Последовательность выполнения лабораторной работы. 1. После ознакомления с экспериментальной установкой, изучения описания и правил техники безопасности необходимо заготовить таблицу для записей измерений
1. После ознакомления с экспериментальной установкой, изучения описания и правил техники безопасности необходимо заготовить таблицу для записей измерений, проверить готовность установки к работе и включить ее в работу.
2. Установить один термометр (или рабочий орган – баллончик с азотом) на уровне площадки внутри камеры, где будет размещаться охлаждаемый продукт. Зафиксировать его. Изменение температуры воздуха в камере tc,0C заносят в протокол измерений (табл. 11.1).
3. После установления стационарного режима работы холодильной установки в камеру помещается один из опытных продуктов (мясо, рыба, яблоко, картофель).
Опытный продукт предварительно взвешивается (G), измеряется половина его толщины δ (если продукт имеет форму пластины) или радиус R (для цилиндра или шара). Результаты измерений заносятся в протокол измерений (табл. 11.1).
4. В начале эксперимента определить температуру продукта (tн). Для этого в центр продукта устанавливается термометр или термопара так, чтобы измеряющая поверхность термометра находилась только в контакте с продуктом и ни с чем больше не контактировала.
 |
      |
Для этого, часть измеряющей поверхности продукта заизолировать от контакта с наружным воздухом.
Продолжительность охлаждения продуктов τ устанавливается преподавателем и замеряется секундомером. Результаты измерений заносятся в табл. 11.1.
5. В работе также необходимо определить температуру в центре охлаждаемого продукта в конце процесса охлаждения аналитическим путем, используя опытные данные и графоаналитический метод. Теплофизические свойства пищевых продуктов приведены в табл. П.1.1.
5.1. Рассчитать критерий Фурье по уравнению (11.1).
5.2. Рассчитать коэффициент теплоотдачи от продукта к окружающей среде (воздуху) α.
5.3. Рассчитать критерий Био (Bi) по уравнению (11.3).
5.4. По номограмме (прил. 4), при найденных значениях F0 и Bi определить величину безразмерной температуры Q. Затем по уравнению (11.2) определить температуру в центре продукта в конце охлаждения (tk). Данные расчета занести в табл.11.l. Определение температуры в центре, охлаждаемого продукта tk провести 4 – 5 раз при соответственном изменении продолжительности охлаждения. Данные занести в табл. 11.1. По полученным данным построить графики зависимости конечной температуры в центре охлаждаемого продукта от времени охлаждения tk=f(τ), полученные при практических измерениях и аналитическим путем (рис. 11.2).
Рис. 11.2. Схема установки:
1– компрессор;
2– воздушный конденсатор;
3– фильтр-осушитель;
4– ресивер;
5– РВ;
6– воздухоохладитель в холодильной камере
5.5. Определить расход холода на охлаждение продуктов по уравнению (11.4), используя практически полученные данные температур.
5.6. Сравнить конечные температуры продукта в конце эксперимента, полученные как по результатам расчетов, так и по результатам измерений. Сделать вывод. Найти причины расхождений в результатах, если они есть.
Форма отчетности
1. Краткое описание процесса.
2. Схема установки рис.11.2, самостоятельно указать места установки измерительных приборов и исследуемого продукта.
3. Результаты измерений и расчеты занести в табл. 11.1.
4. Графики зависимости tk=f(τ), теоретически и практически полученной температуры.
5. Выводы. Анализ изменения температуры в зависимости от времени охлаждения. Влияние на время охлаждения теплофизических свойств продукта, формы продукта, места его установки, в зависимости от удаления от охлаждающих приборов.
6. Выводы о качестве измерений (использовать материалы графиков на рис. 11.3).
Контрольные вопросы
1. Что такое охлаждение пищевых продуктов, и какие продукты называются охлажденными?
2. Какие существуют способы охлаждения пищевых продуктов?
3. Как определить продолжительность процесса охлаждения аналитическим способом?
Таблица 11.1
Результаты полученные при выполнении лабораторной работы
| Продукты | Форма продукта | Замеряемые величины | Табличные значения | Расчётные величины | ||||||||||||
| Скорость ветра w, м /с | Вес продукта, G, кг | Временной период τ, мин | tс, 0С | tн, 0С | δ, R, м | tк, оС | a, м2/с | λ, Вт/м·К | Co, кДж/кг К | α, Вт/м2К | F0 | Bi | Qo | tк , 0С | ||
| … |
| τ, мин |
| График 1 аналитически полученной конечной температуры первого продукта |
| График 2 практически полученной конечной температуры первого продукта |
| График 3 аналитически полученной конечной температуры второго продукта |
| График 4 практически полученной конечной температуры второго продукта |
| tн, оС |
| tк, оС |
| 0 5 10 15 tc |
Рис.11.3. Пример выполнения графика темпа охлаждения различных продуктов
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №12