Моделювання тепломасопереносу та зниження енерговитрат при блочному виморожуванні
Вантажиться...
Дата
2001
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Одеса, Держ. екон. ун-т.
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.12 - процеси та апарати харчових, мікробіологичних та фармацевтичних виробництв.
Дисертація присвячена проблемам ефективного і раціонального використання енергії,
накопиченої в блоці льоду при кріоконцентруванні методом блочного виморожування, а також удосконаленню існуючих методів розрахунку таких процесів. В роботі сформульована і доведена наукова гіпотеза, сутність якої в тому, що системний аналіз і урахування структури блоку льоду, яка змінюється, дозволяють вирішити спряжену гідро-масообмінну задачу формування твердої фази при блочному виморожуванні, узгоджену з термодинамічною моделлю генератора холоду. Наведено, що рециклінг льоду на другому ступені конденсатора в комплексі вирішує проблеми гравітаційного сепарування, плавлення блоку і підвищує енергетичну ефективність генератора холоду. На підставі аналітичного та експериментального моделювання визначена структура модифікованого критеріального рівняння, залежності кінетики льодоутворення та втрат неводних компонентів з блоком льоду від конструктивних особливостей криталізатора. Розроблена інженерна методика розрахунку, запатентована принципова схема виморожувальної установки. Виконан комплекс комп'ютерного моделювання, на підставі якого визначені раціональні режими роботи виморожувальної установки в залежності від різних сполучень конструктивних та режимних параметрів.
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.18.12 - процессы и аппараты пищевых, микробилогических и фармацевтических производств. Диссертация посвящена проблемам эффективного и рационального использования энергии, накопленной в блоке льда при криоконцентрировании методом блочного вымораживания, а также совершенствованию существующих методов расчета таких процессов. В работе проведен сравнительный анализ основных известных производственных способов получения криоконцентратов и существующих методов расчета процессов криоконцентрирования. Проанализированы возможные направления совершенствования технологии блочного вымораживания с целью повышения ее энергоэффективности. Рассмотрена термодинамическая модель процесса блочного вымораживания, на основании которой исследованы причины увеличения погрешности существующих методов расчета. Уточнена структура критериального уравнения, описывающего массопередачу при блочном вымораживании. Разработана математическая модель сопряженного тепломассопереноса при блочном вымораживании, учитывающая не только условия массоотдачи, но и влияние типа системы охлаждения. С помощью термодинамической модели представлено обоснование целесообразности применения рециклинга льда. Результаты экспериментальных данных обобщены в критериальной форме. Показано, что модифицированное критериальное уравнение удачно корректирует опытные точки в зависимости от режимов работы установки. Разработана инженерная методика расчета, основанная на наборе блок-схем для расчета отдельных ее этапов: теплофизических свойств, фазовых равновесий, кинетики массопередачи, времени кристаллизации, параметров работы вымораживающей установки с рециклингом льда. Сравнение результатов расчета по предложенной методике с данными экспериментальных исследований показало, что погрешность расчета температуры и концентрации раствора в пределах 10%, а параметров вымораживающей установки 10-15%. Рассмотрены предложения по практическому использованию технологии блочного вымораживания с рециклингом льда. Запатентована принципиальная схема вымораживающей установки, работающей по этому принципу.
Thesis on competition of scietific degree of the candidate of engineering science on a speciality 05.18.12 - processes and mechanisms for rood, microbiologycal and pharmaceutical industries. The thesis is devoted to the problems of effective and rational energy utilization accumulated in the ice block in the process of cryoconcentration by means of block freezing as to the issues of the existing techniques development which are used for calculation of such processes. A scientific hypothesis has been formulated and proved in this thesis. The essence of this hypothesis is the following: systems analysys and monitoring of the changing product structure allows to solve a conjugated hydro-mass-exchange problem of a solid phase formation in the process of block freezing, consistent with thermodynamical model of a cold generator. It is demonstrates that recycling of the ice block on the second stage of a condenser allows to solve problems of gravitational separation, block melting and to increase cold generation power efficiency in a comprehensive manner. The structure of the modified criterial equation was determined on the basis of experimental and analytical modeling. There were determined dependencies of ice formation kinetics and losses of nonaqueous components with the ice block upon the design features of a crystallizer. Engineering design procedure was developed. The principal circuit of the freezing plant was patented. A computer experiment was made in order to optimize operating modes of the plant for different combinations of operating conditions and construction characteristics.
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.18.12 - процессы и аппараты пищевых, микробилогических и фармацевтических производств. Диссертация посвящена проблемам эффективного и рационального использования энергии, накопленной в блоке льда при криоконцентрировании методом блочного вымораживания, а также совершенствованию существующих методов расчета таких процессов. В работе проведен сравнительный анализ основных известных производственных способов получения криоконцентратов и существующих методов расчета процессов криоконцентрирования. Проанализированы возможные направления совершенствования технологии блочного вымораживания с целью повышения ее энергоэффективности. Рассмотрена термодинамическая модель процесса блочного вымораживания, на основании которой исследованы причины увеличения погрешности существующих методов расчета. Уточнена структура критериального уравнения, описывающего массопередачу при блочном вымораживании. Разработана математическая модель сопряженного тепломассопереноса при блочном вымораживании, учитывающая не только условия массоотдачи, но и влияние типа системы охлаждения. С помощью термодинамической модели представлено обоснование целесообразности применения рециклинга льда. Результаты экспериментальных данных обобщены в критериальной форме. Показано, что модифицированное критериальное уравнение удачно корректирует опытные точки в зависимости от режимов работы установки. Разработана инженерная методика расчета, основанная на наборе блок-схем для расчета отдельных ее этапов: теплофизических свойств, фазовых равновесий, кинетики массопередачи, времени кристаллизации, параметров работы вымораживающей установки с рециклингом льда. Сравнение результатов расчета по предложенной методике с данными экспериментальных исследований показало, что погрешность расчета температуры и концентрации раствора в пределах 10%, а параметров вымораживающей установки 10-15%. Рассмотрены предложения по практическому использованию технологии блочного вымораживания с рециклингом льда. Запатентована принципиальная схема вымораживающей установки, работающей по этому принципу.
Thesis on competition of scietific degree of the candidate of engineering science on a speciality 05.18.12 - processes and mechanisms for rood, microbiologycal and pharmaceutical industries. The thesis is devoted to the problems of effective and rational energy utilization accumulated in the ice block in the process of cryoconcentration by means of block freezing as to the issues of the existing techniques development which are used for calculation of such processes. A scientific hypothesis has been formulated and proved in this thesis. The essence of this hypothesis is the following: systems analysys and monitoring of the changing product structure allows to solve a conjugated hydro-mass-exchange problem of a solid phase formation in the process of block freezing, consistent with thermodynamical model of a cold generator. It is demonstrates that recycling of the ice block on the second stage of a condenser allows to solve problems of gravitational separation, block melting and to increase cold generation power efficiency in a comprehensive manner. The structure of the modified criterial equation was determined on the basis of experimental and analytical modeling. There were determined dependencies of ice formation kinetics and losses of nonaqueous components with the ice block upon the design features of a crystallizer. Engineering design procedure was developed. The principal circuit of the freezing plant was patented. A computer experiment was made in order to optimize operating modes of the plant for different combinations of operating conditions and construction characteristics.
Опис
Мілінчук, С. І.
Моделювання тепломасоперерносу та зниження енерговитрат при блочному виморожуванні [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.18.12 "Процеси і обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв" / Мілінчук Сергій Іванович ; наук. кер. О. Г.Бурдо ; Одес. держ. акад. харч. технологій. – Одеса : ОДАХТ, 2001. – 17 с.
Ключові слова
блочне виморожування, концентрування, інтенсивність масопереносу, рециклінг льоду, енергозбереження, блочное вымораживание, концентрирование, интенсивность массопереноса, рециклинг льда, энергосбережение, block freezing, concentrating, mass transfer intensity, ice recycling, energy-saving