Проблема хранения сочного растительного сырья и задачи теплотехнического расчета овощекартофелехранилищ

обеспечения при хранении требуемых температурновлажностных режимов, несовершенство в связи с этим охлаждающих систем хранилищ.

Чем крупнее хранилище, тем больше слой сырья, тем выше потери при естественной вентиляции, поэтому она находит применение в малых хранилищах (до 30 тонн) при небольшой высоте штабелей, а также в буртах и траншеях.

Среди способов хранения особое место занимает известное издавна использование погребов и подвалов. По «принципу погреба» при похолодании токи холодного (более тяжелого) воздуха проникают в погреб и вытесняют теплый (с меньшей плотностью) воздух, образующий восходящие токи, покидающие грузовой объем погреба.

Анализ существующих способов хранения Вентиляционные каналы предусмотрены под полом. показывает,      что руководящей идеей Эти каналы создают по возможности легкой совершенствования техники хранения сырья должна конструкции, чтобы они выдержали вибрацию и стать идея отвода физиологического тепла при прочие нагрузки.

стабильном режиме и минимальных потерях влаги,     Требуемое термическое сопротивление однако отвод тепла не единственный признак ограждающих конструкций в комплексах классификации способов хранения. Дополнительным обеспечивается за счет толщины утеплителя, в признаком служит способ размещения плодов и результате чего сокращаются затраты в овощей в хранилище.                                энергоресурсах.

Существуют три основных способа размещения К числу экспериментальных картофелехранилищ сырья: навальный, закромный и контейнерный. следует отнести бункерные хранилища, в которых Наиболее эффективным следует считать такой способ картофель предусмотрено выгружать под действием размещения сырья, который обеспечивает сил гравитации.

минимальную удельную площадь поверхности В нашей стране такие хранилища были построены наружных ограждений.                               впервые в Орле и Брянске вместимостью 10 тыс.т.

Строительство крупных хранилищ в расчете на 1 Здание – полузаглубленного типа. Устойчивость стен тонну вместимости обходится значительно дешевле, увеличивается за счет заглубления пола под углом 36 ^o . ^{чем мелких, что от}р^ажает ф^ор^му^{ла, п}р^ед^{ложенная} По центру хранилища установлена галерея, в которой И.Л. Волкиндом [1]: R у =A пр /G ^, , где R у – удельные расположены выгрузочные транспортеры. Картофель ^ка^пита^ло^вло^же^ния, руб^./^т; G ^{– вм}ес^тимос^ть загружают системой транспортеров, смонтированных хранилища, т; A пр – коэффициент, зависящий от вида на двух кран-балках.

продукции.                                            Общая задача исследования теплового режима

Для холодильников вместимостью 800…2000 т хранилищ сочного растительного сырья заключается можно пользоваться формулой: F’=2,94/G0,12 , где F’ – в установлении зависимости между внешними и удельная площадь поверхности ограждения внутренними источниками тепла и основными хранилища, м2/т.                                    характеристиками температурных полей

В работе «Холодильные установки»   [5] ограждающих конструкций и насыпи продукции.

сообщаются сведения о строительстве за рубежом Часто рекомендуемые методы расчета тепловых одноэтажных холодильников высотой 20…40 м. На режимов основываются на упрощенной схеме таких холодильниках погрузочно-разгрузочные теплопередачи. Такой подход снижает достоверность операции не только механизированы, но и расчетов.

автоматизированы с   помощью компьютеров, В работах [7, 8] предложены методы расчета запоминающих место установки груза.                 теплопотерь через полы и ограждающие конструкции

О практической целесообразности уменьшения зданий и сооружений при стационарном режиме удельной площади ограждений   хранилища  теплопередачи в зависимости от перепада температур свидетельствует опыт переоборудования закромных  между наружным и внутренним воздухом.

хранилищ для хранения навалом. С.А. Гусев Методика расчета теплоустойчивости отмечает, что вследствие такого переоборудования ограждающих конструкций зданий и сооружений по резко (до 75%) возрастает вместимость хранилища величине коэффициента теплоусвоения приводит в [2].                                                ряде случаев к существенным ошибкам при расчете

Общая задача исследования теплового режима  количества тепла, поглощаемого многослойным хранилищ сочного растительного сырья заключается  телом при нестационарном теплообмене.

в установлении зависимости между внешними и Необходимость создания рациональных внутренними источниками тепла и основными  конструкций, позволяющих обеспечить внутри характеристиками температурных полей  зданий хранилищ требуемый температурно- ограждающих конструкций и насыпи продукции. влажностный режим для хранения Необходимость     создания     рациональных  сельскохозяйственной продукции в свежем виде, конструкций, позволяющих обеспечивать внутри выдвигает задачу совершенствования зданий хранилищ   требуемый   температурно-   теплотехнического расчета хранилищ с целью учета влажностный режим для сохранения сочной  фактических условий тепловлагообмена.

сельскохозяйственной продукции в свежем виде,     В ряде работ [4, 6] получены решения большого выдвигает важную проблему совершенствования  числа  задач нестационарного теплообмена с теплотехнического расчета хранилищ с целью учета использованием методов теории теплопроводности. фактических условий тепловлагообмена.               Однако для исследования   закономерностей

Современные овощехранилища  представляют  формирования тепловлажного режима в хранилищах собой комплексы, в состав которых входят здания для наряду с использованием существующих решений хранения, оборудованные вентиляцией, техникой для  необходимо решить дополнительно задачи, связанные автоматического регулирования температуры и с процессами теплообмена в многослойных средах и влажности, а также помещения для предпосадочной и пористой экзотермической среде.

предреализационной обработки продукции. В них Для исследования тепломассообменых процессов конструкцию пола выполняют на бетонных, и уменьшения потерь сельхоз сырья в железобетонных или керамзитобетонных элементах. овощехранилищах необходимо знать теплофизические характеристики хранимой продукции. Характеристики насыпи картофеля – эффективную пористость m и удельную площадь поверхности Fn определяют по формулам m = 1 - р / р; F = 6(1 - m)/ d, где рn - насыпная плотность картофеля, ρn=0,7 т/м3; ρ – физическая плотность картофеля, ρ=1,095 т/м3; d – средний геометрический размер (диаметр) продукта, d=50 мм. Тогда m=0,36; Fn=76,8 м2/м3.

Эффективную теплопроводность – по следующей

• 1    - (1 - —) m

формуле: л = л Л, где 1 + (n — 1) m n = 3Л /(21b + Л) = 1,471; х b - теплопроводность внутриштабельного воздуха, λb=0,025 Вт/(мК), λ – коэффициент теплопроводности картофеля, λ=0,56 Вт/(мК).

Количество влаги, выделяемой в процессе «дыхания» продуктов, находят по формуле: W_q =- 0,0383 - 10 ^{— 6} • exp( bt ), где знак минус определяет направление влагопотока от продукта к окружающей среде.

Исследования показывают, что теплофизические характеристики влияют на скорость протекания процесса охлаждения пищевых продуктов.

Для разработки методики теплотехнического расчета овощехранилищ требуется построить математическую модель, используя нестационарную постановку задачи, и исследовать с ее помощью процессы тепловлагообмена.

Описание тепловлагообмена в овощехранилищах единой математической моделью затруднено из -за большого разнообразия теплофизических процессов. Особенностью задач тепло- и массообмена являются существенное различие и сложность математического описания так называемых «элементарных» процессов теплопереноса, к которым относятся теплопроводность, конвенция и излучение. Эти процессы имеют пространственно-временной характер, включают эффекты, связанные с наличием нелинейности.

Несмотря на многообразие видов тепловых воздействий, математические модели процессов нестационарного тепловлагообмена в хранилищах, как правило, сводятся к одномерным или двумерным системам дифференциальных уравнений в частных производных с граничными условиями 1-го. 2-го, 3го, 4-го рода.