Объектами исследования рассматриваются варочные теплообменные аппараты с рубашкой. Целью работы является количественная оценка влияния неконденсирующихся газов на интенсивность процессов тепло- и массоотдачи при пленочной конденсации пара в специфических условиях для варочных аппаратов с рубашкой. Поставленная задача достигается путем проведения экспериментальных исследований тепло- и массообменных процессов при пленочной конденсации пара в присутствии неконденсирующихся газов, протекающих в рубашечной полости варочных котлов. Исследования проведены методом стационарного теплового потока на экспериментальном аппарате с рубашкой емкостью 0,02 м3, промышленных варочных котлах емкостью 0,04 м3 и 0,06 м3 соответственно. В качестве поверхности конденсации выбраны варочные сосуды цилиндрической формы с полусферическим и эллиптическим дном. Результаты экспериментов представлены в виде критериального уравнения для определения коэффициента массоотдачи при концентрационной диффузии пара, в полной мере отражающее физическую картину процесса конденсации и позволяющее проводить теплотехнические расчеты варочных аппаратов с рубашкой. Установлено негативное влияние неконденсирующихся газов на процесс теплоотдачи в специфических условиях для рубашечной полости варочных котлов на протяжении всего периода разогрева аппаратов. Показано, что при достижении концентрации неконденсирующегося газа значения 40 % наблюдается интенсификация результирующего коэффициента теплоотдачи от парогазовой смеси к поверхности конденсации. Предложена эмпирическая зависимость для определения коэффициента теплоотдачи к поверхности конденсации в зависимости от концентрации неконденсирующихся газов в рубашечной полости аппарата. Полученные результаты исследований свидетельствуют о возможности совершенствования теплообменных аппаратов с рубашкой и позволяют проводить оценку тепловых затрат при удалении газовой смеси из рубашки в режиме разогрева варочных аппаратов на этапе проектирования. Материал исследований позволяет разрабатывать системы автоматизации и контроля режимных параметров при эксплуатации аппаратов с рубашкой.

The aim of the article is a quantitative assessment of the influence of non-condensable gases on the intensity of heat and mass transfer processes during film condensation of steam in the specific conditions for heat exchanger. The task is achieved by conducting experimental research of heat and mass transfer processes in film condensation of steam in the presence of non-condensable gases.The study was carried out by the method of stationary heat flow on an experimental kettle with a jacket (0,02 m3 capacity), industrial cooking boilers (0,04 m3 and 0,06 m3 capacity). Cylindrical kettles with a hemispherical and elliptical bottom were selected as the condensation surface. The results of the experiments are presented in the form of a criterion equation for determining the mass transfer coefficient for vapor concentration diffusion. When the concentration of a non-condensable gas reaches 40% an intensification of the resulting heat transfer coefficient from the vapor-gas mixture to the condensation surface is observed. The coefficient of heat transfer to the condensation surface depends on the concentration of non-condensable gases in the apparatus cavity. The results of the research indicate that it is possible to improve the heat exchangers with a jacket and allow an assessment of the heat input when removing the gas mixture from the jacket in the heating mode of the cookers at the design stage. Material research allows to develop automatiс systems and control parameters in the operation of apparatus with a jacket.

Scopul lucrării este de a cuantifica efectul gazelor necondensabile asupra intensității proceselor de transfer de căldură și de masă la condensarea peliculară a aburului în condiții specifice pentru aparatele gătit cu cămașă. Se studiază experimental procesele de transferde căldură și masă în regim de condensare peliculară a aburului în prezența gazelor necondensabile din cavitatea cămașei. Studiile au fost efectuate prin metoda fluxului staționar de căldură în aparatul experimental cu cămașa cu volumul de 0.02 m3 a vaseloe industriale de gătit cu volumele de 0.04 m3 și 0.06 m3. S-au examinat suprafațe semisferice și eliptice de condensare a aburului pentru vasul cu formă cilindrică. S-au obținut ecuații critereriale pentru determinarea coeficientului de transfer de masă pentru difuzia condiționată de concentrația aburului, care reflectă fizică procesului de condensare și permite efectuarea calculelor tehnice aleaparatelor de gătit cu cămașă. S-a depistat impactul negativ al gazelor necondensabile asupra procesului de transfer de căldură în condiții specifice cavității cămașei vaslor de gătit pe întreaga perioadă de încălzire. La concentrații peste 40% a gazului necondensabil se observă creșterea intensității transferului de căldură de la amestecul de gaze cu vapori către suprafața de condensare. Se propune o relație empirică pentru determinarea coeficientului de transfer de căldură către suprafața de condensare în funcție de concentrația de gaze necondensabile în cavitatea aparatului. Rezultatele cercetării indică posibilitatea îmbunătățirii la etapa de proiectare a schimbătorilor de căldură cu cămașă. Aceste rezultate sunt utile la proiectarea sistemelor de automatizare ale aparatelor de gătit cu cămașă.