РОЗДІЛ 2
ПРЕДМЕТИ, МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ УСТАНОВКИ
2.1. Предмети досліджень
Предметами досліджень було обрано: вологе повітря, РНСЛ, а також м’ясні,
овочеві, рибні та борошняні кулінарні вироби, за [173]:
-з рубленого м`яса – біфштекси січені (рецептура № 604), котлети (рецептура №
608), м’ясорослинні січені вироби (за розробленою технологією);
-з натурального м’яса – ромштекс (рецептура № 575 ), антрекот (рецептура №
560), шашлик (рецептура № 563); курка на вертелі (рецептура № 662), а також
інші кулінарні вироби;
-риба жарена (рецептура № 488);
-овочеві – картопляні (рецептура № 330), бурякові (рецептура № 335), капустяні
(рецептура № 336) котлети;
-борошняні – пиріжки печені з дріжджового тіста (рецептура № 1029), ватрушки
(рецептура № 1032), вареники (рецептура № 1014).
Для приготування котлет використовували сировину, що відповідає вимогам
нормативно-технічної документації: м’ясо яловичини; хліб з пшеничного борошна;
борошно сухарне; воду питну; жир кулінарний; сушену люцерну, сіль кухарську.
М`ясну сировину отримували від туш тварин, що вирощують у одному
сільськогосподарському підприємстві. Сировину піддавали попередній обробці за
традиційною технологією [45, 46]. М’ясні січені вироби виготовляли з котлетного
фаршу, отриманого з використанням м’ясорубки або приводу П-ІІ зі змінним
механізмом з діаметром отворів решітки 3…4 мм.
Підготовку та дослідження зразків проводили на кафедрі процесів, апаратів та
автоматизації харчових виробництв ХДУХТ.
2.2. Методика розрахунку променисто-конвективного теплообміну
За викладеною методикою було розраховано складові частини та загальні величини
теплових потоків, загальну кількість теплоти, коефіцієнти тепловіддачі і зміну
температури робочих середовищ у процесі променисто-конвективного теплообміну в
робочій камері ІЧ-апарату з діатермічним середовищем та пароповітряним
середовищем.
Результуючий променистий тепловий потік, що поглинається поверхнею деки у
діатермічному середовищі q1,2, та за наявності поглинального середовища q1,2,г
визначали за рівняннями променистого теплообміну. При цьому зведені коефіцієнти
випромінювання визначали за формулами:
- у діатермічному середовищі
, (2.1)
де e1, e2 – відповідно, ступінь чорноти ніхрому та сталі;
F1,F2 - відповідно, площа поверхні ІЧ-нагрівачів і деки, м2;
- у пароповітряному середовищі
, (2.2)
де a - спектральна поглинальна здатність середовища;
l - повна товщина шару середовища, м (для циліндричної камери l = 0,9d).
Для оптично тонких середовищ можна прийняти, що
, (2.3)
де e – коефіцієнт теплового випромінювання водяної пари, який визначають за
діаграмами [19] залежно від температури та парціального тиску водяної пари, та
повної товщини шару середовища.
Зміна температури середовища
, (2.4)
де Тг, Т1 – відповідно, температура молекул водяної пари та поверхні
ІЧ-нагрівачів, К;
s0 - константа випромінювання абсолютно чорного тіла, Вт/(м2ЧК).
Густину теплового потоку (qг,2 , Вт/м2) між поглинальним середовищем та
поверхнею деки
, (2.5)
де с0 - коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла, Вт/(м2МК);
eг’ - граничний ступінь чорноти водяної пари за pl ®;
eг,2’ - граничний ступінь чорноти водяної пари за температури деки.
Під час визначення загальної кількості теплоти, що поглинається поверхнею деки
Q1,2 , Q1,2,г, враховували площу його поверхні
Q = qЧ F , (2.6)
де Q – кількість теплоти, Вт;
q – густина теплового потоку, Вт/м2;
F – площа поверхні, м2.
Коефіцієнти тепловіддачі випромінюванням визначали за формулами:
- у діатермічному середовищі
; (2.7)
- у пароповітряному середовищі
; (2.8)
, (2.9)
де a1,2, a1.2,г - коефіцієнти тепловіддачі при випромінюванні ІЧ-нагрівачів,
відповідно, у діатермічному середовищі та пароповітряному середовищі,
Вт/(м2ЧК);
aг,2 – коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням водяної пари, Вт/(м2ЧК).
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією aк визначали з критеріального рівняння
Михєєва
Nu = C(PrЧ Gr)n , (2.10)
де Nu, Pr, Gr – числа подібності, відповідно, Нуссельта, Прандтля, Грасгофа;
С, n – стала та показник ступеню, які залежать від добутку (PrЧGr) [23].
У рівнянні (2.10) число подібності Нуссельта
, (2.11)
де a - коефіцієнт тепловіддачі від газу до поверхні деки, Вт/(м2ЧК);
l – геометричний розмір, м;
л – коефіцієнт теплопровідності, Вт/(мМК).
Кількість теплоти, що передається конвекцією Qк,, визначали за допомогою
рівняння Ньютона-Ріхмана
Qк = aЧ (t1 – t2) Ч FЧ t , (2.12)
де Qк – кількість теплоти, Дж;
t1, t2 - відповідно, температури газу та деки, °С;
F – площа поверхні деки, м2;
t - тривалість процесу, с.
Середню температуру та теплофізичні показники пароповітряного середовища
розраховували, виходячи з об’ємних часток його складових частин.
Загальні значення коефіцієнта тепловіддачі aзаг та кількості теплоти Qзаг ,
відповідно:
- у діатермічному середовищі
; (2.13)
Qзаг = Q1,2 ; (2.14)
- у пароповітряному середовищі
aзаг= a1,2,г+ aг,2 + aк ; (2.15)
Qзаг = Q1,2, + Qг,2 + Qк . (2.16)
2.3. Методика досл
- Київ+380960830922