Способ кондиционирования воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами

 

Использование: в технологии кондиционирования воздуха в камерах холодильного хранения пищевых продуктов при отрицательных температурах. Сущность изобретения: потоку жидкости создают пленочный режим течения в поле центробежных сил, газовый поток делят на две части, одну из которых, соответствующую эмпирически полученному условию, барботируют через пленку жидкости в направлении к оси вращения поля центробежных сил для диспергирования жидкости, а вторую часть газового потока закручивают, подвергают адиабатному расширению и ускорению до сверхзвуковой скорости в сопле и подают внутрь поверхности, образуемой вращаемой в поле центробежных сил пленки жидкости вдоль оси поля центробежных сил для смешивания с жидкостью и ее повторного диспергирования. Полученный таким образом поток охлажденного и увлажненного воздуха подают в камеру холодильника.

Изобретение относится к технологии кондиционирования воздуха в камерах холодильного хранения пищевых продуктов при отрицательных температурах.

Известен способ кондиционирования воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, включающий распыление жидкости на капли и подачу ее в камеру с охлажденным адиабатным расширением газом, разогнанным при пропускании через сопло до сверхзвуковой скорости (RU, патент N 2007666, кл. F 24 F 3/14, 1994).

Недостатком этого способа является высокая энергоемкость, связанная с необходимостью внешнего энергоподвода для распыления жидкости и невозможностью утилизации кинетической энергии газового потока.

Технический результат изобретения - снижение энергоемкости.

Этот результат достигается тем, что в способе кондиционирования воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, включающем распыление жидкости на капли и подачу ее в камеру с охлажденным адиабатным расширением газом, разогнанным при пропускании через сопло до сверхзвуковой скорости, согласно изобретению распыление жидкости осуществляют путем создания ее потоку пленочного режима течения в поле центробежных сил, отделения части газового потока и его барботирования через пленку жидкости в направлении к оси вращения поля центробежных сил при соблюдении условия где Q - расход отделенной части газового потока, кг/с; q - расход жидкости, кг/с; R - радиус вращения пленки жидкости в поле центробежных сил, м; μ_г,μ_ж - вязкость газа и жидкости соответственно, Па · с; ρ_ж - плотность жидкости, кг/м³; ω - угловая скорость вращения пленки жидкости в поле центробежных сил, с^-1 а оставшуюся часть газового потока перед пропусканием через сопло закручивают и подают по направлению вдоль оси вращения поля центробежных сил внутрь вращаемой пленки жидкости.

Это позволяет утилизовать кинетическую энергию газового потока на распыление жидкости, что снижает энергоемкость способа.

Способ реализуется следующим образом.

Жидкость подают в поле центробежных сил в непрерывном потоке для создания пленочного режима ее течения. Газовый поток делят на две части, одну из которых, соответствующую условию (1), барботируют через пленку жидкости в направлении к оси вращения поля центробежных сил, а вторую часть газового потока закручивают, разгоняют до сверхзвуковой скорости истечения и охлаждают при адиабатном расширении за счет пропускания через сопло Лаваля, а затем подают вдоль оси вращения поля центробежных сил внутрь поверхности, образуемой вращаемой пленки жидкости. Барботирование части газового потока, удовлетворяющей условию (1), через пленку жидкости приводит к полному диспергированию жидкости и ее газодинамическому выносу в направлении к оси вращения поля центробежных сил. Неравенство (1) получено эмпирическим путем. Проходящий в осевой части поля центробежных сил сверхзвуковой закрученный поток имеет на некотором участке траектории бочкообразную форму и создает регулярные скачки уплотнения в узлах "бочек". Он захватывает выносимые из пленки капли жидкости и осуществляет их повторное диспергирование в зонах скачков уплотнения. В итоге дисперсность капель жидкости достигает 0,1-0,3 мкм. Постоянное изменение формы газового потока по направлению его перемещения способствует равномерному распределению капель жидкости по его поперечному сечению. Полученный таким образом увлажненный охлажденный газовый поток поступает в холодильную камеру, где создает достаточно стойкий густой туман, препятствующий усушке хранимых в камере пищевых продуктов.

Таким образом, предлагаемый способ обладает сниженной энергоемкостью за счет обеспечения возможности утилизации кинетической энергии газового потока на диспергирование жидкости.

Формула изобретения

Способ кондиционирования воздуха в камерах холодильника с отрицательными температурами, включающий распыление жидкости на капли и подачу ее в камеру с охлажденным адиабатным расширением газом, разогнанным при пропускании через сопло до сверхзвуковой скорости, отличающийся тем, что распыление жидкости осуществляют путем создания ее потоку пленочного режима течения в поле центробежных сил, отделения части газового потока и его барботирования через пленку жидкости в направлении к оси вращения поля центробежных сил при соблюдении условия

где Q - расход отделенной части газового потока, кг/с;
q - расход жидкости, кг/с;
R - радиус вращения пленки жидкости в поле центробежных сил, м;
ω - угловая скорость вращения пленки жидкости в поле центробежных сил, c^-1;
μ_г,μ_ж - вязкость газа и жидкости соответственно, Па·с;
ρ_ж - плотность жидкости, кг/м³,
а оставшуюся часть газового потока перед пропусканием через сопло закручивают и подают по направлению вдоль оси вращения поля центробежных сил внутрь вращаемой пленки жидкости.