Двусторонняя кристаллизация пленки воды на поверхности гранул льда тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

На правахрукописи

ГОНЧАРОВ Сергей Юрьевич

ДВУСТОРОННЯЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ ПЛЕНКИ ВОДЫ НА ПОВЕРХНОСТИ ГРАНУЛ ЛЬДА

Специальность 02.00.04 - Физическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Кемерово 2004

Работа выполнена на кафедре теплохладотехники в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности

Научный руководитель доктор технических наук

Полтавцев Владимир Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Мирошников Александр Михайлович; кандидат химических наук, доцент Кохно Галина Васильевна

Ведущая организация: Кемеровский молочный комбинат

Защита диссертации состоится 26 марта 2004 г. в 1000 часов на заседании совета по защите диссертаций Д 212.088.03 в Кемеровском государственном университете (650043, г. Кемерово, 43, ул. Красная, 6).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кемеровского государственного университета.

Автореферат разослан «_

2004 г.

Учёный секретарь диссертационного совета д-р хим. наук, профессор

Б. А. Сечкарёв

»

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Получение и потребление искусственного льда приобрело в настоящее время глобальный характер как в промышленности (создание изотермических условий в химии, обработка расплавов алюминия в металлургии; охлаждение и сохранение пищевых продуктов и т. д.), так и в сфере обслуживания (собственно потребление пищевого льда, охлаждение соков, напитков и т. п.).

В льдотехнике наиболее широко распространён процесс получения льда, технология которого в настоящее время в большинстве случаев реализуется в льдогенераторах с намораживанием льда на поверхности барабана. Ее недостатки очевидны: односторонность охлаждения; съем тепла через слой льда с теплопроводностью меньшей, чем у металла; механический способ удаления льда; получение гранул с острыми кромками и, как следствие, плохие технологические показатели аппаратуры: вес, габариты, расход энергии, качество ледяной шуги. В то же время на озерах, реках, морях наблюдается явление быстрого замораживания воды при ее разливах на поверхности ледяного покрова: снизу за счет холода льда, сверху вследствие контакта с холодным воздухом. В усовершенствованном виде оно применяется при подготовке ледяных арен для проведения спортивных и зрелищных мероприятий путем протаскивания по льду рамки с водой. Время замерзания образовавшейся пленки воды очень мало — порядка десятка секунд.

Использование подобного явления в ступенчатом процессе составляет существенный фактор интенсификации гидродинамики и массообмена, наиболее прогрессивным способом контакта фаз в котором является режим псевдоожиженного циркуляционного слоя в двух- и трехфазных системах. Одновременно для широкой области крупнотоннажных процессов промышленности и экологии (сорбция, ионообмен, экстрагирование, регенерация...) существует проблема гидродинамической устойчивости течения транзитного потока гранул твердой фазы в перегородках между секциями:

Данное исследование, в котором разработана и реализована двусторонняя схема охлаждения воды и намораживания льда в двух- и трехфазных кипящих слоях, позволило реализовать процесс образования искусственного льда в простом по конструкции льдогенераторе. Поэтому совершенствование технологии получения искусственного льда как развитие нового пути п р о ц ос с ^'¿п йй ШМЭД01В ЙН й I? аж и' вания воды является актуальной задачей.

! ¿ЧЗМ

Цель работы: разработка и теоретическое обоснование опытной технологии получения гранулированного льда в ступенчатом кипящем слое и изучение условий ее проведения.

Для достижения цели необходимо:

1. Изучить процесс послойного льдообразования при двустороннем замораживании воды в условиях вынужденной конвекции холодильного агента.

2. Получить искусственный гранулированный лед путем применения циркуляционного слоя в системах: твердое тело - газ (Т : Г) и твердое тело - жидкость - газ (Т : Ж: Г).

3. Выявить и обобщить математически количественные показатели процесса гранулообразования льда.

4. Обосновать способ образования ледяной затравки в непрерывном режиме массообменного процесса в кипящем слое.

5. Решить проблему, гидродинамической устойчивости; течения транзитного потока гранул твердой фазы в ступенчатом массообмен-ном процессе в системе твердое тело — жидкость — газ (Т : Ж : Г).

Научная новизна работы

1. Теоретически обоснован и экспериментально подтвержден способ намораживания воды на поверхности гранул льда термодинамическим методом (использование внутреннего холода).

2. Впервые целенаправлено проведен процесс двустороннего замораживания плёнки воды на поверхности гранул льда в системе твердое - газ (Т : Г) и определен оптимальный режим подачи воды на орошение.

3. Создана математическая модель кинетики намораживания льда в кипящем слое и установлены пределы перепада и рабочего интервала температур фаз.

4. Реализован процесс непрерывного получения кристаллизационной затравки путем разрушения части гранул каплями теплой воды.

5. Разработан непрерывный способ введения транзитного потока суспензии в циркуляционный слой, обеспечивающий гидродинамическую устойчивость межсекционных течений в ступенчатом процессе.

Практическая значимость .

. По результатам экспериментальных исследований разработаны конструкции аппаратов с псевдоожиженным слоем. Предложена технологическая схема установки для непрерывного процесса льдообразования в трёхфазном слое. Практические рекомендации по созданию льдогенератора; результаты экспериментальных исследований, алго-

ритмы математического моделирования,и оптимизации могут быть использованы для энергосбережения в широком классе непрерывно действующих аппаратов с трёхфазным циркуляционным слоем, применяемых в различных отраслях промышленности и сельском хозяйстве. Предложен способ непрерывного получения фракции кристаллической затравки льда. Предложен новый.метод непрерывной переработки гранулированного сырья с использованием густой суспензии в циркуляторах с трёхфазным слоем. Решение проблемы гидродинамической устойчивости межсекционных течений завершает период становления класса крупнотоннажных горизонтальных секционированных аппаратов с трехфазной системой;

Основные положения, выносимые на защиту

1. Двусторонний теплоотвод с несимметричным охлаждением пленки воды в условиях теплопроводности ?и вынужден ной конвекции.

2. Математическая модель намораживания слоя льда за счет внутреннего холода гранул.

3. Зависимость производительности секции кипящего слоя от параметров проведения процесса.

4. Метод введения транзитного потока в циркуляционный слой.

5. Метод получения кристаллической затравки льда в непрерывном режиме.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы опубликованы на четвёртой* Всероссийской научной интернет-конференции «Компьютерное математическое моделирование в естественных и технических науках» (Тамбов, 2002), в сборниках научных работ «Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов» (Кемерово; 2001, 2002), заслушаны на Международном симпозиуме «Федеральные и региональные аспекты государственной политики в области здорового» питания» (Кемерово, 2002), Международной5 научно-практической конференции «Перспективы производства, продуктов питания нового поколения» (Омск, 2003); региональной конференции- «Перспективы; развитиятехнологий переработки вторичных ресурсов в Кузбассе» (Новокузнецк, 2003).

Публикации. Результаты работы изложены в 16 печатных публикациях, из них 3 депонированы в ВИНИТИ, список которых приведён в конце автореферата.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов и списка использованной литературы,

включающего 163 работы отечественных и зарубежных авторов, а также 5 приложений. Она содержит 149 страниц основного машинописного текста, 42 рисунка, 28 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во; введении обоснована актуальность* проблемы, сформулированы цели и задачи исследования, показана научная новизна и практическая ценность работы, изложены основные положения диссертации, выносимые на защиту, приведены сведения об апробации и публикациях основных результатов.

В первой главе проводится аналитический обзор имеющихся литературных данных по физико-химическим свойствам воды, фазовому переходу первого рода.. теоретическим основам передачи тепла в условиях вынужденной конвекции, двустороннему природному льдообразованию, климатологии естественного льда и его использованию, производству и применению искусственного льда, а также техническим характеристикам льдогенераторов.

Во>второй < главерассматривается процесс .льдообразования на носителях с применением математических методов планирования эксперимента.

В работе поставленазадача переноса тепла при намораживании воды на поверхности гранул, решаемая на основе метода интегральных соотношений с. учётом следующих допущений:

- капля жидкости принимает форму пластины (см. рис. 1);

- вода кристаллизуется с конечной скоростью;

- условия теплообмена несимметричны;

-температура охлаждающей среды постоянна в пределах цикла.

В этом, случае коэффициент теплоотдачи различен с. разных сторон капли жидкости,, т. е. коэффициенты .теплоотдачи от источника холода (шарообразная частичка льда) и псевдоожижающей среды резко различаются. При начале контакта капля растекается по поверхности гранулы в чечевицеобразный слой (см. рис. 2), замерзающий с двух сторон; Очевидно, что периферия-чечевичной капли имеет нулевую толщину, т. е. исчезает совсем, и что замерзание воды на периферии происходит мгновенно, отсюда физический процесс наслаивания льда в кипящем слое существенно зависит от гидродинамических особенностей принятого способа подачи воды и условия

Рис. 1. Схема кристаллизации жидкости с плоской поверхностью при т > 0: 1 - начальная фаза; 2 - слой жидкости при Т = 273,15 К; Тж - температура поверхности слоя жидкости;-Тг- температура: поверхности исходной фазы льда; Тж - температура шарообразной частички льда; Т,» - температура псевдоожи-жающей среды

контакта капли воды с гранулой. Это свидетельствует о том, что образование льда на поверхности идёт за счёт внутреннего холода гранулы путём теплопроводности монолитной части (рис. 2).

Рис. 2. Послойное намораживание льда на стенке частицы: 1 - вода; 2 - лёд; 3 - поверхность частицы, льда; 4 - воздух

Наслаивание льда на поверхности гранул отражено на рис. 3, где показано расположение пленки воды на поверхности гранулы льда, а также график распределения температур в образовавшихся кристаллических слоях. На поверхность гранулы попадает капля воды, растекающаяся в тонкий слой. Ее замерзание происходит с двух сторон: слой 2 образуется за счет внутреннего холода гранулы, а слой 1 — за счет замерзания в потоке холодильного агента. Поскольку толщина слоев небольшая (доли мм), то с достаточной для подобных расчетов точностью можно принять форму слоев в виде плоских пластин. В этом случае для слоя 1 распределение температуры будет аналогично ее распределению в задаче Р. Планка.

Для слоя 2 физическая картина распределения температур сложнее. Будет ли принята сферическая или плоская форма этого слоя, этот слой и лед гранулы образуют монолит, в котором теплота замерзания от прослойки А/г движется к центру гранулы. Поскольку радиус

гранулы R значительно больше, чем толщина прослойки Д/2, то ситуацию можно представить как нагрев полуограниченного стержня, распределение температуры в котором является нелинейным. Подобная задача поставлена и решена А. В. Лыковым и имеет следующее выражение для определения удельного теплового потока:

где величина

\ 7Г

= л[2ср

(1)

называется коэффициентом аккумуляции тепла, или коэффициентом тепловой активности тела.

Из этой зависимости видно, что удельный тепловой поток в таком случае является переменной величиной с параболической зависимостью от времени. Кроме того, решение А. В. Лыкова отражает случай с неподвижной границей, а в нашем примере граница подслоя Д/2 движется. Поэтому нужно найти:зависимость переменной I от времени процесса. Величина потока тепла, образовавшегося при замерзании воды, равна

с(2)

Величина потока тепла за счет теплопроводности равна;

Приравнивая эти выражения; и подставляя значение потока теплопроводности, получаем искомую зависимость толщины слоя от времени

Выполняя простые преобразования, получаем

Выполняем интегрирование полученного выражения

(6)

В зависимости (6) интегралы являются табличными, поэтому по лучим

После преобразования

1+1/2 9

|г"^г = --=-г3'2

1+1/2: 3

(?)

и подстановки значения ф:

Г 3

. Игр 4л

2

(8)

(9)

получаем требуемую зависимость величины перемещения границы от времени.

Из данной зависимости можно определить время замерзания слоя при соответствующей разности температур пленки воды и ядра гранулы. Оно равно

г = .

4*гП

Ъ1гр4я

(10)

Данная зависимость имеет технически приемлемую точность расчета 8-13 %, несмотря на то, что ее вывод основан на допущениях Р. Планка. Однако использование (10) предполагает известную осторожность, поскольку указанная точность расчета проявляется на небольшом интервале времени порядка до 18-20 секунд, что вполне достаточно, т.к. физически время замерзания пленки воды не превышает 10 секунд.

Далее показано,. что величина капель, подаваемых на гранулы кипящего слоя из форсунки,. ограничена несколькими условиями, представляющими собой конкурирующие параметры. С одной стороны, наибольший размер капель должен удовлетворять условию отсутствия проскока воды через кипящий слой. Поэтому последовательное дробление капли при ударе о гранулу с образованием пер-

винных и вторичных брызг должно быть конечным процессом в пределах рабочего объёма кипящего слоя.

С другой стороны, при данной скорости псевдоожижающего агента объём капли не должен приводить к смерзанию гранул, поскольку капля может образовать первоначально агломерат и заполнить порозное пространство между ними. За счёт вязкости воды такой агломерат может удержаться в связном состоянии буквально несколько секунд, однако смерзание гранул происходит ещё быстрее — за доли секунды.

На рис. 4. показан прямоугольный, профиль температуры Tz слоя

Рис. 4. Тепловая волна процесса кристаллизации жидкости на поверхности гранулы (т < 0 к = 1 Ат): 1 - исходная фаза; 2 - кристаллизуемая капля жидкости

воды Аг в момент-попадания капли на поверхность гранулы. На поверхности слоя устанавливается равновесие с окружающей средой: слева точка Л- со льдом гранулы, справа точка 1 - с воздухом. Профиль температуры из прямоугольного трансформируется в овальный с понижением её значений на поверхностях (точки 2 и 3 слева и справа). Далее ход изменения температуры меняется: слева она поднимается (точки 4 и 5), справа — опускается (точка 4), приближаясь к Too. Образовавшаяся волна смещается от оси слоя 2 влево так, что макси-

мальная температура (пунктир из квадратов) монотонно понижается, в пределе приближаясь к значению Ж

Особенностью (помимо сложного гидродинамического взаимодействия континуумов гранул льда и капель воды) гранулометрического состава является то, что разные по размеру гранулы имеют разную среднюю по объёму температуру. Большие гранулы захватывают больше капель и хуже остывают, становясь к концу процесса в среднем теплее. Таким образом, найти аналитическую зависимость удельной производительности кипящего слоя от параметров гидродинамики, тепло- и массообмена представляется затруднительным.

Поэтому экспериментальное и теоретическое исследование процесса теплообмена при последовательной кристаллизации пленки воды на гранулах льда проведено нами с применением математических методов планирования эксперимента, упрощающих моделирование, значительно сократившее число опытов.

Для нахождения математической зависимости удельной производительности единичного объёма (управляемый фактор) рабочего пространства от параметров процесса используем экспериментально-статистический метод планирования эксперимента.

В качестве независимых принимаем параметры, которые представлены в табл. 1.

Таблица 1

Обозначение Параметр

X <1 1 х 1 - температура хладоагента (воздуха) х2 - диаметр частиц хЗ - температура подаваемой воды

Уровни и интервалы варьирования имеют значения, представленные в табл. 2.

Параметры х, °С (1, мм

Уровень -20 18' 2

Интервал варьирования -10 12 2

Реализация плана эксперимента позволила получить модель процесса в виде уравнения регрессии второго порядка в кодированных единицах, адекватного на 5 %-ном уровне значимости

у.и =5,74Н41х + 1,4П-0Д3*г/-0Д2х5 + 4,58р +4,2^. (11)

По данному уравнению построена поверхность отклика (рис. 5), отражающая зависимость удельной производительности кипящего слоя У от температур подаваемой воды, холодильного агента и диаметра частиц льда. Значение последнего параметра принято постоянным (18 мм).

Из рис. 5 видно, что понижение температуры воды с +4 °С до нуля приводит к небольшому подъёму производительности, которая существенно повышается до 12,65 кг/дм -ч с понижением температуры хладагента до -30 °С. Как и ожидалось, поверхность монотонно повышается, не образуя экстремумов.

Третья глава посвящена описанию экспериментальных результатов по получению гранулированного льда и выбору схемы льдогенератора.

Экспериментальные исследования получения искусственного гранулированного льда в циркуляционном кипящем слое проводились на установке (объёмом.0,0021 м3), схема которой приведена на рис. 6. Внутри камеры располагается газораспределительная решётка

для равномерного охлаждения гранул. В качестве намораживаемой среды использовали ледяную воду, подаваемую через форсунки. Хо-лодоснабжение осуществлено вентилятором, направляющим воздух через холодильник и приводящим гранулы во взвешенное состояние. При проведении эксперимента изменяли температуру замораживания от -15 до -30 °С и температуру воды от 0 до 5 °С. После анализа экспериментальных данных проведён расчёт холодопроизводительности льдогенератора, а также произведено сравнение его показателей с известными конструкциями льдогенераторов.

Для процесса наморозки гранул предварительно заготавливалась фракция затравки льда диаметром, равным 6±2 мм. Результаты эксперимента представлены в табл. 3.

Таблица3

Определение толщины намораживаемого слоя льда_

Кол-во, мин 10О) - V* п, шт. 8, мм (1, мм МЛ С

15- 10 6 11,2 4 80 2

15 13,4 180

20 16,1 195

25 17,5 210

20 10 6 12,6 4 109 2.

15 18,1 194

20 21,2! 240«

25 23,5 258'

25- 10 6 18,8 4- 120 2

15 23,2 212

20 18,7 319

25 30,1 389*

30 10 6 19,2 4- 138 2*

15 28,5: 230

20 34,0 410

25 38,6 477

Экспериментально установлено, что при подаче воды с температурой в несколько долей градуса Цельсия скорость намораживания льда очень высока. Это связано с тем, что последующее нахождение гранул в условиях контакта с псевдоожижающим агентом приводит к быстрому понижению температуры самой гранулы.

На рис. 7 показаны опытные данные в виде зависимости радиуса намораживаемого льда от продолжительности процесса х при различных температурах охлаждаемого воздуха.

Исследование показало, что при различных температурах псевдоожижения за короткий период времени наморозки холодопроизво-дительность оставалась постоянно высокой. Вода для наморозки гранул расходовалась в количестве, эквивалентном весу намораживаемого слоя. Проскок воды отсутствовал, что свидетельствует о высокой скорости кристаллизации капель на поверхности гранул. Это объясняется намораживанием на гранулах плёнок воды в условиях двустороннего отвода тепла от их поверхности. Явлений смерзания частиц не наблюдалось, поскольку гранулы, соприкасаясь между собой, двигались в кипящем слое с достаточной скоростью. На рис. 8 приведены графики зависимости толщины намораживаемого слоя льда 5 от начальной температуры жидкости ^ за различные периоды времени. Представленные зависимости свидетельствуют о том, что кристаллизация воды с начальной температурой менее 1 °С происходит наиболее

быстро. Кроме того, можно констатировать, что увеличение движения скорости воздуха нецелесообразно, т. к. существенного сокращения продолжительности намораживания не наблюдается, поскольку

пределы скорости псевдоожижения ограничены, а также существует интервал температур с эффектом растрескивания гранул. Попутно отмечено, что в кипящем слое с гранулами льда создаётся активно перемешиваемый циркуляционный объём полидисперсного материала, в котором исключено образование каналов и застойных зон. Введение кипящего слоя в льдотехнику образует условия для создания компактных льдогенераторов большой мощности при малых габаритах и повышенной удельной холодопроизводительности.

Известно, что технологическая привлекательность трёхфазных систем легко реализуется в односекционных аппаратах. Переход к организации процесса в многосекционном аппарате вскрывает проблему гидродинамической устойчивости межсекционных течений, конкретное решение которой зависит от конструкции перетоков. Оптимальная форма переточных каналов обеспечивает отсутствие застойных зон твёрдой фазы и срыва режима её течения как в самом канале, так и на входе и выходе из него. В процессе исследования-гидродинамической устойчивости было выявлено, что известный, способ «спутного» потока требует повышенной скорости циркуляции суспензии и показывает низкую удельную производительность потока. Поэтому нами предложено и патентуется, способ, в котором на циркуляционный поток «накладывается» транзитный, причем величина последнего в отличие от «спутного» значительно меньше зависит от стесненности переточных каналов между ступенями процесса. Показано, что высота верхней кромки перетока обеспечивала устойчивую работу секций, попутно оптимизируя максимальную степень наполнения рабочего объёма ступени процесса.

Графики зависимости производительности суспензии трёхфазной системы приведены на рис. 9 и 10, на первом из которых показан характер зависимости производительности незатопленного эрлифта от скорости подачи газа.

Рабочий участок незатопленного эрлифта характеризуется узким интервалом изменения приведённый скорости газа - 0,5-1,3 м/с, поэтому в системе Т.": Ж : Г он начинает устойчиво работать при скорости газа, близкой 1 м/с. Пневматранспортирование густой суспензии в трубчатых эрлифтах диаметром 15-40 мм эффективно, а при скоростях газовой фазы менее 0,5 м/с нагрузочная способность достаточна высока. Из чего следует, что переход от жидкой к густой суспензии резко повышает эффективность процесса. Падение производительности эрлифта в зависимости от повышения Т г Ж по жидкости происходит более резко, чем возрастание по твёрдой фазе. Улучшение захвата твёрдых частиц происходит либо при повышении скорости, либо

при повышении Т : Ж. Благодаря конструкции транспортирующего узла, в установке эрлифта подавляется процесс сепарации жидкости, а в самом эрлифте минимальными являются её проскальзывания. Пологий график (рис. 9, поз. 2) указывает на проскальзывание пузырей в области высоких скоростей и свидетельствует об уменьшении производительности аппарата. Экспериментально было выявлено, что при относительно малом содержании твёрдой фазы (эрлифт с нулевым затоплением) зависимость производительности суспензии от производительности газа, отображённая на рис. 10 для циркуляционного слоя, близка по характеру к графику фонтанирующего слоя, особенностью

которого является

«^♦ю'.м'/с .

<МЗ

ол

0£9

0Л7

0Л5

фтаза * Ю\ м/с

повышенный пик давления при переходе системы Т : Г к развитому фонтанированию. При проведении экспериментов было отмечено, что сопротивление слоя суспензии в процессе псевдо-

Рис. 10. Зависимость (^сус = Г(0,аш)- Используемый материал -сополимер стирола и дивинилбензола. Величина затопления: 1 - II = 10 мм; 2 - Н - 0 мм

ожижения невелико и не препятствует потоку воздуха, который легко прорывает каналы в слое и легко выходит из модели, не встречая на своём пути значительного сопротивления из-за малого количества гранулированного материала, чему свидетельствует пик с более крутыми скатами без перегибов, изображённый на рис. 10, поз. 2. С увеличением содержания твёрдой фазы при развитой циркуляции в кипящем слое наблюдалось повышение гидравлического сопротивления: тем медленнее, чем выше величина ет, отражающая долю твёрдой фазы в системе. В дальнейшем это приводило к устойчивому характеру зависимости гидравлического сопротивления межсекционных потоков от скорости газа: с повышением БТ происходит падение Ар. Одновременно видно, что графики зависимости не имеют начальных участков, т. к. газ недостаточно равномерно распределяется по сечению эрлифта, в связи с малым его расходом. В заключение можно констатировать, что в аппарате псевдоожиженный циркуляционный слой имеет две границы, разбивающие диапазон Т : Ж на зоны: Ар > Но и Ар < Но.

Обработка результатов (рис. 11) по движущимся потокам суспензии и газа проведена на основании эмпирической зависимости типа гиперболы

в которой определены значения коэффициентов: а = 1,27, Ь = 0,67.

0.18 046 0,14 0,12

<?с}'С*10?м3/с с

в/ ЧЕ

А/ с- ¿.л Е"

/в-

^А'

04. 0,7

(ЗгамПО^иЛс

0,8 0?

а,,. =0.67

I

е.™+»-27'

Рис. 11. Производительность модели по суспензии

Расхождение опытных данных внутри интервала составило 10,6 %. Таким образом, зависимость Осус = г (Огам) определена в явном виде

(13)

где размерности <Зсус* 103 и Опп^Ю3 определены по объёмному расходу (м3/с).

В четвёртой г главе описана техника и методика экспериментальных исследований.

Изготовление стендов и лабораторной техники проводилось на базе опытных мастерских фирмы «АРГС», а экспериментальные исследования — в лаборатории кафедры теплохладотехники КемТИППа.

На первом этапе разработали и изготовили опытную экспериментальную установку с трёхфазным слоем, изучили гидродинамику жидкости, нашли конструкцию переточных каналов и условия гидродинамической устойчивости движения: потоков в них, изучили движение густой суспензии в замкнутой петле, определили зависимость производительности (2сусн. ОТ (^газа-

На втором этапе получили искусственный гранулированный лед в псевдоожиженном циркуляционном слое методом послойной плёночной кристаллизации воды, определили оптимальные параметры (температуру псевдоожижения, время наморозки, расход воды, скорость псевдоожижения, начальный и конечный диаметр гранул) технологического процесса гранулирования.

На третьем этапе определили физико-механические свойства гранул полученного льда (гранулометрический состав, насыпную плотность, угол естественного откоса, прочность гранул).

На заключительном этапе реализовали полученный гранулированный лёд как охлаждающую среду в различных сферах его применения.

В пятой главе изложено практическое использование гранулированного льда в различных отраслях промышленности как источни-кахолода.

Гранулы. льда, полученные в кипящем слое, обладают существенным достоинством перед ледяной шугой по другим способам получения в том, что в 1ранулах отсутствуют острые кромки и грани. Поэтому использование гранулята при хранении рыбных продуктов (с нежной поверхностью) сохраняет качество последних на высоком первоначальном уровне.

Нами; предложена конструкция небольших контейнеров для внутриобластных перевозок пищевых и молочных продуктов на расстояние с продолжительностью поездки до 6-8 часов. Лабораторный эксперимент (табл. 4) показывает меньшую интенсивность теплопередачи от наружного воздуха к гранулам льда, чем в случае использования ледяной, шуги барабанных льдогенераторов.

Таблица 4

Продукт Модель

без отверстия : с отверстием

Сыр твёрдый различная толщина изоляции (м)

0,005 0,15 0,25 0,3 0,005 0,15 0,25 0,3

продолжительность времени таяния льда (час)

4,05 5,48 6,50 7,32 3,28 4,12 4,23 4,57

П р и м е ч а н и с. I - толщина металлической банки, 0,0005 м; 2 - источник холода, искусственный гранулированный лсд; 3 - масса льда для каждой банки, 150 г; 4 - материал изоляции, пенопласт; 5 - температура продукта, 0.. .6 °С.

Таким образом, можно говорить о том, что разделение зон расположения гранул льда и пространства для талой воды приводит к увеличению времени таяния порции охлаждающего гранулированного льда и соответственно к увеличению времени транспортировки продуктов в подобной таре.

Наконец, использование алюминиевых тубусов, наполненных гранулированным льдом, для наводороживания силуминовых сплавов; упрощает проведение данного способа улучшения механических свойств этих сплавов. Сравнительные качественные и количественные показатели льдогенераторов даны в табл. 5 (сравнение, качественных характеристик) и табл. 6 (количественных).

Таблица 5

Показатель Барабанный; Льдогенератор

льдогенератор' с кипящим слоем'

Охлаждение воды, ее подача,

выгрузка льда и т. п. Одинаково Одинаково

Масса охлаждаемых деталей +

Привод (двигатель) Фреза барабана Вентилятор

Съём льда +

Объём хладагента +■

Коэффициенты теплоотдачи +

Длина пути отвода тепла. +

Материал льдогенератора Х18Н10Т Пластмасса

Толщина изоляции аппарата + +

Передача тепла слою льда

Система уплотнения барабана Одинаково Одинаково

Таблица б

Модель ИЛ400М СМЕ 1356-AS SA 1500S ГЛ-6,5 Псевдоож. слой

Производит.; кг/сут 10080 904 750 6500 17040

Хол. произв. агр., кВт 2,2 1,2 2,7 32 5,5

Уд. расх. энерг.; кДж/кг 145-200 28,1

Затр. холода, кДж/кг 460-500 402

Компрессор 2СС-3,2 2FC-2.2 4G-20.2 6G-30.2 Вентил.

Хладагент R22 R22 R22. R22 Воздух HR22

Запр. хл. аг., -кг 240 . 12 23 31 ПО

Толщина лед. чешуек, мм 2,3 * 2,2 2,1 Гран, диам. 18

Вес льдогенератора, кг 1100 159 265 550 610

Вес агрегата ■ нетто, кг 920 80 170 480 158

Габариты льдогенератора, мм 1420х1320х 1700 710х1220х 610 1620х1780х 1200 1200х 950x1750 240х240х 1000

Габариты холодильного -агрегата, мм 2498x51 Ох 1092 1300х1300х 2100

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ U Экспериментально обоснован способ кристаллизации воды на поверхности гранул льда путем использования их внутреннего холода и решена задача математического моделирования движения границы намораживаемого слоя.

2. Установлена технология получения искусственного льда в кипящем слое в системе твердое тело - газ (Т : Г) и твердое тело - жидкость - газ (Т : Ж : Г) и исследована кинетика процесса гранульного льдообразования, экспериментально подтверждено двустороннее замораживание плёнки воды на поверхности гранул в кипящем слое.

3. На основе статистического планирования эксперимента в температурном интервале 0...-40 °С выявлен рабочий диапазон -8...-28 °С проведения процесса намораживания;гранул, ограниченный хрупкостью льда при низких температурах и проскоком воды до решетки вблизи нуля. В интервале рабочего диапазона замерзание воды происходит полностью только на поверхности гранул.

4. Разработан непрерывный способ получения ледяной кристаллической затравки путем подачи капель теплой воды на поверхность фонтанирующих гранул, имеющих температуру зоны хрупкого льда, что вызывает растрескивание последних и приводит к образованию сколов на поверхностном слое льда, составляющих фракцию затравки..

5. Определен и изучен на моделиЛ производственных габаритов интервал гидродинамической устойчивости межсекционных- течений в системе Т : Ж : Г. В указанном интервале предложен способ наложения транзитного потока суспензии с гранулами размером до 30 мм на циркуляционный поток при соотношении Т:Ж от величины плотного слоя (хи) до величины предела подвижности шлама: (каппа). Данный способ гарантирует отсутствие срыва противоточного режима взаимодействия фаз и. рекомендован для проведения широкого класса массообменных процессов (получение льда, экстрагирование, адсорбция...), а также для проведения механических процессов с твердой фазой (смешение, дробление, гранулирование, агломерация...).

6. Разработана конструкция льдогенератора с псевдоожиженным слоем, преимущества которой:

- отсутствие механических рабочих органов для съёма льда;

- высокий уровень интенсивности теплового потока;

- гладкие гранулы льда без острых кромок, не портящих поверхность охлаждаемой продукции, например рыбы. Данную конструкцию определяют как прогрессивную. Производительность эрлифта по суспензии и рабочей: камеры по льду отражены: первая — эмпирической гиперболической зависимостью, вторая - полиномом второй степени.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Гончаров С. Ю. Гидродинамическая устойчивость межсекционных потоков / С. Ю. Гончаров, В. И. Полтавцев// Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сборник научных работ. - Кемерово, 2000. - С. 136.

2. Гончаров С. Ю. Получение искусственного гранулированного льда / С. Ю. Гончаров, Ы ИГ Полтавцев // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сборник научных работ. -Кемерово, 2000. - С. 137.

3. Гончаров С Ю. Спутное течение суспензии пищевых материалов в переточных каналах секционированных аппаратов / С. Ю. Гончаров, В. И. Полтавцев // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сборник научных работ. - Кемерово, 2001.-С. 120.

41 Гончаров С Ю . Использование непрерывно действующих аппаратов с трёхфазным слоем для переработки сельскохозяйственного сырья / С. Ю. Гончаров, В; И. Полтавцев // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сборник научных работ. - Кемерово, 2001. - С. 116.

5. Гончаров С. Ю. Поле скоростей движений,суспензии в трёхфазном циркуляционном слое / С. Ю. Гончаров, В. И. Полтавцев // Продукты. питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сборник научных работ. - Кемерово, 2001. - С. 117.

6. Гончаров С. К). Выброс частиц из эрлифта кипящего слоя с.применением густой суспензии / СЮ. Гончаров, В. И. Полтавцев // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сборник научных работ. - Кемерово, 2002. - С 129.

7. Гончаров С. Ю. Влияние изменения граничного разбиения на точность определения поля температур / С. Ю. Гончаров, В. И. Полтавцев // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сборник научных работ. — Кемерово, 2002. — С. 130.

8. Гончаров С Ю. Непрерывная переработка сельскохозяйственного сырья при помощи густой суспензии в трёхфазном слое / С Ю. Гончаров, В. И. Полтавцев // Четвёртая Всероссийская научная интернет-конференция «Компьютерное и математическое моделирование в естественных и технических науках». - Тамбов, 2002. - С. 58.

9. Гончаров С. Ю. Гидродинамическая устойчивость межсекционных переточных каналов/ С. Ю. Гончаров, В: И. Полтавцев. Деп. в ВИНИТИ 15.07.02, № 1333-В2002.

10. Гончаров С. Ю. Кинетика процесса гранулирования льда / С Ю. Гончаров, В. И. Полтавцев. Деп. в ВИНИТИ 27.11.02, № 2045-В2002.

11. Гончаров С. К). Наслаивание льда на переохлаждённых гранулах / С. Ю. Гончаров, В. И. Полтавцев. Деи. в ВИНИТИ 27.11.02, № 2048-В2002.

12. Гончаров С. Ю. Исследование процесса намораживания льда на непрерывно-действующей-модели в циркуляционном слое / С. Ю. Гончаров, В: И. Полтавцев // Федеральный и региональный аспекты государственной политики в области: здорового; питания: Тезисы Международного симпозиума. - Кемерово, 2002. - С. 103.

13. Гончаров С. Ю. Исследование послойного намораживания тонких слоев льда в аппаратах непрерывного действия в псевдоожи-женном слое / С. Ю. Гончаров, В. И: Полтавцев // Федеральный и региональный аспекты государственной политики в области здорового питания: Тезисы Международного симпозиума. — Кемерово, 2002. — С. 100.

14. Гончаров С. Ю. Получение гранулированного льда на фермах для охлаждения парного молока7 С. Ю. Гончаров, В. И. Полтавцев, Н. Г. Бережное // Перспективы производства продуктов питания нового поколения: Сборник материалов международной7 научно-практической конференции. - Омск, 2003. - С. 230.

15. Гончаров С. Ю. Получение гранулированного льда на фермах для охлаждения парного молока / СЮ. Гончаров, В. И. Полтавцев, Н. Г. Бережное// Перспективы производства продуктов питания нового поколения: Сборник материалов международной научно-практической конференции. - Омск, 2003. - С. 86.

16. Гончаров С. К). Производительность модели по суспензии / С. Ю. Гончаров, В. И. Полтавцев // Восьмая международная конференция. Т. 2. «Физ.-хим. процессы в неорг. материалах». - Кемерово, 2001.-С. 94.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

^ - температура окружающей среды (хладагента), °С

1ж- температура жидкости при подаче в слой, °С

^ - конечная температура жидкости в змеевике, °С

^ - температура ледяной воды в танке, °С

1ир — промежуточная температура жидкости; °С

8 - толщина намерзшего слоя льда на гранулах, мм'

с1 -заданный диаметр гранул, мм;

(?сус - производительность эрлифта по суспензии, м/с

(Згаз — производительность эрлифта по воздуху, м/с

а - температурный предел хладоломкости гранул льда,°С

Р'- температурный предел проскока воды в кипящем слое, °С

Н - высота затопления эрлифта, мм

б - порозность слоя (или потока) твёрдого гранулированного материала-

У - удельная производительность единицы объема кипящего слоя, кг/ч*,, дм3

! предел (каппа) соотношения твердое - жидкое при потере суспензией подвижности

X - предел (хи) соотношения твердое - жидкое в плотном слое

Подписано к печати 24.02.2004. Формат 60х84'/]6. Бумага офсетная № 1. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,-Тираж 100 экз. Заказ № 161.

Издательство «Кузбассвузиздат». 650043, г. Кемерово, ул. Ермака, 7. Тел. 58-34-48

„ 39 7 Í

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЕСТЕСТВЕННЫЙ И ИСКУССТВЕННЫЙ ВОДНЫЙ ЛЁД: ПОЛУЧЕНИЕ, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ, МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА

1.1. Физические основы кристаллизации льда.

1.1.1. Физико-химические свойства льда.

1.1.2. Фазовый переход первого рода.

1.1.3. Физико-химические свойства льда.

1.1.4. Механические свойства льда

1.1.5. Сублимация льда.

1.2. Теоретические основы передачи тепла при льдообразовании.

1.2.1. Нестационарная теплопроводность.

1.2.2. Вынужденная конвекция.

1.2.3. Комплексное двустороннее льдообразование.

1.2.4. Теория замораживания Р. Планка.

1.3. Получение естественного и искусственного льда.

1.3.1. Климатология естественного льда.

1.3.2. Получение льда в бунтах.

1.3.3. Технология производства искусственного льда в льдогенераторах.

1.4. Моделирование и расчет льдообразования.

1.4.1. Время намерзания льда.

Выводы:.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЛЬДООБРАЗОВАНИЯ 2.1. Получение льда на носителях.

2.1.1. Наслаивание льда на охлаждённых гранулах

2.1.2. Интенсификация процесса льдообразования.

2.1.3. Кинетика процесса гранулирования льда

2.1.4. Толщина плёнки воды на гранулах.

2.1.5. Статистическое планирование эксперимента.

2.1.6. Образование фракции ледяной затравки в непрерывном режиме.

Выводы:.

ГЛАВА 3. ПОЛУЧЕНИЕ ГРАНУЛИРОВАННОГО ЛЬДА

3.1. Моделирование процесса гранулирования льда

3.1.1. Физическое моделирование циркуляционного слоя

3.1.2. Течение суспензии по межсекционным перетокам

3.1.3. Режим густой суспензии.

3.1.4. Работа погружного эрлифта.

3.2. Экспериментальные исследования образования и гранулирования льда.

3.2.1. Поле скоростей в трёхфазном циркуляционном слое

3.2.2. Выброс частиц из эрлифта в кипящем слое

3.2.3. Зависимость производительности эрлифта по суспензии от величины расходй газа

3.2.4. Производительность процесса послойной наморозки гранул льда

3.3. Схема экспериментального льдогенератора.

Выводы:

ГЛАВА 4. ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЛЬДООБРАЗОВАНИЯ

4.1. Обоснование выбора метода производства гранулированного льда.

4.2. Схема организации и проведения экспериментальных исследований

4.3. Модельные гранулированные среды, использованные в эксперименте.

4.4. Методы исследований

Выводы

ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГРАНУЛИРОВАННОГО ЛЬДА

5.1. Льдоводяное охлаждение жидких сред.

5.2. Поддержание изотермических условий в химических реакциях

5.3. Использование льда в системах кондиционирования воздуха

5.4. Охлаждение льдом пищевых продуктов при их транспортировки.

5.5. Охлаждение нежных и скоропортящихся продуктов.

5.6. Технические параметры льдогенератора с кипящим слоем.

Выводы

Выводы по диссертации.

Актуальность работы. Получение и потребление искусственного льда приобрело в настоящее время глобальный характер как в промышленности (создание изотермических условий в химии, обработка расплавов алюминия в металлургии, охлаждение и сохранение пищевых продуктов и т.д.), так и в сфере обслуживания (собственно потребление пищевого льда, охлаждение соков, напитков и т.п.).

В льдотехнике наиболее широко распространён процесс получения льда, технология которого в настоящее время в большинстве случаев реализуется в льдогенераторах с намораживанием льда на поверхности барабана. Ее недостатки очевидны: односторонность охлаждения; съем тепла через слой льда с теплопроводностью меньшей, чем у металла; механический способ удаления льда; получение гранул с острыми кромками, и как следствие плохие технологические показатели аппаратуры: вес, габариты, расход энергии, качество ледяной шуги. В то же время на озерах, реках, морях наблюдается явление быстрого замораживания воды при ее разливах на поверхности ледяного покрова: снизу за счет холода льда, сверху вследствие контакта с холодным воздухом. В усовершенствованном виде оно применяется при подготовке ледяных арен для проведения спортивных и зрелищных мероприятий путем протаскивания по льду рамки с водой. Время замерзания образовавшейся пленки воды очень мало, порядка десятка секунд.

Использование подобного явления в ступенчатом процессе составляет существенный фактор интенсификации гидродинамики и массообмена, наиболее прогрессивным способом контакта фаз в котором является режим псевдоожиженного циркуляционного слоя в двух- и трехфазных системах. Одновременно для широкой области крупнотоннажных процессов промышленности и экологии (сорбция, ионообмен, экстрагирование, регенерация, .) существует проблема гидродинамической устойчивости течения транзитного потока гранул твердой фазы в перегородках между секциями.

Данное исследование, в котором разработана и реализована двусторонняя схема охлаждения воды и намораживания льда в двух- и трехфазных кипящих слоях, позволило реализовать процесс образования искусственного льда в простом по конструкции льдогенераторе. Поэтому совершенствование технологии получения искусственного льда, как развитие нового пути процесса пленочного замораживания воды, является актуальной задачей.

Цель работы: разработка и теоретическое обоснование опытной технологии получения гранулированного льда в ступенчатом кипящем слое и изучение условий ее проведения.

Для достижения цели необходимо:

1. Изучить процесс послойного льдообразования при двустороннем замораживании воды в условиях вынужденной конвекции холодильного агента.

2. Получить искусственный гранулированный лед путем применения циркуляционного слоя в системах твердое тело - газ (Т:Г) и твердое тело — жидкость - газ (Т:Ж:Г).

3. Выявить и обобщить математически количественные показатели процесса гранулообразования льда.

4. Обосновать способ образования ледяной затравки в непрерывном режиме массообменного процесса в кипящем слое.

5. Решить проблему гидродинамической устойчивости течения транзитного потока гранул твердой фазы в ступенчатом массообменном процесс в системе твердое тело — жидкость - газ (Т:Ж:Г).

Научная новизна работы:

1. Теоретически обоснован и экспериментально подтвержден способ намораживания воды на поверхности гранул льда термодинамическим методом (использование внутреннего холода).

2. Впервые целенаправленно проведен процесс двустороннего замораживания плёнки воды на поверхности гранул льда в системе твердое -газ (Т:Г) и определен оптимальный режим подачи воды на орошение.

3. Создана математическая модель кинетики намораживания льда в кипящем слое и установлены пределы перепада и рабочего интервала температур фаз.

4. Реализован процесс непрерывного получения кристаллизационной затравки путем разрушения части гранул каплями теплой воды.

5. Разработан непрерывный способ введения транзитного потока суспензии в циркуляционный слой, обеспечивающий гидродинамическую устойчивость межсекционных течений в ступенчатом процессе.

Практическая значимость:

По результаты экспериментальных исследований разработаны конструкции аппаратов с псевдоожиженным слоем. Предложена технологическая схема установки для непрерывного процесса льдообразования в трёхфазном слое. Практические рекомендации по созданию льдогенератора, результаты экспериментальных исследований, алгоритмы математического моделирования и оптимизации могут быть использованы для энергосбережения в широком классе непрерывно действующих аппаратов с трёхфазным циркуляционным слоем, применяемых в различных отраслях промышленности и сельском хозяйстве. Предложен способ непрерывного получения фракции кристаллической затравки льда. Предложен новый метод непрерывной переработки гранулированного сырья с использованием густой суспензии в циркуляторах с трёхфазным слоем. Решение проблемы гидродинамической устойчивости межсекционных течений завершает период становления класса крупнотоннажных горизонтальных секционированных аппаратов с трехфазной системой.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Двусторонний теплоотвод с несимметричным охлаждением пленки воды в условиях теплопроводности и вынужденной конвекции.

2. Математическая модель намораживания слоя льда за счет внутреннего холода гранул.

3. Зависимость производительности секции кипящего слоя от параметров проведения процесса.

4. Метод введения транзитного потока в циркуляционный слой.

5. Метод получения кристаллической затравки льда в непрерывном режиме.

Апробация работы: Материалы диссертационной работы опубликованы на четвёртой Всероссийской научной Internet конференции "Компьютерное математическое моделирование в естественных и технических науках" (Тамбов, 2002), в сборниках научных работ "Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов" (Кемерово, 2001, 2002), Международном симпозиуме "Федеральные и региональные аспекты государственной политики в области здорового питания" (Кемерово, 2002), Международном научно практической конференции "Перспективы производства продуктов питания нового поколения" (Омск, 2003), Региональной конференции "Перспективы развития технологий переработки вторичных ресурсов в Кузбассе" (Новокузнецк, 2003).

Публикации. Результаты работы изложены в 16 печатных публикациях, из них 3 депонированы в ВИНИТИ, список которых приведён в конце автореферата.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 174 работы отечественных и зарубежных авторов, а также 6 приложений. Она содержит 146 страниц основного машинописного текста, 43 рисунка, 28 таблиц.

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. Экспериментально обоснован способ кристаллизации воды на поверхности гранул льда путем использования их внутреннего холода и решена задача математического моделирования движения границы намораживаемого слоя.

2. Установлена технология получения искусственного льда в кипящем слое в системе твердое тело - газ (Т:Г) и твердое тело - жидкость — газ (Т:Ж:Г) и исследована кинетика процесса гранульного льдообразования, экспериментально подтверждено двустороннее замораживание плёнки воды на поверхности гранул в кипящем слое.

3. На основе статистического планирования эксперимента в температурном интервале 0 - (-40°С) выявлен рабочий диапазон [(-8°С)-(-28°С)] проведения процесса намораживания гранул, ограниченный хрупкостью льда при низких температурах и проскоком воды до решетки вблизи нуля. В интервале рабочего диапазона замерзание воды происходит полностью только на поверхности гранул.

4. Разработан непрерывный способ получения ледяной кристаллической затравки путем подачи капель теплой воды на поверхность фонтанирующих гранул, имеющих температуру зоны хрупкого льда, что вызывает растрескивание последних и приводит к образованию сколов на поверхностном слое льда, составляющих фракцию затравки.

5. Определен и изучен на модели производственных габаритов интервал гидродинамической устойчивости межсекционных течений в системе Т:Ж:Г. В указанном интервале предложен способ наложения транзитного потока суспензии с гранулами размером до 30 мм на циркуляционный поток при соотношении Т:Ж от величины плотного слоя % (хи) до величины предела подвижности шлама *3£ (каппа). Данный способ гарантирует отсутствие срыва проти-воточного режима взаимодействия фаз и рекомендован для проведения широкого класса массообменных процессов (получение льда, экстрагирование, адсорбция, .), а также для проведения механических процессов с твердой фазой (смешение, дробление, гранулирование, агломерация,.).

6. Разработана конструкция льдогенератора с псевдоожиженным слоем, преимущества которой:

- отсутствие механических рабочих органов для съёма льда;

- высокий уровень интенсивности теплового потока;

- гладкие гранулы льда без острых кромок, не портящих поверхность охлаждаемой продукции, например, рыбы, определяют ее, как прогрессивную. Производительность эрлифта по суспензии и рабочей камеры по льду отражены: первая - эмпирической гиперболической зависимостью, вторая - полиномом второй степени.

1. Аверин Г. Д., Журавская Н. К. Физико-химические основы холодильной обработки пищевых продуктов. - М., 1986.

2. Адаме К., Френч Д., Кингери У. Отвердевание и распреснение морского льда в естественных условиях // Лёд и снег. М., 1966, С. 237 -249.

3. Адамсон А. Физическая химия поверхностей. Пер. с англ. М.: Мир, 1979, 568 с.

4. Айвадов Б.В., Практикум по химии поверхностных явлений и адсорбции, Высшая школа, М., 1973.

5. Аксельруд Г.А., Альтшулер М.А. Введение в капиллярно-химическую технологию. М.: Химия, 1983. - 264 с.

6. Альтберг В. Я. Подводный лёд. М. - Л., ГОНТИ, 1939. - 195с.

7. Алямовский И. Г. Технология производства потребителей искусственного холода. Л., 1984.

8. Аршанский С., Синкевич Э. Льдозаводы. М. Пищевая промышленность, 1968.268с.

9. А.с.827. 098 от 04.01.70 (СССР). Аппарат для контактирования в системе твёрдое тело жидкость - газ / В. И. Полтавцев, М. И. Курочкина, П. Г. Ро-манков. - Опубл. в Б. И., 1981, № 17.

10. Атраментов А. Г. Совершенствование первичной обработке молока. — М.: ВО Агропромиздат, 1990. 63 е.: ил.

11. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В., Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии, М., 1978.

12. Баскаков А. П. Нагрев и охлаждение металлов в кипящем слое. М.: Металлургия, 1974. - 272 с. ил.

13. Баскаков А. П. Нагрев и охлаждение металлов в кипящем слое. М.: Госторгиздат, 1983. - С. 154.

14. Баскаков А. П. Скоростной безокислительный нагрев и термическая обработка в кипящем слое. М., 1968. - 223с.

15. Бахвалов О. А. Основные причины аварий при эксплуатации аммиачных холодильных систем. // Холодильная техника. 2001. - Вып.7. - С.11.

16. Беляев Н. М., Рядко А. А. Методы теории теплопроводности: В 2-х ч. 4.2. -М.: Высш. школа, 1982. 304 с.

17. Бердов Г.И., Толкачев В.Я. Новые методы экспресс-анализа дисперсных систем. Красноярск: Сибирь, 1992. -161 с.

18. Бобков В. А. Производство и применение водного льда. М.: Госторгиздат, 1961.- 168с.

19. Бобков В. А. Использование естественного холода для сохранения продовольствия М., ВНИХИ, 1968. 58 с.

20. Бобков В. А. Производство и применение льда. М: Госторгиздат, 1977. -С. 232.

21. Бобков В. Производство и применение водного льда // Холодильная техника. М., 1961. - С.435-467.

22. Бобков В. А. Рекомендации по применению холодильной техники для сохранения продовольствия на Севере. М., ВНИХИ, 1971. - 56 с

23. Бобков В. А. Потери льда при выемке из бунтов и транспортировке. — "Холодильная промышленость", 1940, №1. — С. 14-17.

24. Броунштейн Б. И. Гидродинамика, массо- и теплообмен в дисперсных системах. Л.: Химия, 1977. - 280 с.

25. Будневич С. Определение коэффициентов внешнего трения льда. — "Труды ЛТИХП", 1953, т. IV, с. 58-66.

26. Быкова В. М., Белова 3. И. Справочник по холодильной обработке рыбы. -М., 1986.

27. Вайль Ю. К. и др. О турбулентном перемешивании в трёхфазном кипящем слое. ХТТМ. - 1967. - № 12. - С.4.

28. Вайль Ю К., и др. О газосодержании в трёхфазном кипящем слое. ХТТМ. - 1969. -№11. -С. 40.

29. Вейник А. И. Приближённый расчёт процессов теплопроводности. М.: Госэнергоиздат, 1959. - 320. с

30. Войтковский К. Ф. Механические свойства льда. М., АН СССР, 1954. 121с.

31. Гельперин Н. И., Айнштейн В. Г., Кваша В. Б. Основы техники псевдоожижения. М. 1967. - 664 с.

32. Гельперин Н. И., Айнштейн В. Г. Псевдоожижение. М.: Знание, 1968.

33. Головкин Н. А., Степанов JI. А. Определение времени промерзания пластины при несимметричных условиях отвода тепла // Холодильная обработка и хранения пищевых продуктов. J1., 1974. - Вып. 2. - С. 132-136

34. Головкин Н. А. Холодильная технология пищевых продуктов. М., 1984.

35. Гончаров С. Ю., Полтавцев В. И. Влияние изменения граничного разбиения на точность определения поля температур. // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сбор. науч. работ. / КеМ ТИПП Кемерово, 2002. - С.130.

36. Гончаров С. Ю., Полтавцев В. И. Выброс частиц из эрлифта кипящего слоя с применением густой суспензии. // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сбор. науч. работ. / КеМ ТИПП — Кемерово, 2002. С. 129.

37. Гончаров С. Ю., Полтавцев В. И. Гидродинамическая устойчивость межсекционных потоков. // Продукты питания и рациональное использование38.сырьевых ресурсов: Сбор. науч. работ./ КеМ ТИПП-Кемерово, 2000.- С. 136.

38. Гончаров С. Ю., Полтавцев В. И. Гидродинамическая устойчивость межсекционных переточных каналов. // Деп. в ВИНИТИ. 15.07.02. № 1333-В2002

39. Гончаров С. Ю., Полтавцев В. И. Исследование процесса намораживания льда на непрерывно-действующей модели в циркуляционном слое. //

40. Федеральный и региональный аспекты государственной политики в области здорового питания: Тез. междунар. симпозиума. Кемерово, 2002. - С. 103.

41. Гончаров С. Ю., Полтавцев В. И. Кинетика процесса гранулирования льда // Деп. в ВИНИТИ. 27.11.02.№ 2045-В2002

42. Гончаров С. Ю., Полтавцев В. И. Наслаивание льда на переохлаждённых гранулах. // Деп. в ВИНИТИ.27.11.02.№2048-В2002

43. Гончаров С. Ю., Полтавцев В. И, Гончаров М. И. Охлаждения молока в условиях молочной фермы северных районов. // Перспективы производства продуктов питания нового поколения: Сбор, маериалов междунар. науч.-прак. конф. / ОМГАУ Омск, 2003. - С.86.

44. Гончаров С. Ю., Полтавцев В. И. Поле скоростей движении суспензии в трёхфазном циркуляционном слое. // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сбор. науч. работ. / КеМ ТИПП — Кемерово, 2001. С. 117.

45. Гончаров С. Ю., Полтавцев В. И. Получение искусственного гранулированного льда. // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сбор. науч. работ. / КеМ ТИПП Кемерово, 2000. -С.137.

46. Гончаров С. Ю., Полтавцев В. И. Спутное течение суспензии пищевых материалов в переточных каналах секционированных аппаратов. // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сбор. науч. работ. / КеМ ТИПП Кемерово, 2001. - С. 120.

47. Дерягин Б.В., Чураев Н.В., Овчаренко Ф.Д. и др. Вода в дисперсных системах. М.: Химия, 1989. - 288 с.

48. Дерягин Б.В. Определение удельной поверхности тел по скорости капиллярной пропитки. // Коллоидный журнал, т.8,№ 1-2,1946. с.27-30.

49. Деревянко Г. В., Мохамед А. Амир Махди. Исследование динамики вымораживания льда в сферических элементах.- Деп. в ГКНТБ Украина, 1995.

50. Доставалов Б. Н., Кудрявцев В. А. Общее мерзлотоведение. М., МГУ, 1967. 403 с.

51. Дуденков А. Я. Приёмка и переработка молока на первичных предприятиях. М.: Пищепромиздат,: 1957. С. 126.

52. Дэвидсон И. Ф., Харрисон. Псевдоожижение твёрдых частиц / Пер. с англ. -М., 1965. 184 с.

53. Ефремов Г. И., Вакрушев И. А. Исследование гидродинамики трёхфазного псевдоожиженного слоя. ХТТМ. - 1969. - №8. - С.32.

54. Ефремов Г. И., Вахрушев И. А. Исследование гидродинамики барботажного слоя для процессов с участием твёрдой фазы. ХТТМ. - 1969. - С.202.

55. Жоровин Н. А., Николаева М. А. Сокращение потерь овощей и картофеля при уборке и хранении. М., 1989.

56. Забродский С. С. Гидродинамика и теплообмен в псевдоожиженном слое. -М.; Л., 1963.-488 с.

57. Зацепина Г. Н. Свойство и структура воды. М., МГУ, 1074. 161 с.

58. Зайцев О. С. Химическая термодинамика к курсу общей химии. М.: МГУ, 1973.-296 с.

59. Зимон А.Д. Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия. М.: Агар, 2001. - 318 с.

60. Исаченко В. П. и др. Теплопередача. — 4-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоиздат, 1981. - 417 с.

61. Кавамура Кэндзи и др. Контактирование твёрдых частиц с жидкостью в слоях, псевдоожиженных в жидкости воздухом. Когаку, 1965. -№9. - С.693.

62. Калнинь И. М. Техника низких температур на службе энергетики. // Холодильное дело. 1996. - Вып. 1. - С. 15.

63. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Строение вещества. М.: Высшая школа, 1978.-304 с

64. Карпычев В., Колтыпин. Ю. Приближённое решение задач о замораживании биологических материалов. // Пищевая технология. —1989 -№6. -С.64 65.

65. Кафаров В.В., Дорохов И.Н., Арутюнов С.Ю. Системный анализ процессов химической технологии. -М : Наука, 1985. — 440 с

66. Классен П.В., Гришаев И.Г.,.Шомин И.П. Гранулирование. М.: Химия, 1991.-240 с.

67. Комаров Н. С. Холод. М., Гизлегпищепром, 1953. 704 с.

68. Комаровский А. Н. Структура и физические свойства ледяного покрова пресных вод. М., ГЭИ, 1937. 49 с.

69. Конокотин Г. С. Льдогенераторы для судов рыбной промышленности // Холодильная техника. 1968: №10. -С.32-36.

70. Краснокутский Ю. В. Механизация первичной обработки молока. М.: Агропромиздат, 1988.-335 с.

71. Краснокутский Ю. В. Резервуары-охладители молока. М.: Россельхоз-издат, 1983.

72. Краснов К.С. Молекулы и химическая связь. М.: Высшая школа, 1984. — 295 с.

73. Кутателадзе С. С. Гидродинамика газожидкостных систем. 2-е изд., перераб. и доп. - М: Энергия, 1976. - 296 с.

74. Кутателадзе С. С. Справочник по теплопередаче. М.: ГЭИ, 1959. - 414 с.

75. Лавров В. В. Деформация и прочность льда. JI., Гидрометеоиздат, 1969. 205с.

76. Левенберг В. Д., Ткач М. Р., Гольстрем В. А. Аккумулирование тепла. -Киев: Техника, 1991.

77. Лонцин М., Мерсон Р. Основные процессы пищевых производств. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. 384с.

78. Лотов В.А., Витюгин В.М., О взаимосвязи некоторых показателей структурно-механических и водно-физических свойств дисперсных материалов. // Томск, Известия ТПИ т. 257. - 1978, с. 171.

79. Лыков A.B. Справочник. Тепломассообмен.-2-е изд., перераб. и доп.-М.; Энергия, 1978.

80. Мазуренко А. Г., Федоров В. Г. Замораживание пищевых продуктов в блоках.-М., 1986.

81. Мазур К., Эпстайн Н. Фонтанирующий слой / Под ред. Мухлёнова И. П. и Горштейна А. Е.-Л.: Химия, 1978.

82. Майтелес Е.А., Желонкин В.Г., Муштаев В.И. Совершенствование процесса получения трилана в гранулированном виде // Химическая промышленность, 1994.-№6.-С.66-69.

83. Материалы XX Международного конгресса по холоду. (Сидней, 2002 // Холодильная техника. 2002. - Вып. 12. - СЛ.

84. Муштаев В.И., Ульянов В.М. Сушка дисперсных материалов. М.: Химия, 1988.-352 с.

85. Нечаев А.П. и др. Пищевая химия. С-П.: ГИОРД, 2001.-584 с.

86. НОРД. Промышленные льдогенераторы. // Холодильная техника. 2001. Вып.4. -С. 18.91,Олконен А. Повышение качества заготовляемого молока // Животноводство. 1980. - № 10. - С. 41 -42.

87. Патент США №4205656, П (США) МКИ F24H 7/00, 1981.93.2160986 П (РФ). Способ охлаждения молока и устройство для его осуществления. // А. И. Улитенко. Опубл. в БИ. №36 27.12.2000.

88. Петрухина Э. П. Совершенствование технологии холодильного хранения молочных продуктов // Холодильная техника. 2000. - Вып. 12. - С.26.

89. Полак А.Ф., Бабков В.В., Фазулин И.Ш., Хабибуллин Р.Г. Описание геометрической структуры дисперсных систем. // Труды НИИпромстроя, вып. 17, ч. II. М.: Стройиздат, 1976. - с. 5-20.

90. Приоритеты развития науки и научного обеспечения в пищевых отраслях агропромышленного комплекса. — М: Пищевая пр-ть,1995. -175 с

91. Псевдоожижиение / В. Г. Айнштейн, А. П. Баскаков, Б. В. Берг и др. — М.: Химия, 1991.-400 с.

92. Псевдоожижение / Под ред. И. Дэвидсона и Д. Харрисона; Пер. с англ. В. Г. Айнштейна, Э. Н. Гельперина, В. Л. Новобратского; Под ред. проф. Н. И.Гельперина. М: Химия, 1974. - 728 с.

93. Планк Р. П. Американская холодильная техника. — Л: ГИТЛ, 1931. С. 3041.

94. Пульц О., Пецольд Г., Вальтер У. Распылительная грануляция в псевдо-ожиженом слое // Пищ. пром-ть. 1989. - № 11. - С. 66.

95. Разумов И. M., Немец JI. JI., Маншилин В. В. Концентрационное поле и плотность трёхфазного псевдоожиженного слоя // — ХТТМ 1969 - №12. — С.14.

96. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия. М.: Наука, 1978. - 368 с.

97. Рейнер М. Реология'. Пер. с англ. М.: Наука, 1966. - 223 с.

98. Рогатко С. А. Страницы истории. // Холодильная техника. 2002. -Вып. 1.-С.28.

99. Рогов H.A., Куцакова В.Е., Филлипов В.И., Фролов C.B. Консервирование пищевых продуктов холодом: Учеб. пособия для вузов. М, 1999-С. 170.

100. Родин Е. М. Справочник по холодильной обработке рыбы. М: Пищевая промышленность, 1977-С. 199.

101. Роль холода в современном мире, в экологической сфере / Доклад МАХ // Холодильная техника. 2003. - Вып.1. -С.2.

102. Ржевская В., Степанова Л., Фомин Н. Исследование намораживания тонких слоёв льда в аппаратах непрерывного действия // -Холодильная техника 1973 - №5 - С. 19-23.

103. Розенбаум Р. Б., Тодес О. М. Движение тел в псевдоожиженном слое. — Л.: Изд-во. Ленингр. ун-та, 1980. 168с.

104. Роде A.A. Основы учения о почвенной влаге, т. I. Л.: Гидрометеоиздат, 1965.-664 с.

105. Руцкий А. В. Холодильная технология обработки и хранения продовольственных продуктов: Учеб. пособие для вузов. Мн.: Выш. шк., 1991.-197 е.: ил.

106. Самойлов О.Я. Структура водных растворов электролитов и гидратационов. М.: Изд. АН СССР, 1957. - 182 с.

107. Савельев Б. А. Физика, химия и строение природных льдов и мёрзлых горных пород. М. МГУ, 1971. 507 с.

108. Семенов Е.В. Методы расчетов процессов обработки дисперсных систем в мясной и молочной промышленности. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983.-232с.

109. Словарь иностранных слов. Изд. 6-е. М.: Сов. Энцикл., 1964.

110. Сморыгин Г. И. Теории и методы получения искусственного льда. — Новосибирск: Наука, 1988.

111. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М. : Высшая школа, 1985.271 с.

112. Степанов В. Опыт заготовки льда намораживанием на дорогах Юга. М., Трансжелдориздат, 1954, 68с.

113. Таганов И. Н., Романков П. Г. Функции распределения движения фаз в псевдоожиженном слое. -ТОХТ- 167 Т. 3, №1 - С. 89-96.

114. Таганов И. Н., Романков П. Г. Об уравнениях движения фаз в псевдоожиженном слое. ТОХТ - 1968 - Т.2, №5 - С. 778-785.

115. Теплотехника: Учеб. для вузов / В.Н. Луканин, М.Г. Камфер и др.; Под.ред. В.Н. Луканина.-2-е изд. М.: Высш. шк., 2000.-671с., ил.

116. Уббелоде А. Плавление и кристаллическая структура

117. Улитенко А. И. Проточный охладитель парного молока производительностью 250л/ч. // Холодильная техника. 2002. - Вып.8. С.22.

118. Уоллис Г. Одномерные двухфазные течения. — М.: 1972.

119. Урьев Н.Б., Талейсник М.А. Пищевые дисперсные системы. — М.: Агро-промиздат, 1985-295с

120. Урьев Н.Б. Физико-химические основы технологии дисперсных систем и материалов. М.: Химия, 1988. - 256 с.

121. Урьев Н.Б., Талейсник М.А. Физико-химическая механика и интенсификацию образования пищевых масс. М.: Пищевая промышленность, 1976.-240с.

122. Фикиин А. Г. Быстрое замораживание пищевых продуктов посредством гидрофлюидизации и перекачиваемых ледяных суспензий. / Технический университет София // Холодильная техника. - 2003. - Вып.1. - С.22.

123. Филин С. О., Закшевский Б. Аккумуляция холода: Способы и современные технические решения. // Холодильная техника. 2002. - Вып. 10. -С.10.

124. Филин С. О. Приближённый расчёт времени получения льда в ячеистых формах // Холодильная техника и технология. 1994. - Вып. 56. — С. 13.

125. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. М.: Химия, 1989. - 464 с.

126. Фукс Г. И. Берлин JI. И. В кн.: Исследование в области физикохимии контактных взаимодействий. Уфа: БКИ, 1971, с. 45-70.

127. Харитонов В.Д Двухстадийная сушка. М., Агропромиздат, 1986. — с.215.

128. Харин В.М., Агафонов Г.В. Внешний влаго- и теплообмен капилярнопористого тела с газопаровой средой. / Теор. Основы химич. Технол. -1999, -33, №2.-с. 144-149.

129. Хейфиц Л.И., Неймарк A.B. Многофазные процессы в пористых телах. — М.: Химия, 1982.-320 с.

130. Черемской П.Г. Методы исследования пористости твердых тел. М.: Энергоатомиздат, 1985. -112 с.

131. Чуклин С., Намораживание льда на плоской стенке в воде переменной температуры. В сб. "Холодильная техника и технология", Киев, 1970, №10, С. 82-88.

132. Шумский П. А. Основы структурного ледоведения. М., АН СССР, 1953. 364 с.

133. Щукин Е.Д., Амелина Е.А., Яминский В.В. Поверхностные силы и граничные слои жидкостей. М.: Наука, 1983. с.5-29

134. ЭЙРКУЛ. Промышленные льдогенераторы. // Холодильная техника. -2000. Вып. 5.-С. 12.

135. Эйзенберг Д., Кауцман В. Структура и свойства воды. Пер. с англ. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - 280 с.

136. Яспер В., Плачек Р. Консервирование мяса холодом. М., 1980.

137. Anderson Т. В., Sackson R., Chem. Eng. Sei., 19, 509 (1964)/

138. Adler I. L., Happel J., Chem. Eng. Progr. Symp. Ser., №38, 98 (1962).

139. Baumgarten P. K., Piqford R. L. Density fluctuations in fluidized beds/ -AIChE J., 1960, vol. 6, №1, 115-125.

140. Bei O., Lallemand A. Etude d'un fluide frigoporteur diphasique: 1-Caracteristiques thermophusiques intrinsèques d'un coulis de glace; et 2-Analuse experimentale du comportement thermiques et rheoloqique // Int. J. Refrid. 1999, Vol. 22, №3.

141. Cummings G. N., West A. S. Ing. Eng. Chem., 1950, v. 42, p. 1082.

142. Ehrenfeld E. Gibls R., Water for ice Making and Refrigeration, Chicago, 1929, p. 229.

143. Egolf P. W., Brühlemeie , J., Özvegui F., Abacherli F., Renold P. Properties of ice stuny // Proc. Aarhus Conf., IIF // IIR, 1996.

144. Grace J. R. The behavior of freely bubliny fluidized beds. — Chem. Eng. Sei., 1969, vol. 24, №3, p. 497 508.

145. Fikiin A. G. New method and fluidized water system for intersive chilling and freezing offish // Food Control, 1992, Vol. 3, №3.

146. Fikiin A. G. Quick freezing of vegetables by hydrofluidization. Proc. Istanbul Conf., IIF/IIR, 1994.

147. Fleshland O., Magnussem O. M. Chilling of farmed fish // Proc. Aberdeen Conf., IIF/IIR, 1990.

148. Hasset N. G. A critique the two phase theory of bubbling fluidization. — Proc. Intern. Sump. Fluid. Eing- hoven, 1967, p. 362-372.

149. Hibu S. W. Untersuchunqen über der kritischen Mindest — druckverbust des Anströmbodens bei Fluidebetten (Fliessbetten). — Chem.Ing. Techn., 1964, Bd. 36, №3, S. 228-229.

150. Lucas T., Rauolt-Wack A. L. Immersion chilling and freezing in aqueous refrigerating media: review and future trends // Int. J. Refrig., 1998, Vol. 21, №6.

151. May W. G. Fluidized bed rector studies/ - Chem. Eng. Progr., 1959, vol. 55, №12, p. 49-56.

152. Mickiey H. S., Fairbanks D. F. Mechanism of heat transfer to fluidized beds. — AIChE J., 1955, vol. 1, №3, p. 374 - 38.

153. Mickiey H. S., Fairbanks D. F., Haw torn R. D. The relation between the trans-fer coefficient and thermal fluctuations in fluidized bed heat - transfer. — Chem. Eng. Progr. Sump. Ser., 1961, vol. 57, №32, p. 51-55.

154. Plank R. P. Beiträge zur Geschichte der Kältefer-wendung, Zeitschrift fur Gesamte Kälte-Industrie, 1932, №4, s. 17-20.

155. Pounder E., The Physics of Ice, Oxford, 1965, p. 152.

156. Strek F. Chem. Stosow., 1962, №3, S. 329.

157. Ure Z. Slurru-ice based cooling systems // Proc. Sofia Conf., IIF / HR, 1998.

158. Winter O. Density and pressure fluctuations in gas fluidized beds. — AIChE J., 1968, vol. 14, №13, p. 424-434.

159. Whitehead A. B. Yong A. D. Proceedings of the international symposium on Fluidization. Endhoven, Holland. Report 4.3, 1967, p. 10.

160. Woolrich W., A Hystorie of Refrigeration and its Development, New Jork, 1967. P. 189.

161. Wegher B. What can be more naturale than raw certified milk // "Dairy Reviev". 1976. - N 4. - S. 38.

162. Carman P.C. Flow of Gases through Porous Media. London, 1956. - 182 p.

163. Cohen-Mantel E. Granulation: tont unsavoir-faire//Process Mag.-1994,-1095.-c/62-65.

164. Granulierung von feindispersen Pulvern. Heire Gerald. "Ernahrung-Sindustrie'", 1988, N1-2, 49-51.

165. Growell A.D. J.Chem. Phys., 1954, v. 22, №8, p.1397-1393