Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
К расчетно-графической работе и практическим занятиям↑ Стр 1 из 5Следующая ⇒ Содержание книги
Поиск на нашем сайте
МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ К расчетно-графической работе и практическим занятиям по дисциплине «Холодильная техника и технология»
Для студентов очной и заочной форм обучения
Тольятти 2011 г.
УДК 621.5 ББК 31.39
Методическое пособие к расчетно-графической работе и практическим занятиям по дисциплине «Холодильная техника и технология» для студентов специальности «Технология продуктов общественного питания» очной и заочной формы обучения.
Составитель: ст. преподаватель кафедры «ТПППТиТО» ______________________________ С.Ю. Дудина
Одобрено Учебно-методическим советом кафедры «___» _____________20__г., протокол № _________
Зав. кафедрой ТПП и ТОПП __________________/Т.П. Третьякова/ (ФИО)
Рецензенты: к.т.н., профессор А.Д. Николаев к.т.н., доцент Г.Н. Уполовникова
Одобрено Учебно-методическим советом университета «___» _____________20__г., протокол № _________
Председатель УМС _________________/А.Н. Ярыгин/
©Дудина С.Ю. ТФМГУПП 2011 Содержание
Введение. 4 1 Проектирование стационарной холодильной камеры.. 5 2 Требования к стационарным холодильным камерам.. 6 3 Расчет емкости холодильной камеры.. 10 4 Расчет грузовой площади холодильной камеры.. 10 5 Расчет строительной площади холодильной камеры.. 11 6 Теплотехнический расчет стационарной холодильной камеры....... 12 7 Процесс передачи тепла через конструкции зданий. 14 8 Основы расчета отдельных элементов холодильных машин..... 17 8.1 Конденсаторы.. 17 8.2 Испарители рассольные. 20 8.3 Охлаждающие батареи. 22 8.4 Тепловая изоляция холодильных камер. 23 8.5 Калорический расчет охлаждаемого помещения. 24 8.6 Теплоприток через ограждения. 24 8.7 Теплоприток от охлаждаемых продуктов. 25 8.8 Теплоприток с наружным воздухом при вентиляции. 25 8.9 Эксплуатационные теплопритоки. 25 9 Задание. 26 Приложение 1. 28 Приложение 2. 29 Приложение 3. 30 Приложение 4. 31 Приложение 5. 32 Приложение 6. 33 Приложение 7. 35 Приложение 8. 37 Приложение 9. 39 Приложение 10. 42 Список литературы.. 44 Вопросы к зачету по дисциплине «Холодильная техника и технология» 45 Введение
Современное предприятия общественного питания представляет собой сложное производство с различными технологическими процессами, выполняемыми на разнообразном оборудовании. Для хранения скоропортящихся пищевых продуктов, предприятия общественного питания и торговая сеть все в большей степени оснащаются автоматизированными холодильными установками, охлаждающими шкафами, витринами и другим холодильным оборудованием. В связи с многообразием холодильного оборудования выбор его для предприятий общественного питания и торговли осуществляется с учетом специфики предприятия, величины товарооборота предприятия и количества товара, размещаемого в холодильном оборудовании. При выборе оборудования оценивается совокупность качеств, удовлетворяющих решению производственных задач предприятия: условное назначение оборудования, его габариты, температурный режим в холодильном оборудовании, стоимость, дизайн, уровень надежности, состояние оборудования и т. д. Практически на всех предприятиях применяют сборные или стационарные холодильные камеры. Применение стационарных холодильных камер, как правило, обусловлено «неудобной» конфигурацией имеющейся строительной площади, которая в строительном блоке здания не позволяет рациональным образом разместить сборные холодильные камеры. Использование стационарных холодильных камер обусловлено также возможностью их размещения в производственных помещениях здания. Это освобождает площади предприятия для их рационального использования в производственных целях.
Проектирование стационарной холодильной камеры Стационарные холодильные камеры устанавливают на предприятиях в том случае, если отсутствуют строительные площади для установки сборных камер. В исходных данных для проектирования указывается ассортимент и количество продуктов, подлежащих холодильному хранению (суточный расход продуктов); место размещения камеры в контуре строительной конструкции здания; климатические особенности, в которых проектируется холодильная камера. При расчетах учитывают, в какой климатической зоне находится город. Определяющим критерием климатической зоны является среднегодовая температура наружного воздуха. Эту температуру учитывают при выборе коэффициента теплопередачи. В теплотехническом расчете используют данные о максимально высокой температуре наружного воздуха, которая берется из СНИП 23.01.99 «Строительная климатология». Стационарные холодильные камеры можно размещать и в подвальных помещениях, что освобождает площадь предприятия. Проектирование ведется согласно СНИП 2.11.02-87 Холодильники. Нормы проектирования.
Требования к стационарным холодильным камерам 1. Холодильные камеры размещают в подвалах, полуподвалах, на первых этажах предприятий общественного питания и торговли или в одноэтажных зданиях. Камеры располагают в контуре здания таким образом, чтобы они не имели наружных стен (если возможно). 2. Камеры хранения сырья располагают вблизи загрузочного помещения предприятия, камеры хранения готовой продукции размещают в соответствии с принятой схемой производства. 3. Не рекомендуют располагать холодильные камеры под жилыми помещениями, используя перекрытие в качестве потолка камеры. 4. Запрещается проектировать холодильные камеры под душевыми, бойлерными и другими помещениями с большими влаго- и тепловыделениями. 5. Площадь стационарной холодильной камеры должна быть не менее 6-ти квадратных метров, а минимальный размер камеры – не менее 2.4 метра. 6. Высоту камеры принимают от 2.7 до 3.2 метра. Высоту складируемого груза принимают на 0.2 – 0.3 метра ниже потолка камеры. (Рекомендуемая высота складируемого груза 2.0 – 2.5 метра) 7. Ширина тамбура должна быть не менее 1.6 метра. В блоке холодильных камер допускается не предусматривать тамбур, если расчетная температура воздуха камеры более 2 градусов Цельсия. 8. Двери холодильных камер теплоизолируются. Ширина дверей камер и тамбура должна быть не менее 0.9 метра. Если применяются средства механизации грузовых работ, то ширина двери принимается равной 1.5 метра. Двери должны открываться снаружи и изнутри камеры. 9. Полы холодильных камер, имеющих температуру не ниже минус 2-ух градусов Цельсия, лежащие на грунте не теплоизолируют. 10. Теплоизоляция стен должна быть на 0.15 метров ниже уровня пола. По периметру блока холодильных камер делают подсыпку из керамзита на ширину 0.5 метра от наружных стен. 11. Камера пищевых отходов должна иметь тамбур. 12. Машинное отделение располагают рядом с камерами. Площадь машинного отделения принимают равной 10 – 15% от общей площади камер при высоте камеры не менее 2.7 метра. 13. Для небольших по площади холодильных камер рядом предусматривают место для размещения холодильного агрегата. Холодильный агрегат должен иметь защитную сетку. 14. Условия хранения продуктов в холодильных камерах устанавливают на основе: а) вида пищевых продуктов б) географического положения предприятия 15. Температура в неохлаждаемых помещениях принимается ниже расчетной температуры наружного воздуха: - в наземных этажах – на 5°С - в подвальных помещениях – на 10°С - в тамбурах блока холодильных камер, расположенных в наземных этажах – на 10°С, а в подвальных – на 15 °С. 16. Строительно-изоляционные конструкции ограждений холодильных камер должны обеспечивать в холодильной камере постоянство температурно-влажностного режима. 17. Для тепловой изоляции ограждений холодильных камер применяют высокоэффективные материалы, имеющие малую теплопроводность, не впитывающие влагу, несгораемые или трудно сгораемые. 18. Температуру грунта на глубине 1 м принимают ниже температуры наружного воздуха на 10°С, на глубине 2 м — на 14 °С и на глубине 3м-на 16°С. При наличии наружных ограждений в блоке холодильных камер задается также ориентация камер по отношению частей света. Строительно-изоляционные конструкции ограждений холодильных камер должны обеспечивать в холодильных камерах постоянство температурно-влажностного режима. Для тепловой изоляции ограждений холодильных камер применяют высокоэффективные материалы, имеющие малую теплопроводность, не впитывающие влагу, несгораемые или трудносгораемые. Наиболее употребительны вспененные полимерные материалы; пенополистирол ПСБ-С, самозатухающий при горении, полиуретановый жесткий ПУ-101, поливинилхлоридный ПХБ-1, ПХВ-2, пенополиэпоксид и др. Теплоизоляционные материалы выпускают в виде плит толщиной 25,30,50,100мм. В качестве гидроизоляционных (пароизоляционных) материалов используют битумы, битумные мастики, рубероид и другие аналогичные материалы. Гидроизоляционные материалы устанавливают по направлению теплового потока и потока влаги (на поверхности стены или другой конструкции с более высокой температуры среды). Задача гидроизоляции состоит в локализации потока влаги, предотвращении увлажнения теплоизоляции. Увлажнение теплоизоляции существенно увеличивает теплопроводность теплоизоляции. При этом тепловой поток в охлаждаемый объем возрастает, и холодильная машина не в состоянии отвести проникающее тепло. Следствием этого является повышение температуры воздуха в охлаждаемом объеме холодильного холодильной камеры. Наружные стены холодильных камер, использующие несущие конструкции наружного ограждения здания, выполняют толщиной от 380-510 мм. Толщина стены определяется климатической зоной расположения предприятия. Конструкция стены отражена на рисунке 2.1. Основным несущим материалом может быть кирпич (250 х 120 х 60 мм), железобетонная плита, бетонный блок. С двух сторон на кирпич наносится штукатурка толщиной 10-20 мм, выравнивающая его поверхность. Часть стены, находящаяся ниже грунта, покрывается битумной мастикой, на которую накладывают слой листового гидроизоляционного материала, и для защиты от механических нарушений его закрывают от грунта слоем кирпичной кладки.
Рисунок 2.1 – Конструкция наружной стены 1 — штукатурка, 2 — кирпичная кладка, 3 — гидроизоляция, 4 — теплоизоляция
Внутренний слой цементной штукатурки, называемый «затиркой», покрывают не менее чем двумя слоями битума. К последнему слою битума приклеивают теплоизоляцию, которую укрепляют сеткой «рабица», закрепленной на деревянных стойках. На сетку «рабица» наносят штукатурку, по которой выкладывают керамическую плитку. Конструкция внутренних стен холодильных камер аналогична. Отличие состоит лишь в материале и толщине конструкции. В качестве основной части конструкции может использоваться кирпич, который в зависимости от способа его укладки и с учетом толщины цементного слоя обеспечивает толщину кладки 250, 380, 510 мм, или блоки из пенобетона, которые сами являются теплоизоляционным материалом. Он производится в виде плит толщиной 150 мм и блоков размером 400 х 400 мм. Толщина штукатурки обычно составляет 20 мм, гидроизоляции — 3-5 мм. Конструкция пола холодильной камеры, лежащей на грунте, приведена на рисунке 2.2. Конструкция пола характерна для холодильных камер с температурой воздуха не ниже – минус 2 °С. При температуре воздуха в камере ниже -2 °С приходится кроме теплоизоляции устанавливать систему обогрева грунта. В противном случае грунт под зданием промерзнет и, вследствие расширения замерзшей влаги, в грунте будет наблюдаться его расширение (вспучивание). Здание может обрушиться. Поэтому по возможности низкотемпературные камеры стараются располагать на первых этажах зданий. Конструкция пола камеры, основанием которой служит перекрытие, отражена на рисунке 3.3 (а). Несущей конструкцией пола является железобетонная плита толщиной 220 мм. Поверх плиты наносится выравнивающий слой бетонной стяжки толщиной 30-40 мм. На него настилается чистый пол из плиточного материала. Нижняя часть железобетонной плиты покрывается слоем бетонной штукатурки (затирки) толщиной 10-15 мм, на которую наносят 2-3 слоя битума. К битуму приклеивают теплоизоляцию, которую укрепляют сеткой «рабица». По сетке наносится закрывающий ее слой штукатурки толщиной 20-25 мм. Штукатурку окрашивают, используя краску как дополнительный слой гидроизоляции. В том случае, если холодильная камера располагается в одноэтажном здании, потолок камеры является кровлей здания. Конструкция кровли отражена на рисунке 2.3(б). Рулонный гидроизоляционный слой укладывают на ровную подготовленную поверхность (слой бетонной стяжки 2). Слои рубероида или иного материала (стекло –рубероид, гидроизол) укладывают в несколько слоев на горячий битум. Рисунок 2.2 – Конструкция неизолированного пола 1 — чистый пол, 2 — армированная бетонная стяжка, 3 — керамзитобетонная стяжка, 4 — теплоизоляция (керамзитовый гравий), 5 — гидроизоляция, 6 — бетонная подготовка, 7 — уплотненный грунт со щебнем
Рисунок 2.3 – Конструкция междуэтажного перекрытия и покрытия а) междуэтажное перекрытие: 1 — чистый пол, 2 — бетонная стяжка, 3 — железобетонная плита, 4 — штукатурка, 5 — гидроизоляция, 6 — теплоизоляция; б) покрытие: 1 — рулонная кровля, 2 — бетонная стяжка
Защита кровли от механических повреждений достигается покрытием ее сверху жидким битумом и подсыпкой мелкого гравия с размером частиц 5-15 мм. Современные конструкции кровли позволяют использовать материалы в виде керамики и черепицы с креплением по деревянному брусу. 19.Температурно-влажностные условия эксплуатации холодильных камер Для проведения расчета строительных конструкций с целью определения толщины теплоизоляционного слоя ограждений и коэффициента теплопередачи, а также для подсчета тепловых потоков в охлаждаемые помещения необходимо определить температурно-влажностные условия эксплуатации холодильных камер, к которым относятся: 1. Температура и относительная влажность воздуха в камерах 2.Температура и относительная влажность наружного воздуха ; 3.Температура и относительная влажность воздуха в смежных неохлаждаемых помещениях Рисунок 2.4 – Планировки холодильных камер предприятия общественного питания – 1 холодильные камеры; 2- тамбур; 3 – компрессорно-комденсаторный агрегат холодильной машины; 4 – испаритель холодильной машины, 5 – сетчатое ограждение компрессорно-конденсаторного агрегата, 6 – слой теплоизоляционного материала; 7 – машинное отделение.
Для стен, отгораживающих холодильные камеры от смежных помещений, не включенных в систему вентиляции и кондиционирования воздуха, расчетная разность температур принимается как доля разности температур на наружной стене, т.е. Для стен и перегородок, отделяющих охлаждаемые помещения от помещений, сообщающихся с наружным воздухом т.д., Для стен и перегородок, отделяющих охлаждаемые помещения от помещений, не сообщающихся с наружным воздухом (складские помещения, тамбур холодильных камер, другие подсобные помещения), Для полов, расположенных над неохлаждаемыми подвалами без окон, . Для полов, расположенных над неохлаждаемыми подвалами с окнами, Температура воздуха в смежных неохлаждаемых помещениях tСП c системой кондиционирования или вентиляции должна быть в пределах 22-25°С, а относительная важность φс.п. -40-60% при скорости движения воздуха не более 0,3 м/с. Допустимая температура и относительная важность воздуха в смежных помещениях - не более 55%.
Конденсаторы Количество тепла, проходящее через поверхность теплообмена конденсатора за единицу времени (тепловая нагрузка) может быть определено из уравнения:
где - холодопроизводительностъ с учетом теплопритоков в трубопроводах, кВт; φ- коэффициент, учитывающий теплопритоки в трубопроводах от работы насосов: при рассольной системе ; при непосредственном испарении Nі- индикаторная мощность компрессора, кВт. Поверхность теплообмена конденсаторов изготавливается как из гладких, так и из оребренных труб. Для аммиачных конденсаторов наиболее часто применяются гладкие трубы, для фреоновых – оребренные (рисунок 8.1). Для гладких труб
где - коэффициент теплопередачи; l- длина труб конденсатора; - средняя разность температур между рабочим веществом и охлаждающей средой; λ – коэффициент теплопроводности материала труб; - внутренний и наружный диаметры труб; - коэффициенты теплоотдачи отвнутренней и от наружной поверхности труб.
Для оребренных труб где - тепловая нагрузка конденсатора; - площади внутренней и наружной поверхностей трубы; - коэффициенты теплоотдачи от внутренней и от наружной поверхностей; δ- толщина стенок трубы.
Рисунок 8.1 -–Часть стенки оребренной трубы и основные обозначения
Удельные тепловые нагрузки внутренней и наружной поверхности соответственно будут равны
Обозначим:
где ; - коэффициент теплопередачи, отнесенный к внутренней поверхности трубы; - коэффициент теплопередачи, отнесенный к наружной поверхности трубы. Коэффициенты теплоотдачи определяются по известным критериальным уравнениям. Расчетные уравнения будут иметь следующий вид;
Поверхность теплообмена может быть определена как
где - удельная тепловая нагрузка на поверхности Для приближенных расчетов можно использовать практические данные, которые приведены на рисунке 8.2 и в таблице 8.1
Рисунок 8.2 -–Зависимость коэффициента теплопередачи аммиачного горизонтального кожухотрубного конденсатора от скорости воды в трубах
Таблица 8.1 -–Примерные значения коэффициентов теплопередачи и удельных тепловых нагрузок конденсаторов
Значения фреоновых конденсаторов приведены в расчете на внешнюю поверхность, Расход охлаждающей среды в конденсаторе (воды Gр в кг или воздуха Vp в м3) можно определить из уравнений:
где - плотность охлаждающей среды; - удельная теплоемкость среды; - конечная и начальная температуры. Практически вода в конденсаторе при: - прямом водоснабжении 5 - 6°С (иногда 8 –10 °С); - оборотном водоснабжении 2-5°С. Температура воды, выходящей из конденсатора, на 2-3 °С ниже температуры конденсации холодильного агента, В воздушных конденсаторах воздух нагревается на 5-6 °С, выходит с температурой на 8-10 °С ниже температуры конденсации.
Испарители рассольные Испарители – теплообменные аппараты, предназначенные для охлаждения промежуточного хладоносителя путем теплообмена с кипящим холодильным агентом. Поверхность теплообмена испарителя может быть определена из уравнений
или где - тепловая нагрузка испарителя, равная холодопроизводительности машины; К – коэффициент теплопередачи, Вт/м2град - средняя разность температур между рассолом и кипящим холодильным агентом, °С - удельная тепловая нагрузка испарителя, Вт/м² Практически при охлаждении рассолов и других жидкостей . Трубы испарителя имеют небольшую толщину стенки, поэтому с достаточной степенью точности можно определять коэффициент теплопередачи К по формуле для плоской стенки: где ,- коэффициент теплоотдачи от рассола к трубе; - коэффициент теплоотдачи от поверхности трубы к кипящему холодильному агенту. Для приближенных расчетов испарителей можно использовать практические данные, которые приведены в таблице 8.2.
Таблица 8.2 -–Примерные значения коэффициентов теплопередачи и удельных тепловых нагрузок испарителей
Охлаждающие батареи Поверхность теплообмена батареи холодильной камеры может быть определена из уравнения где тепловая нагрузка в камере, Вт К -– коэффициент теплопередачи, Вт/м2град - средняя разность температур между охлаждаемым воздухом и испаряющимся холодильным агентом или циркулирующим рассолом (обычно 8-10 °С).
Для батареи из гладких труб с достаточной для практики точностью принимают где коэффициент теплоотдачи от воздуха к батарее, Вт/м2град е -– практический коэффициент, учитывающий влияние снеговой «шубы» и загрязнений на поверхности труб; практически е = 0,8 -–0,85; - коэффициент теплоотдачи излучением; - коэффициент теплоотдачи конвекцией; ζ -– коэффициент влаговыделения, учитывающий подведенное к батарее тепло с выпавшей влагой.
Коэффициент теплоотдачи излучением определяется по формуле где - температура воздуха камеры, °С Т -– температура поверхности стенки трубы, °С Для расчетов можно принять равной температуре хладоносителя в трубе.
Коэффициент влаговыделения определяется по формуле: где - удельное влагосодержание воздуха; определяется по температуре и относительной влажности воздуха в камере; - удельное влагосодержание воздуха; определяется при относительной влажности воздуха φ= 100% и температуре стенки трубы.
Коэффициент теплоотдачи конвекцией можно определить из уравнения: где ,- коэффициент теплоотдачи хладоагента; - температуры воздуха и трубы, °С d -–диаметр трубы, м.
В расчетах часто используются практические значения коэффициента теплопередачи для батарей из: гладких труб: оребренных труб: - амиачных - фреоновых Для оребренных труб приведены значения коэффициентов теплопередачи, отнесенные к внешней поверхности трубы. Меньшие значения К соответствуют потолочным батареям пучкового типа, большие — одно- и двухрядным горизонтальным батареям.
Задание 1. Определить емкость, грузовую и строительную площадь стационарной холодильной камеры. 2. Начертить планировку холодильной камеры (указать все элементы холодильной камеры) З. Сделать теплотехнический расчет ограждений стационарной холодильной камеры. 3.1 Рассчитать толщину теплоизоляции стационарной холодильной камеры. 3.2 Определить коэффициент теплопередачи всех ограждающих конструкций камеры. 3.3 Начертить график распределения температур в толще наружного ограждения. 4. Вычертить план и разрез стационарной холодильной камеры в масштабе 1:50; формат А-4. Данные: 1. Город 2. Количество продуктов хранимых в камере 3. Наименование продуктов 4. Конструкции наружных и внутренних ограждений 5. Материал теплоизоляции и гидроизоляции Номер варианта берется согласно номеру зачетки и по заданию преподавателя. Пояснительная записка должна включать в себя: введение, аннотацию, содержание с номером страниц, разделы, вывод после построения графика, библиографический список и в приложении графическую часть.
Приложение 1
Для вариантов №0,2,4,6,8 – рассчитывается холодильная камера при конвективном теплообмене. Для вариантов №1,3,5,7,9 – рассчитывается холодильная камера с использованием воздухоохладителей.
Приложение 2
Теплоизоляционные материалы
Приложение 3
Гидро- и пароизоляционные материалы
Приложение 4
Тип конструкции наружной стены
Приложение 5
Конструкция внутренней стены
Конструкция покрытия
Конструкция пола при наличии подвала
*Тепло-, гидро- и пароизоляция определяется по приложению 2 и 3.
Конструкция пола при отсутствии подвала (по грунту)
Приложение 6
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-16; просмотров: 702; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.144.117.52 (0.01 с.) |