Logo holodilshchik
интернет-выпуск № 11(59), ноябрь, 2009 г.
ПЕРВАЯ В РОССИИ ИНТЕРНЕТ-ГАЗЕТА ПО ХОЛОДИЛЬНОЙ И БЛИЗКОЙ ЕЙ ТЕМАТИКЕ

Грамотно преподнести себя через рекламу - тоже искусство!
РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ
А.В. Бараненко, В.Е. Куцакова, Е.И. Борзенко, С.В. Фролов
Пример расчета криоморозильного аппарата



Исходные данные.

Криоморозильный аппарат для замораживания антрекотов посредством азота имеет производительность G = 300 кг/ч = 0,083 кг/с. Начальная температура продукта tнач = 20 °С, конечная tкон =-20 °С. Размеры антрекотов: lант = 0,2 м, bант = 0,1 м, δант = 0,02 м.

Цель расчета.

Определить продолжительность замораживания антрекотов, вместимость аппарата и его габаритные размеры, скорость движения ленты транспортера, тепловую нагрузку на аппарат, полный и удельный расход жидкого азота, подобрать циркуляционный вентилятор по объемному потоку и развиваемому напору, выбрать отсасывающий вентилятор.

Методика расчета.

Рассчитываем аппарат с тремя зонами:

  • предварительного охлаждения;

  • замораживания;

  • выравнивания температур.

В первой зоне аппарата теплоотводящей средой служит газообразный азот, нагревающийся до ty = -30 °С.

Общая продолжительность нахождения продукта в аппарате складывается из продолжительности обдува τI + τII и продолжительности орошения τIII:

τ = τI + τII + τIII = 385 + 105 = 490 c = 8,2 мин.

Тогда вместимость аппарата

М = Gτ = 0,083 · 490 ≈ 40 кг.

Плотность загрузки продуктом, отнесенная к 1 м2 площади ленты конвейера при ширине ленты bконв = 0,6 м и укладке антрекотов длинной стороной вдоль ленты, составит gf= 10 кг/м2. Длина ленты конвейера

Формула

Скорость движения ленты конвейера

Формула

Габариты аппарата принимаем с учетом следующих соображений. Длина с учетом диаметра барабана конвейера (0,4 м), размеров двух зазоров (2 · 0,1 м) и толщины теплоограждающей конструкции (2 · 0,3 м), а также зоны выравнивания температуры (1,2 м) составит:

Lап = 6,5 + 0,4 + 2 · 0,1 + 2 · 0,3 + 1,2 = 9,2 м.

Ширина аппарата

Вап = 0,6 + 2 · 0,1 + 2 · 0,3 = 1,5 м.

Высота аппарата зависит от конструктивных особенностей, удобства обслуживания, размеров вентиляторов и необходимости создания расчетной скорости движения азота вдоль конвейера.

Расход азота Маз = 1,18 кг на 1 кг замораживаемого продукта. Тогда расход жидкого азота

Gаз = GМаз = 0,083 · 1,18 = 0,098 кг/с.

Объемный поток газообразного азота в зоне обдува

Формула

где ρаз.ср - плотность азота при среднелогарифмической температуре в зоне обдува t ≈ -90 °С (см. приложение); ρаз.ср = 1,8 кг/м3.

Необходимое сечение канала для циркуляции азота определяем из уравнения сплошности:

Формула

где wаз.ср - скорость азота, м/с; принимаем wаз.ср = 10 м/с.

Порозность укладки продукта

Формула

где ρант - плотность мяса, кг/м3.

Живое сечение для прохода азота в слое продукта

Sж = bконвδантε = 0,6 · 0,02 · 0,5 = 0,006 м2.

Необходимая высота канала

Формула

В связи с тем что hканδант, следует уменьшить ширину ленты, принимая bконв = 0,4 м. При высоте канала hкан ≥ 0,03 м получим сечение канала Sкан = bконвhкан = 0,4 · 0,03 = 0,012 м2. Антрекоты в количестве трех штук займут площадь Sкан = 3 · 0,1 · 0,02 = 0,006 м2, а живое сечение для прохода азота при этом останется Sж = 0,006 м2. Тогда действительная скорость движения азота в зоне предварительного охлаждения будет равна

Формула

Длина более узкой ленты конвейера

Формула

Сечение канала в этой зоне орошения составит Sкан = Sж + Sант = 0,006 + 0,006 = 0,012 м2, а высота канала будет равна

Формула

Конструктивная схема аппарата приведена на рис. 1.

Рис.1

Рис.1. Криоморозильный аппарат:
1 - участок загрузки; 2-грузовой конвейер; 3 - перегородка; 4 - коллектор с форсунками;
5 - трубопровод для подачи жидкого азота; 6 - вентилятор; 7 - участок разгрузки

Аэродинамическое сопротивление (Па) движению азота в зоне замораживания состоит из потерь напора на трение у антрекотов ∆pТР, потерь напора на поворотах ∆pпов, потерь напора на входе в вентилятор ∆рВХ:

∆р = 1,1(∆pтр + ∆pпов + ∆рВХ).

Потери напора (Па) при движении азота в канале у антрекотов

Формула

где ζант - коэффициент местного сопротивления у продукта;

Формула
Формула
zант - число антрекотов на пути движения азота (в зоне замораживания на длине ленты можно разместить 12 антрекотов); ρаз = 1,8 кг/м3 плотность пара азота.

Тогда

Формула

Потери напора на трех поворотах

Формула

где ζпов - коэффициент местного сопротивления поворота; nпов - число поворотов; nпов = 3; wпов - скорость азота на поворотах, м/с;

Формула

Sпов - сечение поворота, м2; Sпов = (hкан - δант) bконв = (0,03 - 0,02) · 0,4 = 0,004 м2.

Принимаем к установке центробежный вентилятор Ц4-70 № 2,5. Аэродинамическое сопротивление канала для удаления азота принимаем равным 50 Па (при длине канала около 30 м).

Скорость во входном окне вентилятора (dВХ = 0,25 м) составляет:

Формула

где Vаз.кон - объем азота при температуре -30 ·С, м3/с; Vаз.кон = 0,076 м3/с.

Тогда

Формула

При объемной подаче, равной 0,076 м3/с, и развиваемом напоре ∆р = 1,1 (∆pтр + ∆pпов + ∆рВХ) = 1,1(270 + 7,4 + 0,8) = 306 Па принятый к установке вентилятор имеет коэффициент полезного действия η = 0,35, а потребляемая его электродвигателем мощность составляет:

Формула

Суммарная мощность, потребляемая двумя вентиляторами, составляет 0,0665 · 2 = 0,133 кВт.





Приглашаем ученых и инженеров, аспирантов и студентов, а также,
заинтересованные институты, фирмы, организации и частных лиц, принять участие в размещении
информации в интернет-газете, посвященной холодильной и близкой ей тематике.

Учредитель и издатель интернет-газеты: ООО "АВИСАНКО" (Москва).
Адрес редакции: Россия, 115551, Москва, Шипиловский проезд, д.47/1, офис 67-А.
Тел./факс: +7 (495) 343-43-71, тел.: +7 (495) 343-43-48, 223-60-50 доб. 132.

Головной сайт: www.avisanco.ru.

E-mail: info@holodilshchik.ru

Первый выпуск первой в России интернет-газеты по холодильной и
близкой ей тематике - "Холодильщик.RU" - вышел в свет в январе 2005 г.
Интернет-газета зарегистрирована Федеральной службой по надзору за соблюдением
законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия.
Руководитель проекта и Главный редактор: Маргарян С.М. (АВИСАНКО, ООО)
За содержание рекламных материалов редакция ответственности не несет.
При перепечатке статей, ссылки на их авторов и интернет-газету обязательны.
Разместите на своем сайте нашу кнопку... Rambler's Top100 Многоязыковая поисковая система...



Авторские права © 2005-2017 // MARGARY@N

Партнеры: Узо ds941 дифавтоматы abb ds941.