|
|
|
» Modelowanie procesów cieplno-przepływowych w komorze przechowalniczej warzyw
|
|
Mirosława Kołodziejczyk  Dariusz Butrymowicz
W pracy przedstawiono zarys najważniejszych problemów występujących podczas modelowania
zjawisk cieplno-przepływowych w komorze przechowalniczej modułowej chłodni
warzyw. Szczególny nacisk położono na modelowanie przechowywanego produktu
ośrodkiem porowatym. Zaprezentowano przykładowe własne obliczenia numeryczne
wykonane w programie ANSYS Fluent.Podstawą dotychczasowych metod obliczania
komory przechowalniczej chłodni
składowej jest bilans energii przeprowadzany
w skali makroskopowej. Nie daje
on jednak odpowiedzi na pytania dotyczące
rozkładów przestrzennych parametrów
powietrza i produktu oraz nie potrafi
sformułować wskazówek poprawiających
ich nierównomierność. Numeryczna mechanika
płynów (CFD) jest narzędziem,
które pozwala na względnie tanie i szybkie
wyznaczenie rozkładów prędkości,
temperatury i wilgotności w chłodni,
a w konsekwencji na przeprowadzenie
optymalizacji sytemu chłodzenia. Jej
istotą jest dyskretyzacja modelowanego
obszaru na elementy siatki obliczeniowej
i rozwiązywanie równań zachowania
w tych obszarach za pomocą metod numerycznych
z uwzględnieniem równań
konstytutywnych opisujących własności
czynnika. Wang i Sun (2003) w swoim
przeglądzie literatury omawiają szerokie
w poprzednim okresie wykorzystanie
metod różnic i elementów skończonych
w aproksymacji dyskretnej zagadnień
cieplno-przepływowych występujących
w procesach ogrzewania i chłodzenia
żywności. Z przedstawionych zestawień
wynika, że było to w dużej części oprogramowanie
autorskie dla zagadnień
w większości jednowymiarowych w przypadku
metody różnic skończonych i dwuwymiarowych
dla MES. Szybki rozwój
oprogramowania komercyjnego (m.in.
Fluent, CFX, Phoenics CFD, COMSOL),
w większości opartego na metodzie objętości
kontrolnych, pozwolił na badanie
zagadnień praktycznych, odznaczających
się skomplikowaną geometrią i skomplikowanymi
procesami fizycznymi i chemicznymi.
Obecnie już niemal wszystkie
publikowane prace z szeroko rozumian[...]
więcej»
w zeszycie
CHŁODNICTWO 2010/8
|
|
|
» Wybrane problemy eksploatacyjne układów pracujących z czynnikiem R744
|
|
Piotr Baj Dariusz Butrymowicz
Dobierając czynnik chłodniczy, za główne
kryterium uważa się jego wpływ na bezpieczeństwo
pracy oraz poziom zużycia
energii. Dodatkowym kryterium, jakie
należy brać pod uwagę jest wpływ płynu
roboczego na środowisko naturalne.
Biorąc powyższe pod uwagę, można zaproponować
następującą skrótową charakterystykę
dwutlenku węgla [2]:
1. Korzyści:
Przyjazny dla środowiska (ODP = 0,
GWP = 1)
Ze względu na wyskoki współczynnik
jednostkowej objętościowej wydajności
chłodniczej - gabarytowo
urządzenie jest mniejsze (wymienniki,
średnice rurociągów, sprężarki)
Efektywniejszy proces wymiany ciepła.
2. Zagadnienia bezpieczeństwa:
Czynnik z grupy L1 - nie palny, nie
toksyczny
Brak ograniczeń w zakresie instalacji
i użytkowania - łatwy do zainstalowania
Temperatura/Ciśnienie - -55 do
+31°C/5,5 do 73 bar (obieg podkrytyczny)
Cięższy od powietrza.
3. Wady:
Czynnik wysokociśnieniowy
Problem z zatrzymaniem urządzenia
(wzrost ciśnienia w układzie do
temperatury otoczenia w czasie postoju)
Oddzielanie oleju i cieczy od fazy
gazowej CO2
Niska wartość wydajności energetycznej/
wysoka cena.
Dwutlenek węgla jest jednym z naturalnych
czynników chłodniczych, który
w ostatnich latach zaczął cieszyć się dużą
popularnością. R744 jest czynnikiem wysoko-
ciśnieniowym, zatem jest on doskonałym
płynem roboczym, który możemy
wykorzystać w dolnym obiegu urządzeń
kaskadowych i uzyskać wysokie wartości
efektywności przy niskich temperaturach
zamrażania [3].
Czynnik R744 charakteryzuje się dość
niską wartością temperatury krytycznej
(tkr. = 31,05°C przy ciśnieniu pkr. = 73,771
bar), co oznacza że przy wysokiej temperaturze
medium chłodzącego skraplacz
obieg realizowany jest częściowo w obszarze
nadkrytycznym. Stwarza to wiele
problemów - głównie utrzymanie ciśnienia
w chłodnicy gazu na poziomie zapewniającym
najbardziej optymalną pracę
pod względem energetycznym. Zabiegi
umożliwiające realizację tego zagadnienia
przy[...]
więcej»
w zeszycie
CHŁODNICTWO 2011/4
|
|
|
|
|
|
» Wybrane aspekty modelowania gazowych strumienic chłodniczych
|
|
KAMIL ŚMIERCIEW MIROSŁAWA KOŁODZIEJCZYK DARIUSZ BUTRYMOWICZ
W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia dotyczące modelowania numerycznego
strumienic stosowanych w urządzeniach chłodniczych. We wcześniejszych publikacjach
autorów [1, 2, 3] przedstawiono metody obliczania strumienic modelami o parametrach
skupionych, w niniejszej pracy poświęcono uwagę modelom 2D i 3D. Przedstawiono najważniejsze
cechy modeli 2D i 3D wskazując różnice wynikające z każdego z modeli. Poruszono
zagadnienie tworzenia siatek obliczeniowych oraz modelowania turbulencji.
Wstęp
Strumienica jako element urządzenia
chłodniczego znana jest od dawna, mimo
tego problem w zakresie modelowania
numerycznego pracy strumienicy parowej
jest jak dotąd wciąż otwarty, co ogranicza
możliwości właściwego doboru jej
geometrii. Wynika to z faktu pracy strumienicy,
gdyż może pracować zarówno
w obszarze jednofazowym (para przegrzana),
jak również dwufazowym (para
mora). Zależy to m.in. od rodzaju zastosowanego
czynnika roboczego.
W artykule skupiono się na najprostszym
chłodniczym obiegu strumienicowym,
w którym czynnikiem napędowym jest
para. Uproszczony schemat takiego obiegu
przedstawia rysunek 1. Na rysunku 2
przedstawiono obieg realizowany w urządzeniu
strumienicowym w układzie współrzędnych
ciśnienie - entalpia właściwa.
W obiegu strumienicowym można wyróżnić
obieg chłodniczy i obieg napędowy.
W idealnym układzie, tzn. takim,
w którym nie występują żadne straty,
para napędowa o stanie 1 rozpręża się
izentropowo w dyszy napędowej do stanu
2. Podczas tego rozprężania na skutek
spadku ciśnienia wzrasta prędkość
czynnika. Para o niskim ciśnieniu i dużej
prędkości (stan 2) zasysa parę o stanie 7.
Na pewnym odcinku długości strumienicy
następuje mieszanie się czynników.
Mieszanie jest wynikiem wymiany pędu
pomiędzy strumieniem pary napędowej
i zasysanej. Efektem tego procesu jest
utrata prędkość pary napędowej i tym
samym wzrost prędkości pary zasysanej.
Spadek prędkości powoduje jednoczesny
wzrost ciśnienia, przy [...]
więcej»
w zeszycie
CHŁODNICTWO 2010/7
|
|
|
» Uwagi o stabilności temperatury i wilgotności powietrza w aspekcie jakości warzyw po okresie przechowywania
|
|
Grzegorz MIZERA Dariusz BUTRYMOWICZ Franciszek ADAMICKI
W artykule zaprezentowano przegląd kluczowych zagadnień techniki przechowalnictwa
warzyw i owoców. Na tym tle przedstawiono zasadnicze wymagania w zakresie pracy
urządzeń chłodniczych obsługujących komory przechowalnicze. Wskazano, że zastosowanie
układów pośrednich o ciągłej regulacji wydajności jest rozwiązaniem najbardziej
optymalnym. W artykule przedstawiono również uproszczoną analizę czasu pracy urządzenia
pracującego w systemie chłodzenia bezpośredniego o klasycznej regulacji.W ostatnich czasach nastąpiło znaczące
nasycenie niemal każdej dziedziny życia,
techniką. Proces ten ma istotny wpływ
na wszelkie aspekty życia współczesnego
człowieka, a w tym również na codzienną
aktywność fizyczną. Powszechna mechanizacja
ciężkich i uciążliwych prac
fizycznych, wyeliminowanie wpływu
niekorzystnych warunków klimatycznych
w pracy, nasycenie różnego typu
środkami transportu - wszystko to razem
spowodowało, że nasza codzienna aktywność
nie wymaga już tak dużego wysiłku
fizycznego jak kiedyś. Należy też oczekiwać,
że proces ten będzie w przyszłości
kontynuowany.
Przyzwyczajenia kulinarne nie zmieniają
się jednak równie szybko, jak omawiane
przemiany; ciągle jeszcze obowiązuje
w naszym życiu przyzwyczajenie z okresu,
kiedy to warunkiem właściwego funkcjonowania
naszego organizmu było dostarczanie
wysokokalorycznego pożywienia.
Przyzwyczajenia te są obecnie jedną
z przyczyn powstawania wielu chorób
cywilizacyjnych, takich jak otyłość, choroby
krążenia, etc. Choroby te są z jednej
strony czynnikiem osobistych problemów
zdrowotnych wielu osób, z drugiej zaś
- źródłem znacznych strat społecznych
spowodowanych przerwami w pracy,
kosztami leczenia i często późniejszego
inwalidztwa. Jednym ze sposobów poprawy
powstałej sytuacji jest dostarczenie na
rynek produktów żywnościowych niskoenergetycznych,
ale bogatych w składniki
przeciwdziałające współczesnym chorobom
cywilizacyjnym. Produktami takimi
były i są warzywa oraz owoce.
Na[...]
więcej»
w zeszycie
CHŁODNICTWO 2010/9
|
|
|
|
|
|
» Badania elektrostatycznej separacji mgły olejowej w układach chłodniczych Część 1 Separacja mgły olejowej z przepływu metodą elektrostatyczną
|
|
Marcin Lackowski Jarosław Karwacki Dariusz Butrymowicz Kamil Śmierciew
W artykule stanowiącym pierwszą część cyklu przedstawiono nową metodę usuwania mgły olejowej
z przepływu. W Instytucie Maszyn Przepływowych PAN opracowana została oryginalna metoda separacji
mgły oleju z przepływu o średnicach kropel mniejszych od 5 μm, a więc takich, w przypadku których zastosowanie
konwencjonalnych metod usuwania oleju jest nieskuteczne. W artykule opisano ideę metody
oraz zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych.Potrzeba skutecznej separacji mgły olejowej
występuje powszechnie we wszystkich instalacjach
sprężonego powietrza, są w nich
bowiem z reguły stosowane sprężarki tłokowe
lub śrubowe, które wymagają stosowania
środków smarnych. Separacja mgły o średnicach
kropel mniejszych niż 5 mm jest
stosunkowo trudna do realizacji przy wykorzystaniu
konwencjonalnych cyklonów
i podobnych urządzeń, zaś zastosowanie
odpowiednich filtrów wymaga pokonania
znacznych oporów przepływu, co z jednej
strony powoduje zwiększoną konsumpcję
energii, z drugiej zaś ogranicza dyspozycyjny
poziom ciśnienia w instalacji [1, 2, 3].
W Instytucie Maszyn Przepływowych
PAN opracowano całkowicie nowatorską
i oryginalną metodę elektrostatycznego
usuwania kropel oleju o bardzo małych
średnicach z przepływu w warunkach
wysoko-ciśnieniowych. Badania eksperymentalne
przeprowadzono na stanowisku
laboratoryjnym przedstawionym schematycznie
na rysunku 1.
Stanowisko składało się z kanału, układu
generacji mgły olejowej, układu wymuszającego
przepływ, systemu rejestracji
optycznej obrazów. Kanał laboratoryjny
wykonano z przezroczystych rur metapleksowych
(polimetakrylan a[...]
więcej»
w zeszycie
CHŁODNICTWO 2011/9
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Strona 1
Następna strona »
|
Twój Profil
Twój koszyk
