Механизация производства молочной фермы с разработкой аккумулятора естественного холода
Дипломная работа - Сельское хозяйство
Другие дипломы по предмету Сельское хозяйство
?ижней части, а после прокачки через теплообменный участок и насос сливается в бак в его верхней части (это исключает переливание холодных и теплых частей объема в одной емкости и устраняет необходимость установки второго бака для этого контура охладителя). Затем молоко дополнительно охлаждается теплообменным участком трубопровода до температуры 10С, через который насосом прокачивается вода забираемая из нижней части емкости и затем сливается в верхнюю часть, это также исключает перемешивание холодных и теплых частей объема за сравнительно короткий период работы установки.
Снижение температуры воды в испарительной емкости зависит от относительной влажности окружающего воздуха.
Сибирский научно-производственный институт и Омский политехнический институт, совместно изобрели установку для охлаждения молока. Целью их изобретения является повышение эффективности работы и уменьшения зависимости от погодных условий. Установка состоит из теплоизолированного бака для ледяной воды и установленного над ним оросителя служащих для аккумуляции естественного холода, а также системы циркуляций охлаждающей воды, связывающей их с баком охладителем для молока. Бак для ледяной воды снабжен воздухопроводом, соединенным через вентилятор с атмосферой и имеющим вертикальный участок воздуховода установлен по оси бака для ледяной воды через него в холодной время года атмосферный воздух подается в ороситель. В оросителе помимо форсунок для разбрызгивания отепленной водой, установленных в два яруса размещены разъемы, заполненные холодной водой и служащие для замораживания льда в полости оросителя и его теплообмена с разбрызгиваемой водой.
М.Г. Романов, П.П. Пермяков и П.Н. Филиппов в 1982 г. изобрели совместно устройство для охлаждения и хранения молока содержащее котлован с ледяным массивом, сверху которого установленное решетчатое перекрытие и разборное установлено сооружение с люками и окном. Емкости для молока опущены в котлован через отверстие в решетчатом перекрытии и перфорированные барабаны. В зимнее время года снимают с котлована покрытие, открывают люки и через решетчатое перекрытие открывают в котлован воду для намораживания ледяного массива, в летнее время молоко по штангам через разбрызгиватель поступает в емкости на охлаждение и хранение.
Для извлечения емкости из котлована оттаивают слои льда вокруг емкости и барабана и отсоединяют емкость от перекрытия. Емкость поднимают по стенкам барабана вверх.
Нами предлагается установка для охлаждения воды естественным льдом, который является дешевым и доступным источником холода в большинстве районов Украины. Использование естественного льда в качестве холодоносителя объясняется его ценными физическими свойствами низкой температурой таяния (0С) и высокой температурой плавления, равной в обычных условиях 335 кДж/кг [5]. Следовательно, такое количество теплоты поглощается из окружающей среды каждым килограммом тающего льда. В интервале температур от 0 до 20С, теплоемкость льда составляет всего 2,33 (Вт/(м2С)) [6], а теплоемкость льда 2,1 (кДж/(кгС)).
3.2 Технологический расчет установки
Установка состоит из резервуаров, расположенных один над другим и соединенных между собой медиальной системой труб (рис. 3.1).
Технологический расчет сводится к определению необходимого количества льда для охлаждения воды и определению основных размеров установки.
Исходные данные для расчета:
масса воды, подлежащая охлаждению = 3360 кг; если учесть, что расход воды в процессе охлаждения партии молока 3-х кратный, то = 10080 кг; - - начальная температура воды, = 17С;
- конечная температура воды, = 1С.
Определяем количество льда, необходимого для охлаждения воды, по зависимости:
, (кг/сут) (3.1)
где - удельная теплоемкость воды, = 4,2 кДж/(кгС) [6];
- масса воды, подлежащая охлаждению, = 10080 л/сут;
= 17С;
= 1С;
- скрытая теплота таяния льда.
Подставив в 3.1, получим:
кг/сут.
Рис. 3.1 - Конструктивно-технологическая схема охладителя воды естественным льдом.
Проведем проверочный расчет. Мы знаем, что количество льда, необходимого для охлаждения 1 л воды на 1С, составляет = 0,0125 кг [5]. Разность температур составляет 16С.
Определяем количество льда по зависимости:
(кг/сут)(3.2)
где - количество льда, необходимого для охлаждения 1 л воды на 1С, = 0,0125 (кг) [5];
Подставив в 3.2, получим:
кг/сут.
Необходимое количество льда определили правильно. Определяем объем, занимаемый льдом, в одном м3 льда находится 800 кг [5]. Соответственно, расчетный объем льда составляет = 2,52 (м3). Определяем количество теплоты, отдаваемой водой по зависимости:
(кДж/сут).(3.3)
Подставив в 3.3, получим:
кДж/сут.
3.3 Расчет ванны
Конструктивная схема ванны представлена на рис. 3.2.
Исходные данные:
- необходимое количество льда для охлаждения воды составляет = 2,52 м3;
- принимаем длину ванны = 1,8 м, ширину ванны = 1,3 м и высоту ванны = 0,6 м.
Рис. 3.2 - Конструктивная схема ванны.
Определяем геометрическую вместимость ванны по зависимости:
(м3).(3.4)
Подставив в 3.4, получим: м3.
Определяем геометрическую площадь ванны по зависимости:
(м2).(3.5)
Подставив в 3.5, получим:
м2.
В связи с тем, что лед в ванне будет намерзать только на высоту = 0,3 м, подсчитаем ?/p>