Расчет системы активного вентилирования хранилища продуктов растительного происхождения

eф=1+[ qф/(1000*с* ( t1-t2 ) ]

eф=1+[56496 /(1000*3,73* ( 10-7 ) ]= 1 + 56496/11190 = 6,05

4.      4.   находим А0 (приведенную удельную площадь поверхности всех ограждений хранилища ), по формуле (при М=1000 т по условиям задачи):

А0= (2(В+L)*(h/eu) + В*L*en)/M

В=12*4=36 м2

L=24*3=72 м2

h=3.6 м

en= 0,75 – коэффициент использования высоты хранилища

eu=0,8 – коэффициент учитывающий теплопередачу через пол.

А0= (2(36+72)*(3,6/0,8) + 36*72*0,75)/1000= 2,92

5.      5.   находим (к0) (средневзвешанный коэффициент теплоотдаи через ограждение) по формуле:

к0= (кст*Аст + кпок*Апок*en)/А0

Так как среднегодовая температура наружного воздуха (по условиям задачи) = 3,8 °С, то по таблице № 3

кст=0,4 Вт/м

кпок=0,35 Вт/м

Затем находим Аст и Апок

Аст = (L*h)/M = (24*3.6)/1000= 0,0864 (м2/т)

Апок= (L*B)/M = (24*12)/1000= 0,288 (м2/т)

С помощью полученных данных вычисляем к0:

к0= (0,4*3*0,0864 + 0,35*3*0,288*0,7)/2,92 = 0,32/2,92 = 0,11

6.      6.   находим eд (коэффициент, учитывающий дополнительные источники теплоты) по формуле:

eд= 1+ (3,6к0*А0*e0(tнф-0,5(t1+t2))* tф+mm*cm*(t1-t2))/1000c*(t1-t2)

по условиям задачи морковь  хранится в контейнерах cm, mm принимаем для деревянной тары:

ст – массовая теплоемкость тары = 2,6 (кДж/кг*К),

mm – удельная масса тары = 150(кг/т)

    e0 = 0,65 – коэффициент теплопритоков через ограждения, показывающий какая часть из них переходит к вентиляционному воздуху (принимают для активного вентилирования воздуха за данную фазу охлаждения продукции, 0C;

tф= 5*24= 120 (ч)

eд= 1+ (3,6*0,11*2,92*0,75(3,8-0,5(10+7))* 120+150*2,6*(10-7))/1000*3,73*(10-3) = 0,6

7.      7.   находим коэффициент рабочего времени вентиляторов по формуле:

er = (tс/24)

er = (5,5/24) = 0,23

    8. находим плотность воздуха при температуре приточного воздуха 6,4 °С  по формуле:

r = 346/(273 + tп)

r = 346/(273 + 6,4) = 346/279,4 = 1,24 (кг/см3)

9.      9.   находим коэффициент c учитывающий тепловой эффект испарительного охлаждения по формуле:

c = (41,6 - tп)/(24,4 - tп)

c = (41,6 –6,4)/(24,4 – 6,4) = 35,2/18 = 1,96

  10. находим удельную подачу вентилируемого воздуха (V) для заданной продолжительности фазы охлаждения продукции tф (ч)  по формуле :

V = (1000*c*eф*eд/tф*ep*r*cв*c) ln[(t1-tп)/(t2-tп) ]

где св – удельная изобарная теплоемкость воздуха, кДж/К*кг (принять равной 1,0 кДж/К*кг)

V = (1000*3,73*6,05*0,6/5*24*0,23*1,24*1*1,96) ln[(10-6,4)/(7-6,4) ] = 66,3 м3/т*ч

2-ая ФАЗА:

1.      1.   находим средние начальные и средние конечные температуры для первой фазы:

По таблице № 2 , при расчетной зимней температуре = - 30°С определяем значения t1, t2, t (продолжительность полного периода охлаждения) для моркови:

t1 = 10°С, t2 = 0°С, t = 16 ( 3 фазы)

Обычно принимают период одной фазы при хранении моркови t = 5 сут. Тогда принимаем, по условному разбиению, что

t (второй фазы) =  5 суткам.

t12 = t21= 7°C

t22 = t1*0.4= 10*0.4= 4°C

      2. находим qф (общую физиологическую теплоту,         выделяемую продукцией за данную фазу охлаждения, кДж/кг)

По таблице 1 определяем температурный коэффициент скорости дыхания (в) , удельную теплоту дыхания при 0°С (g0), затем по формуле находим qф

qф = (3,6[0,93-0,13*в*( t1-t2 ) ](ев1- ев2)q0*tф)/[в*( t1-t2 ) ]

qф = (3,6[0,93-0,13*0,1319*(7 -4 ) ](е0,1319*7- е0,1319*4)13,5*10-3* 5*86400)/[0,1319*( 7-4 ) ] = 37820 (кДж/кг)

3. находим  eф (коэффициент учитывающий физиологическую теплоту) по формуле, при с = 3,73 (из таблицы № 1)

eф=1+[ qф/(1000*с* ( t1-t2 ) ]

eф=1+[37820 /(1000*3,73* ( 7-3 ) ]= 1 + 37820/11190 = 4,38

4.      4.   находим А0 (приведенную удельную площадь поверхности всех ограждений хранилища ), по формуле (при М=1000 т по условиям задачи):

А0= (2(В+L)*(h/eu) + В*L*en)/M

В=12*4=36 м2

L=24*3=72 м2

h=3.6 м

en= 0,75 – коэффициент использования высоты хранилища

eu=0,8 – коэффициент учитывающий теплопередачу через пол.

А0= (2(36+72)*(3,6/0,8) + 36*72*0,75)/1000= 2,92

5.      5.   находим (к0) (средневзвешанный коэффициент теплоотдаи через ограждение) по формуле:

к0= (кст*Аст + кпок*Апок*en)/А0

Так как среднегодовая температура наружного воздуха (по условиям задачи) = 3,8 °С, то по таблице № 3

кст=0,4 Вт/м

кпок=0,35 Вт/м

Затем находим Аст и Апок

Аст = (L*h)/M = (24*3.6)/1000= 0,0864 (м2/т)

Апок= (L*B)/M = (24*12)/1000= 0,288 (м2/т)

С помощью полученных данных вычисляем к0:

к0= (0,4*3*0,0864 + 0,35*3*0,288*0,7)/2,92 = 0,32/2,92 = 0,11

6.      6.   находим eд (коэффициент, учитывающий дополнительные источники теплоты) по формуле:

eд= 1+ (3,6к0*А0*e0(tнф-0,5(t1+t2))* tф+mm*cm*(t1-t2))/1000c*(t1-t2)

по условиям задачи морковь  хранится в контейнерах cm, mm принимаем для деревянной тары:

ст – массовая теплоемкость тары = 2,6 (кДж/кг*К),

mm – удельная масса тары = 150(кг/т)

    e0 = 0,65 – коэффициент теплопритоков через ограждения, показывающий какая часть из них переходит к вентиляционному воздуху (принимают для активного вентилирования воздуха за данную фазу охлаждения продукции, 0C;

tф= 5*24= 120 (ч)

eд= 1+ (3,6*0,11*2,92*0,75(3,0-0,5(7+3))* 120+150*2,6*(7-4))/1000*3,73*(7-4) = 0,7

7. находим коэффициент рабочего времени вентиляторов по формуле:

er = (tс/24)

er = (5,5/24) = 0,23

8. находим плотность воздуха при температуре приточного воздуха 2,2 °С  по формуле:

r = 346/(273 + tп)

r = 346/(273 + 2,2) = 346/275.2=1,26 (кг/см3)

9. находим коэффициент c учитывающий тепловой эффект испарительного охлаждения по формуле:

c = (41,6 - tп)/(24,4 - tп)

c = (41,6 –2,2)/(24,4 – 2,2) = 39,4/22,2 = 1,77

10. находим удельную подачу вентилируемого воздуха (V) для заданной продолжительности фазы охлаждения продукции tф (ч)  по формуле :

V = (1000*c*eф*eд/tф*ep*r*cв*c) ln[(t1-tп)/(t2-tп) ]

где св – удельная изобарная теплоемкость воздуха, кДж/К*кг (принять равной 1,0 кДж/К*кг)

V = (1000*3,73*4,38*0,7/5*24*0,23*1,26*1,77) ln[(7-2,2)/(4-2,2) ] = 70,82 м3/т*ч

3-ая ФАЗА:

1.      1.   находим средние начальные и средние конечные температуры для первой фазы:

По таблице № 2 , при расчетной зимней температуре = - 30°С определяем значения t1, t2, t (продолжительность полного периода охлаждения) для моркови:

t1 = 10°С, t2 = 0°С, t = 16 ( 3 фазы)

Обычно принимают период одной фазы при хранении моркови t = 5 сут. Тогда принимаем, по условному разбиению, что

t (третьей фазы) =  6 суткам.

t13 = t22= 4°C

t23 = t2 = 0°C

      2. находим qф (общую физиологическую теплоту,         выделяемую продукцией за данную фазу охлаждения, кДж/кг)

По таблице 1 определяем температурный коэффициент скорости дыхания (в) , удельную теплоту дыхания при 0°С (g0), затем по формуле находим qф

qф = (3,6[0,93-0,13*в*( t1-t2 ) ](ев1- ев2)q0*tф)/[в*( t1-t2 ) ]

qф = (3,6[0,93-0,13*0,1319*(4-0 ) ](е0,1319*4- 1)13,5*10-3* 6*86400)/[0,1319*( 4-0 ) ] = 30387 (кДж/кг)

3. находим  eф (коэффициент учитывающий физиологическую теплоту) по формуле, при с = 3,73 (из таблицы № 1)

eф=1+[ qф/(1000*с* ( t1-t2 ) ]

eф=1+[30387 /(1000*3,73* ( 4-0 ) ]= 1 + 30387/14920 = 3,04

4.      4.   находим А0 (приведенную удельную площадь поверхности всех ограждений хранилища ), по формуле (при М=1000 т по условиям задачи):

А0= (2(В+L)*(h/eu) + В*L*en)/M

В=12*4=36 м2

L=24*3=72 м2

h=3.6 м

en= 0,75 – коэффициент использования высоты хранилища

eu=0,8 – коэффициент учитывающий теплопередачу через пол.

А0= (2(36+72)*(3,6/0,8) + 36*72*0,75)/1000= 2,92

5.      5.   находим (к0) (средневзвешанный коэффициент теплоотдаи через ограждение) по формуле:

к0= (кст*Аст + кпок*Апок*en)/А0

Так как среднегодовая температура наружного воздуха (по условиям задачи) = 3,8 °С, то по таблице № 3

кст=0,4 Вт/м

кпок=0,35 Вт/м

Затем находим Аст и Апок

Аст = (L*h)/M = (24*3.6)/1000= 0,0864 (м2/т)

Апок= (L*B)/M = (24*12)/1000= 0,288 (м2/т)

С помощью полученных данных вычисляем к0:

к0= (0,4*3*0,0864 + 0,35*3*0,288*0,7)/2,92 = 0,32/2,92 = 0,11

6.      6.   находим eд (коэффициент, учитывающий дополнительные источники теплоты) по формуле:

eд= 1+ (3,6к0*А0*e0(tнф-0,5(t1+t2))* tф+mm*cm*(t1-t2))/1000c*(t1-t2)

по условиям задачи морковь  хранится в контейнерах cm, mm принимаем для деревянной тары:

ст – массовая теплоемкость тары = 2,6 (кДж/кг*К),

mm – удельная масса тары = 150(кг/т)

    e0 = 0,65 – коэффициент теплопритоков через ограждения, показывающий какая часть из них переходит к вентиляционному воздуху (принимают для активного вентилирования воздуха за данную фазу охлаждения продукции, 0C;

tф= 6*24= 144 (ч)

eд= 1+ (3,6*0,11*2,92*0,75(2,7-0,5(4+0))* 144+150*2,6*(4-0))/1000*3,73*(4-0) = 0,9

7. находим коэффициент рабочего времени вентиляторов по формуле:

er = (tс/24)

er = (5,5/24) = 0,23

8. находим плотность воздуха при температуре приточного воздуха 2,2 °С  по формуле:

r = 346/(273 + tп)

r = 346/(273 –4,1) = 346/268,9=1,29 (кг/см3)

9. находим коэффициент c учитывающий тепловой эффект испарительного охлаждения по формуле:

c = (41,6 - tп)/(24,4 - tп)

c = (41,6 +4,1)/(24,4 +4,1) = 45,7/28,5 = 1,6

10. находим удельную подачу вентилируемого воздуха (V) для заданной продолжительности фазы охлаждения продукции tф (ч)  по формуле :

V = (1000*c*eф*eд/tф*ep*r*cв*c) ln[(t1-tп)/(t2-tп) ]

где св – удельная изобарная теплоемкость воздуха, кДж/К*кг (принять равной 1,0 кДж/К*кг)

V = (1000*3,73*3,04*0,9/6*24*0,23*1,29*1,6) ln[(4+4,1)/(0+4,1) ] = 82,42 м3/т*ч

ТАБЛИЦА РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА ДЛЯ ТРЕХ ФАЗ ОХЛАЖДЕНИЯ: