Теплопроводность, прошу помочь разобраться

[Pepel]

Zai в сообщении #1131761 писал(а):

Вам необходимо разобраться с иглой. Игла идентируется в пространство сыра. Работа по ее внедрению равна повышению температуры как самой иглы таки и пространства сыра вокруг иглы. Недавно вытаскивал гвоздь 80 мм из только что в вбитого состояния в дерево и выявил заметное повышение температуры гвоздя. Современные сыры ( как и колбаса в привокзальных станциях А.П. Чехова) имеют значительную твердость, соизмеримую с твердостью дерева. Поэтому при замерах требуйте 20 минутного интервала перед замером после процесса вдавливания. Вполне вероятно что температура будет соответствовать другим методам измерений( в том числе и лазерным термометром).

Интересное замечание, а почему бы и нет.

[GraNiNi]

Pepel в сообщении #1131457 писал(а):

Кусок сыра весом 0,2 кг. Имеет индивидуальную упаковку в термопленку. В 1-ой коробке лежит 10 кусков такого сыра. Коробка обычный трехслойный картон. в 1-ом паллете 200 коробок. Размеры паллета $0,8 м \times 1,2$ м высота 1,6 метра. Нетто вес паллета 400 кг. (2000 коробок).

1. Так, все-таки, сколько на поддоне коробок - 200 или 2000?

2. Такие задачи через уравнения теплопроводности (вручную) уже никто не решает, для этого разработаны пакеты программ.
Но для них нужна точная геометрическая модель с размерами и толщинами каждого объекта, участвующего в теплообмене, а также их физические характеристики: теплопроводность, теплоемкость, плотность.
Вы можете привести реальные данные по теплопроводности именно вашего сыра?

3. Исходя из приведенных размеров, объем поддона с сыром составляет около 1,5 кубометра. Получается, что сам сыр занимает всего около 25% (400 кг) этого объема (принимаем его плотность равной 1). Значит основной объем (75%) будет занят различными многочисленными прослойками воздуха между стенками (и внутри стенок) картонной упаковки, а так как воздух отличный теплоизолятор, то все это будет сильно замедлять охлаждение.

4. При температуре в холодильной камере равной 4°С, охладить что-либо до этой температуры можно только за бесконечное время (экспоненциальная зависимость), поэтому, если нужно достичь именно этой температуры внутри куска сыра (в центре упаковки) за реальное время, то наружную температуру нужно держать на более низком уровне, например - 0°С.

Pepel в сообщении #1131457 писал(а):

Голова сыра поступает в производство с температурой $+4$ градуса. Далее голову нарезают на куски весом по 0,2 кг. Кусок укладывают в термо туннель для упаковки термопленкой. В туннеле кусок находится 5 секунд при температуре $+140$ градусов.

Вопрос: с какой внутренней температурой, должен попасть кусок в термотуннель, что бы на выходе, обладал внутренней температурой $+6$ градусов.

Вот это - более простая задача для моделирования нестационарной теплопередачи, но данные по геометрии куска сыра, его теплопроводности, теплоемкости и плотности, все равно - нужны.

[Munin]

GraNiNi в сообщении #1131774 писал(а):

для этого разработаны пакеты программ.

Умеющие моделировать картон и упаковку?

GraNiNi в сообщении #1131774 писал(а):

а так как воздух отличный теплоизолятор, то все это будет сильно замедлять охлаждение.

Более того, полностью определять его картину.

GraNiNi в сообщении #1131774 писал(а):

При температуре в холодильной камере равной 4°С, охладить что-либо до этой температуры можно только за бесконечное время (экспоненциальная зависимость)

Однако можно охладить ниже разрешающей способности термометра, например, до +4,5° C. Этого будет достаточно (никто не скажет, что температура +5° C), и произойдёт за конечное время.

Гнаться за точностью меньше градуса не имеет смысла: наверняка все нормы требуют точности не выше (по крайней мере, я на продуктах не встречал более точных указаний), и все приборы (например, кондиционер на складе) позволяют задавать и измерять температуру не более точно.

GraNiNi в сообщении #1131774 писал(а):

Вот это - более простая задача для моделирования нестационарной теплопередачи, но данные по теплопроводности и теплоемкости сыра, все равно - нужны.

Более того, при разбросе температур 140° наверняка придётся учитывать и то, что теплопроводность сыра будет меняться с температурой.

[GraNiNi]

Munin в сообщении #1131790 писал(а):

Умеющие моделировать картон и упаковку?

Да, что угодно.

Munin в сообщении #1131790 писал(а):

Более того, при разбросе температур 140° наверняка придётся учитывать и то, что теплопроводность сыра будет меняться с температурой.

В первом приближении можно считать ее неизменной, так как за 5 секунд сыр прогреется на незначительную глубину.

[Munin]

GraNiNi в сообщении #1131794 писал(а):

Да, что угодно.

А откуда они берут геометрию? Например, работник заворачивает кусок сыра в пищевую плёнку или в фольгу, она у него сминается как бог на душу положит. Что-то невероятное вы говорите. Да и упаковка стандартной формы, та же баночка плавленого сыра, тоже геометрически офигенно сложна, и точные размеры и форму знает только фирма-производитель.

GraNiNi в сообщении #1131794 писал(а):

В первом приближении можно считать ее неизменной, так как за 5 секунд сыр прогреется на незначительную глубину.

Вот именно в этом слое она и будет переменной.

[GraNiNi]

Munin в сообщении #1131801 писал(а):

А откуда они берут геометрию?

Геометрическая модель нужна, но у нас не прецизионный, а прикидочный расчет (точность в пределах градуса), поэтому можно принять некоторые средние величины по прослойкам воздуха.

Munin в сообщении #1131801 писал(а):

Вот именно в этом слое она и будет переменной.

Опять же - для не прецизионного расчета - допустимо.

Есть сомнение, вообще, в возможности ТС предоставить хоть какие-то реальные данные по теплопроводности сыра, не говоря уже о зависимости ее от температуры.

[Pepel]

GraNiNi в сообщении #1131774 писал(а):

1. Так, все-таки, сколько на поддоне коробок - 200 или 2000?

В поддоне 200 коробок или 2000 кусков.

-- 16.06.2016, 07:40 --

Господа, всем доброе утро!

Размеры куска сыра:



Толщина картона:


-- 16.06.2016, 07:48 --

GraNiNi в сообщении #1131774 писал(а):

4. При температуре в холодильной камере равной 4°С, охладить что-либо до этой температуры можно только за бесконечное время (экспоненциальная зависимость), поэтому, если нужно достичь именно этой температуры внутри куска сыра (в центре упаковки) за реальное время, то наружную температуру нужно держать на более низком уровне, например - 0°С.

GraNiNi, по опыту, у меня складывается такое же ощущение. Температура на складе или внутри авторефрежератора в разбеге 2 - 4 градуса, способна только поддерживать температуру продукта.
Но не способна охладить его. Но стоит его разместить в среду где -0 или -1 снижается температура продукта. Но всем эти выражение напоминают мне больше слухи.
А хочется подтвердить это или опровергнуть.

[Pepel]

Сама коробка имеет габариты 10 см., высота / 20 см., ширина / 30 см., длина

[Munin]

Pepel в сообщении #1131937 писал(а):

Температура на складе или внутри авторефрежератора в разбеге 2 - 4 градуса, способна только поддерживать температуру продукта.
Но не способна охладить его.

Это, конечно, ерунда. Если продукт был при +8°, и вы его поместите в +4°, то он будет охлаждаться так же быстро, как и продукт +4°, помещённый в 0°.

[Александрович]

Сыр, завёрнутый в фольгу трудно как нагреть, так и охладить.

[madschumacher]

(Оффтоп)

Munin в сообщении #1132036 писал(а):

Если продукт был при +8°, и вы его поместите в +4°, то он будет охлаждаться так же быстро, как и продукт +4°, помещённый в 0°.

А как же эффект Мпембы?!

[Dmitriy40]

Обращу внимание ещё на одну проблему, не упомянутую выше: судя по фото картона, важную роль будет играть ориентация картона в коробке, вертикальные или горизонтальные полости будут. В первом случае теплоперенос будет заметно выше (конвекция ж).
Upd. Указали что не прав, в тонком слое конвекции не будет. Прошу прощения у камрадов.

[GraNiNi]

Вот так примерно будет изменяться температура при охлаждении поддона с коробками сыра на различных расстояниях (глубине) от наружной поверхности: 0 см, 10 см, 20 см, 30 см, 40 см (графики снизу-вверх)
Начальная температура палеты 12 С.
Температура охлаждающего воздуха 4 С.
Шкала времени 1000000 с, что соответствует примерно 11,5 суткам.
Как видно из графика, в центре палеты (40 см от наружной поверхности) даже через 10 суток температура не опустится меньше, чем до 9 градусов.

Расчет (моделирование) прикидочный.

[Pepel]

GraNiNi в сообщении #1132930 писал(а):

Вот так примерно будет изменяться температура при охлаждении поддона с коробками сыра на различных расстояниях (глубине) от наружной поверхности: 0 см, 10 см, 20 см, 30 см, 40 см (графики снизу-вверх)
Начальная температура палеты 12 С.
Температура охлаждающего воздуха 4 С.
Шкала времени 1000000 с, что соответствует примерно 11,5 суткам.
Как видно из графика, в центре палеты (40 см от наружной поверхности) даже через 10 суток температура не опустится меньше, чем до 9 градусов.

Расчет (моделирование) прикидочный.

Уааау, Супер! Спасибо!

[AnatolyBa]

Прошу прощения за возможно дурацкий вопрос.
А не может ли быть такое, что в сыре идут какие-то химические реакции с выделением тепла?