автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Теплонасосные сушильные установки для предприятий агропромышленного комплекса (теория и техника)

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РСФСР

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ТЕПЛОНАСОСНЫЕ СУШИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЙ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА

Специальность 05.18.12 - Процессы, машины и агрегаты пищевой промышленности

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

На правах рукописи

ЧАЙЧЕНЕЦ НИКОЛАЙ СЕМЕНОВИЧ

УДК 621.577.001.375

(теория и техника)

Москва, 1990 г.

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени технологическом институте пищевой промышленности и в Казахском химико-технологическом институте.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Леончик Б.И.; Лауреат Государственной премии, доктор технических наук, профессор Членов В.А. доктор технических наук, профессор Рудобашта С. П.

Ведущее предприятие - Чимкентский облагропром.

¡№ ¿гл V. В

Зо

защита состоится ¡А4-' /у^ч ьу-л 13 ¿у г. в / ^ час. --5- —

на заседании специализированного совета Д.063.51.05 при Московскс технологическом институте пищевой промышленности по адресу: 1250£ Москва, Волоколамское шоссе, 11.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МТШП. Автореферат разослан " ^^ ^ 19 9 О г.

Ученый секретарь специализированного совета

к.т.н., доцент _ ' БЛАГОВЕЩЕНСКИ!'! И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Решение проблемы продовольствия предусматривает разработку для предприятий агропромышленного комплекса (АПК) таких важных народнохозяйственных задач как повышение качества пищевых и сельскохозяйственных продуктов, усовершенствование существующих и создание новых технологий их переработки и хранения, экономия топливно-энергетических ресурсов, охрана окружаю -щей среды. Задача повышения энергетической эффективности сушильных установок может быть успешно решена, в частности, путем применения тепловых насосов (ТН), позволяющих создавать рациональ -ные схемы использования энергии, утилизировать вторичные энергоресурсы, применять нетрадиционные возобновляемые источники энергии. Использование ТН для подготовки сушильного агента взамен традиционных установок, где его нагревание осуществляется за счет смешения с продуктами сгорания дизельного топлива в специальных камерах, позволяет значительно повысить качество высушенного продукта и исключить загрязнение воздушного бассейна. Кроме того , ТН создают возможность осуществлять в одной и той же теплонасос-ной сушильной установке (ТНСУ) нагревание и охлаждение различных технологических потоков, что особенно важно для современных хо -зяйств АПК, которые являются потребителями большого количества теплоты и холода в процессах сушки и охлаждения высушенного продукта. Для широкого внедрения ТНСУ необходимо обосновать целесообразность их использования для обезвоживания пищевых и сельскохозяйственных продуктов, разработать научно-обоснованные методы расчета и проектирования ТНСУ.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с координационными планами бывшего министерства хлебопродуктов СССР (№ МХП -ХСР-85) и министерства народного образования КазССР (решение за-

седания научно-координационного Совета по реализации Продовольственной программы страны Минвуза КазССР от 18.12.84 г.).

ЦЕЛЫ) РАБОТЫ ЯВЛЯЕТСЯ: развить термодинамические основы рас -чета теплонасосных сушильных установок и разработать методику их теплового расчета, предложить методы повышения энергетической эффективности ТНСУ, создать и исследовать высокоэффективные тепло -насосные сушильные установки, предложить режимы работы ТНСУ при сушке некоторых пищевых и сельскохозяйственных продуктов.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы заключается в следующем:

1. На основе стратегии системно-структурного анализа вскрыта взаимосвязь явлений, происходящих в ТНСУ; установлена структура факторов, определяющих энергетическую эффективность ТНСУ, и показаны пути синтеза оригинальных схем высокоэффективных ТНСУ; раз -работана классификация таких установок; установлена структура связей между отдельными физическими явлениями, происходящими в ТНСУ; разработаны математические модели ТНСУ, с их использованием получены зависимости, позволяющие рассчитывать продолжительность сушки пищевых и сельскохозяйственных продуктов в плотном и кипя -щем слое, а также определять тепловые нагрузки на теплообменные аппараты ТНСУ, мощностные характеристики компрессора ТН и коэф -фициент преобразования энергии.

2. При развитии термодинамических основ расчета теплонасосных сушильных установок получены соотношения, позволяющие определять параметры технологических потоков (температуру, энтальпию, влаго-содержание) и энергетические характеристики (мощность компрессора и коэффициент преобразования энергии ) ТНСУ. Разработана методика определения термодинамической эффективности ТНСУ на основе эксер-гетического анализа.

3. На основе установленной структуры факторов, определяющих

энергетическую эффективность ТНСУ, обоснованы методы повышения энергетических характеристик установок, на основе которых разработаны высокоэффективные ТНСУ одноцелевого (используемые только для сушки продуктов) и комплексного (позволяющие производить нагревание сушильного агента и охлаждение технологических потоков) назначения .

4. Составлены экономико-математические модели ТНСУ,с их использованием разработаны научно-обоснованные методы оптимального проектирования ТНСУ с применением ЭВМ; предложены методы управления ТНСУ.

5. Научно обоснованы рациональные температурные режимы работы ТНСУ при сушке некоторых пищевых и сельскохозяйственных продук -тов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ В ПРО -МЫШЛЕННОСТИ. Практическую ценность диссертационной работы пред -ставляют:

1. Методики теплового и технико-экономического расчета ТНСУ.

2. Новые схемы ТНСУ одноцелевого и комплексного назначения , особенностью которых является: максимальная утилизация вторичных энергоресурсов, использование нетрадиционных возобновляемых ис -точников энергии, применение тепловых труб для предварительного нагревания высушиваемого продукта, экологическая чистота. Эффективные ТНСУ для сушки риса-зерна и кукурузы на Чардаринском хлебоприемном предприятии, для сушки казеина на маслосырбазе Кокче-тавского облмолобъединения, для сушки каракуля на Чимкентском каракулевом заводе, комплексная теплонасосная система для тепло- и хладоснабжения Чимкентского пивоваренного завода.

3. Новые перспективные технологии переработки и хранения пищевых и сельскохозяйственных продуктов на основе применения ТНСУ комплексного назначения; рациональные режимы работы ТНСУ при су-

шке этих продуктов; эмпирические зависимости для расчета продол -жительности сушки пищевых и сельскохозяйственных продуктов.

4. Рекомендации по использованию разработанных ТНСУ в зависимости от требуемых режимных параметров сушки, климатических ус -ловий и используемых источников энергии.

5. Рекомендации по выбору рационального рабочего вещества теплового насоса.

6. Комплекс соотношений для определения термодинамических и расходных характеристик сушильного агента и рабочего вещества , алгоритмы расчета основных технологических параметров ТНСУ на ЭВМ.

Результаты работы используются при выполнении научно-исследовательских разработок по решению народнохозяйственных задач, связанных с проблемой продовольствия и в соответствии с координационными планами бывшего Министерства хлебопродуктов СССР и Минвуза КазССР по повышению эффективности функционирования современных хозяйств АПК.

Предложенные методы оптимального проектирования использованы при расчете ТНСУ для сушки риса-зерна и кукурузы, внедрение которых на хлебоприемных предприятиях Казахстана позволит получить годовой экономический эффект свыше 400 тыс.рублей. Разработана ТНСУ для обезвоживания каракуля для Чимкентского каракулевого завода, внедрение которой на этом заводе позволит получить экономический эффект около 100 тыс.рублей. Спроектирована и принята к внедрению ТНСУ для сушки и охлаждения казеина производительностью 150 кг/ч, экономический эффект от внедрения одной установки на маслосырбазе Кокчетавского облмолобъединения составит около 13 тыс.рублей. Спроектирована комплексная теплонасосная система для тепло- и хладоснабжения Чимкентского пивоваренного завода, экономический эффект от внедрения которой составит около 100 тыс.руб -

лей в год.

Разработанные алгоритмы и программы расчетов элементов ТНСУ внедрены на предприятии п/я А-7511.

Некоторые результаты работы приведены в учебниках по проектированию сушильных установок, а также в методических пособиях для ВУЗов.

Разработанные методы расчетов ТНСУ и созданные модели установок внедрены в учебный процесс при подготовке инженеров по специальности 16.03 в Казахском химико-технологическом институте.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения и результаты работы доложены на координационном Совете Министерства хлебопродуктов СССР в 1983-1984 г.г., на научно-техническом Совете управления элеваторной промышленности Министерства хлебопродуктов КазССР в 1984 г., на международной конференции "Современные сушильные установки" в г.Карл-Маркс-Штадте в 1985 г., на Всесоюзном коллоквиуме "Процессы и аппараты пищевых производств" в 1985 г., на научном семинаре кафедры "Процессы и аппараты пищевых производств" МТИППа (г. Москва) в 1987 г., на Всесоюзном семинаре "Моделирование тепло -массообменных процессов в сельском хозяйстве и управление ими (МИИСП, г.Москва) в 1990 г., на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава КазХТИ (г.Чимкент) в 1982-1989 г.г., на всесоюзных научных конференциях: "Повышение эффективности машин и аппаратов в основной химии" г.Сумы в 1986 г., "Пути интенсификации производства и применения искусствен -ного холода в отраслях агропромышленного комплекса, торговле и на транспорте" г.Ленинград в 1986 г., г.Кишинев в 1987 г., г. Одесса в 1989 г., "Современные машины и аппараты "Химтехника -88" г.Чимкент в 1988 г., на всесоюзном совещании передового опыта зерносушения в г.Москве в 1987 г., на республиканской науч -но-практической конференции "Проблемы комплексной автоматизации

и механизации производства агропромышленного комплекса" г.Куста-най в 1988 г. Разработанные установки экспонировались на выставке "Наука-86" в г. Алма-Ате в 1986 г., на ВДНХ КазССР в 1988 г. (удостоена диплома второй степени ) .

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 55 работ, в том числе брошюра; принята к изданию монография.

СТРУКТУРА И ОБЪЕЛ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, девяти глав, выводов, списка использованной литературы из 376 наименований и приложений. Работа изложена на 462 страницах ( в т.ч. 95 страниц приложений ), содержит 123 рисунка и 22 таблицы.

АВТОР ЗАЩИЩАЕТ:

1. Научную классификацию теплонасосных сушильных установок.

1

2. Методы повышения энергетической эффективности теплонасосных сушильных установок.

3. Математические модели ТНСУ.

4. Оригинальные схемы ТНСУ одноцелевого и комплексного назначения; обобщенные результаты их исследования; методические рекомендации по использованию разработанных ТНСУ в зависимости от требуемых режимных параметров сушки, климатических условий и применяемых источников энергии.

5. Методы оптимального проектирования ТНСУ с использованием ЭВМ; результаты технико-экономических исследований разработанных установок; методы управления ТНСУ; рекомендации по выбору рационального рабочего вещества теплового насоса.

6. Зависимости для расчета основных термодинамических параметров сушильного агента, а также соотношения для определения энергетических -характеристик ТНСУ;..методики, теплового рарчета и определении термодинамической эффективности ТНСУ на основе

использования эксергетического анализа.

7. Результаты исследований разработанных установок, подтверждаю -щие целесообразность их широкомасштабного внедрения в проиыш -ленность.

Автор считает своим долгом выразить глубокую признательность заслуженному деятелю науки и техники РСФСР, лауреату премии Со -вета Министров СССР, доктору технических наук, профессору А.С. Гинзбургу за ценные указания и советы, способствовавшие выполнению работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ ТЕПЛОНАСОСНЫХ СУШИЛЬНЫХ УСТАНОВОК Анализ литературных данных показал, что за рубежом ТН, обладающие рядом преимуществ по сравнению с традиционными источниками теплоты (сжигание дизельного и твердого топлива, пар ТЭЦ, электонагрев и т.д.), находят все большее применение в различных отраслях промышленности, в том числе для подготовки сушильного агента в сушильных установках. Общая мощность ТН по прогнозам технического комитета МИРЭК по тепловым насосам составит к 2000 году 50-150 млн.кВт. Основное преимущество ТН заключается в возможности получения в них 3-4 кВт.ч энергии в виде теплоты на I кВт-ч затрачиваемой на их работу электроэнергии при использовании теплоты окружающей среды и утилизации "бросовой" теплоты различ -ных технологических потоков. Применение ТН в сушильных установ -ках создает также технологические преимущества. Обобщение лите -ратурных данных показывает, что использование ТН при реализации процесса сушки в современных условиях, когда стоимость органи -ческого топлива существенно возросла, вносит значительный вклад в дело улучшения использования энергии. Применение ТН создает возможность комплексного тепло - и хладоснабжения технологичес-

ких систем.

В СССР тепловые насосы для сушки продуктов почти не используются. Это связано с тем, что до настоящего времени не доказана целесообразность их широкомасштабного внедрения для повышения эффективности сушильных установок; не исследованы особенности термодинамических процессов, протекающих в ТНСУ, и способы повыше -ния эффективности ТНСУ; не разработаны высокоэффективные тепло-насосные системы, ориентированные на утилизацию вторичных энергоресурсов, на использование возобновляемых источников энергии, на комплексное тепло - и хладоснабжение технологических процессов; не предложены научно-обоснованные методы оптимального проектирования теплонасосных сушильных установок; не исследовано влияние свойств рабочих веществ тепловых насосов на область их рационального использования.

Наряду с решением указанных вопросов в диссертационной работе впервые получены данные, способствующие развитию общей тео -рии и методов расчета ТНСУ.

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ТЕПЛОНАСОСНЫХ СУШИЛЬНЫХ УСТАНОВОК.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТНСУ

В основу анализа и моделирования ТНСУ положена методология системно-структурного подхода. При этом на первом этапе исследований осуществлен предварительный анализ априорной информации о физико-химических и термодинамических особенностях явлений, происходящих в элементах ТНСУ, на втором этапе - составлены блок -схемы математических моделей ТНСУ.

Проведение первого (смыслового), этапа, анализа позволило вскрыть взаимосвязь явлений, происходящих в ТНСУ, и определить пути синтеза новых схем высокоэффективных ТНСУ. Это явилось основой для составления научной классификации ТНСУ (приведена на

рис. I).

Выявлена структура зависимостей, входящих в математическую модель ТНСУ, установлено взаимное воздействие различных явлений и факторов, в частности, показаны особенности протекающих в ТНСУ процессов, определено их влияние на конструктивные характеристики проектируемых ТНСУ.

На втором этапе системно-структурного анализа составлены математические модели ТНСУ с замкнутым контуром циркуляции сушильного агента, комплексной теплонасосной системы и ТНСУ с солнеч -ным коллектором, которые включают в себя равновесные соотношения сушки, уравнения материального и теплового балансов для высуши -ваемого продукта и испаряемой влаги, уравнения, описывающие гидродинамическую структуру потоков в ТНСУ, уравнения кинетики сушки и тепло-массопередачи в элементах ТНСУ.

Одна из разработанных блок-схем математических моделей при -ведена на рис. 2.

При составлении математической модели теплонасосная сушиль -ная установка представлена как система, состоящая из двух подсистем: сушилка и тепловой насос.

Предложено два варианта математических описаний процесса сушки - в первом для описания процесса сушки в плотном слое реализован известный ступенчатый метод, основанный на последовательном (во времени и пространстве) расчете процесса сушки достаточно тонких слоев продукта, во втором - для описания процесса сушки в кипящем слое использован метод малых приращений.

Первый вариант математического описания процесса сушки в виде блок-схемы приведен на рис. 2 (левый контур). При расчете параметров процесса сушки продукта по этому варианту в период постоянной скорости принято, что в каждом I -ом слое интенсивность испарения влаги зависит от разности концентраций влаги на поверхности

Рис. I Классификация предлагаемых теплонасосных сушильных установок

продукта Сп ив сушильном агенте, проходящем через и-ый слой С,,-и . Расчет параметров процесса сушки продукта в период падающей скорости сушки производится по известным соотношениям.

В период падающей скорости сушки расчет параметров процесса сушки произведен также по методу академика В.В.Красникова, основанному на использовании экспериментальных данных, характеризующих кинетику сушки продукта при различных скоростях и температурах сушильного агента, а также при различной начальной влажности продукта (добавление профессора А.С.Гинзбурга и В.Д.Сквер -чака), обработанных в виде обобщенной кривой сушки, построенной в координатах - Ъ /У^ (здесь , VIе- -

начальная и текущая влажности высушиваемого продукта, %; 'С -продолжительность сушки, мин). В полулогарифмических координатах обобщенная кривая трансформируется в прямую линию с углом наклона у' . По аналогии с коэффициентом сушки в диссертации введено обозначение "Ц^1 как обобщенного коэффициента сушки 'З-оЬоЫ

где

и,- №) - скорость сушки в период постоянной скорости, %/мин; - конечная влажность высушиваемого продукта,

В отличие от известного относительного коэффициента сушки <£ , который зависит от свойств высушиваемого продукта, его начальной влажности и характеризует соотношение интенсивности сушки в период падающей и постоянной скоростей сушки ( <£ - Н

1 , здесь ■

К^ - коэффициент сушки в период падающей скорости сушки), обобщенный коэффициент

сушки 2Йо5о?и1, зависит только от свойств высушиваемого продукта и характеризует соотношение интенсивности сушки в периоды падающей и постоянной скоростей сушки с учетом на -чальной влажности продукта: ¡£0?о5ц, = <вЫ« •

При составлении математического описания процесса сушки про-

дукта в кипящем слое (по второму варианту) в качестве выходных приняты четыре параметра: влажность W« , температура t2M высушенного продукта, влагосодержание d¿ и температура ta{, сушильного агента на выходе из сушилки. Для определения этих пара -метров составлена система из четырех балансовых уравнений: уравнения теплового баланса для высушиваемого продукта и сушильного агента, баланса массы влаги и сухого вещества. Система таких уравнений, записанных для сушилки, обезвоживание продуктов в

слое

которой происходит в кипящемТ~после перехода к малым отклонениям и преобразований имеет вид:

гИлЬу) - \ ,г __±_Л(1 _ йъ dCДб<1 . /тч

dCc 0-4 АЬг Он Л1т< СЦ dt- ' (I)

ti (леЦ') - СЦк. ЛГ1 . CLUS Af . Q«2o . Oju_ .

+ ам-а.89.л1 + Jl!«LAd4 + +

o-ti3 а из Qi2s

»-Q-ÜL-Afr. 4. OjM-A-b., сип d(AcM . (2)

аш üö( о,is dbc '

ct(flУ- QjM.ÜCl Q-<s< d(¿d¿ + +

а<49 амд dt амэ кС +

+ + 4- + Ojalf.А +

t-^-At,. + QM5 Аб + QU^yß- QisodUd,) (3)

dt a«i+Qi6« AWk авз+й^ + а,«+о«ЯкС

_ Q<5f+0«< &¿} Qie.3 +СШ5 d(A&,)__

Qíif+aib« ¿ atbg +Q(6< cíe a«g+a№, ^

aejtftM aWh аде +a<6, Atr< ~

i _ Q«sfe-f-Q<io л ^ _Qís3+QJ3Í .i .

аш+а<б, Л(Л< - AL +

0/jí +a(6f 'ь ^ 0)3? +Q,í(

+ Q<6o df¿IVh)

aus +a<6< —' 1

где О. - комплексы для расчета теплофизических и других свойств сушильного агента высушиваемого продукта - получены при выводе уравнений (1)-(4); , - массовый расход продукта на входе и выходе сушилки, кг/с; L - массовый расход сушильного агента, кг/с; , t«c - температура сушильного агента соответственно на входе в сушилку и в кипящем слое, °С; , d^ - влагосодер-жание сушильного агента на входе и выходе сушилки, г вл/кг сух. возд.

Составлено математическое описание процесса обезвоживания сушильного агента в испарителе ТН теплонасосной сушильной уста -новки с замкнутым контуром циркуляции сушильного агента, включающее в себя уравнение массоотдачи в потоке сушильного агента , выражение для определения величины теплового потока через стенку теплопередающей поверхности (в кожухотрубном испарителе ТН-через стенку трубы), а также уравнение теплового баланса для потока сушильного агента. Эти уравнения имеют вид:

ordV^picL-cil-ll--^^ (5)

йо = (т6ист - тДл) (б)

Яс1тС<и (Tea -Тб'ст) + = (7) Qo dx - Lc fcclTML + йЗфа

(A me.

¿* = 4> (Tbcr) , где C^a - количество влаги, сконденсированной из потока сушильного агента, кг/с; , о^тс- коэффициенты теплоотдачи, Вт/(м^-К) и массоотдачи, м/с соответственно; d , d* - соответственно те-

(8) (9)

кущее и равновесное влагосодержание потока сушильного агента , г вл/кг с.в.; Тнаст , Т6аст ,Т^а. - температура наружной, внутренней поверхности трубы испарителя и температура сушильного агента в испарителе ТН; С(, , р - соответственно теплоемкость Дж/(кг-К) и плотность, кг/м3 сушильного агента; » <5сх -диа-

метр трубы и толщина стенки трубы испарителя, соответственно, V; (30- холодопроизводительность ТН, Вт; ТУС - скорость движения потока сушильного агента, м/с.

При совместном решении(б) и (7) получено

Для расчета температуры сушильного агента в испарителе ТН из выражения (8) получено:

о1х " ись сСх

Расчет параметров сушильного агента в конденсаторе ТН производили с использованием выражений, аналогичных (II) и (12), полученных с учетом того, что в конденсаторе ТН массообмен не происходит .

Тепловая производительность ТНСУ определена как

(^-(Зо*^ (13)

где М*. - индикаторная мощность компрессора ТН, Вт.

Величины и (10 рассчитаны с использованием характе -ристик компрессора ТН

где to » "Ьк - соответственно температура кипения и конденсации рабочего вещества (хладагента) теплового насоса, °С.

Предложенные математические модели реализованы в алгоритми -ческом языке программирования ПЛ/1 на ЭВМ ЕС-1035. Для численно-

го интегрирования уравнений (I), (2), (3), (4) и уравнений в блоках ( 27 ) и (36 ) рис. 2 использован метод Рунге-Кутта-Фельбер-га с автоматическим поиском шага, а уравнения (5) - метод сеток.

Адекватность предложенных вариантов математических описаний физической модели процессов подтверждена экспериментальными исследованиями на примере сушки риса-зерна как типичного дисперсного капилярно-пористого продукта.

Таким образом, в основу исследований ТНСУ положена стратегия системно-структурного анализа. На первом этапе этих исследований установлена структура связей физических явлений, происходящих в ТНСУ, показаны пути синтеза оригинальных схем высокоэффективных теплонасосных сушильных установок, разработана научная классификация таких установок. Показано влияние этих связей на конструктивные размеры установки. На втором этапе исследований разрабо -таны математические модели ТНСУ. Указанные исследования легли в основу разработки способов повышения энергетической эффективности ТНСУ и создания новых эффективных теплонасосных сушильных установок.

РАЗВИТИЕ .ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ОСНОВ РАСЧЕТА ТНСУ Для разработки новых схем высокоэффективных ТНСУ произведен термодинамический анализ, протекающий в них процессов.

Анализ процессов в традиционной сушильной установке свидетельствуемо ее низкой энергетической эффективности, обусловленной значительными потерями теплоты со сбрасываемыми потоками сушильного агента. В работе показано, что использование ТН позволяет утилизировать эту теплоту. Одна из предложенных схем - ТНСУ с замкнутым контуром циркуляции сушильного агента - приведена на рис. 3 а. Теоретические исследования термодинамического цикла этой установки позволили развить термодинамические основы расче-

та ТНСУ. При анализе процессов, протекающих в элементах ТНСУ, впервые установлено, что обезвоживание сушильного агента в ис -парителе ТН сопровождается повышением его давления.

тым контуром циркуляции сушильного агента С использованием выражения

а0 -и\-с^0С (ш

где С^ас,- удельное количество теплоты, отводимой от сушильного агента в испарителе ТН, кДж/кг

получено соотношение для расчета холодопроизводительности С!0 теплового насоса. Для определения О^ос. рассмотрим процесс конденсации влаги из сушильного агента в испарителе ТН.

Количество отводимой теплоты О/ ос при конденсации влаги в процессе 3-4 в диаграмме Т-Б (рис. 3 б) пропорционально площади фигуры а-4-з-с-а .

С использованием классических уравнений термодинамики получено:

т -1' -Т3+Т4 в ?л С\ос = Л^ ^ + К £ Шр3 (15)

где К. - газовая постоянная, Дж/(кг.К). После дальнейших преобразований:

^оо --^-з; + ^ (1б)

Для удобства использования последнего уравнения в практических расчетах оно преобразовано на основе закона Дальтона: Рь _ 38? 0

р4 " № + 0,468с13 и';

тогда

Цо с = + (18)

Определены параметры сушильного агента, выходящего из испарителя ТНСУ (его температура , энтальпия Л 4 , а. также темпе -ратура кипения и конденсации "Ь* рабочего вещества):

1

>к

Зд = 35-О.ЭЗ<(Тз+ТЛ - ^ i (19)

iQ = - 1Q°C = - 4,3? - 40 (20)

Получены соотношения для расчета параметров, характеризующих энергетическую и термодинамическую эффективность ТНСУ (удельной работы компрессора и коэффициента преобразования энергии jU ),

L = - Js-(3s-3k)-Q,a5-i(T3+T4)(d5-ol4) <2I>

где - удельная теплота конденсации, Дж/кг.

С использованием полученных соотношений усовершенствована методика теплового расчета ТНСУ, учитывающая изменение давления сушильного агента при его обезвоживании.в испарителе теплового • насоса.

Для выбора рационального рабочего вещества ТН произведен анализ некоторых термодинамических свойств наиболее распространенных для использования в ТН рабочих веществ Rll, R2I ,

Я142, Я114. Так, исследована зависимость изменения давления рабочего вещества, всасываемого в компрессор Р^ от его температуры кипения в испарителе ТН. Установлено, что для "С. 142 имеет большие значения, по сравнению с Я114, Ц21, £11.

Работа сжатия рабочих веществ и их объемные характеристики определяются, в частности, отношением давления конденсации и давления кипения Р„ . Для вышеуказанных рабочих веществ исследо -вана зависимость изменения ^к/ро от температуры кипения ^ при температуре конденсации с к , соответственно, 40°С, 60°С, 80°С. Установлено, что в области температур все исследован -

ные рабочие вещества могут быть сжаты в одноступенчатом компрес -соре, что значительно упрощает схему ТНСУ.

Оценка термодинамических свойств рабочих веществ ТН произве -дена с использованием коэффициента преобразования энергии ^ . Более высокие значения соответствуют эффективным режимам работы ТН. Исследована зависимость коэффициента от температуры при "Ьк соответственно 40°С, 60°С, 80°С. Анализ показывает (рис. 4 а), что величина ^ при любых фиксированных температурах увеличивается с возрастанием температуры "Ь„ . Коэффи -циент тем выше, чем ближе друг к другу и • Боль -

шие значения ^ для произвольно фиксированных Ъо и •Ьк в исследованном диапазоне их значений соответствуют рабочим веществам Я142 и (121. Меньшей термодинамической эффективностью обладают ТН, работающие на Т?Л14.

Таким образом, для выбора рационального рабочего вещества ТН необходимо с использованием предложенных графических зависимостей проанализировать термодинамические параметры, характеризующие эффективность ТНСУ и ее геометрические размеры. Однако таким способом возможно только ориентировочно обосновать выбор рабочего ве -щества. Окончательный выбор рабочего вещества может быть сделан

Рис. 4. Зависимость коэффициента преобразования энергии от температуры кипения ра -бочего вещества {.а для некоторых ра -бочих веществ при Д"Ьпер — О с а) , при различных Д"Ьп&р и фиксированном-Ьк-1о (5)

после технико-экономического обоснования с использованием методов оптимального проектирования ТНСУ, разработанных в диссертации.

Для определения оптимальной температуры перегрева Д^ер рабочего вещества, всасываемого в компрессор ( дЬпер^&г! о ), исследована зависимость от "Ьг при различных Д^ер при фиксированном температурном напоре между конденсатором и испарителем

Анализ показыват (рис. 4 6), что при каждом значении' дЬПеР существует максимальное значение коэффициента преобразования энергии ^т<хх . С увеличением д^пер значение ЦДгпах для всех исследованных рабочих веществ смещается в сторону больших "Ъо • Установлено также, что оптимальное значение

Д^ер при нефиксированном температурном напоре -Ь^-Ь,, соответствует максимальному значению коэффициента ^ .

Таким образом, на основе анализа термодинамического цикла традиционной сушильной установки показано, что использование ТН позволяет значительно повысить энергетическую эффективность сушильной установки за счет такой организации движения потоков в ней, которая обеспечивает максимальную утилизацию вторичных энергоресурсов. Различные способы организации движения потоков в установке использованы при синтезе новых высокоэффективных конструкций ТНСУ. Предложенные уравнения и анализ термодинамических свойств рабочих веществ позволяют рассчитать термодинамические параметры рабочего вещества и сушильного агента в узловых точках схемы ТНСУ и выбрать рациональное рабочее вещество ТН в зависи -мости от температурного режима работы ТНСУ.

СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТНСУ Известные в настоящее время ТНСУ пока не находят достаточно широкого применения на предприятиях агропромышленного комплекса в силу их недостаточной энергетической эффективности. В диссертации разработаны способы повышения энергетических характеристик ТНСУ (рис. 5) и предложены оригинальные схемы теплонасосных су -шильных установок, обладающих высокой эффективностью.

Разработаны 18 оригинальных конструкций парокомпрессионных и газовых ТНСУ одноцелевого и комплексного назначения, особенностью которых является максимальная утилизация вторичных энергоресур -сов, использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии, применение тепловых труб для предварительного нагревания высушиваемого продукта. Эти установки являются полностью или в значительной степени экологически чистыми источниками теплоты и холода. Для компоновки ТНСУ предложено использовать элементы серий-

Утилизация Вторичных. энергоресурсо&, создаваемых сушильной установкой

Получение В одной усталой ке сушилрлого агента нес- -кольких температурных потенциалов_

Использование солнечной энергии

Применение теплоВых труб

Рекуперация теолоть/ отродотоннь/х потоков В ТНСУс мо/7> о про 6 о дом

Использование дЛухкон-ирньп НСУ

тирнь/х и каскоднь/х ТН~"

Использование олрицо/пель ного Э(р<ре*гто Джоуля-- Тонпеона

Комплексное использование ТНСУ

8ыдор рационального радо чего Вещес/яВо

' кполыоЬанче теплоты сбрасываемых потокоо

Пспользобание теплоты парооёрозобо-ния ислоренной &лаги

Создание различных режимо& В соо.п-ВетстВу.-оцих зонах усл>оноВки

Сушка продуктов, требующих различен температур сушильного агента

Для по&ышения температурь/кипения рабочего Зещест&отн

Для ногреЬонир сушильного агента

Для предАарительногО ногреВания ¿ысуц/и£оемого продукта

Использование теплоты, от&одимой смазочным маслом

ИспользоЛание /пеллол>ы} опДодимой охлаждаю щей ¿одой.

Использование теплоты ол>ходяа(их газо& сгорания топли&а

_ Для получения сушильного агента £ь/с& ' кого температурного лотенциало

подготовки сушильного агента

Для охлаждения целеВь/х технологических пол>око&

Для хранения различных продук/ооВ

Для нагреЬония Воды и Воздуха & подсобных хозяйствах

_ Определение рациональных диапазонов чслолыо8анчя родочего Вещест&а

Определение оптимальных- режимов радо/ль/ ТНСУ

Оптимальное проектирование и управление ТНС'/

Определение оптимальной конструкции элементов ТНСУ

Разработка мелю до В управления ТНСУ

Рис. 5. Спасааы повышения эиеритической эффективности ТИСУ

но выпускаемых отечественных холодильно-компрессорных агрегатов и типовые сушилки. Получены соотношения для расчета термодинамических и расходных параметров каждой установки, разработаны ре -комендации по использованию ТН для повышения эффективности сушильных установок. На основе экономических и термодинамических оценок сопоставлена эффективность предложенных ТНСУ; показано, что коэффициент преобразования энергии в этих установках составляет

у- = 3,5-7,5 , а выигрыш в энергетических затратах на каждую условную ТНСУ производительностью I т/ч по сравнению с традиционными шахтными сушилками достигает 1,2-5 тыс.рублей в год в зависимости от схемы установки.

Проанализированы перспективы усовершенствования ТНСУ при использовании методов управления: свойствами высушиваемых продук -тов; механизмом внутреннего влагопереноса в них; воздействием внешних энергетических полей, например, с помощью "начального импульса". Рассмотрена возможность: оптимального проектирования ТНСУ на основе САПР с использованием в перспективе экспертной системы по выбору энерготехнологических параметров установки; оптимального управления ТНСУ; использования методов и средств кибернетики в экспериментальных исследованиях процесса сушки.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ

ТНСУ

Для оценки эффективности использования разработанных ТНСУ,апробации предложенных режимов работы теплонасосных сушильных ус -тановок, проверки адекватности разработанного математического описания протекающих в ТНСУ процессов физической модели проведены экспериментальные исследования лабораторных ТНСУ и полупро -мышленного образца установки. Для этой цели созданы и исследо -ваны модели ТНСУ с замкнутым и разомкнутым контурами циркуляции сушильного агента, комплексной теплонасосной системы, ТНСУ с сол-

нечным коллектором. Исследования режимов работы теплонасосных сушильных установок проведены на примере сушки риса-зерна, кукурузы, казеина, каракуля.

Исследование работы ТНСУ с замкнутым контуром циркуляции сушильного агента проведено на примере сушки риса-зерна в кипящем слое на установке, схема которой аналогична приведенной на рис. 3 а. Установка включает в себя тепловой насос, состоящий из холодильного компрессора ФВ-4, воздушного конденсатора и воздухоохладителя, и контур циркуляции сушильного агента, включающий воздушный конденсатор теплового насоса, вентилятор ВВД-5, су -пшлку, воздухоохладитель. Помимо перечисленных элементов в установке имеется ресивер для создания запаса жидкого рабочего вещества и циклон для очистки выходящего из сушилки сушильного агента перед входом его в испаритель.

Исследование работы ТНСУ с разомкнутым контуром циркуляции сушильного агента проведено на примере сушки казеина и каракуля. Установка включает в себя тепловой насос и разомкнутый контур циркуляции сушильного агента, в который входит воздушный конденсатор, вентилятор и сушилка.

Исследование работы комплексной теплонасосной системы проведено на примере сушки риса-зерна в плотном слое. Установка включает тепловой насос, контуры циркуляции сушильного агента и промежуточного теплоносителя. Помимо перечисленных элементов в установку входит сушилка,--охладитель зерна, два вентилятора.

Исследование работы ТНСУ с солнечным коллектором проведено на примере сушки риса-зерна и кукурузы в плотном слое. Установка включает в себя тепловой насос, разомкнутый контур циркуляции сушильного агента, содержащий воздушный конденсатор, вентилятор и сушилку, а также контур циркуляции нагретого в солнечном коллекторе теплоносителя (воды), который включает солнечный коллектор,

представляющий собой плоский приемник солнечной энергии поверхнос-р

тью 2,4 м , бак для сбора нагретого теплоносителя, водяной насос, испаритель ТН, бак для сбора охлажденного теплоносителя.

Для сушки риса-зерна, кукурузы и казеина использовалась МОДе-

Лл, i

ль сушки, представляющая собой вертикальный цилиндрический аппарат диаметром 260 мм и высотой 1000 мм. Высота сушилки подобрана таким образом, чтобы исключить унос высушиваемого продукта. Для сушки каракуля использовалась модель сушилки с поперечным сечением 280x240 мм, высотой 800 мм. При исследовании процесса сушки риса-зерна и кукурузы в плотном слое его высота как и в промышленных сушилках составляла 100 мм.

При проведении экспериментов регистрировали следующие пара -метры: температуру и относительную влажность сушильного агента на входе в сушилку и выходе из нее, температуру сушильного агента на входе в вентилятор, температуру и давление рабочего вещества теп -лового насоса во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, расход сушильного агента через сушилку и промежуточного теплоносителя - через испаритель и солнечный коллектор, температуру промежуточного теплоносителя на входе и выходе из солнечного коллектора . Влажность высушиваемого продукта определялась стандартным методом.

В качестве варьируемых параметров использованы: начальная влажность продукта Wh , температура tc сушильного агента, продолжительность сушки t , скорость ТГС сушильного агента. Интервалы изменения этих параметров следующие: "ht = 35-45°С; = 1931,6% - риса-зерна, Wh = 14,3-23,Щ - кукурузы, Wh = 58,264,5% -казеина, Wh = 51,2-81% - каракуля; 1Гс = 0*35-0,75 м/с-при сушке риса-зерна и кукурузы в плотном слое, = 0,3-0,8 м/с - при сушке казеина и каракуля, 1ft = 1,2-2,0 м/с - при сушке риса-зерна в кипящем слое.

Относительная погрешность экспериментов не превышает 10-15%.

Статистическая обработка результатов экспериментов представлена в виде уравнений аппроксимации для расчета продолжительности сушки продуктов.

Эти уравнения позволяют определять в указанных выше пределах продолжительность сушки риса-зерна до заданной конечной влажности при различных соотношениях исходных параметров.

Результаты экспериментов обработаны также в виде кривых сушки и кривых скорости сушки.

Характерные кривые сушки риса-зерна в плотном слое, полученные в результате расчета по зависимостям математической модели (рис. 2 ) , приведены на рис. 6. Там же нанесены экспериментальные кривые, подтверждающие адекватность математического описания физической модели процесса (сопоставление результатов расчетных и экспериментальных исследований показывает, что их расхождение не превышает 5-10 % ) .

Результаты проведенных экспериментов представлены также в виде обобщенной кривой сушки. Для исследованного процесса сушки риса-зерна в плотном слое найдено значение

аЫщ.= Э£?1^С= 1,83 ,

что хорошо согласуется с зависимостью, полученной Н.С.Михее-вой ( 92 IV,, = 1,8 ) , и также подтверждает адекватность теоретических и экспериментальных исследований.

Анализ графических зависимостей, приведенных в диссертации, показывает, что кривые сушки риса-зерна, полученные при температуре сушильного агента 35-45°С, состоят из двух участков, соот-

VJt.y.

Рис. 6. Кривые сушки и кривые скорости сушки

ветствующих периодам постоянной и падающей скорости сушки. Известно, что при сушке риса-зерна в традиционных сушильных установках (при температуре сушильного агента 60-70°С) период постоян -ной скорости сушки отсутствует (сушка протекает с падающей ско -ростью). Важно отметить, что при поддержании указанных выше ре -жимов ( tc.= 35-45°С, líe = 0,3-0,75 м/с) процесс сушки в начальный период интенсифицируется. Это можно объяснить следующим об -разом. Зерно, поступающее в сушилку, имеет температуру наружного воздуха (29-34°С), превышающую температуру мокрого термометра. Поэтому в начальный период сушки за счет самоиспарёния происхо- '• дит охлаждение наружной поверхности зерновки до температуры мокрого термометра "tM = 19-23°С (соответствует температуре сушильного агента t с = 35-45°С и его относительной влажности 30-4М),

тогда как температура внутри зерна риса некоторое время остается равной температуре наружного воздуха. Возникающий при этом значительный градиент температуры способствует интенсификации внутреннего влагопереноса за счет термовлагопроводности и, следовательно, сокращению продолжительности сушки риса-зерна, а также некоторому снижению расхода энергии.

При исследовании лабораторных моделей ТНСУ получено, что сушка риса-зерна, кукурузы, казеина, каракуля при поддержании предложенного режима в сушилке (tc = 35-45°С, lic = 0,3+0,75 м/с) происходит эффективно; при поддержании "мягких" режимов в сушилке сортность высушиваемого продукта выше, чем при его обезвоживании при традиционных параметрах сушильного агента. Кроме того, использование ТНСУ позволяет экономить нефтепродукты, повысить культуру производства, решать экологические вопросы.

Для подтверждения результатов, полученных при исследовании процесса сушки риса-зерна и кукурузы в лабораторных моделях, разработана, изготовлена, смонтирована и испытана на Чардаринском хлебоприемном предприятии опьггно-промышленная теплонасосная сушильная установка с замкнутым контуром циркуляции сушильного агента. В качестве теплового насоса в установке использован холодильный агрегат "ILKA", включающий поршневой четырехцилиндровый компрессор марки H2-80/I7, воздушный конденсатор и воздухоохладитель. Исследована сушка риса-зерна и кукурузы. Производительность установки по высушиваемому продукту 300 кг/ч. При эксплуатации опытно-промышленного образца достигнуто снижение влажности риса-зерна в среднем на 7,4% (с 25 до 17,6%), а кукурузы-на 8,7% (с 29,2 до 20,&£) за время меньшее, чем требуется в традиционных сушильных установках для такого же съема влаги. При этом экономится 10-12 кг дизельного топлива на каждую тонну высушиваемого продукта.

Для проверки результатов лабораторных исследований, полученных при сушке казеина, проведены испытания промышленной сушилки ВС-150-КПИ при температуре сушильного агента ■(;£= 35-45°С (в традиционном режиме = 80°С). Анализ результатов испытаний

показал, что снижение температуры сушильного агента до "Ьс= 35-45°С не уменьшает скорости сушки казеина, а использование "мягких" режимов позволяет повысить его сортность.

Таким образом, на основании экспериментальных исследований сушки пищевых и сельскохозяйственных продуктов в лабораторных , полупромышленных и промышленных ТНСУ рекомендованы технологические режимы сушки некоторых продуктов - риса-зерна, кукурузы, казеина, каракуля. При поддержании этих режимов качество высушен -ного продукта (например, сортность риса-зерна) выше по сравнению с сушкой при традиционных режимах. Экспериментальными исследованиями подтверждена также эффективность использования разработанных ТНСУ для сушки пищевых и сельскохозяйственных продуктов.

ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТНСУ

Один из путей повышения эффективности теплонасосных сушиль -ных установок - уменьшение энергетических потерь в отдельных элементах и в установке в целом с помощью технологических и конст -руктивных мероприятий. Выявить эти потери возможно, в частности, произведя эксергетический анализ разрабатываемой установки, позволяющий не только учесть количество энергии потребляемой и от -водимой системой, но и "качество" этой энергии, т.е. ее способ -ность быть превращенной в полезную работу.

В диссертации разработан метод определения .термодинамической эффективности ТНСУ на основе применения эксергетического анализа. Этот анализ базируется на использовании эксергетических балансов. Например, для ТНСУ с солнечным коллектором эксергетический баланс

можно записать в виде

Епр+Еса+Ек+Е^Ен + ЕСК= ЕпР + Еса+- E6a+2TvE , (23) где Епр, Е'пр - эксергия продукта, соответственно, на входе и выходе сушилки, кВт; ЕСа » Еса. - эксергия сушильного агента, соответственно, на входе и выходе ТНСУ, кВт; Е*, Е ^ , Е н - потоки эксергии соответственно в компрессоре, вентиляторе и насосе, кВт; "Z.VE - сумма потерь эксергии в элементах ТНСУ, кВт.

Сумма потерь эксергии в рассматриваемой установке может быть записана в виде:

= HVEc+LVEth + VEck +VECM, (24)

где 51V Ес» 2LVETH, VECK » VE см- потери эксергии, соответственно в сушилке, тепловом насосе, солнечном коллекторе, узле смешения, кВт. Эти потери определены из уравнений эксергетических балансов соответствующих элементов установки.

Результаты расчетов эксергетических балансов ТНСУ представлены в виде диаграмм Грассмана, позволяющих, как известно, наг -лядно оценить потери эксергии в каждом элементе установки (при выполнении расчетов в качестве контрольной базовой поверхности принята окружающая среда).На рис. 7 приведена диаграмма Грассмана для ТНСУ с солнечным коллектором. Анализ этой диаграммы показывает, что наименее эффективными в отношении потерь эксергии являются компрессор ТН и солнечный коллектор. Поэтому при разработке такой ТНСУ следует предусмотреть мероприятия для уменьшения термодинамических потерь именно в этих элементах, в частности, усовершенствовать их конструкцию, повысить температуру кипения t0 рабочего вещества ТН или усовершенствовать технологическую схему ТНСУ. Так, при увеличении t0 на Ю°С (с t0 = 20°С до 30°С) потери эксергии в компрессоре уменьшаются на 5,5%, а при введении в схему рассматриваемой установки на потоке сушильного

Рис. 7. Эксергетический баланс ТНСУ

1-компрессор; П-воздушный конденсатор; Ш-регенеративный теплообменник; ГУ-дроссельный вентиль; У-испаритель; 71 - солнечный коллектор; УП, УШ- секции тепло -обменника; 1Х-узел смешения; X - сушилка

агента перед конденсатором ТН двухсекционного теплообменника эксергетические потери в компрессоре снижаются на 6,3£.

С помощью подобных полосовых эксергетических балансов проведена оценка термодинамической эффективности всех разработанных геплснасосных сушильных установок. Показано, что по сравнению с ТНСУ одноцелевого назначения (используемыми только для сушки ) термодинамически более эффективны комплексные ТНСУ. Установлено, что большая энергетическая эффективность газовых ТНСУ присуща

установкам использующим солнечную энергию, работающим по циклу Брайтона под избыточным давлением рабочего вещества (по сравнению с установками, работающими под вакуумом). Подтверждено также, что энергетические характеристики ТНСУ с разомкнутым циклом по сушильному агенту, работающих в южных районах страны, выше , что связано с более высокой температурой атмосферного воздуха , поступающего в установку.

Степень термодинамического совершенства ТНСУ (наряду с коэффициентом преобразования энергии ) может быть оценена эксер -гетическим КЦЦ ( Г[е):

а - Е ПОД _ _Е исп

е Еупр Ек + Е{, + Ен где ЕЛ0Л-ЕиСп- полезно используемая эксергия.

Поскольку эксергия, воспринимаемая солнечным коллектором Еск, не имеет стоимостной ценности, величину затрачиваемой эксергии Ь-£0тр определим так: с-^тр = +

Термодинамическая эффективность ТНСУ оценена также с помощью значения удельного расхода эксергии Дв^агр , который представляет собой количество эксергии, затрачиваемой на испарение из высушиваемого продукта I кг влаги.

Де^отр = Е^тр/и •

Для ТНСУ с солнечным коллектором, работающей по схеме, приведенной на рис. 7, = 44%.

Для оценки влияния температуры кипения рабочего вещест-

ва в испарителе ТН на энергетическую эффективность ТНСУ с солнечным коллектором исследована зависимость изменения эксергетическо-го КПД Г|е , удельного расхода эксергии Дб^атр , потока распола -гаемой эксергии АЕ , эксплуатационных затрат И, и тепловой нагрузки на конденсатор 0 к от температуры "Ь 0 при фиксирован -ной температуре воздуха, подаваемого в установку ( "Ьн = 20°С).

Анализ результатов численного эксперимента показывает, что с повышением температуры кипения величина г|е возрастает, а Ц. , дЕ, де^тр уменьшаются. Это обусловлено снижением мощнос-

ти компрессора ТН.

Таким образом, с использованием разработанного метода определения термодинамической эффективности ТНСУ произведено сопоставление предложенных установок. Рекомендованы конструктивные и технологические мероприятия для повышения термодинамической эффек -тивности ТНСУ.

ОПТИМАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕШЮНАСОСНЫХ СУШИЛЬНЫХ УСТАНОВОК С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭВМ

Разработаны методы оптимального проектирования ТНСУ с за',ж -нутым контуром циркуляции сушильного агента, комплексной тепло -насосной системы и ТНСУ с солнечным коллектором. Оптимизация ТНСУ на стадии проектирования позволит повысить ее эффективность, снизить капитальные затраты на создание элементов установки и системы в целом. В качестве критерия оптимальности использованы приведенные затраты на создание и эксплуатацию оборудования Э .

При оптимальном проектировании ТНСУ с замкнутым контуром циркуляции сушильного агента в качестве независимой переменной использована его температура на входе в конденсатор. Варьирование этой температуры приводит к изменению режимных параметров всех элементов ТНСУ, что, в свою очередь, вызывает изменение тепловых нагрузок на теплообменные аппараты; изменяется также мощность компрессора ТН.

Температура сушильного агента перед конденсатором определена по минимуму приведенных затрат Э (критерия оптимальности), который соответствует компромиссу между возрастанием капиталь -ных затрат на создание установки и уменьшением энергетических

затрат при ее эксплуатации. Расчет произведен следующим образом. При выбранной температуре сушильного агента на входе в конденсатор (рис. 3) рассчитывают поверхность конденсатора, воздухоохладителя и теплообменника-рекуператора, определяют параметры ТН и значение критерия оптимальности. Затем при изменении температуры в пределах ее возможных значений от температуры су -шильного агента на выходе из испарителя до его температуры на входе в сушилку - расчеты повторяются. По минимальному значе -нию критерия оптимальности Э устанавливается оптимальное значение температуры .

При оптимальном проектировании комплексной ТНСУ, имеющей контур частичной рециркуляции отработанного сушильного агента, в качестве независимой переменной принят коэффициент рециркуляции п . Увеличение П. приводит не только к возрастанию температуры су -шильного агента перед конденсатором и, следовательно, к сниже -нию тепловой нагрузки на этот аппарат, но и к увеличению влаго-содержания сушильного агента и расхода его на входе в сушилку. В результате возрастает тепловая нагрузка на конденсатор ТН и энергетические характеристики ТНСУ ухудшаются. Температуру и коэффициент рециркуляции сушильного агента выбирают по минимуму приведенных затрат на создание и эксплуатацию ТНСУ.

При оптимальном проектировании ТНСУ с солнечным коллектором в качестве независимых переменных использованы температура кипения рабочего вещества и коэффициент рециркуляции П . Анализ показал, что повышение температуры приводит, с одной стороны, к снижению мощностных характеристик ТНСУ, а с другой - вызывает повышение тепловой нагрузки на солнечный коллектор и необходимость увеличения его поверхности. Оптимальные значения 1С и П. соответствуют минимуму приведенных затрат.

Для выполнения оптимизирующих вычислений на алгоритмическом

языке ПЛ/1 для ЕС-ЭВМ составлены программы расчета "ТНСУ-1" , "ТНСУ-2", "ТНСУ-З".

Программы "ТНСУ-1", "ТНСУ-2", "ТНСУ-З содержат элементы САПР. Эти программы составлены из автономных подпрограмм (модулей), которые после соответствующей перекомпоновки могут быть сформированы в программы расчета любых теплонасосных сушильных установок. Элементы комплексов "ТНСУ-1", "ТНСУ-2", "ТНСУ-З" внедрены на предприятии п/я А-7511.

В качестве примера рассмотрены результаты оптимального проектирования ТНСУ с замкнутым контуром циркуляции сушильного агента. Исходные данные: производительность ТНСУ по высушиваемому продукту (рису) 8 т/ч, начальная и конечная влажность продукта VIн = 31,6$, = 16,3?, температура сушильного агента на входе в сушилку ^ = 45°С, нормативный коэффициент окупаемости Ен = 0,15.

Анализ результатов расчета показывает (рис.8), что с повышением температуры сушильного агента перед конденсатором ТН теку-

Рис. 8. Зависимость критерия оптимальности ( Э ), текущих зат -рат ( Зт ) и амортизационных от-

(3,3т), «Ю"ра! ЕНК хЮ"-1 ру! ТаУ

МО 5.2-

12.0 5.1-

та 5.0

м- и-

$.0 и-

«0 -40-20

числений капитальных затрат (ЕНЮ от температуры (^5) сушильного агента перед конденсатором ТН.

¡о гг 2ч ¡в

¿а ¡г

Ь'С

щие затраты Зт уменьшаются (это объясняется снижением тепловой нагрузки на конденсатор, а , следовательно, и уменьшением расхо-

да рабочего вещества ТН, и, соответственно, мощности компрессора), амортизационные отчисления ЕНК вначале снижаются, а затем возрастают. Оптимальная температура перед конденсатором соответствует минимальному значению критерия оптимальности Э (приведенных затрат на создание и эксплуатацию ТНСУ). Для рассматриваемого примера оптимальная температура "t5 = 30,5°С. При этом: мощность

компрессора М* = 153 кВт, поверхности теплообмена конденсатора

о

и испарителя, соответственно, 120 и 181 м . Капитальные затраты на создание установки составляют 36 тыс.руб., текущие затраты на эксплуатацию ТНСУ - 7200 руб/год, приведенные затраты на созда -ние и эксплуатацию установки- 11,9 тыс.руб/год.

Таким образом, разработанные научно-обоснованные методы оптимального проектирования теплонасосных сушильных установок с применением ЭВМ, которые реализованы в алгоритмическом языке прог -раммирования ПЛ/I в виде программ "ТНСУ-I", "ТНСУ-2", "ТНСУ-3" , содержащих элементы САПР, позволяют на основании минимизации целевой функции (приведенных затрат) определять оптимальные температурные режимы работы, мощностные и расходные характеристики проектируемых систем, а также конструктивные размеры отдельных элементов установки.

РАЗРАБОТКА ПРОМЫШЛЕННЫХ ТНСУ ДЛЯ СУШКИ ПИЩЕВЫХ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВ

На основе результатов исследований, приведенных в диссертации, разработана усовершенствованная методика инженерного расчета теплонасосных сушильных установок, включающая выбор схемы ТНСУ и рабочего вещества ТН, тепловой расчет ТНСУ, определение продолжительности сушки продуктов и конструктивный расчет ТНСУ.

Результаты проведенных исследований, методы оптимального проектирования ТНСУ и методика инженергого расчета теплонасосных су-

шильных установок использованы при разработке промышленных установок для сушки казеина, риса-зерна, кукурузы, каракуля, а также при конструировании установки, предназначенной для тепло- и хла-доснабжения пивоваренного завода; разработана комплексная теп -лонасосная система для сушки и охлаждения рисовой крупы.

На базе сушилки ЗС1Ш-8 разработана ТНСУ с замкнутым конту -ром циркуляции сушильного агента для обезвоживания риса-зерна. Производительность установки по высушиваемому продукту составляет 3200 кг/ч, тепловая производительность ТН - 100 кВт. Предусмотрена возможность нагревания сушильного агента в конденсаторе ТН и осушения его в испарителе. Разработаны конструкции теплообменника-рекуператора и устройство для обезвоживания су -шильного агента. Экономический эффект от внедрения этой ТНСУ по сравнению с традиционной сушильной установкой той же производительности составляет около 9 тыс.рублей в год.

На базе этой же сушилки спроектирована ТНСУ для сушки и охлаждения риса-зерна. При той же производительности по высушиваемому продукту (3200 кг/ч) установка обладает холодопроизводите-льностыо 0о = 110 кВт, что позволяет охлаждать промежуточный теплоноситель (воздух) до температуры, соответственно,

2.= Ю°С, = 15°С и подавать его затем в соответствующую секцию трехсекционного охладителя зерна. Установка принята к внедрению на Чардаринском хлебоприемном предприятии. Экономический эффект от ее внедрения по сравнению с традиционными щахт-ными сушилками с холодильными установками для охлаждения риса -зерна составляет около II тыс.рублей. Сопоставление технико -экономических показателей разработанной ТНСУ и традиционной сушилки ЗСПЖ-8 с холодильной установкой для охлаждения риса-зерна приведено в таблице.

Для рисозавода разработана комплексная теплонасосная уста -

Таблица

Сопоставление технико-экономических показателей

Показатели ! !Базовая су! Единица !шилка ХПЖ !..„„„_„ !-8 с холо-|Измере- ,дильной ус_ ! ния !тановкой .1 {Комплексная ■1 ТНСУ !

Производительность по рису- т/ч 3,2 3,2

зерну

Установочная мощность

- вентиляторов, выпускного

и транспортного механиз-

мов, топки кВт 21 21

- компрессора кВт 38 58

Расход топлива на I тонну

риса-зерна кг/т 12,2 -

Удельный расход энергии на кДж

испарение 1 кг влаги кг влаги 5000,0 1300,0

Коэффициент преобразования

энергии - - 4,5

Капитальные затраты РУ<5. 28560,0 34940,0

Затраты на дизельное топливо руб/т 0,98 -

Затраты на электроэнергию руб/т 5414,0 6374,0

Эксплуатационные расходы руб/т 8588,0 7099,7

Приведенные затраты руб/т 3,5 2,2

новка для сушки и охлаждения рисовой крупы. При получении рисовой крупы высшего сорта большое значение имеет технология послеубо -рочной обработки риса-зерна. В соответствии с существующей инструкцией по хранению риса-зерна сушить его следует до влажности 13-14% (по отношению к общей массе). При обработке такого (пересушенного с нашей точки зрения) риса-зерна резко увеличивается количество дробленных ядер. Как показали производственные опыты, наибольший выход целых ядер достигается при обработке риса-зер-

на с влажностью не 13-14, а 15-15,3?. Получаемая на рисозаводе рисовая крупа имеет повышенную влажность 16-16,5% и, соответст -венно, температуру - 30-35°С, вследствии чего она не стойка при хранении. Такую рисовую крупу необходимо подсушивать до влажности и затем охлаждать до 20°С. Разработанная для этой цели комплексная теплонасосная установка позволяет одновременно под -готовить теплый воздух для сушки ( tc= 35-45°С) и холодный ( "tTH = 5-Ю°С) - для охлаждения рисовой крупы. Сушка при "мягких" ( tü= 35-45°С) режимах позволяет увеличить выход рисовой крупы высшего сорта. Технико-экономическим расчетом установлено, что затраты на привод компрессора (при стоимости I кВт-ч электроэнергии 0,02 руб) составляет 0,07 руб-ч/т. Таким образом, использо -вание на рисозаводе ТНСУ позволит существенно снизить текущие (энергетические) затраты и повысить выход риса-крупы высших сортов, а, следовательно, получить дополнительный экономический эффект.

При широкомасштабном внедрении ТНСУ на хлебоприемных предприятиях юга Казахстана для сушки риса-зерна, а также на Чимкентском каракулевом заводе экономический эффект составит около 500 тыс. рублей.

Для маслосырбазы Кокчетавского облмолобъединения разработана и рекомендована к внедрению ТНСУ для сушки казеина. Установка позволяет производить нагревание сушильного агента, охлаждать камеру хранения продукта, а также осуществлять охлаждение промежу -точного теплоносителя, предназначенного для работы кондиционера. Внедрение этой установки позволит снизить себестоимость произ -водства казеина, повысить его сортность, улучшить культуру производства. Годовой экономический эффект от использования ТНСУ на маслосырбазе Кокчетавского облмолобъединения составит 13 тыс. рублей.

Спроектирована комплексная теплонасосная система для тепло- и хладоснабжения Чимкентского пивоваренного завода, расчетный годовой экономический эффект от внедрения которой составляет около 100 тысяч рублей.

Для Чимкентского каракулевого завода разработана ТНСУ для сушки каракуля и обеспечения холодом складских помещений. Производи -тельность установки по высушиваемому продукту 2 млн. шкурок каракуля в год, по теплоте - 225 кВт, холодопроизводительность - Q0 = 170 кВт. В установке предусмотрена рекуперация вторичных энергоресурсов. Экономический эффект от внедрения этой установки сос -тавляет около 100 тыс.рублей в год.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Теоретическими и экспериментальными исследованиями подтверждена целесообразность и высокая технико-экономическая эффектив -ность использования ТНСУ для сушки пищевых и сельскохозяйственных продуктов. Рекомендованы перспективные технологии их переработки и хранения на основе применения ТНСУ комплексного назначения. В частности, предложена новая технология перера -ботки на рисозаводе риса-зерна в комплексной ТНСУ, позволяю -щая увеличить выход риса-крупы высших сортов и снизить энер -гетические затраты на ее сушку и охлаждение.

2. На основе стратегии системно-структурного анализа вскрыта взаимосвязь явлений, происходящих в ТНСУ; установлена структура факторов, определяющих энергетическую эффективность ТНСУ, и показаны пути синтеза оригинальных схем высокоэффективных теп-лонасосных сушильных установок; разработана научная классификация таких установок; установлена структура связей между отдельными физическими явлениями, происходящими в ТНСУ; иссле -довано влияние этих связей на конструктивные параметры уста -

новки. Разработаны математические модели ТНСУ. На их основе получены зависимости, позволяющие рассчитать продолжительность сушки пищевых и сельскохозяйственных продуктов в плотном и кипящем слое, а также определять тепловые нагрузки на теп-лообменные аппараты ТНСУ, мощностные характеристики компрессора ТН и коэффициент преобразования энергии. Математические модели реализованы на ЭВМ.

3. Теоретические исследования термодинамического цикла позволили развить термодинамические основы расчета теплонасосных сушильных установок. При анализе процессов, протекающих в элементах ТНСУ, установлено, что обезвоживание сушильного агента в испарителе ТН является политропическим процессом и сопровождается повышением его давления. Впервые получены соотношения для определения основных термодинамических параметров технологических потоков (температуры, энтальпии, влагосодер-жания) и энергетических характеристик (мощности компрессора ТН и коэффициента преобразования энергии) ТНСУ. С использованием полученных соотношений разработана методика теплового расчета ТНСУ.

4. На основе установленной структуры факторов, определяющих энергетическую эффективность ТНСУ, научно обоснованы методы повышения энергетических характеристик установок, с использованием которых разработаны высокоэффективные ТНСУ одноцелевого (используемые только для сушки продуктов) и комплексного

(для нагревания и охлаждения технологических потоков) назначения.

5. Разработаны 18 оригинальных конструкций парокомпрессионных и газовых ТНСУ одноцелевого и комплексного назначения, особенностью которых является: максимальная утилизация вторичных энергоресурсов, использование нетрадиционных возобновляемых

источников энергии, применение тепловых труб для предварительного нагревания высушиваемого продукта. Эти установки являются полностью или в значительной степени экологически чистыми источниками теплоты и холода. Для компоновки ТНСУ предложено использовать элементы серийно выпускаемых отечественных холо-дильно-компрессорных агрегатов и типовые сушилки. На основе экономических и термодинамических оценок сопоставлена эффективность предложенных ТНСУ; показано, что коэффициент преобразования энергии в этих установках составляет ^ = 3,5+7,5, а выигрыш в энергетических затратах на каждую условную ТНСУ производительностью I т/ч по сравнению с традиционными шахтными сушилками достигает 1,2-5 тыс.рублей в год (в зависимости от схемы теплонасосной сушильной установки). Показано, что более эффективными являются ТНСУ комплексного тепло- и хладо-снабжения, а также установки, использующие солнечную энергию (в южных районах СССР). Разработаны рекомендации по использованию предложенных ТНСУ в зависимости от требуемых режимных параметров сушки, климатических условий и используемых источников энергии.

6. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований сушки пищевых и сельскохозяйственных продуктов в лабораторных, полупромышленных и промышленных ТНСУ рекомендованы рациональные технологические режимы сушки некоторых пи -щевых и сельскохозяйственных продуктов - риса-зерна, кукурузы, казеина, каракуля. При поддержании этих режимов ( 1й= 35-45°С, Т5С= 0,35-0,75 м/с) качество высушенного продукта (например , сортность риса-зерна) выше по сравнению с сушкой при традици -онных режимах.

7. Разработана методика термодинамической эффективности ТНСУ на основе использования эксергетического анализа. Произведено со-

поставление термодинамической эффективности разработанных ТНСУ по значениям эксергетического КПД и удельного расхода эксергии; подтверждено, что комплексные ТНСУ более эффективны по сравнению с установками одноцелевого назначения. Для повышения термодинамической эффективности ТНСУ и ее элементов предложены конструктивные и технологические рекомендации.

3. Разработаны научно-обоснованные методы оптимального проектирования ТНСУ, в основу которых положены экономико-математи -ческие модели. Предложено три комплекса расчетных программ "ТНСУ-1", "ТНСУ-2", "ТНСУ-З", содержащих элементы САПР, позволяющие в автоматизированном режиме определять оптимальные параметры работы ТНСУ с замкнутым контуром циркуляции суши -льного агента, комплексной теплонасосной сушильной установки и ТНСУ с солнечным коллектором. Эти программы составлены из автономных подпрограмм (модулей), которые после соответствующей перекомпоновки могут быть сформированы в программы расчета других теплонасосных сушильных установок. Элементы комплексов "ТНСУ-1", "ТНСУ-2", "ТНСУ-З" внедрены на предприятии п/я А-7511. Разработаны методы управления ТНСУ.

I. Произведен анализ важнейших термодинамических свойств рабочих веществ ТН, на основе которого разработаны рекомендации по выбору рационального рабочего вещества теплового насоса в зависимости от температурных режимов ТНСУ.

О.На основании результатов теоретических и экспериментальных исследований предложены методы инженерного расчета ТНСУ. С использованием этих методов разработаны ТНСУ для сушки риса-зерна и кукурузы на Чардаринском хлебоприемном предприятии ', для сушки казеина на маслосырбазе Кокчетавского облмолобъе-динения, для сушки каракуля на Чимкентском каракулевом заводе, а также комплексная теплонасосная система для тепло - и

хладоснабжения Чимкентского пивоваренного завода. Годовой экономический эффект от внедрения ТНСУ на хлебоприемных предприятиях юга Казахстана и на Чимкентском каракулевом заводе составит свыше 500 тыс.рублей.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ К РИС.2 (подсистема "сушилка"), остальные приведены по тексту. tc - температура сушильного агента на входе в сушилку, °С; tq,- средняя температура между температу -рой высушиваемого продукта и сушильного агента, °С; 9 - температура высушиваемого продукта, °С; Рп , Рд- , Рс - давление парциальное водяного пара, барометрическое и в сушилке, МПа; СП»С0" - концентрация пара жидкости на поверхности продукта и окружающей среде, кг/м3; ^ - кинематический коэффициент вязкости,м^с;

о

D - коэффициент диффузии водяного пара, М/k; р0 - плотность сухого вещества высушиваемого продукта, кг/м3; Q0 , QK , Qg- - соответственно холодопроизводительность, тепловая производительность и тепловая нагрузка на бак-аккумулятор, Вт; CJ,m - интенсив -

ность испарения, кг/(с*м); Q.s- удельная интенсивность солнеч -

От- ' о

ной радиации, Вт/м ; F - поверхность теплообмена, м ; R - оп -

ределяющий размер, м^; L - расход сушильного агента, кг/с; &w, Cw- соответственно расход, кг/с и теплоемкость, Дж/(кг«К) про -межуточного теплоносителя; m - масса, кг; - скорость сушильного агента, м/с; Wc, Wh - влажность продукта по отношению к массе сухого вещества соотвественно текущее значение, на входе и выходе сушилки, %; К - коэффициент сушки, с""*; обобц, -обоб -щенный коэффициент сушки; оС - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м^«Ь tr - продолжительность сушки, с; Рг>п , массообменные кри-

терии Прандтля и Нуссельта; JUL - коэффициент преобразования эне| гии. Индексы: к - конденсатор; и - испаритель; с.к. - солнечный коллектор.

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

1. Чайченец Н.С., Инков A.M. Расчет элементов холодильных машин с применением ЭВМ. - А-Ата, НМК Минвуза КазССР. - 1981. -

45 с.

2. Чайченец Н.С., Тауасаров Ш.У., Курносов В.В. Анализ неко -торых свойств рабочих веществ тепловых насосов. M., 1982. - 12 с. -Деп. в ВИНИТИ 04.11.82 №358 //Библ.указ. ВИНИТИ "Деп.рукописи",

- 1982. - №10(132). - С.108.

3. Чайченец Н.С., Тауасаров Ш.У. Сушка термолабильных материалов с применением теплового насоса: Сб.науч.тр. "Машины и аппа -раты холодильной и криогенной техники и систем кондиционирования воздуха". Ло, 1983. - С.121.

4. Чайченец Н.С. Расчет характеристик поршневого холодильного компрессора с применением ЭВМ. - M., 1983. - 17 с. - Деп. в ВИНИТИ, №1034 //Библ.указ. ВИНИТИ "Деп.рукописи", - 1983. - №10(144). -

С.122. '

5. Чайченец Н.С., Тауасаров Ш.У., Устинов C.B. Сушка риса-шалы с применением тепловых насосов. M., - 1983. - II с. - Деп. в ВИНИТИ 14.12.83 №453 //Библ.указ. ВИНИТИ "Деп.рукописи", - 1983.-№11(145). - С.129.

6. А.с I170253 СССР. МКИ F26 В 21/04, F25 В 29/00. Теплона -сосная сушильная установка /Н.С.Чайченец, А.С.Гинзбург, Ш.У.Тауасаров, Т.А.Тавбазаров (СССР). - 3 е.: ил.

7. Чайченец Н.С. Теплонасосные системы сушки пищевых и сельскохозяйственных продуктов //Пищ.пром. Экспресс-информация.-1985.

- №5. - СЛ.

8. Чайченец Н.С., Юрко A.A. Программа расчета конденсатора теплового насоса на ЭВМ //Инф.листок ЮжКазЦНТИ. - 1985.-№144-85. -4 с.

9. Чайченец Н.С., Куцева I.A. Расчет испарителя с внутритруб-ным кипением теплового насоса с применением ЭЦВМ. M., - 1985. -

Э с. - Деп. в ВИНИТИ № 1019 //Библ.указ. ВИНИТИ "Деп.рукописи",-1985. - 11(169). - С.186.

10. Тбскай.4С.Ьепе1г M.S., &1пбЬи.г§ A.S. AnWencLang der Wärmepumpe. zur Ef-fektivitätzerfiö-fiung der- Trccfcnang6an£agen- : Лт Sammetbuch „X.WcLrmetecfiniictie Tagung-Trocknung'.'-Karl- Marx - Stadt, {985. - z. 42.

11. A.c. I216594 СССР. МКИ F26 В 9/06, F25 В 29/00, F26 В 21/04. Теплонасосная сушильная установка с двумя температурными уровнями /Н.С.Чайченец, А.С.Гинзбург, Б.А.Бекетов (СССР). - 3 е.: ил.

12. Чайченец Н.С. Применение тепловых насосов для повышения эффективности сушильных установок. М., 1986. - 14 с. - Деп. в ВИНИТИ 06.03.86 №1037 //Библ.указ. ВИНИТИ "Деп.рукописи", - 1986. №1(171). - С.188.

13. Чайченец Н.С.Дуйсебаев С.Д. Автоматизация расчета испа -рителя при комбинированном использовании тепловых насосов для сушки и охлаждения казеина //Инф.листок Кокчетав ЦНТИ. - 1986. -№86-10. - 2 с.

14. Чайченец Н.С. Использование солнечной энергии в пищевой промышленности //Пищ.пром. Экспресс-информация. - 1986. - №1. -СЛ.

15. Чайченец Н.С., Мамбеткулов Е.Б. Гелиоустановка для сушки пищевых и сельскохозяйственных продуктов //Гелиотехника, АН СССР и Уз.ССР. - 1986. - №2. - С.57.

16. Чайченец Н.С. Теплонасосные сушильные установки. Примеры расчета. Учебное пособие. - Чимкент, 1986. - 56 с.

17. Чайченец Н.С. Оптимальное проектирование теплонасосной сушильной установки с применением ЭВМ. Учебное пособие.-Чимкент, 1986. - 80 с.

18. Чайченец Н.С., Гинзбург A.C., Тауасаров Ш.У. Сушка риса с применением тепловых насосов //Изв.ВУЗов. Пищ.технол. - 1986.-№4. - С.93.

19. A.c. 1239486 СССР, МКИ F26 В 9/06, F25 В 29/00. Теплонасосная сушильная установка с мотокомпрессором /Н.С.Чайченец, А.С Гинзбург, Ш.У.Тауасаров (СССР). - 3 е.: ил.

20. A.c. 1252628 СССР. МКИ F26 В 9/06, F25 В 29/00. Теплонасосная сушильная установка с солнечным коллектором /Н.С.Чайченец С.Д.Дуйсебаев (СССР). - 3 е.: ил.

21. A.c. 1252629 СССР. МКИ F26 В 9/06, F25 В 29/00. Теплонасосная сушильная установка с солнечным коллектором и воздухоох -ладителем /Н.С.Чайченец, Е.Б.Мамбеткулов, А.С.Гинзбург (СССР). -3 с.: ил.

22. Чайченец Н.С. Высокоэффективные теплонасосные сушильные^ установки для современных хозяйств АПК //Всесоюзн.конф. "Пути интенсификации производства и применения искусственного холода

в отраслях агропромышленного комплекса, торговле и на транспор-

те": Тез.докл. - Л., 1986. - С.81.

23. Чайченец Н.С. Теплонасосная установка для сушки термолабильных материалов //Всесоюзн.конф. "Повышение эффективности и надежности машин и аппаратов в основной химии": Тез.докл. г.Сумы, 1986. - С.178.

24. Чайченец Н.С., Мамбеткулов Е.Б. Газовая теплонасосная сушильная установка с солнечным коллектором /Дам же. - С. 176.

25. Чайченец Н.С., Мамбеткулов Е.Б., Гинзбург A.C. Эксергети-ческий анализ теплонасосной сушильной установки с солнечным кол -лектором //Гелиотехника, АН СССР и УЗ.ССР. - 1986. - №6. - С.50.

26. Чайченец Н.С., Юрко A.A., Дуйсебаев С.Д. Система автоматизированного проектирования теплонасосной сушильной установки. ТНСУ-I //Алгоритмы и программы. Инф.бюл. ОФАП СССР. - 1987. -№2.

- С.18.

27. Чайченец Н.С., Богомолов Ю.А. и др. Разработка теплона -сосной установки для сушки и охлавдения казеина с автоматическим режимом работы: Отчет о НИР (заключительный) /Казахский химико -технологический ин-т: № ГР 01850046122. 1987. - 76 с.

28. Чайченец Н.С., Тауасаров Ш.У., Тавбазаров Т.А. Теплона -сосная система для сушки кукурузы и риса //Инф.листок ШКазЦНТИ.

- 1987. - №87-20.

29. Чайченец Н.С. Способы повышения эффективности теплонасос-ных сушильных установок //Холодильная техника. - 1987. - №7.-С.15.

30. A.c. I3I3085 СССР. Теплонасосная сушильная установка /Н.С.Чайченец, Д.С.Дуйсебаев (СССР). - 1987.

31. A.c. I3I3086 СССР. Теплонасосная сушильная установка /Н.С.Чайченец, Р.А.Абдуразаков, Б.Д.Сосновский (СССР). - 1987.

32. A.c. I337610 СССР. МКИ F24 F 3/14. Устройство для осушения и охлаждения воздуха /Др. и Н.С.Чайченец (СССР). - 4 е.: ил.

33. Чайченец Н.С., Юрко A.A., Чайченец С.С. Программа расчета теплонасосной сушильной установки с замкнутым контуром циркуляции агента сушки //Инф.листок ЮжКазЦНТИ. - 1987. - № 136-87.

34. Беляков В.В., Чайченец Н.С., Радзиевский В.Н. Моделирование переходных режимов работы теплового насоса для одновременного нагревания и охлаждения сред //Всесоюзн.конф. "Пути интенсифика -дии производства и применения искусственного холода в отраслях агропромышленного комплекса, торговле и на транспорте": Тез.докл. -Кишинев, 1987. - С.14.

35. Чайченец Н.С., Чайченец С.С., Мамбеткулов Е.Б. Повышение эффективности теплонасосных сушильных установок на основе их эк-

сергетического анализа //Всесоюзн.конф. "Пути интенсификации производства и применения искусственного холода в отраслях агропро -мышленного комплекса, торговле и на транспорте": Тез.докл. -Кишинев, 1987. - С.27.

36. Чайченец Н.С., Мамбеткулов Е.Б. Сушка пищевых и сельско -хозяйственных продуктов в высокоэффективных теплонасосных систе -мах //Республ.конф. "Проблемы комплексной автоматизации и механизации производства агропромышленного комплекса": Тез.докл.-А-Ата, 1988. - 4.1. - С.21.

37. Мамбеткулов Е.Б., Чайченец Н.С., Чайченец С.С., Гинзбург A.C. Эксергетический анализ газовых теплонасосных сушильных ус -тановок //Всесоюзн.конф. "Современные машины и аппараты химических производств "Химтехника-88": Тез.докл. - Чимкент, 1988. -Ч.З. - С.34.

38. Чайченец Н.С., Чайченец С.С. Системно-структурный анализ теплонасосных сушильных установок /Дам же. - С.40.

39. Чайченец Н.С., Беляков В.В. и др. Разработать высокоэф -фективную теплонасосную систему для сушки риса-зерна: Отчет о НИР (заключительный) /Казахский химико-технологический ин-т: №ГР 0I850046I23. - 1988. - 82 с.

40. Бауэр А.Г., Чайченец Н.С., Мамбеткулов Е.Б. Использова -ние тепловых насосов для сушки и охлаждения термолабильных материалов //1У всес.студ.конф. "Холодильные компрессорные машины и установки": Тез.докл. - Казань, 1988. - С.6.

41. Чайченец Н.С., Юрко A.A., Чайченец С.С. Программа расчета комплексной теплонасосной системы на ЭВМ //Инф.листок ЮжКаз ЦНТИ. - 1988. - » 136-88.

42. Чайченец Н.С. Оптимальное проектирование теплонасосных сушильных установок //Холодильная техника. - 1989. - №2. - С.46.

43. Чайченец Н.С., Гинзбург A.C. Повышение энергетической эффективности сушильных установок на основе использования тепловых насосов: Сб.научн.тр. "Совершенствование оборудования для обработки объектов морского промысла". Калининград, 1989. - С.З.

44. Чайченец Н.С., Юрко A.A. Система автоматизированного проектирования комплексной теплонасосной сушильной установки. ТНСУ-2 //Алгоритмы и программы. Информ.бюл. ОФАП СССР. - 1989. - № 4,-C.I6.

45. Чайченец Н.С., Гинзбург A.C., Чайченец С.С. Термодинамический анализ теплонасосных сушильных установок //Теоретич.осно-

вы химич.технол. - 1989. -Я5. - С.663.

46. Чайченец Н.С., Гинзбург A.C. Развитие термодинамики тепло-насосных сушильных установок //Всесогазн.конф. "Пути интенсификации производства и применения искусственного холода в отраслях агропромышленного комплекса, торговле п на транспорте": Тез.докл. - Одесса, 1989. - С.62. . ;

47. Чайченец Н.С., Новоселов С.В., Вербицкий В.В., Мамбетку-лов Е.Б. Комплексная теплонасосная система для рисозавода // Холодильная техника. - 1989. - № 11. - С.30.

48. Чайченец Н.С. Теплонасосные сушильные установки для зерна. - М.: ЦНИИТЭИ, 1990. - 52 с.

49. Чайченец Н.С., Мамбеткулов Е.Б., Юрко A.A. Система автоматизированного проектирования теплонасосной сушильной установки с солнечным коллектором. ТНСУ-3 //Алгоритмы и программно Информ. бюл. ОФАП СССР, - 1990. - М. - С.19.

50. Беляков В.В., Чайченец Н.С., Мамбеткулов Е.Б., Ахтямова Л.Р. Определение параметров процесса тепловой обработки сред тепловым насосом в переходном режиме на ЭВМ: Сб.научн.тр. "Массооб-менные и каталитические процессы химической технологии" (в печати ) .

51. Чайченец Н.С., Мамбеткулов Е.Б., Чайченец С.С. Методика теплового расчета гедлонасосных сушильных установок с солнечным коллектором: Сб.научн.тр.: Гетерогенные процессы химической технологии. Кинетика, динамика, явления переноса". Иваново, 1990

i в печати ) .

52. Беляков В.В., Чайченец Н.С., Мамбеткулов Е.Б. Влияние интенсивности солнечной радиации на эффективность работы теплового гасоса // Гелиотехника АН СССР и Уз.ССР. - 1990. - (в печати ) .

53. Чайченец Н.С., Мамбеткулов Е.Б., Чайченец С.С. Оптималь-юе проектирование теплонасосных сушильных установок с солнечным коллектором-на ЭВМ "//Гелиотехника АН СССР и Уз.ССР. - 1990. -

Ь 3. - С. 22.

54. Чайченец Н.С. Методика эксергетического анализа теплона-юсных сушильных установок // Холодильная техника. - 1990.-й 11

■ в печати )••-. ■ • • - . •

55. Чайченец Н.С. Сушка пищевых и сельскохозяйственных про-уктов в теплонасосных системах. - М.: Агропромиздаг (монография; .ринята к изданию ) .

„однис-но э печать Зах.2-1 т::р. 100 А:,;

13.09.Ü00г. Н 0олгтн:;а,14.