Обоснование параметров установки первичного охлаждения молока

• Автор: Бабин, Владислав Николаевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 115 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Состояние теоретических и экспериментальных исследований в области разработки оборудования первичного охлаждения
молока.

1.2. Выводы по главе, цель и задачи исследований

2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ, МОЩНОСТНЫЕ И РАСХОДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПЕРВИЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ МОЛОКА

2.1. Типы, схемы и особенности существующих систем охлаждения

2.2. Стандарты охлаждения.

2.3. Методика определения термодинамической эффективности, мощностных и расходных характеристик различных способов охлаждения.

2.3.1. Параметры сравнения различных способов охлаждения.

2.3.2. Эффективность установок с погружным испарителем.
2.3.3. Эффективность способа охлаждения с аккумулированием холода.
2.3.4. Эффективность проточного способа охлаждения.
2.4. Сравнительный анализ эффективности различных способов охлаждения.
2.5. Выводы по главе
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ОХЛАЖДЕНИЯ И ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ПЕРВИЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ
3.1 Обоснование выбора функции цели
3.2. Математическая модель процесса охлаждения.
3.2.1. Блоки задаваемых и оптимизируемых параметров.
3.2.2. Блок расчета термодинамических и теплофизических
свойств молока
3.2.3. Расчет свойств рабочего тела.
3.2.4. Расчет термодинамического цикла
3.2.5. Тепловой расчет охладителя.
3.2.6. Определение составляющей капитальных затрат функции
3.2.7. Определение.энергетических затрат в эксплуатационных
издержках.
3.3. Результаты оптимизационных исследований.
4. ИСПЫТАНИЕ ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННОГО ОБРАЗЦА ОХЛАДИТЕЛЯ МОЛОКА, РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ И ПОВЕРКА ЕГО МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
4.1. Цель и задачи экспериментальных исследований при испытании опытнопромышленного образца охладителя молока.
4.2. Измерительная аппаратура и оборудование
4.3. Проверка адекватности математической модели по действительным показателям работы установки.
5. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ УСТАНОВКИ ПЕРВИЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ МОЛОКА С ОПТИМАЛЬНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Согласно ГОСТ Р 4-, кроме категорий 1-го сорта, 2-го сорта и несортового сырья, вводится категория молока высшего сорта, стоимость которого на - % выше, чем за молоко 1-го сорта, поэтому основные экономические потери из-за несоответствия параметров молока новым требованиям могут быть связаны с первичным охлаждением молока, так как большинство сельхозпредприятий имеют старые охладители, не обеспечивающие выполнение нового ГОСТа, а сортность молока определяется по худшему показателю. Очевидно, что затраты на производство молока высокого качества должны быть экономически оправданны, способствовать повышению конкурентоспособности сельхозпредприятия, особенно в свете перспективы вступления России в ВТО. Оборудование для первичного охлаждения молока постоянно совершенствуется, это связано с большой конкуренцией на данном сегменте рынка, а также с ужесточением экологических, энергетических и других требований к данным установкам. Так как затраты на создание и эксплуатацию охладителей являются значительными, уменьшение теплообменной поверхности аппаратов (снижение металлоемкости), повышение технико-экономических показателей и энергетической эффективности является важной научно-технической проблемой. На основании вышесказанного формулируется цель исследований. Цель работы. Повышение эффективности первичного охлаждения молока путем оптимизации параметров оборудования. Объект исследования. Процесс первичною охлаждения молока. Методы исследования. Математическое моделирование, теоретические основы теплотехники в части термодинамического анализа, основы теплопередачи, а так же методы оптимизации. Научная новизна исследований. На основе термодинамических, теплофизических и технико-экономических методов оптимизации предложена математическая модель проектирования установок первичного охлаждения молока. Разработана методика оценки термодинамической эффективности способов первичного охлаждения молока. Разработан алгоритм построения характеристик охладителя на основе методики определения первого приближения для всех варьируемых параметров. Практическая значимость. Предложена методика для определения энергетической эффективности существующих способов первичного охлаждения молока. Обоснованы оптимальные параметры и режимы работы холодильного и теплообменного оборудования, позволяющие более чем в 2 раза снизить энергетические затраты на первичное охлаждение молока без увеличения капитальных вложений. Применение предложенного способа охлаждения молока позволяет сократить удельные затраты электроэнергии не менее чем на % по сравнению с существующими способами. Внедрение результатов. Результаты выполненной работы использовались при разработке установки первичного охлаждения молока ОМО-2-М (конструкции ООО «СКТБ Технологии охлаждения», г. Новосибирск), производительностью 1 т1ч. Проверка опытно-промышленного образца охладителя проводилась в ОАО «Лучезарное» Искитимского района Новосибирской области. АПК администрации Новосибирской области. Апробация работы. Результаты работы докладывались на международной научно-практической конференции «Современные и перспективные технологии в АПК Сибири» (г. Новосибирск, г. Департамента АПК администрации Новосибирской области ( г. Публикации. По материалам диссертации опубликованы 2 печатные работы. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на 5 страницах, включая рисунков и таблиц и списка литературы из наименования. Большой вклад в исследование вопросов повышения эффективности и снижение энергетических затрат при производстве молока внесли известные ученые: С. А. Булавин, Л. П. Карташов, Ш. Н. Кобулашвили, В. A.Е. Кузьмин, Т. Н. Латина, Д. Д. Мартюгин, М. Л. Пейнович, H. B.А. Стремнин, М. М. Романов, H. A. Яковенко и др. Проблеме повышения эффективности первичного охлаждения молока уделяется большое внимание в отечественных и зарубежных публикациях [1-], так как в работе [] показано, что снижение качества молока наносит существенный экономический ущерб сельскохозяйственным предприятиям, а отсутствие охлаждения молока может составлять до % убытков. В то же время, необходимо отметить, что публикации по существу проблемы практически отсутствуют в связи с закрытием информации как зарубежными, так и отечественными фирмами-изготовителями, что объясняется возможной коммерческой ценностью такой информации.