CC BY
39
Приняты следующие обозначения:
Б0 - диаметр кольцевого сечения в месте выхода сушильного агента из воздухораспределительного устройства в сушильную камеру, м;
Ип - расстояние от потолка сушильной башни до горизонтальной плоскости, на которой находится исследуемая точка, мм, м;
Я - коэффициент множественной корреляции;
г - текущий радиус поперечного сечения сушилки, расстояние от оси сушильной камеры до исследуемой точки, мм, м;
г0 - радиус кольцевого сечения в месте выхода сушильного агента из воздухораспределительного устройства, м;
У0 - средняя скорость сушильного агента в момент входа в сушильную камеру, м/с;
Р,- - коэффициент регрессии после нормирования.
Погрешность расчета Ух по уравнениям (1)-(4) не превышает ± 7%. Коэффициенты множественной корреляции для полученных адекватных уравнений регрессии имеют численные значения от 0,95 до 0,97. Анализ значимости факторов, оцениваемый по коэффициенту р;, показал, что наиболее значимым фактором является симплекс г/г0 для всех критериальных уравнений.
Представлялось целесообразным проверить возможность переноса полученных закономерностей на сушильные камеры большего масштаба. Для этого были разработаны и изготовлены стенды, позволяющие моделировать аэродинамические условия промышленных сушильных установок.
Анализ этих экспериментальных исследований и сопоставление их с результатами, полученными на опытной установке, показали идентичность характера распределения Ух, а также возможность использования
критериальных уравнений (1)-(4) для расчетов Ух в промышленных установках производительностью до 2000 кг/ч испаренной влаги.
Проверка адекватности математической модели (1) по отношению к опытным данным, полученным на модели промышленных сушилок, была проведена по критерию Фишера Б. Установлено, что табличное значе -ние Б-критерия составляет 4, а расчетное - 3,1. Таким образом, расчетное значение Б-критерия не превышает табличного и с доверительной вероятностью Р = 0,95 можно считать данную математическую модель адекватной.
Результаты проведенных исследований аэродинамики сушильного агента были использованы при усовершенствовании математической модели гидродинамики и тепло- и массообмена в сушильной камере, методики расчета прямоточных распылительных сушилок с верхней сосредоточенной подачей сушильного агента в основание факела распыла и при разработке установок производительностью 5, 15, 200 и 2000 кг/ч испаренной влаги, предназначенных для получения сухих молочных продуктов, микробиологических веществ, технического альбумина и яичного порошка.
ЛИТЕРАТУРА
1. Хомяков А.П. Принципиальные аспекты конструирования сушильных установок для получения молочных и пищевых про -дуктов // Тез. докл. Междунар. науч.-практ. конф. «Энергосберегаю -щие технологии переработки сельскохозяйственного сырья». -Минск: Изд-во Акад. аграр. наук РБ, 1996. - С. 134-135.
2. Хомяков А.П., Кащеев И.Д., Комоликов Ю.И. Анализ условий взаимодействия сушильного агента и частиц, дисперги -рованных пневматической форсункой в объеме сушильной камеры // Новые огнеупоры. - 2003. - № 10. - С. 64-66.
Кафедра машин и аппаратов химических производств
Поступила П.10.03 г.
621.56/59.001.2
МЕТОД ОЦЕНКИ ХОЛОДОАККУМУЛИР УЮЩИХМА ТЕРИАЛОВ ДЛЯ КОНТЕЙНЕРОВ-ТЕРМОСТА ТОВ
В.Н. ДАНИЛИН, В.А. КАЧАНОВ, С.Г. ШАБАЛИНА
Кубанский государственный технологический университет
Для контейнеров-термостатов необходимы холодоаккумулирующие материалы (ХАМ), которые претерпевают переход плавление-кристаллизация как в боль-
шом интервале температур, так и с изотермичным фазовым переходом.
В настоящее время отсутствует какая-либо основная методика технико-экономического обоснования применения ХАМ. Цель нашего исследования - разработка методики обоснования выбора ХАМ на основе
Таблица 1
ХАМ Температура плавления, оС Энтальпия плавления, кДж/кг Переохлаждение, °С ОБУВ соли Цена, р./кг
1. Сульфат натрия (10%) -1,2 280 3 0,3 100
2. Карбонат натрия (5%) -2,1 280 5 0,04 100
3. Бикарбонат натрия (5%) -2,3 250 5 0,04 80
4. Ацетат натрия -18 250 5 0,01 80
5. Сульфат магния -4,8 215 5 0,04 40
Таблица 2
Максимальный балл оценки Значения показателей по различным материалам
Показатель Сульфат натрия (10%) Карбонат натрия (5%) Бикарбонат натри (5%) Ацетат натрия Сульфат магния
Энтальпия плавления,
кДж/кг (Эпл) 300/200 280 280 250 250 215
Ктт Эпл 1,30 1,30 1,16 1,16 1,00
Количество баллов 390/259 390/260 348/232 348/232 300/200
Темпер атура плавления,
°С (Тпл) 200 -1,2 -2,1 -2.3 -18 -4,8
КТпл 0,91 0,91 1,00 0,13 0,48
Количество баллов 182,61 182,61 200,00 25,56 95,83
Переохлаждение, °С (П) 100 3,00 5,00 5,00 5,00 5,00
Ктах П 0,60 1,00 1,00 1,00 1,00
Количество баллов 60,00 100,00 100,00 100,00 100,00
ОБУВ с оли 200 0,3 0,04 0,04 0,01 0,04
КттОБУВ 1,00 0,13 0,13 0,03 0,13
Количество баллов 200,00 26,67 26,67 6,67 26,67
Стоимость материала,
р./кг (Ст) 200/300 100 100 80 80 40
К Ст 1Ч-тт 2,5 2,5 2 2 1
Количество баллов 80/120 80/120 100/150 100/150 200/300
Сумма баллов по всем
показателям 1000 912,61/832,61 779,28/506,67 774,67/710,65 580,22/516,22 722,50/522,50
Примечание: К - коэффициент по отношению к минимальному или максимальному значению показателя.
квалиметрической оценки. Основными принципами применения ХАМ являются выбор материала, наиболее эффективного для использования в данном контейнере, учет эксплуатационной стойкости материала. При этом следует стремиться к использованию материалов, обладающих наиболее высокими функциональными свойствами (в данном случае - высокой тепловой емкостью).
К ХАМ предъявляют требования по следующим параметрам: необходимая температура плавления или кристаллизации; высокая удельная теплота фазового перехода; небольшая величина переохлаждения; надежная стабильность и обратимость температуры плавления и кристаллизации при многократных циклах фазовых переходов; высокая теплоаккумулирующая емкость (энтальпия плавления); достаточная теплопроводность; незначительная токсичность, так как материалы и изделия не должны выделять веществ, снижающих прочность соприкасающихся элементов конструкций, а также вредных для здоровья людей и
1000 900 800 о 700 га 600 ® 500
я
2
400
300
200
100
0
вызывающих порчу пищевых продуктов; взрыво- и пожаробезопасность; доступность и низкая стоимость; технологичность.
По таким важным критериям, как теплопроводность, теплоаккумулирующая емкость, технологичность водно-солевые системы отличаются незначительно, поэтому эти показатели не включались в число критериев для оценки интегральных функций.
Экспертный метод (балльный) основан на оценке выбранных показателей. В систему показателей для оценки технических характеристик материала включены показатели его фазопереходных характеристик и показатели качества (санитарно-гигиенические характеристики, стойкость к агрессивным средам, биостойкость и химическая стойкость).
Для экономической оценки ХАМ использовали стоимость 1 м3 материала.
Рекомендован следующий методический подход к балльной оценке применения материалов. Устанавливаются максимально возможная сумма баллов по каж-
900 800 700 600 § 500 ,2 400 300 200 100 о
3
ХАМ
3
ХАМ
Рис. 1
Рис. 2
дому из предложенных материалов (например, 1000 баллов), максимально возможное число баллов по каждому из оцениваемых показателей (критериев) и порядок определения количества баллов по каждому показателю для соответствующего материала. Сумму баллов по оцениваемому ХАМ при таком подходе рассчитывают по формуле
Б = X Б ¿щах К,- < 1000,
где Б^ах - максимально возможное число баллов, которое можно присваивать ,-му показателю (критерию); К, - коэффициент откло -нения ,-го показателя по данному теплоизоляционному материалу от наилучшего показателя других предлагаемых материалов; п - коли -чество рассматриваемых показателей.
Основным показателям, таким как температура и теплота фазового перехода, можно установить величину 300-500 баллов в зависимости от их весомости в сравнении с другими критериями выбора теплоизоляционного материала.
По показателю стоимости 1 м3 теплоизоляционного материала - от 200 до 500 баллов. В качестве критерия токсичности был использован показатель ориентировочно безопасного уровня воздействия (ОБУВ). Наиболее существенные характеристики ХАМ приведены в табл. 1. Анализ представленных данных с учетом средней стоимости материалов позволяет судить о целесообразности развития производства и применения тех или иных ХАМ, а также о направлении исследований с целью повышения эффективности этих материалов.
Нами проведена балльная оценка известных ХАМ по двум направлениям. В первом случае основными считались эксплуатационные характеристики. Во втором - экономические. Матрица свойств материалов приведена в табл. 2.
На рис. 1 представлены результаты балльной оценки свойств материала в случае, когда базовыми считаются эксплуатационные характеристики. Лучшим комплексом свойств обладают материалы 1, 2 и 3 (согласно табл. 1) - растворы сульфата, карбоната и бикарбоната натрия.
На рис. 2 показаны результаты балльной оценки свойств материалов в случае, когда базовыми считаются экономические показатели. Сравнительный анализ рейтинга свидетельствует, что при этом способе оценки лучшими также оказались материалы 1 и 3. Учет экономических факторов выявил недостатки материала 2.
Таким образом, балльная оценка сравнительного рейтинга ХАМ может быть использована для комплексной оценки и для технико-экономического обоснования выбора наиболее эффективного ХАМ для конкретного применения.
Кафедра физической, коллоидной химии и управления качеством
Поступила 08.06.05 г.
531.4.001.3
ТРЕНИЕ СКОЛЬЖЕНИЯ ПРИ НАЛОЖЕННОМ ДВИЖЕНИИ ТЕЛА ПО ПОВЕРХНОСТИ
В.П. БОРОДЯНСКИИ
Кубанский государственный технологический университет
В промышленности используются качающиеся конвейеры с постоянным давлением груза на желоб,
где перемещение груза осуществляется за счет разного закона движения прямого и обратного хода [1]. Известны также устройства для транспортирования грузов (сыпучих, штучных и др.), в которых за счет вибрации поверхности контакта осуществляется скольжение ма-
Рис. 1а
Рис. 1б
