, 1973. — 767 с .

67. Кулиниченко В.Р. Справочник по теплообменным расчетам Текст. / В.Р. Кулиниченко. К.: Техника, 1990. — 165 с.

68. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена Текст. / С.С. Кутателадзе. — Новосибирск: Наука, 1970. 649 с.

69. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление Текст. : справочное пособие / С.С. Кутателадзе. — М. : энергоатомиздат, 1990. — 367 с. : ил.

70. Лабунцов Д.А. О влиянии на теплоотдачу при пленочной конденсации пара зависимости физических параметров конденсата от температуры Текст. / Д.А. Лабунцов // Теплоэнергетика, 1957. — №2. с. 49— 51.

71. Лабунцов Д.А. Обобщение теории Нуссельта на условия пространственно-неравномерного поля температур теплообменной поверхности Текст. / Д.А. Лабунцов // Теплообмен и гидродинамическое сопротивление: кн. / Тр. МЭИ, 1965. вып. 63. - с. 79-84.

72. Лабунцов Д.А. Обобщенные зависимости для теплоотдачи при пузырьковом кипении жидкостей Текст. / Д.А. Лабунцов // Теплоэнергетика, 1960, №5.-с. 79-81.

73. Лабунцов Д.А. Теплоотдача при пленочной конденсации чистых паров на вертикальных поверхностях и горизонтальных трубах Текст. / Д.А. Лабунцов // Теплоэнергетика, 1957. №7. - с. 72-79.

74. Лапицкий А.Г. Теплообмен излучением Текст. / Кунгс Я.А., Курмачев Ю.Ф., Цугленок Н.В. // Вестник Красноярского государственного аграрного университета.-2007.-№1. с. 254-261.

75. Литвина Л.С. Тепловое оборудование предприятий общественного питания Текст. / Л.С. Литвина, З.С. Фролова. М., «Экономика», 1969. - 311 с.

76. Логинов B.C. Оценка нестационарной теплоотдачи при пленочной конденсации пара на вертикальной стенке Текст. / Озерова И.Л. // Известия Томского политехнического университета-2003. Т.36. №6. с. 67-69.

77. Лунин О. Г. Теплообменные аппараты пищевой промышленности Текст. / О.Г. Лунин. М., 1968. - 216 с.

78. Лыков A.B. Теория теплопроводности Текст. / A.B. Лыков. — М.: Высшая школа, Энергия, 1974. 599 с.

79. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул Текст. : учеб. пособие для втузов / E.H. Львовский. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1988. - 239 е.: ил.

80. Маркин Н.С. Метрология. Введение в специальность Текст. / Н.С. Маркин, B.C. Ершов. — М: Изд-во стандартов, 1991. — 206, 1. е.: ил.; 22 см.

81. Мартыненко О.Г., Соковишин Ю.А. Свободно-конвективный теплообмен Текст. : справочник / О.Г. Мартыненко, Ю.А. Соковишин. М.: Наука и техника, 1982. - 400 е., ил.

82. Математическое моделирование конвективного тепломассообмена на основе уравнений Навье Стокса / В. И. Полежаев, А. В. Бунэ, Н. А. Веризуб и др. М.: Наука, 1987. - 238 с.

83. Матяшов Д.М., Губеладзе O.A. Определение температурного поля в двухслойном толстостенном цилиндре конечных размеров при действии источника тепла постоянной мощности // Известия ЮФУ. Технические науки. — с. 25-29.

84. Мильман О.О. Конденсация пара в параллельных каналах воздушно-конденсационной установки Текст. / Петров П.П., Помазков В.В. // Вестник Калужского университета.-2008.-№4. с. 15-20.

85. Минкин М.Л. Технологии производства белковых продуктов от компании «Альфа-Лаваль» текст. / Минкин М.Л. // Пищевая промышленность. -2007.-№11, с. 52-54.

86. Минухин Л. А. Тепловые процессы и тепловое варочное оборудование Текст. / Л.А. Минухин. Свердловск: СИНХ, УрГУ, 1984. - 85 с.

87. Минухин Л.А. Влияние неоднородности среды на тепло- имассообмен при конденсации пара, содержащего примесьнеконденсирующегося газа Текст. / Л.А. Минухин // Известия вузов. Пищевая128технология, 1985. № 5. - с. 89-92.

88. Минухин JI.A. К расчету процессов тепло- и массообмена в неоднородной парогазовой среде Текст. / JI.A. Минухин // Известия вузов. Пищевая технология, 1985. — № 4. с. 75-79.

89. Минухин JI.A. К решению задач стационарного изотермического массопереноса в замкнутом пространстве Текст. / JI.A. Минухин // Известия вузов. Энергетика, 1981. -№7. с. 64-67.

90. Минухин JI.A. Расчеты сложных теп ло- и массобмена в аппаратах пищевой промышленности Текст. / JI.A. Минухин. -М.: Агропромиздат, 1986.- 174, 1. е.: ил.; 22 см.

91. Михеев М.А. Основы теплопередачи Текст. / М.А. Михеев, И.М. Михеева. М., 1977. - 240 с.

92. Наместников А.Ф. Консервирование плодов и овощей в колхозах и совхозах Текст. / А.Ф. Наместников. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Росагропромиздат, 1989. - 239 е.: ил.

93. Натепров В.И. Исследования газовых пищеварочных котлов с непосредственным обогревом Текст. : автореферат дисс. . канд. техн. наук. / Натепров Владимир Иванович. М., 1969. - 24 с.

94. Никитин H.H. Течение пленки и теплоотдача при конденсации пара на наклонных и вертикальных некруглых трубах Текст. / Семенов В.П. // Теплоэнергетика-2008 -№3. с.28-33.

95. Новые виды электрического оборудования Текст. / O.A. Петрушина.- Техника предприятий общественного питания: экспресс-информация. М.: ЦНИИНТЭИ торговли, 1981. - вып. 3. - 12 с.

96. Оборудование технологическое для консервной промышленности Текст. : номенклатур, каталог / М-во экономики РФ, Гос. предприятие, Межотрасл. науч.-исслед. центр «Агросистеммаш» ; [сост. М.П. Ревякина]. -М.: Агросистеммаш, 1997. 64 с.

97. Обратные задачи теплообмена. / ОМ. Алифанов. М. Машиностроение, 1988. - 280 с.

98. Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена Текст. : учеб. пособие для вузов / В.А. Осипова. 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Энергия, 1979. - 320 е., ил.

99. Пасконов В. М, Полежаев В. И., Чудов JI. А. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена. М.: Наука, 1984. 288 с.

100. Пат. 2023411 Российской Федерации A47J27/14. Пищеварочный котел Текст. / Л.А. Минухин, В.И. Лёгкий ; заявитель и патентообладатель Уральский ин-т народного хоз-ва. № 4947513/13 ; заявл. 18.06.1991 ; опубл. 30.11.1994, Бюл. №30.-4 с.

101. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. М.: Энегроатомиздат, 1984. 152 с.

102. Положенцев Г.Н. Исследование и обоснование технологических теплообменных характеристик фритюрниц непрерывного действия с вакуумированной жарочной ванной Текст.: автореферат дисс. . канд. техн. наук / Положенцев Герман Николаевич. М., 1973. - 29 с.

103. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы Текст. / В.П. Преображенский. — 3-е изд. М.: Энергия, 1978. - 704 с.

104. Профессиональная кухня: сто готовых проектов Текст. :130технический каталог / А. Д. Ефимов, Т.Т. Никуленкова, М.В. By ко лова. М. : ЗАО «Издательский дом «Веди», 2002. - 208 с.

105. Рассохин Н.Г., Швецов P.C. Номограммный метод расчета поверхности нагрева при кипении в межтрубном пространстве Текст. / Н.Г. Рассохин, P.C. Швецов // Теплоэнергетика, 1969. — №7. с.91-92.

106. Рачко В.А. Влияние содержания воздуха на теплоотдачу при конденсации пара Текст. / В.А. Рачко // Энергомашиностроение, 1965. №8. — с. 17-20.

107. Решетников И.Ф. Процессы в греющих полостях и рабочих объемах пищеварочных котлов Текст.: автореферат дисс. . канд. техн. наук / Решетников Игорь Филиппович. МИНХ им. Г.В. Плеханова, 1983. - 23 с.

108. Ривкин C.J1. Теплофизические свойства воды и водяного пара Текст. / C.JI. Ривкин, A.A. Александров. М.: Энергия, 1980. - 424 е., ил.

109. Русских В.М., Филинков A.C. Унификация емкостных аппаратов для молочной промышленности Текст. / В.М. Русских, A.C. Филинков // Молочная промышленность. 2004. - №4. с. 53-55.

110. Савицкий В.В. Поверхностные электронагреватели на основе органосиликатных материалов Текст. /В.В. Савицкий // Питание и общество. — 1994. -№10. с. 29-32.

111. Самарский A.A., Вабищев П.Н. Вычислительная теплопередача. — М.: Едиториал УРСС, 2003. 784 с.

112. Самарский A.A., Вабищев П.Н. Численные методы решения задач конвекции-диффузии. — М.: Едиториал УРСС, 2004. 248 с.

113. Сегермунд Л.Д. Применение метода конечных элементов Текст. / Л.Д. Сегермунд. М.: Мир, 1979. - с. 423.

114. Семенов В.П. Исследование тепловых и гидравлических характеристик некруглых горизонтальных труб при конденсации Текст. / Никитин H.H. // Теплоэнергетика-2008 -№3. с.23-28.

115. Сергеев В.Л. К вопросу о методах измерения больших тепловых потоков Текст. / В.Л. Сергеев // ИФЖ, 9. №4. - 1965, с. 427

116. Сергеев O.A. Метрологические основы теплотехнических измерений Текст. / O.A. Сергеев. М., Изд-во стандартов, 1975. - 336 с.

117. Ситников Е.Д. Практикум по технологическому оборудованию консервного и пищеконцентратного производств Текст. / Е.Д. Ситников. — 3-е изд., перераб. и доп. СПб.: ГИОРД, 2004. - 416 е.: ил.

118. Спиваковский А.О. Транспортирующие машины Текст. : учеб. пособие для машиностроительных вузов / А.О. Спиваковский, В.К. Дьячков. — 3-е изд., перераб. М.: Машиностроение, 1983. — 487 е., ил.

119. Темам Р. Уравнения Навье — Стокса. Теория и численный анализ. — 2-е изд. —М.: Мир, 1981. —408 с.

120. Температурные измерения Текст. : справочник / O.A. Геращенко, А.Н. Гордов, А.К. Еремина [и др.]; Отв. ред. Геращенко O.A.; АН УССР. Ин-т проблем энергосбережения. Киев: Наук, думка, 1989. - 704 с.

121. Теория тепломассообмена Текст. / А.И. Леонтьев; под общ. ред.

122. A.И. Леонтьева М., 1979. - 495 с.

123. Теория тепломассообмена Текст. : учебник для вузов / И.С. Исаев, И.А. Кожинов [и др.]; под ред. А.И. Леонтьева. М.: Высшая школа, 1979. -495 с.

124. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент Текст. / Е.Б. Аметистов, В.А. Григорьев, Б.Т. Емцев [и др.]; под. общ. ред. В.А. Григорьева и

125. B.М. Зорина. М.: Энергоиздат, 1982. - 512 с.

126. Теплопередача Текст. : учебник для вузов / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, A.C. Сукомел. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 1981. -416 е., ил.

127. Теплотехнический справочник Текст. / под. общ. ред. В.Н. Юренева и П.Д. Лебедева. В 2-х т., т. 2 - 2-е изд. - М.: Энергия, 1976. - 896 с.

128. Теплотехнический справочник Текст. / под. общ. ред. В.Н. Юренева и П.Д. Лебедева. М.: Энергия, т. 1, 1975. - 743 с.

129. Теплофизические свойства воды при атмосферном давлении Текст. / A.A. Александров, М.С. Трахтенгерц. — М., Издательство стандартов, 1977. — с.1.100.

130. Технологическое оборудование мясокомбинатов/ С.А. Бредихин, О.В. Бредихина, Ю. В. Космодемьянский, JI.JI. Никифоров. 2-е изд., испр. М.: Колос, 2000. 392 с: ил.

131. Тихонов А.Н., Самарский A.A. Уравнения математической физики: Учебник. М.: Издательство МГУ, 2004. - 799 с.

132. Толубинский В.И., Ямпольский Н.Г. Теплоотдача при конденсации водяного пара (чистого и с примесью воздуха) на поверхности вертикальной трубы Текст. / В.И. Толубинский, Н.Г. Ямпольский. Тр. ин-та теплоэнергетики УССР, 1953. - вып. 10.-е. 24-31.

133. Туголуков Е. Н. Методика математического моделирования нестационарных температурных полей емкостного аппарата Текст. E.H. Туголуков // Химическая промышленность, 2004. т. 81. - № 2. с. 84-92.

134. Туголуков E.H. Математическое моделирование технологического оборудования многоассортиментных химических производств Текст. / E.H. Тугулуков. М.: «Издательство Машиностроение-1», 2004. - 100 с.

135. Уонг X. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров Текст. : справочник / X Уонг. — М., 1979. 216 с.

136. Филатова Е.Ю., Расчет теплообменника для парциальной конденсации многокомпонентной смеси Текст. / Туголуков E.H., Ведищева О.В. // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные науки и технические науки-2006.-№3. с. 310-313.

137. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей. М.: Мир, 1991.-504 с.

138. Харламов C.B. Практикум по расчету и конструированию машин и аппаратов пищевых производств Текст. /C.B. Харламов. — JL: Агропромиздат. Ленинградское отделение, 1991. 256 е., ил.

139. Хендерсон Пленочная конденсация в присутствии неконденсирующегося газа Текст. / Хендерсон, Марчелло; русск. перевод Trans. ASME, Ser. С // Теплопередача, 1969. т. 91. - №3. - с. 174-176.

140. Хохлов Р.В. Тепловое оборудование Текст. / Р.В. Хохлов. — Издательство: Ресторанные ведомости, 2005. — 164 е., ил.

141. Хохлов Р. Тест-драйв: пищеварочные котлы Текст. / Р. Хохлов // Ресторанные ведомости, 2005. — № 6. — с. 70-73.

142. Чистяков С.Ф., Радун Д.В. Теплотехнические измерения и приборы Текст. / С.Ф. Чистяков, Д.В. Радун. М., «Высшая школа», 1972. - 392 е., ил.

143. Шарков A.B. Установка для исследования свободно-конвективного теплообмена Текст. / Кораблев В.А., Васильева Е.В. // Известия высших учебных заведений. Приборостроение.-2005. Т.48. №1, с. 61-64.

144. Шумаков Н.В. Метод последовательных интервалов в теплометрии нестационарных процессов Текст. / Н.В. Шумаков. М.: Атомпромиздат, 1979.-с. 216.

145. Ягов В.В. Основной механизм пузырькового кипения Текст. // Теплоэнергетика. 2008. - №3. с. 58-65.

146. Ян Жи-у. Ламинарная пленочная конденсация на сфере Текст. / Ян Жи-у; русск. перевод Trans. ASME, Ser. С // Теплопередача, 1973. т. 95. - №2. -с. 27-32.

147. Ярышев H.A. Теоретические основы измерения нестационарных температур Текст. / H.A. Ярышев. Л.: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1967. - 229 с.

148. Frank P. Incropera, David P. DeWitt, Theodore L. Bergman, Adrienne S. Lavine Fundamentals of Heat and Mass Transfer. — 6th Edition. — Wiley—2006, p. 1024.

149. Gerstman I. Laminar condensation on underside of horizontal and inclined surfaces Текст. /1. Gerstman, P. Griffith // Int. J. Heat and Mass Transfer, 1967. -vol. 10.-№5.-p. 567-579

150. Goldstein R.J., Briggs D.G. Текст. // J. Heat Transfer, 86, 1964.

151. Gourlay A.R., Hopscotch: A Fast Second-Order Partial Differential Equation Solver, J. Inst. Math, and its Applications, 6, 1970

152. Gourlay A.R., McGuire G.R., General Hopscotch Algorithm for the Numerical Solution of Partial Differential Equations, J. Inst. Math, and its Applications, 7, 1971.

153. Groff M. K., Ormiston S. J., and Soliman H. M. Analysis of laminar film condensation from vapour-gas mixtures in vertical tubes//Proc. 3rd Int. Symp. on Two-Phase Flow Modelling and Experimentation. 22-24 September 2004. Pisa. Vol. II. Pp. 1193-1200.

154. Hancox W. Т., Nicoll W.B. A general technique for the prediction of void distributions in non steady two-phase forsed convection. - Int. J. Heat Mass Transfer, 1971, 14, 19 p. 1377-1384.

155. Handbook of Food Engineering Practice edited by Kenneth J. Valentas, Enrique Rotstein, R. Paul Singh, CRC Press LLC, 1998

156. Huebner K.N., A Finite Element Method for Engineers, Wiley, N.Y.,1975

157. Isaev S.A., Zhdanov V.L., Niemann H.-J. Numerical study of the bleeding effect on the aerodynamic characteristics of a circular cylinder // J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 2002. Vol. 90, Iss. ll.P. 1217-1226.

158. Klei H.E., Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, 1957

159. Mills A.F., Chung D.K. Experimental study of condensation from steamer mixtures flowing over a horizontal tube: overall condensation rates. Heat Transf. 1974, vol. 5, p. 20-23

160. Myers G. E., Analitical Methods in Conduction Heat Transfer, McGraw, N.Y., 1971

161. Patankar S.V., Spal ding D.B. A finite difference procedure for solving the equations of the two-dimensional boundary layer. Int. J. Heat and Mass Transfer, 1967, №10, p. 1389-1441

162. Schetz J.A., Eichhorn R. J. Heat Transfer, 84, 1962

163. Siegel R. Transient free convection from a vertical flat plate. Transe. ASME, 1958, v. 80, №2, p.345-359

164. Siegel R., Trans. ASME, 80, 1958

165. Sofrata H. Theoretical study of film wise condensation considering wave initiation. Warme- and Stoffubertragung, 1980, Bd. 14, №3, S. 201-210

166. Taguchi S., Aoki K., Takata S. Vapor Flows Condensing at Incidence onto a Plane Condensed Phase in the Presence of Noncondensable Gas. II. Supersonic Condensation//Physics of Fluids. 2004. V. 16. № 1. P. 79.

167. Thomas D.S. Enhancement of film consideration heat transfer rates on vertical tubes by vertical wires. Ind. Eng. Chem., 1967, 6, 1.

168. Van Der Walt J. and Krogen D.G. Heat transfer during film condensation of saturated and superheated Freon-12. Heat Mass Transfer, 1972, vol. 6, p. 75-98