Материал: 263

• теплоприток, обусловленный накоплением льда при замораживании и при домораживании продукта Q2зам:

Q2 зам = Мпрод W t Lв (wзам ); Q2 зам = Мпрод W Lв t (wдом − wзам );

• теплоприток, обусловленный низкотемпературным охлаждением (при

t – продолжительность процесса (с); Mпрод и Mтары – масса продукта и тары (кг);

Cпрод, Cтары – теплоёмкость продукта и тары при температурах выше криоскопической (Дж/кгК);

C0прод, C0тары – теплоёмкость продукта и тары при температурах ниже криоскопической (Дж/кгК);

τнач и τконечн – начальная и конечная докриоскопические температуры продукта и тары (К);

τкриоск и τдомор – температуры продукта криоскопическая и домораживания (К); W – количество влаги в продукте;

Le – скрытая теплота фазового перехода вода –лёд (335000 Дж/кг);

wзам и wдом – количество вымораживаемой воды при замораживании и при конечной температуре (при домораживании) (%).

Расчёт задач на передачу тепла Q через различные ограждения следует производить в приближении стационарной теплопроводности (теплопроводность называется стационарной, если вызывающая её разность температур ∆τ = τулицы - τкамеры сохраняется неизменной):

Q = ΔτλtΑ/l,

где Q – переданное количество теплоты; Δτ – разность температур;

λ – коэффициент теплопроводности материала ограждения; Α –площадь поверхности ограждения перпендикулярная тепловому потоку

(поперечное сечение проводника тепла;

l – толщина ограждения (длина проводника тепла).

23

Решая задачи на определение влажности воздуха, следует помнить, что при заданной температуре в объёме воздуха, равном 1 м3, может находиться лишь вполне определённое максимальное количество водяного пара, эта величина на-

зывается плотностью насыщенного водяного пара (Mmax /V) она соответствует максимальной влажности fmax :

fmax = Mmax /V,

где Mmax – максимально возможная масса водяного пара в воздухе; V – объём занимаемый воздухом.

Обычно количество пара, содержащегося в воздухе, меньше fmax и фактическое значение содержания водяных паров ffakt, называемое абсолютной влажностью, определяется формулой

ffakt = Mfakt/V,

где Mfakt – фактическая масса водяного пара в воздухе.

Отношение абсолютной влажности к максимально возможной называется относительной влажностью воздуха φ и обычно выражается в процентах:

φ =100 ffakt / fmax.

Значения плотности насыщенного водяного пара, соответствующие максимальной влажности воздуха приведены в таблице 6 Приложения А, Несложно заметить, что максимальная влажность соответствует 100% относительной влажности.

Точкой росы называется такая температура, при охлаждении до которой начинается конденсация воды, содержащейся во влажном воздухе (образование росы).

ЗАДАЧИ ДЛЯ АУДИТОРНОЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

1.Какое количество тепла нужно подвести к 500 кг тощей говядины и 500 кг жирной свинины, чтобы его разморозить от –25оС до +5оС? Содержание влаги в говядине 70%, а в свинине – 56%; количество вымороженной влаги в каждом виде мяса составляет 95%. Теплоёмкость говядины мороженой составляет 1742 Дж/кгК, размороженной 3348 Дж/кгК. Теплоёмкость свинины мороженой составляет 2031 Дж/кгК, размороженной 2085 Дж/кгК.

2.Магазин имеет складское помещение для хранения пищевых продуктов. Абсолютная влажность воздуха в нём = 7,62 г/м3, а температура поддерживается +15оС, Найдите относительную влажность воздуха в складе. Какие продукты целесообразно в нём хранить?

24

3.Какими способами можно ускорить или замедлить испарение влаги с поверхности продукта?

4.Наружная поверхность стены имеет температуру –35оС, внутренняя +18оС, толщина стены 80 см. Найдите коэффициент теплопроводности материала стены, если через каждый 1 м2 её поверхности проходит за час 100 ккал.

5.Магазин имеет складское помещение для хранения пищевых продуктов. Абсолютная влажность воздуха в нём = 7, 62 г/м3, а температура поддерживается +15оС, Найдите относительную влажность воздуха в складе. Какие продукты целесообразно в нём хранить?

6.Какому состоянию водяного пара (ненасыщенному, насыщенному или пе-

ресыщенному) соответствует давление 12 мм рт.ст.; если температура пара = +19оС

7.На хладокомбинат поступила пятивагонная секция с мороженой говядиной первой категории, предназначенная для длительного хранения при температуре –22оС, При приёмке мяса оказалось, что 17,3 т имело температуру в толще мышц от –4 до –5оС и 9,6 т имело температуру от –1 до –1,5оС. В связи с ограниченным спросом всё мясо подлежит домораживанию и хранению. Руководствуясь нормами, рассчитайте величину естественной убыли.

8.Найдите удельный и суточный расход холода для камеры, в которой замораживается 400 кг говядины II категории. Средняя площадь поверхности камеры 55 м2, средний коэффициент теплопередачи составляет 0,6 Вт/м2К. Температура воздуха внутри камеры = –30оС, а снаружи = +20оС. Теплоёмкость говядины в охлаждённом виде принять равной 3330 Дж/кгК, в мороженом – 1730 Дж/кгК. Количество влаги в мясе = 70%, количество вымороженной влаги – 75%. Скорость охлаждения мяса 10 К/сутки. Начальная температура мяса = +12оС, конечная = –18оС. Потери тепла за счёт вентиляции принимается равным 10% от расхода холода на теплопередачу через внешние ограждения.

9.Магазин имеет складское помещение для хранения пищевых продуктов. Абсолютная влажность воздуха в нём = 8,12 г/м3, а температура поддерживается +18оС, Найдите относительную влажность воздуха в складе. Какие продукты целесообразно в нём хранить?

10.В морозильную камеру с температурой = –18оС нужно подать с улицы 20000 м3 воздуха, имеющего температуру +8оС и относительную влажность 70%. Сколько воды будет удалено из него при охлаждении. Сколько энергии на это будет затрачено?

25

11. Какова масса водяных паров в 1 кубическом метре воздуха в летний день при температуре +35оС и относительной влажности 83%?

12. Магазин имеет два складских помещения для хранения пищевых продуктов. В первом складе абсолютная влажность воздуха составила 7, 62 г/м3, а во втором –8,0 г/м3. Температура в первом складе поддерживается +15оС, а во втором +10оС. Найдите относительную влажность воздуха в складах. Какие продукты целесообразно хранить в первом, а какие во втором складе?

13. Найдите общий и суточный расход холода для охлаждения холодильной камеры и помещённой в неё 300 кг свинины, имеющей начальную температуру +5оС, Площадь поверхности (поверхность теплопередачи) камеры – 45 м2, коэффициент теплопередачи – 0,65 Вт/м2К. Температура внутри камеры = 0оС, снаружи +20оС. Теплоёмкость свинины = 1000 Дж/кгК. За сутки продукция охлаждается на 5оС. Потери тепла за счёт вентиляции и производственные потери примите равными 20% от расхода холода на теплопередачу через внешние ограждения. Определите процент затрат по каждой статье расхода.

14. Какому состоянию водяного пара (ненасыщенному, насыщенному или пересыщенному) соответствует давление 12 мм рт.ст., если температура пара = = +25оС.

15. Температура отепляемого продукта равна 0оС, относительная влажность воздуха в отепляемой камере 60%. Какова должна быть максимальная температура воздуха в камере, чтобы на товаре не конденсировалась влага. Найдите величину теплового потока через поверхность продукта при этой температуре.

16. На хладокомбинат поступила пятивагонная секция с мороженой говядиной первой категории, предназначенная для длительного хранения при температуре -25оС, При приёмке мяса оказалось, что 35 т имело температуру в толще мышц от –6 до –7оС и такое же количество имело температуру от –1 до –1,5оС. В связи с ограниченным спросом всё мясо подлежит домораживанию и хранению. Руководствуясь нормами, рассчитайте величину естественной убыли.

17. Определите общий и суточный расход холода на охлаждение холодильной камеры, имеющей среднюю поверхность теплопередачи 55 м2, средний коэффициент теплопередачи 0,65 Вт/м2. Температура внутри камеры = –2оС, снаружи = +25оС. В камеру загрузили 400 кг рыбы в картонных ящиках. Масса тары равна 10% от массы рыбы. Теплоёмкость рыбы = 2786 Дж/кгК, теплоёмкость тары = 2516 Дж/кгК. Начальная температура рыбы = +10оС, конечная – 0оС. Скорость охлаждения рыбы = 5оС/сутки. Потери тепла на вентиляцию и производственные нужды примите равными 10% от расхода тепла на теплопередачу.

26

18. В камеру объёмом 100 м3 и содержащей сухой воздух при температуре +11оС, поместили на временное хранение 300 кг ягод при такой же температуре. Найдите массу ягод при условии их максимальной естественной усушки в процессе хранения в отсутствии воздухообмена.

19. Металлический цилиндрический сосуд диаметром 20 и высотой 24 см наполнен льдом при температуре –10оС. Сосуд и его крышка теплоизолированы слоем пенопласта толщиной в 4 см. При температуре наружного воздуха равной +20оС, весь лёд в сосуде растаял (до 0оС) через 36 часов. Считая, что тепло выходит только через боковые стенки и крышку, найдите коэффициент теплопроводности пенопласта.

20. Рассчитайте, какое количество тепла в сутки нужно подвести к 300 кг тощей и к 300 кг жирной говядины, чтобы разморозить и ту и другую от –20оС до +3оС, если содержание замороженной влаги везде составляет 88%. Мясо размораживается 24 часа. Теплоёмкость тощего и жирного мороженого мяса равны соответственно 1742 и 2031 Дж/кгК, а оттаявшего соответственно 3304 2095 Дж/кгК. Общее содержание влаги в тощем и жирном мясе равно соответственно 74 и 56%. Объясните причину разного расхода тепла на килограмм массы тощей и жирной говядины.

21. Для охлаждения и замораживания рыбы применяют льдосолевую технологию. Рассчитайте, сколько необходимо прибавить NaCl к 500 кг льда, чтобы получить льдосолевую смесь с температурой таяния -7оС, Опишите, как производится охлаждение рыбы льдосолевой смесью

22. Давление водяного пара в герметичном термоусадочном пакете равно 10 мм рт. ст. при 27оС Каким будет давление пара, если свободный объём пакета уменьшился вдвое, а температура снизилась до 7оС?

23. Во сколько раз вес воздуха, заполняющего помещение зимой (-27оС), больше его веса летом (+37оС)? Атмосферное давление одинаково.

24. Постройте график и объясните физическую сущность изменения теплоёмкости морского окуня при охлаждении и замораживании. Свяжите ваш ответ с льдообразованием, вымораживанием воды и другими процессами. Морской окунь имеет повышенное содержание воды (79,1%) и пониженное содержание жира (1,5–2%).

25. Для охлаждения и замораживания рыбы применяют льдосолевую технологию. Рассчитайте, сколько необходимо прибавить NaCl к 900 кг льда, чтобы