Введение к работе
Актуальность темы. Развитие животноводства и повышение требований к качеству заготавливаемого молока в соответствии с современными требованиями по ГОСТ 13264 - 88 "Молоко коровье. Требования при закупках" поставило задачу - перевести первичную обработку молока на новейшие технологии производства этого продукта. Для достижения этой цели необходимо включать в приферм-ские технологические линии тепловой обработки молока эффективные теплообменные аппараты, обеспечивающие как охлаждение свежевыдоенного молока, так и нагрев значительных объемов воды, используемой преимущественно для мойки молочного оборудования. Расход электроэнергии на выполнение этих операций по отечественным и зарубежным источникам составляет около 50 % от общих затрат энергии по ферме. Снижение потребления электроэнергии на такие энергоемкие процессы как нагрев воды и охлаждение молока , путем утилизации отбросной теплоты свежевыдоенного молока позволит уменьшить себестоимость единицы продукции и сократить затраты электрической энергии в 1,5 - 2 раза.
Цель и задачи исследовании. Целью настоящей работы явилось исследование и обоснование теплотехнических, гидродинамических параметров и режимов работы рекуперативных теплообменных аппаратов для линий первичной обработки молока, которые в большей степени отвечали требованиям технологии продукта и имели бы высокие эксплуатационные и экономические показатели. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
произвести анализ затрат энергии на выполнение основных технологических процессов молочной фермы;
обосновать и изготовить опытную установку по рекуперации теплоты свежевыдоенного молока;
определить основные теплотехнические и гидродинамические параметры и эксплуатационные режимы работы рекуператора;
провести производственные испытания рекуператоров в при-фермских линиях первичной обработки молока; .
разработать методику инженерного расчета рекуператора применительно к существующим технологическим линиям охлаждения молока различной производительности;
произвести экономическую оценку эффективности использования рекуператоров на молочных фермах и комплексах.
Объекты исследований. Рекуперативные теплообменники ко-жухотрубного и змеевикового типов для утилизации теплоты свежевыдоенного молока для прифермских технологических линий первичной обработки молока, оснащенных водоохлаждающими холодильными машинами типа МКТ.
Методы исследований. При теоретическом и экпериментальном исследовании были использованы методы математической статистики, теория ошибок и методы измерения потоков жидкости с автоматической коррекцией погрешности, планирования экспериментов, обобщения и математической обработки на ЭВМ полученных опытным путем данных, проверки их на опытно-промышленной установке в хозяйственных условиях.
Научная новизна. Установлена зависимость влияния основных конструктивно-технологических параметров рекуператоров на процесс рекуперации низкопотенциальной теплоты свежевыдоенного молока. Получены численные значения коэффициентов пропорцио-нальностей и показателей степеней при числах Рейнольдса в критериальных уравнениях по определению теплоотдачи и гидравлических сопротивлений. Проведена оптимизация параметров рекуператоров с помощью метода многофакторного планирования эксперимента. Предложены новые конструкции резервуаров-охладителей молока, позволяющие снизить расход никелесодержащей: стали на 15-20 % и расход электроэнергии на охлаждение молока по которым выданы авторские свидетельства № 1515416 о.т 28.07.87 и № 1644838 от 17.11.88г.
Практическая ценность работы. Практическая ценность состоит в создании рекуператора и обосновании его параметров работы при одновременном охлаждении свежевыдоенного молока и подогреве воды на технологические нужды.
Реализация результатов исследований. Созданная установка для рекуперации теплоты свежевыдоенного молока внедрена и успешно используется на молочном комплексе "Соколово" совхоза "Лесные озера" Московской области. Результаты исследований и методика теплового расчета рекуператора легли в основу создания комплекта оборудования для фильтрации, охлаждения молока и рекуперации теплоты ФОМ - 1,25 с водо охлаждающей машиной, освоенного производственным ПО "Поток" г. Болшево Московской области в 1992 г.
Достоверность. Результаты аналитических исследований под
тверждаются экспериментальными данными. Адекватность получен
ных уравнений регрессий проверены по критерию Фишера. Результа
ты экспериментальных исследований обрабатывались по програм
мам GELAT и KRA на ЕС ЭВМ. Внедрение результатов исследова
ний подтверждаются соответствующими актами и документами, при
ложенными к диссертации. .. ... -'
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований доложены и одобрены на республиканской с научно-практической конференции (г. Нальчик, 1985 г.), на Всероссийской выставке "Комплексное использование природних ресурсов" (г. Томск, 1984 г.), на IX, X, XI научно-технических конференциях ВНИИКОМЖ (г. Москва, 1986 - 88 гг), на международной выставке "Сельхозтехника - 95" и "Наука животноводству" (г. Москва, 1995 г.),на научно - практической конференции Ставропольской государственной сельхозакадемии (г. Ставрополь, 1996 г). Участие в выставке Всероссийского выставочного центра отмечено большой золотой медалью "Лауреат ВВЦ", 1995 г.
Публикации. По основному содержанию диссертационной работы опубликовано 10 печатных работ общим объемом 1,65 печатных листа, получено два авторских свидетельства.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 127 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 разделов, выводов. Содержит 45 рисунков, 19 таблиц, 7 приложений. Список использованной литературы включает 103 наименования в том числе 11 иностранных.
