Реферат по дисциплине “Холодильная техника и технология” Исследование длительности охлаждения продукта
Скачать 114.09 Kb.
|
| Санкт–Петербургский торгово–экономический институт Кафедра торгового и технологического оборудования Реферат по дисциплине “Холодильная техника и технология” Исследование длительности охлаждения продукта Выполнил: Вокер Джонни Группа xxx Преподаватель: Цуранов О. А. Санкт-Петербург 2004 Содержание Сущность и назначение процесса охлаждения 3 Математическая оценка времени охлаждения продукта 3 Программа на языке Qbasic 5 Использование программы 8 Графики зависимостей и их анализ 9 Использованные источники 11 3 Сущность и назначение процесса охлаждения Процессы, протекающие в продуктах, подразделяют на:
Течение этих процессов в продуктах определяется многими параметрами продукта и окружающей среды: температура, давление, влажность и. т. д. Главным фактором, влияющем на скорость химических реакций, является температура, поэтому для продления сроков хранения продуктов используют температурные методы воздействия: охлаждение, подмораживание, замораживание, холодильное хранение, сублимационная сушка. Также на качество продукта влияет последующее отепление или размораживание. Математическая оценка времени охлаждения продукта Существуют математические методы, позволяющие оценить длительность охлаждения продукта. Применяемая формула справедлива при соблюдении следующих условий:
Однако в реальных условиях достичь этого невозможно, но формулу можно использовать для оценки времени охлаждения продуктов, зная их характеристики. Рассмотрим подробно расчёт для сферической формы образца. Формула приведена в источнике [1].  (1) В этой формуле: t(r,t) – температура в контрольной точке образца, t(c) – температура охлаждающей среды, t(н) – начальная температура образца, r – расстояние от контрольной точки образца до его центра, R – радиус образца, Fo – критерий Фурье, к, Ак – коэффициенты ряда Фурье. Критерий Фурье находят из формулы:  (2)где: a – коэффициент температуропроводности,  (3) – коэффициент теплопроводности продукта, С – удельная теплоёмкость продукта, – плотность продукта, – время охлаждения продукта. Для нахождения коэффициентов ряда Фурье сначала находим критерий Био 4  (4) где: – коэффициент теплоотдачи между продуктом и теплоотводящей средой. Зная критерий Био, решаем уравнение:   (5) из которого находим необходимое количество n положительных корней к , Ак находим по формуле:  (6) В случае, если Bi=1, используют формулу: (7) По метод расчёта по формуле (1) может быть прямой и обратный. Прямой расчет заключается в определении времени охлаждения из критерия Фурье по заданной температуре в контрольной точке образца и остальным параметрам. Недостаток этого метода в большой погрешности результата, поэтому используют обратный метод. Его суть в следующем:
Сложность такого метода в большом объёме расчётов, поэтому для его реализации будем использовать ЭВМ. 5 Программа на языке QBasic. Пояснения к программе даны после операторов REM и на её работу не влияют. SCREEN 12 COLOR 13 CLS REM Ввод начальных условий и проверка их правильности PRINT "Эта программа позволяет узнать" PRINT "время охлаждения сферического продукта" PRINT "с заданными свойствами" COLOR 12 1 INPUT "Теплоёмкость продукта, Дж/кг ="; c INPUT "Плотность продукта, кг/м3 ="; ro REM повторный ввод если плотность или теплоёмкость равны нулю IF c = 0 OR ro = 0 THEN GOTO 1 INPUT "Коэффициент теплоотдачи /альфа/, Вт/К*м2 ="; alpha 4 INPUT "Коэффициент теплопроводности /лямбда/, Вт/К*м ="; l REM проверка на ноль теплопроводности IF l = 0 THEN GOTO 4 5 INPUT "Радиус продукта, м"; r REM r соответствует R в формуле (1) INPUT "Начальная температура продукта, град. Цельс."; tn INPUT "Температура теплоотводящей среды, град. Цельс."; ts PRINT "Сферическая координата контрольной точки (0-центр, "; r; "-поверхность)"; INPUT rr REM rr соответствует r в формуле (1) INPUT "Итоговая температура в контрольной точке"; t REM t соответствует t(r,), tn – tн, ts – tс REM проверка правильности радиусов и температур, иначе - повторный ввод с метки 5 IF rr > r OR rr < 0 OR ts > t OR tn < ts OR r = 0 THEN COLOR 13: PRINT "НЕПРАВИЛЬНО ВВЕДЕНЫ ДАННЫЕ!": COLOR 12: GOTO 5 END IF REM далее вызываем подпрограмму для вычислений с метки 10 GOSUB 10 COLOR 14 CLS 19 PRINT "Время охлаждения продукта в секундах="; tau PRINT "Температура в контрольной точке"; tt 20 END 10 REM ПОДПРОГРАММА REM нахождение корней характеристического уравнения bi = alpha * r / l: REM нахождение критерия Био PRINT "Критерий Био Bi="; bi PRINT "Пожалуйста ждите" REM m(5) и a(5)-массивы для хранения 5 коэффициентов к и Ак DIM m(5) DIM a(5) pi = 3.141593 IF bi = 1 THEN REM особый случай, когда критерий Био равен 1 REM тогда к=(2к-1)*0.5 REM реализуем в цикле этот расчёт и сразу найдём Ак REM в FOR f = 1 TO 5 m(f) = (2 * f - 1) * pi / 2 a(f) = (2 * (SIN(m(f)) - m(f) * COS(m(f)))) / (m(f) - COS(m(f)) * SIN(m(f))) 6 NEXT f ELSE REM Обычное решение характеристического уравнения REM В цикле f будем изменять порядковый номер корня REM х1 и х2 – границы интервала, в котором находится корень к FOR f = 1 TO 5 REM st – точность определения коэффициента st = .00001 x1 = (f - 1) * pi + st x2 = f * pi – st REM во вложенном цикле х будем находить решение уравнения
REM следующая проверка исключает взятие программой тангенс /2+2к IF COS(x) <> 0 THEN REM tg и lin – левая и правая части уравнения (5) REM tg1 и lin1 – они же при x+st т.е. при x+dx tg = TAN(x) lin = -x / (bi - 1) tg1 = TAN(x + st) lin1 = -(x + st) / (bi - 1) REM если знак разности(tg-lin) поменяется, то x-корень REM условие"abs(tg-lin)<1" обеспечивает непрерывность, т.к REM в точках разрыва тангенса оно не выполняется IF SGN(tg - lin) <> SGN(tg1 - lin1) AND ABS(tg - lin) < 1 THEN m(f) = x a(f) = (2 * (SIN(x) - x * COS(x))) / (x - SIN(x) * COS(x)) REM переход на метку 14 исключает поиск корня REM в том интервале, где его заведомо нет и REM экономит время GOTO 14 END IF END IF NEXT x 14 NEXT f REM (этот END IF относится к IF bi=1) END IF 15 REM Решение задачи PRINT "Идут вычисления" REM полагаем предварительное время охлаждения tau равным нулю REM а приращение времени dtau равным тысяче секунд tau = 0 dtau = 1000 REM коэффициент температуропроводности aa aa = l / (c * ro) 16 REM далее следует один проход обратного метода – до метки 17 REM увеличиваем время на dtau и находим критерий Фурье tau = tau + dtau fo = aa * tau / (r ^ 2) REM в переменной sum будем считать правую часть уравнения (1) по 5 членам sum = 0 FOR f = 1 TO 5 REM подсчет правой части формулы (1) упрощается, если rr=0 IF rr <> 0 THEN sum = sum + a(f) * (r * SIN(m(f) * rr / r)) * EXP(-(m(f) ^ 2) * fo) / (rr * m(f)) ELSE sum = sum + a(f) * EXP(-(m(f) ^ 2) * fo) END IF NEXT f REM tt-предварительная конечная температура REM выражаем её из левой части формулы (1) tt = sum * (tn - ts) + ts REM если разность полученной и требуемой температур менее 0.00005 REM то время подобрано, выход 7 IF ABS(tt - t) < .00005 THEN GOTO 17 REM (для отладки помогает строка PRINT tau, tt, t, dtau) REM следующая проверка ограничивает минимум приращения времени для быстроты IF dtau < .000001 THEN IF tau < .00001 THEN PRINT "Охлаждение длится менее 0,000001с” ELSE GOTO 17 END IF END IF REM если предварительная температура ниже требуемой, то уменьшим время до REM предыдущего значения и уменьшим приращение времени в 2 раза IF tt < t THEN tau = tau - dtau: dtau = dtau / 2 REM переход на начало проходки GOTO 16 17 RETURN 8 Использование программы Программа находит время охлаждения одноразово по заданным параметрам. Для построения графиков используем подпрограмму 10. При этом необходимые параметры изменяются в цикле, остальные задаются операторами присвоения до вызова подпрограммы. Для нахождения зависимости =f(V), где V- скорость движения воздуха в камере используют приближённую формулу: =(5,3+3,6V) *1,16 (8) Пример программы построения графика =f(V): REM рисуем систему координат SCREEN 12 COLOR 1 CLS PAINT (10, 10), 16, 16 kx = 30: ky = .05: RЕМ масштаб - пикселов в единице stx = 1: sty = 800: REM цена деления LINE (320, 480)-(320, 0) LINE -STEP(-3, 3): LINE -STEP(6, 0): LINE -STEP(-3, -3) LINE (0, 240)-(640, 240) LINE -STEP(-3, -3): LINE -STEP(0, 6): LINE -STEP(3, -3) FOR q = 0 TO 320 / kx STEP stx LINE (320 + q * kx, 240)-(320 + q * kx, 237) LINE (320 - q * kx, 240)-(320 - q * kx, 237) NEXT q FOR q = 0 TO 240 / ky STEP sty LINE (320, 240 + q * ky)-(323, 240 + q * ky) LINE (320, 240 - q * ky)-(323, 240 - q * ky) NEXT q COLOR 16 PRINT "oX:"; stx; "единиц в 1 клетке" PRINT "oY:"; sty; "единиц в 1 клетке" REM Ввод начальных условий C = 3440 ro = 1200 r = .03 l = 30 COLOR 12 PSET (320, 240) REM в цикле изменяем скорость FOR v = 0 TO 5 STEP .1 alpha = (5.3 + 3.6 * v) * 1.16 tn = 18 ts = -15 rr = r t = 0 REM далее вызываем подпрограмму 10 GOSUB 10 REM соединяем новую точку с предыдущей LINE -(320 + v * kx, 240 - tau * ky) NEXT v REM повторная прорисовка сетки LINE(320,480)-(320,0) LINE -STEP(-3, 3): LINE -STEP(6, 0): LINE -STEP(-3, -3) LINE (0, 240)-(640, 240) LINE -STEP(-3, -3): LINE -STEP(0, 6): LINE -STEP(3, -3) 20 END Далее должна располагаться подпрограмма 10 ! 9 Графики зависимостей и их анализ С помощью похожей программы построим графики следующих зависимостей для продукта со свойствами близкими к мясу (удельная теплоёмкость 3400 КДж/кг*К, плотность 1200 кг/м3, коэффициент теплопроводности 30 Вт/К*м2). Охлаждение ведём до достижения на поверхности образца 0°С.
при условиях: начальная температура продукта 18°С;  температура воздуха в камере -15°С; Кривые соответствуют радиусам: верхняя 0,15 м, средняя 0,1 м , нижняя 0,05 м 
Скорость движения воздуха 3м/с Кривые соответствуют радиусам: верхняя 0,15 м, средняя 0,1 м , нижняя 0,05 м
температура воздуха в камере -15°С;  Скорости движения воздуха: Верхний график – 1м/с, средний – 3 м/с, нижний 5 м/с Интенсификацию процесса охлаждения можно проводить тремя способами:
Из графиков и экономических соображений видно, что наиболее действенным способом интенсификации процесса является уменьшение радиуса образца. Недостатками такого метода является большее обсеменение микроорганизмами, если речь идёт о пищевых продуктах, а также увеличение потерь влаги при разморозке замороженных продуктов. 11 Использованные источники
|
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Памятка для студентов групп мапп-41-42 по изучению дисциплины «Холодильная техника и технология» Дисциплина «Холодильная техника и технология» изучается в 8-ом семестре. В ней будут рассмотрены следующие темы |  | Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 09. 08 Холодильная техника и технология Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Программа по дисциплине «Техника и технология на предприятиях сервиса и туризма» Учебная программа по дисциплине «Техника и технология на предприятиях сервиса и туризма» составлена в соответствии с требованиями... | | Рабочая программа учебной дисциплины информатика Направление подготовки 141200. 62 «Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения» |
| Практикум по дисциплине «Мультимедийная техника и технология производства... «Компьютерное видео, основы работы с программой нелинейного монтажа видео в Adobe Premiere Pro» | | 90th Anniversary of the bmstu e4 Department “Refrigeration and Cryogenic... Лет со дня основания кафедры «холодильная, криогенная техника, системы кондиционирования и жизнеобеспечения» |
| Программа вступительных испытаний (собеседования) в магистратуру... Образовательная деятельность в сфере высшего и дополнительного профессионального образования сертифицирована dqs по iso 9001 | | Реферат По дисциплине : «Внутрифирменное планирование» Тема: «Производственная... Основные разделы производственной программы для предприятий, занятых производством материального продукта |
| Реферат студентки заочного отделения, по курсу «Техника и технология сми» «Осветительное оборудование. Применение света при съёмках в павильоне и на натуре» | | Рабочая программа учебной дисциплины «Электротехника» Изучение этой дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении математики и физики и последующих дисциплин: теплотехники,... |
| Рабочая программа учебной дисциплины «Электротехника» Изучение этой дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении математики и физики и последующих дисциплин: теплотехники,... | | Рабочая программа учебной дисциплины «Электротехника и электроника» Изучение этой дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении математики и физики и последующих дисциплин: теплотехники,... |
| Рабочая программа учебной дисциплины «Электротехника и электроника» Изучение этой дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении математики и физики и последующих дисциплин: теплотехники,... | | For reading science and technology «Холодильная, криогенная техника и кондиционирование», 150400 «Технологические машины и оборудование», 220301 «Автоматизация технолгических... |
| Реферат по темам: «Техника безопасности на уроках гимнастики», «Техника Отнесенные по состоянию здоровья к основной и подготовительной медицинским группам | | Программа по дисциплине «Техника и технология социально-культурного сервиса и туризма» Предназначена студентам по специальности 100103. 65 «Социально-культурный сервис и туризм» |
