автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Теплометрия ограждений энерготехнологического оборудования

■ j

__ ; МППСТЕРСТВО ОСВ1ТИ УКРАШИ Украшський державний утверситет харчових технологий

Виноградов-Салтиков Володимир Олександрович

УДК 536.24, 536.6:621.184.7,662.614, 542.47,664.8:621.56 (043.3)

ТЕПЛОМЕТРШ ОГОРОДЖЕНЬ ЕНЕРГОТЕХНОЛОГ1ЧНОГО ОБЛАДНАННЯ

Спет'альшсть 05.14.04. - промислова теплоенергетика

АВТОРЕФЕРАТ дисертацп на здобутгя наукового ступеня кандидата техшчних наук

Кшв - 1998

Дисертащя е рукописом

Робота виконана в Украшському державному ушверсите-п харчових технола гш

Науковий кер!вник - доктор техшчних наук, професор ФЕДОРЮ Володимир Гаврилович, кафедра теплотехшки УДУХТ

Науковий консультант -

£ашшдахлЕХН1чних наук, доцент

ПАХОМОВ

Владлен Миколайович,

кафедра теплотехшки УДУХТ

Офвдйш опоненти: - доктор техмчних наук, професор СРИНОВ Анатолш Сремшович, 1нститут газа НАНУ, завщувач вцццлом проблем промислово! теплотехшки

кандидат техшчних наук, старший науковий сшвроблник ДЕКУША Леошд Васильович, 1н ститут загально! енергетнкн НАНУ, зам. завщувача вцщшом теплометрй" та теплозбереження

Пpoвiднa установа - Нацюнальний техншний ушверситет "КПГ

Захист вщбудеться " 20 " травня 1998 р. о 1600 год. на засщанш спещатзовано'1 Вчежм Ради К 01.15.03 при Украшському державному унЬерситетт харчових технологш за адресою:

252601, м.Кюв, вул.Володимирська,68.

3 дисертащею можна ознайомитися в б1бл1отещ УДУХТ за адресою: м.Кшв, вул.Володимирська,68.

Автореферат розкланий " 20 " квггня 1998 р.

Вчений секретар —«•" * ""*" спещал1зовано! Вче^Щ^___ВЖфШёЙЕНКО

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальтсть теми. Розв'язання енергетично"{ проблеми в нашш кршш е одшсю з важпивих умов П становления як незалежноГ демократично! та заможно! держави. Значну роль при цьому мае вщгравати енергозбереження, особливо на тдприемствах харчово'1 промисловосп, ям споживають велику юльисть теплота та холоду. Зменшення теплових потоив через огородження енерготехнолопчного обладнання (парових та водогршних кoтлiв, теплового та холодильного устаткування тощо) е сутгевим джерелом енергозбереження. Оскшьки третина ycie'i енергп, що виробляеться в Украш при згорянга палива, викидаегься у довкшля в буквальному ceHci, зменшення теплових потогав через ¡золяштп огородження на кожю три вщсотки приведе до заощадження одного вщсотка палива. Зменшення теплопритоюв до камер терм1чно'1 обробки та зберн-ання харчових продуктов приводить також до зниження усихання продукгш та збереження ix сложив чих i смакових властивостей. Актуальними с розробка cnocoöiB визначення теплових потоив через огородження та ix ¡золящйних характеристик, впровадження цих способов та рекомен-дацш щодо зменшення втрат теплота.

Зв'язок робота з науковими програмами. планами, темами. Дисертацшна робота виконана у вщповцщосп i3 науковим напрямком УДУХТ "Розробка нових основ тепломасообмшних npoueciß харчових виробництв з метою створення нового обладнання, засоб1в автомати-зацн та мехашзаш ", затверджено Вченою радою КТ1ХП 29.01.1993 р. прот. №6, а також 13 темою "Розробка в штересах теплозбереження теплометричних засоб1в безконтакгних вим1рювань температури та неруйтвного контролю енергетячного обладнання в процеи ексллуа-тацй" затвердженою Президоею HAH Украши (шифр 1.7.6.26).

Мета та задач1 дослшження. Метою дисертащйно'1 робота е розробка та впровадження метод1в визначення локальних та сумарних тепловтрат через огородження енерготехнолопчного устаткування, а також теплозахисних властивостей цих огороджень. Для реал1зацп uiei мети перед автором були поставлега задач!:

- провести анал1з процеЫв тепломасопереносу в огородженнях енерготехнолопчного устаткування та способЬ дослщження ¡нтенсивносп цих процеа'в, а також теплозахисних властивостей огороджень;

, - розробити математичш основи визначення локальних 1 сумар-них теплових потоив та ефективних теплоф13ичних характеристик (ТФХ) матер^атв огороджень;

- вдосконалити ¡снукта метода теплометричного досгадження ¡золяцшних огороджень та 1х ТФХ;

- розробити та впровадити методику визначення теплопригипшв через огородження камер терм1чно'( обробки та збер1гання харчових продукта;

- розробити методику визначення вогншц caмoзiгpiвaння продуктов шляхом вкшрювання дво- та трим1рних теплових потоив через огородження силос1в;.,

- розробити л впровадити метод визначення втрат теплота вщ зовшшнього охолодження водогр1йних та парових котельних агрегата.

Методи та об'екти дослщжень. в1ропдн1сть к результата. Ана-Л1тичш методи використовувалися при обгрунтуванш методик ви-мфювання густини теплового потоку та ТФХ матер1ал1в, статистичш методи - при розв'язанш задач метрологи та обробщ результата ек-сперимента. 1нформащю про густину теплових потоив, температуру та- и перепади одержували за допомогою прецизшшх самописних та цифрових прилада. Об'ектами дослщження були огородження камер холодильного збер1гання м'ясопродукпв, силоав, водогрШних та парових копив. В1рогщ-шстъ результата забезпечувалась градуюванням первинних перетворювач1в в умовах, досить близьких до експлуата-щйних.

- . Наукова новизна одержаних результат1в полягае в:

- розробщ метода прямого визначення тепловтрат вщ зовшшнього охолодження водогршних та парових котав;

- встановлеш лшйши кореляци м1ж густиною теплового потоку вщ обмурку котл1в та вщповщним перепадом температур за умов складного вщьно-вимушеного 1 променистого теплообмшу;

г. ••... — розробщ методики визначення вогншц самозщявання про-дукцн у сил осах ;

?.- виявлет зв'язку теплопригоптав через огородження камер холодильного збер1гання та через поверхню продукта, що зберц'аються.

Практичне значения одержаних результата робота полягае у тому, що щ результата можна поширити на шш об'екти:

- методику визначення вогншц самознр^вання - на продукщю, що збер1гаеться у штабелях тощо;

- кореляцпо характеристик тепловтрат з обмурку - на шин кон-струкцй' потужнйх парових когтив; 7

- методику усереднення теплових потогав - на шип поверхш, що мають нер1вном1рш температурю поля.

Особистий внесок здобувача полягае в - конструюванш, виго-товленш та градуюванш теплометрично! апаратури:

- розробщ, удосконаленш, комп'ютеризацп лабораторних установок з визначення темпломасообмшних характеристик вологих ма-тер1ал1в 1 продукпв;

- розробщ I впровадженш методик теплометричного обстеження огороджень обладнання;

- анагга результате доапдженъ та встановленш зв'язюв кнж окремими параметрами процеав.

Науков1 положения, що IX автор виносить на захист:

1. Коефвдент тепловщдач! з вертикальних поверхонь обмурка потужнйх парових коттв не залежить вщ перепаду температур "по-верхня - повпря за межами пристшного шару".

2.1снуючий споиб визначення тепловтрат вщ зовшшних поверхонь вoдorpiйниx юшпв мае бути доповнений показником компакт-носп котла.

3. Значна частина теплота, що проходить через огородження камери холодильного збернання, витрачасться на випаровування во-логи з поверхш продукпв, ц треба враховувати при розрахунках пов1троохолоджувач1в.

Апробащя пращ . Основш положения пращ були предметом до-повщей та обговорення на наукових конферещях УДУХТ (1993, 1995 рр.), Всеукрашсыай науково-техшчнш конференцн "Розробка та впро-вадження прогресивних технологш у харчову та переробну проми-сл0в1стъ" (Кюв, 1995 р.), на першш науково-практичнш конференцп "Хлебопродукты - 94" (Одеса,1994 р.), м1жнародному семшар1 "Теп-лометрш ¿золяцшних огороджень" (м.Бокхорн, ФРН, 1991).

Пубткацй. По мащпалах дисертацн опублжовано у фахових виданнях 3 наукових стал , 5 тез доповщей , 3 методичних вказ1вки до виконання лабораторних робгг з дисциплши "Тепло-масообмш". Дв1 статт депоновано у ДНТБ Украши.

Структура та обсяг робота. Диcepгaцiйнa робота складаетъся з вступу, чотирьох роздипв, висновюв, додатюв. Робота викладена на 124 сторшках машинописного тексту, мютить 51 рисунок та 3 таблищ на 31 сторшщ, 7 додатюв на 38 сторшках. Список використаних

лггературних джерел займае 11 сторшок та складаеться з 101 найме-нувань.

ОСНОВНИЙ ЗМ1СТ РОБОТИ

В першому роздш проведено анал1з вщомих способов визна-чення нормативних та факгичних теплових потоив через огородження енерготехнолопчного обладнання. До першо! групи внесено облад-нання, пов'язане ¿з виробленням теплово! енерги (водогршш, паров1 котли, бойлери), до друго! - пов'язане ¡з споживанням теплово! енергп або холода (тeплooбмiннi апарати, сушарки, камери холодильно! об-робки 1 збер1гання продуктов). При проектуванш та експлуатацй ого-роджень устаткування обох труп, загальною вимогою е зменшення теплових потоюв. До огороджень обладнання третьо! групи, наприк-лад силоав, може бути поставлена протилежна вимога, тобто вони мають сприяти вщведенню теплота вщ продукцн. Для кожно! групи обладнання розглянуго вплив масообмша на перенесения теплота через огородження.

Норматив® величини втрат теплота qs вщ зовшшних поверхонь котав, як окремого компонента теплового баланса , встановлюються запежно вщ паровидатаосп чи теплово! продуктивносп котла на шдстав! дослщних заруб1жних даннх бихьш як 60-р1чно! давнини. Единим фактором, що враховуеться кр1м продуктивносп котла, е на-явшсть чи вадсутшсть водяного економайзера та повпроп1щгр1вника. Щ норми мехашчно перенесено на водогрШш котли, хоча поняття водяного економайзера для них втрачае сенс.

Для холодильниюв та шших охолоджувальних примпцень нор-мативним е сумарний терм1чний огар Я огороджень, який е функщею середньор1чно1 температури повггря репона та регламентноУ температури повггря у камер! ^ Для територи Украши цю функщю автор опростив до залежносп вщ ^

Ъ ,°С -30 -20 -10 0 +10 Я, м2К/Вт 5,8 4,8 3,9 2,3 1,8

Для двох останшх значень треба перев!ряти можлив1стъ ви-падшня роси на спнш камери.

1з впровадженням нових поляцшних матер1алш, що мають не-велику теплову шерцшшсть, треба робита також розрахунки на теп-лостшысть, тобто кр1м теплопровщносп матер1ал1в треба мата шформашю щодо теплоемносп, температуропровщносп та теплоза-

своення. Для визначення фактичних втрат теплота вщ огороджень катав використовували прир1ст температуря повпря у котельш.

Густи ну теплового потока через огородження холодильних камер на завода-виробнику вим^рюють на будмайданчику за допомогою юнматичних камер та переносних електронагр1вниюв. При здаванш камер та в npoueci ix експлуатацй' для цього використовують систему охолодження самих камер, вим]'рюють р!зни-цю температур "внyIpiшня поверхня стшки - повпря у камер1".

Пряме BHMipioBaraw теплових потоюв через огородження за допомогою TeiuioMipiß "допом1жня стшка" набуло розвитку за осташп роки на основ1 розроблених О.А.Геращенко та В.Г.Федоровим мало-габаритних давач^в теплового потоку, в яких функцн допом1жно1 стшки виконус матер5ал термопар, яю використовуються для BHMipiOBaiuw перепада температур на щи стшщ.

Анашз cnocoöiB вшнрювання теплоф13ичних характеристик ма-тер!ашв огороджень показав, що найбшьш в|'ропдну iнфopмaцiю дае теплометричний cnoci6, тобто використання малогабаритних ма-лошерцшних TeraoMipiß.

Другий роздш присвячено обгрунтуванню теплометричних ме-тод1в дослщження та контролю стану огороджень енерготехно-лопчного обладнання. Задачу усереднення локальних теплових потоюв для поверхш стшки та у чаа розв'язано за допомогою метод1в математичного планування експерименп'в. Визначення локальних мак-симум1в величини q, яю вщйрають вирннальну роль в усередненш за площею, доцшьно робити rpaдieнтним методом пошуку оптимуму двох зм1нних. На великих поверхнях типу огороджень потужних па-рових котив виявилося доцшьним спочатку користуватися методом сканування i3 кроком 1-2 м, а поттм - градгентним методом i3 не-обхщним кроком.

Для холодильних камер актуалъним е також визначення м1шмального часу втпрювань т та пром^жку часу Дт мiж окремими зам1рами, оскшьки навггь в умовах, максимально наближених до стацюнарного режиму, мае мюце флуктуация значень величин q бшя якоюь середньо! величини. Застосування метода теорн iMOBipHOcri приводить до формул

т = Дт п/р ; Дт £ 2/ао , (1)

де п - галыасть 3aMipiB за серно;

р - ¡мсшршстъ попадания на верхню та нижню межу коливань зна-чень q (найчаспше приймаемо значения р = 0,95); ао - середне число попадань q на середне значения ще! величини (ви-значаеться у попередшх дослщах).

Для обгрунтування теплометричного способу визначення во-гнищ самоз1гр1вання сипких вологих продуктов у силосах чи складах методом аток розв'язано задачу потогав теплота та речовини на межах масива. Для температур вузл!в сггки у наступний момент процеса одержано формулу залежносп вщ ^

Чх(пдп) "Чх(П+1Л1) Яу(1МД) -Чу(1ЦП+1)

- н - ; (2)

Ах Ау

де сер ; ©п4п)- ефективна теплоемшсть продукта залежно вщ тем-ператури I та потенщала масопровцшосп ©;

та - густина теплового потоку вздовж осей X та У у вщповщних точках; Ах , Ау , Ат кроки вздовж осей X, У та змши у чаа т .Значения qx та Яу для (2) знаходимо з формул

" , . ®п,т " © Чх (П,ш) =К (*ып; ©плО---; ©пдп)-"-> (3)

Ах Ах

" 1 ,т _ ^ ©п,т " © г.* ] ,т

Чу (11д)=^е (tn.nl; @п,т) ^дОп.т; ©п,т) ! '■> (4).

Ау Ау

де ^ - ефективна теплопровццпсть продукта; Хя - дифузшна тепло-провщшсть продукта.

Це розв'язання дозволяе огран1зувата теплометричний контроль вогнищ самозщлвання та прогнозування 1х розвитку.

, Методом С1юк також розв'язана задача тепломасопереносу через огородження холодильних камер з урахуванням того, що вода може перебувати веере диш ¡золяцц в уах трьох фазах.

Розроблено методику визначення ефектавних тeплoфiзичниx характеристик (ТФХ) вологих продукпв та ¡золяци за умов квазгстацюнарного режима перенесения теплота через них. Методика дозволяе користуватися коефпвентом ¡ррегулярносп, який показуе, на сильки вщсотюв В1др1зняеться температура у точщ дослцркуваного шара матер1ала ¡з координатою т] = х/Ъ (Ь - товщина шара) та у будь-який момент часу т . Цей коефвдент наведено як функцно т| 1 безрозм^рного часу - числа Фур'е Бо = ат/Ь2, що дае можливкть ав-

tn.ni-^п.

Ах

С.о т ©„т)

s

томатично забезпечува-та квазкташонаршсть режима. Одну лабора-торну установку для визначення ТФХ було поеднано i3 персональною ЕОМ ЮМ PC/AT, що дало можлив1сть и масового використання в умовах учбового процесу.

Вдосконалено методику В.М.Пахомова знаходження потенщала масопереноса 0 , вологовм1ста и та густини потоку маси j тепломет-ричними засобами. Розроблено та впроваджено в учбо-вий процес лабораторну установку, яка дозволяс KpiM них характеристик визначати кbeфiцieнти вологопровцдаосп Яш та потенщалопро-вщносп ат вологих MaTepianiB. Використання теплометричних засо-6ie дозволило звести тепловий баланс при обстеженш бойлера та зро-бити вщповщну лабораторну роботу з дисциплши "Тепломасообмш".

В третьому роздш наведено результата розробки та метро-лопчного забезпечення засоб1в теплометрн, яга були використоваш шд час дослщження огороджень та MaTepianiB, з яких вони виготов-леш. Досвщ практично'1 теплометрн дозволив вибрати ращональш параметри TeimoMipiB (щаметр, товщину. шерщйшсть, чуппдасть). На основ] шаруватих TeonoMipiB, розроблених Л.В.Декушею, автором розроблено технологно виготовлення гратчастих TeroiOMipie, яка доз-воляе закладати у кожний давач однакову юлыасть диференщальних термоелеменпв та одержувати однакову чутлив1сть, що важливо пщ час мошторинга великих поверхонь та статистично'1 обробки дослицв.

Конструкторсьш розробки дозволили шдвшцити надшшсть теп-noMipiB та зменшити кшыасть вщказ!в.

Для теплометрн MacraiB продукцн або грунта nia обладнанням нами вперше розроблено подыйш та потршш векторш теплом1ри. КомбшаиЬ! гратчастого теплом1'ра 13 диференщальною муль-птермо-парою дае можливнпъ вим1рювати сумарний коефодент тепловщдач! в1д огороджень у довкшля.

Удосконалено вим1рювальн1 блоки прилад1в для визначення ТФХ вологих MaTepianiB, сгабшзовано терм1чний onip блоюв при-лaдiв за рахунок розташування строчки ппертермобатаре1 теплом1ра м(ж виступами у двох металевих дисках, з яких складаеться блок. Проведено конструкторсьм розробки та виготовлення установок для визначення ефективних тепломасообмшних характеристик сипких продукта та ¿золящйних MaTepianiB.

Анатз недолтв теплометричного мошторинга великих поверхонь огороджень дозволив сформулювати вимоги до метролопчного забезпечення них po6iT. Градуювання TeiuiOMipie проводили у юлька eraniB. На кафеддм теплотехтки УДУХТ проводили градуювання nia час променистого та кондуктивного пщведення

енергп до платок тепло м1р1в. Частина тeплoмipiв градуювалась у вщщгп теплометрп Гнститута техшчно! теплоф1зики НАНУ та у Сиб1рському державному шсппуп метрологи. Основною характеристикою кожного тeплoмipa е його робочий коефвдент к = q/E, де Е -електроруппйна сила, що виробляе теплом1р, коли через нього проходить потж густиною ц. При конструюванш та виготовлеш гратча-стих теплом1р1в параметри чутливих елеменпв та наповнювача виби-рались так, щоб коефвдент к не залежав вщ температури давача. Градуювання теплом1р1в за робочих температур -20...+80 °С

пщгвердило щ розрахунки.

Тому градуювання серйних теплом!р!в проводились на рад1ацшному стенда при гамнатшй температур! за допомогою ета-лонного теплом1ра. Обробка результатов здшснювалась за формулою

Л Д [ )

(5)

де к« та Ее - робочий коефкцент та ЕРС еталонного теплом1ра; п - кшьисть р1вшв (п = 5); т - число вим!рювань на кожному р1вш (ш = 5).

ГИд час градуювання ТФХ-прилад1в визначали баластний огар Я б та баластну теплоемшсть РБ вимipювaльниx блоюв. Робоча формули для обчислення величин X та с продукта чи матер!ал1в макггь ви-гляд

V Я] + ф ) \ и

I"', (6)

де ql та q2 - густина теплового потоку через поверхш плоского зразка у квазгстащонарному режиму I] та Ь - в1дпов1дш температури поверхонь; и - швидюсть змши температури, и = (ЗМх.

Запропоновано та реашзовано методику градуювання ТФХ-прилад!в на дослщжуваному матер ¡ал! р!зно! товщини. Показана можливкяъ вюпрювати ТФХ ¿золящйних матер1атв чи сипких продукта в масив! або в огородженш. Для цього треба закладати теп-лом!ри з окремими термопарами вздовж !зотер-м1чних поверхонь матер1ала. Оскшьки фактичний тепловий режим вццнзняеться вщ квазкггащонарного, дослдашм шляхом визначили поправку на це в!дхилення. Результата оброблено у виглвд залежносп вщносно!

похибки у визначенш величина А. вщ величины q7q, де dq/dx (у кваз1Стащ'онарному режим! q'= 0).

Результата промислового впровадження нових методик тепло-метри огороджень енерготехнолопчного обладнання викладено у чертвертому роз дин. На замовлення ДКП "Укржитло-теплокомуненерго" було дослщжено тепловтрати q5 вщ огороджень водогршних котшв у довюлля. Були вшбраш типов11 разом з там таю котли, що ¡статно водлзняються кoмnaктнicтю: НИИСТУ-5

та НИИСТУ-5х2 (спарка), компакта! котли ТВГ-4 та ТВГ-8 розробки 1нститута газа НАНУ, а також ДКВр-10м, що переведено на во-догршний режим. Ус1 дослщження проводили без втручання у ро-боч1 процеси котгав. Прям! втн'рювання дублювали визначенням перепада температур "стшка - повиря у котельт" та розрахунком ко-ефвдента тепловщдач! аг. На дшянки з шдвищеними величинами q вказували екслуатацшникам та давали неохщш рекомендацп. У табл.1 наведено результата визначення qs на гп'дстав1 досшдних, роз-рахункових та нормативних даних.

Таблиця1

Тип котла НИИ 5 СТУ 5x2 Т 4 ЗГ 8 ДКВР--10м

Теплопродуктившсть проекта, Бп, Гкал/год 0.71 1.42 4.3 8.3 9.1

Теплопродуктившсть фак-тична О, Гкал/год,% вщБп 0.638 89.9 0.909 64.0 3.5 80.1 4.8/58 5.08/61 8.0 88.0

Тепловтрати фактичш, Ъ, % 2.02 2.15 0.51 0.44 0.588 0.577

Тепловтрати номшальш, Я5„, %, при Бп= 100% 1.82 1.37 0.347 0.254 0.356 0.51

Тепловтрати пщраховаш за ОС, Ч5а, % 0.426 0.374 0.537

Нормативш втрати (за реж1мною картою), % 5.3 5.3 2.0 2.02 1.5

Нормативш втрати при фактичних навантаженнях, Ч5н ф , % 5.6 6.3 2.5 3.15 3.04 1.9

Найбщьш близькими М1Ж собою е даш перших двох груп шформаци - це говорить по в!ропдшсть результат!в автора. Фактичш та нормативш втрати найбитьш вцщизняються для котл!в

ТВГ-4 та ТВГ-8. Це пояснюсться гадвищеною компакгшстю цих котлш за рахунок розташування ширмових екрашв у топщ котав. Таким чином при складанш узагальнено! залежносп для 45 треба, кр{м теплово! продуктивное!!, вводити показник компактности

Теплометр1я зовнннних поверхонь прямоточного парового котла ТГМП-314А дала змогу встановити, що на кожшй з цих поверхонь е дшянки, тепловтрати через яю перевищують припустиму величину 350 Вт/м2 , а ¿нколи сягають значения 900 Вт/м2. Тепловий потш з кожно1 поверхш одержали шдсумуванням добутюв яР, де Р - поверх-ня "елементарноГ дшянки поверхш (табл.2).

Таблиця 2

да* Поверхня огородження 0,кВт

1. Фронтова стшка котла 209.0

2. Задня стшка 227.8

3. Права стшка 182.8

4. Л1ва спнка 206.4

5. Задня стшка топки (часткова ощнка) 239.9

6. Передня стшка конвективно! шахти ' 222.1

(часткова ощнка)

7. Верхня поверхня (включно балки, 199.8

трапи тошо)

8. Пoвepxнi, що спрямоваш додолу 70.0

9. Газохвд та повиропровщ 93.6

10. Повпропщщивники 16.6

Разом 1668.1

Фантична частка теплового баланса котла 45 дор1внювала 0,246 % проти 0,2% нормативних. Ремонт дшянок огородження iз за-вищеними величинами я приводить до зменшення 45 нижче норми та ¿стотне збереження палива.

Визначення за сигналами термопар та розрахунковими значениями с*2 дало протилежш результата, тобто фактичш втрати мешш за нормативних. Тому визначали фактичш значения а2 за формулою а2 = Для фронтово'1 спнки обробка даних по уах 48 дшянках дала лiнiйнy залежшеть м1ж ч та Дг, а саме а2=12,7±0,3 Вт/(м2К). Лшшш залежносп q(Дt) було одержано для решти великих поверхонь котла, що знаходяться у складних умовах променисто-конвективного тeплooбмiнa 1з помпним внеском вимушеноГ кон-векцн. Середне значения аг для уах поверхонь вийшло теж

поспиним 13 шлком приинятним середньо-квадратичним вгдхилинням , а саме а2 = 13,0 ± 0,6 Вт/(м2 К).

Цей результат дозволяе рекомендувати службам експлуатацн потужних котлов провадити контроль стану огороджень за допомогою спарених термощушв.

Hoвi теплометричн1 методики було використано за участю автора гад час обстежень огороджень холодильних камер кшькох проми-слових та розподшьних холодильниюв. Визначався сумарний ошр теплопередачу його пор1внювали 13 нормативним значениям. Особли-ву увагу придаляли зовншшим стшкам камер, покр{влям та перекрит-тям, а також стокам цих елемен-пв. За результатами досл^джень кожно1 камери давали конкрстш рекомендаци - сушити ¿золяцно, до-датково накладати паро-пдравл1чну або зам1няти теплову ¡золяцно.

Анагнз результата масових обстежень розподшьних холодильников дав змогу встановити зв'язок м!ж теплоприпливами через ого-родження холодильних камер та штенсившстю усихання м'ясопродук та, шо збер1гаються у камерах. Вперше побудовано цикл змши стану пов1тря в камер1 холодильного збер1гання продуктов: нагревания за рахунок теплоприплив{в, зволоження гад час контакта Ь поверхнею продукта, охолодження у пoвiтpooxoлoджyвaчí або бшя батарех до точки роси, а потьм по лшн насичення iз випаданням шею.

Побудований цикл гадтверджуе лшшний зв'язок м1ж теплоприпливами до повггря Q та усиханням продукта

Н4 -Н3

- --ггзг • . (7)

де И) - Нз - зростання ентальпй повпря шд час нагр1вання за рахунок теплопришпшв,

¿4 - с!з зменшення вологовм1ста повпря гад час його охолодження нижче точки роси.

За б тв доцшьно закршити назву -тепловолопсна характеристика процесу обробки чи зберйгання продукпв.

При збер1гашп морожених мясопродукта основну частину (3 складають теплоприпливи через зовшшш огородження, отже вони мають буш пропорцшними усиханню продукпв. Це гадтверджуе анагнз результата обстежень розподшьних холодильниюв, що розта-шоваш у р13них юнматичних репонах Украхни та мають р1зн1 системи охолодження повпря. Вщношення QAV як для нормативних, так 1 для фактичних геплоприплнв1в коливаеться у межах 27,7...27,9 МДж/кг. Бшя 9% ще! величини витрачаеться безпосередньо на випаровування

води з продукта, цю величину треба враховувати при обрахунках хо-лодильних систем.

Ц1 дат пщтверджують в!рогщшсгь методики теплометричних випробувань. Побудова цикла пов1тря дозволяе пояснити на перппш погляд парадоксальний факт: 13 зниженням температури повпря у камер! усихання продукта XV зменшуеться, хоча 0 через огородження при цьому збшьшуеться завдяки збшьшенню температурного напора. Пропорцшне величиш О збшьшення Н, - Нз було враховано при по-будов! циюпв ¿3 зниженням температури пов1тря, при цьому р1зниця <14 - отже й W, зменшуються за рахунок р!зкого зростання похщно"! 5ф/3(1 ¿з зменшенням температури пов1тря (ф - вщносна волопсть повпря).

Гратчасп теплом^ри виявилися добрим джерелом не лише науково'1, але 1 техшчнок' шформацц про стан енерготехнолопчного об-ладнання гадприемсгв харчовог та переробшп продукцц. Так, шд час обстеження система ' теплопосгачання Христишвського комбикормового заводу було виявлено численш недолпси у енергозбе-реженш, у тому числ! неяюсний стан обмурка парового котла ДКВр-4, ¡золяцп паропровод1в та трубопроводхв гарячоГ води, дано вцщовщш рекомендаци. Ця робота автора та шших ствробгсниюв кафедри теп-лотехмки УДУХТ була вщзначена П прем^ею на конкурс! 1997 року "На крапц пропозицп, проекта, заходи по шдвшценню ефективносп робота гадприемсгв гаяуз1 хл1бопродукп'в", що був проведений Державною акцюнерною компашею "Хгаб Украши".

ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦИ

1. Доведено, що прям! вим!рювання густини теплового потоку через огородження енерготехнолопчного обладнання р!зних тигав дозволяють виявляти дапянки ¡з ушкодженою чи зволоженою тепловою ¡золящею, вказувати на конкретш заходи !з енерго- та ресурсозбе-реження.

2. Анашз процеав тепломасообмшу в огородженнях та масивах вологих матер!ал1в дав можливнггь розробити методики усереднення локальних теплових потоюв для поверхт огородження та в час!, те-плометричного дистанщйного визначення вогнищ самоз1гр1вання про-дукцп, вивчення ефективних теплофхзичних 1 масообм!нних характеристик ¿золяцп 1 лабшьних продукта.

3. Конструкторсью та технолопчш розробки теплом!р1В, заходи по 1х градуюванню 1 таруванню забезпечують достатньо високу вгропдшсть, вщтворювашсгь, точтсть вим!рювань, а також малу

кшьисть в1дказ1в апаратури в с клади их умовах високих чи низьких температур та великих розм1р!в огороджень або масив1в.

4. Удоконалення теплотермометричних блоюв установок для визначення тепломасообмшних характеристик вологих матер1ал1в та переведения цих установок у режим диалогу ¡з ПЕОМ дозволили впровадити 1х у практику наукових дослщжень 1 лабораторних робгг студенпв спещальносп "Промислова теплоенергетика та енер-гозбереження".

5. Вперше виконаш робота з прямого вим1рювання тепловтрат в!д зовшшних поверхонь водогррших котлов мало? тепловидатносп р1зних конструкцш дозволяють проводити 1ханатз з точки зору компактности конструкцн, а також уточните тепловий баланс цих котш'в.

6. Теплометр1я огороджень парового котла ТГМП-314А гад час його робота у експлуатацшному режим1 дала йожливють виявити дшянки з неблагополучию^ станом ¡золяци, визначити статпо теплового баланса щодо втрат теплота вщ огородження у довкшля, пе-рев1рити витратну частину теплового баланса котла.

7. Встановлено лшшний зв'язок м1ж густаною теплового потока 1 перепадом температур М1Ж спнкою \ повоям за межами пристзнного шара для огороджень великих розм1р1в, теплота в1д яких выводиться складним променисто-конвективним шляхом ¡з ¡стотним впливом вшыюГ та вимушено'1 конвекцп, розроблена методика визначення тепловтрат за допомогою термощушв. ^;.

8. Досвщ теплометри огороджень камер збер1ганвд. морожених мясопродукта дозволив забезпечита проведения масових випробу-вань розподшьних холодильнигав УкраГни, провести анал1з результатов цих випробувань , встановити частку теплоприплиш'в через огородження, яка витрачаеться на усихання продукта.

9. Запропонований цикл змшення стану вологого повпря у камерах збер1гання морожених або охолоджених продукпв допомагае проводити тепловолопсш розрахунки камер та холодильного облад-нання, пояснювата зв'язки М1ж окремими параметрами процеав теп- -'" ломасообмшу у камерах.

ОСНОВШ ПОЛОЖЕНИЯ ДИСЕРТАЦИ ОПУБЛТКОВАНО У РОБОТАХ:

* ' ' "Т ' г ■ ■>:•■ Г?"'-'-''

I. Федоров В.Г., Виноградов-Салтыков В.А., Марценко В.П. Измерение потерь тепла от наружных поверхностей водогрейных котлов.//Экотехнология и ресурсозбережение. -К.: Ин-т газа НАНУ, 1997, N3.-0. 66-67.

2. В.Г.Федоров, В.М.Пахомов, В.О.Внноградов-Салтихов. Hoei можливосто тепломасометри продет харчово!' промисловосто. Науков! npaui УДУХТ. -К.: УДУХТ, 1994 ,N2. -С. 160-166.

3. В.МЛахомов, В.О.Виноградов-Салтиков, О.ГШапова-ленко. Самоз1гр1вання продукцн./ Харчова i переробна промисло-вкть , 1995,N12. -С. 18-19.

4. Федорт В.Г., Пахомов В.М., Виноградов-Салтиков В.О., Ткач Л.П. Комплексне визначення теплоф1'зичних характеристик воло-гих матер1ал1в.//Тепломасообмш. Методичш вказ1вки до виконання лабораториях робгг для студентов спещальносп 7.090503 "Промисло-ва теплоенергетика та енергозбереження" //Под ред. В.Г.Федорова, УДУХТ, 1997, N 3. -С.13-20.

5. Пахомов В.М., Виноградов-Салтиков В.О. Теплопередача, тепловий баланс та ефектившсть бойлера.// Там же. N 10. -С.48 - 52.

6. Пахомов В.М., Виноградов-Салтиков В.О. Дослщження процесу масопровщносто у вологому Marepiani.// Там же. N 12. С.57-64.

7. Зв'язок теплоприплив1в через огородження холодильних камер таусихання продуктов/ Федоров В.Г., Виноградов-Салтиков В О. Укр. держ. ун-т харч., технолопй. -Кшв, 1998. - 11с. - Укр. Деп. в ДНТБ Украши 23.03.98, №142 - Ук98.

8. Розлодш тепловтрат по огородженнях водогршних i парових ютов/ Федор1вВ.Г., Виноградов-Салтиков В.О., Марценко В.П. Укр. держ. ун-т харч., технолопй. -Кгав, 1998. - 11с. - Укр. Деп. в ДНТБ Украши 23.03.98, №143 - Ук98.

9. В.М.Пахомов, В.О.Виноградов-Салтиков, О.В.Федорова "Розрахунок тепловологопереносу кр1зь огородження та тд-грунтя промислових холодильниюв// Тези Междунар. науково-техшч. конф." Розробка та впровадження нових технолопй i облад-нання у харчову та переробну галуз1 АПК" .-К.: КТ1ХП, 1993 , -С. 547548.

10. О.ГШаповаленко, В.М.Пахомов, В.О.Виноградов-Сапти-ков Прогнозування та контроль процеЫв збер1гання сировини.// Тез. Докл. Первая научно-практическая конф. "Хлебопродукты - 94", 1994 , Одесса. -С. 180.

11. В.Г.Федоров, Л.П.Ткач, В.О.Виноградов-Салтиков, О.В.Кочубей. Тарування ТФХ-приладу для молочних продуктов. //Тези. 61ша- студ. наукова конф,- К.: УДУХТ, 1995 , -С. 62.

12. В.ОВиноградов-Салтиков, В.М.Пахомов, В.Г.Федоров. Метода дослщження теплообмшу масимв харчових продуктов з нав-колишнш середовищем.// Тези доп. Всеукрашська науково-техтч. конф. "Розробка та впровадження прогресивних техноло-пй та облад-

нання у харчову та переробну промисловкггь". - К.: УДУХТ, 1995,-С. 435.

13. В.П.Марценко, А.О.Глуздань, В.О.Виноградов-Салти-ков, В.М.Пахомов, В.Г.Федоров. Проблеми тепло13олящйного захисту теп-лотрас. // Тез. доп. Всеукрашська науково-техшч. конф. "Розробка та впровадження прогресивних технолопй та обладнання у харчову та переробну промисловкггь". - К.: УДУХТ, 1995. -С. 438.

АНОТАЦП

Виноградов-Салтиков В. О. Теплометр1я огороджень енерготех-нолопчного обладнання. Рукопис.

Дисерташя на здобутгя наукового ступеня кандидата техшчних наук за спещальшстю 05.14.04. - промислова теплоенергетика. Ук-рашський державний ушверситет харчових технолопй. Кшв, 1998.

Теоретично обгрунтована, розроблена та проградуйована тепло-метр ична апаратура для дослщження огороджень теплоенергетичного обладнання, ¡золяцшних матер1ал!в та сипких вологих продукпв. Розв'язано задач1 тепломасоперенесення в масивах продукцн та у во-лопй ¡золяцп. Розроблено та впроваджено у наукову практику 1 учбо-вий пронес установки з дослщження тепломасообмиших характеристик та теплових втрат. Досл1джено теплов1 втрати та коефоденти теп-лов1ддач1 у довюлля вщ зовшшшх поверхонь водогрШних та парових котл1в р1зних титв. Визначення теплопритпшв через огородження холодилыгах камер дозволило встановити хх зв'язок ¡з усиханням про-дукцй, побудувати у Ш - дааграм! цикл охолоджуючого повпгря.

Ключов1 слова: енерготехнолопчне обладнання, огороджен-ня, теплометр1я, ягасть ¿золяцн, тепломасообмш.

Виноградов-Салтыков В.А. Теплометрия ограджений энерготехнологического оборудования. Рукопись.

Дисертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.04,- промышленная теплоенергетика. Украинский государственный университет пищевых технологий. Киев, 1998.

Теоретически обоснована, разработана и проградуирована теп-лометрическая аппаратура для исследования ограждений энерготехнологического оборудования, изоляционных материалов и сыпучих влажных продуктов. Решены задачи тепломассопереноса в массивах продукции и во влажной изоляции. Разработаны и внедрены в научную практику и учебный процесс установки по исследованию тепломассо-обменных характеристик и тепловых потерь. Исследованы теплопоте-

ри и коэффициенты теплоотдачи в окружающую среду от внешних поверхностей водогрейных и паровых котлов разных типов. Определение теплопритоков через ограждения холодильных камер позволило установить их связь с усушкой продукции, построить в Hd - диаграмме цикл охлаждающего воздуха.

Ключевые слова: энерготехнологическое оборудование, ограждения, теплометрия, качество изоляции, тепломассообмен.

Vinogradov-Saltykov V.A. Heatfluxmetry of barriers of energotech-nology equipment - Manuscript.

A thesis for Candidate of technical sciences on speciality 05.14.04. -industrial heat energetics. Ukrainian state university of food technology. Kiev, 1998.

Heatfluxmetiy apparatus for investigation of energotechuological equipment's barriers isolation materials, and moist products, was theoretically well-founded, prepared und graduated. Tasks of heat and mass transferin products silo and in moist isolation were solved. Devices for investigation of heat and mass transfer characteristics and head losses were prepared and adopted in industty and educationol process. Heat losses and heat transfer coefficients from external surfaces of hot-water and steam boilers were studied. The measuring of heat fluxes through refrigerating chambers barriers made possible to ascertain their connection with mass shrinkage of products, to built in Hd - diagramme the cooling air cycle.

Key words: power and technology equipment; thermal barriers; heat-fluxmetry; isolation quality; heat and mass transfer.