Тогда по вариантам

p_20–1 = 12171,2/1,484  980 Па;

p_20–2 = 13161,2/1,484  1067 Па;

p_20–3 = 17701,2/1,484  1435 Па.

Потеря напора в первом варианте соответствует характеристике подобранного ранее вентилятора Ц4-70 № 10, а во втором и третьем – Ц4-70 № 8. Коэффициент полезного действия вентиляторов на данном режиме  = 0,7. Мощность, потребляемую электродвигателями вентиляторов, рассчитываем по формуле

N_э = V_в/.

Тогда по вариантам

N_э1 = 57,91217/0,7  100 249 Вт  100,3 кВт;

N_э2 = 28,91316/0,7  54 685 Вт  54,7 кВт;

N_э3 = 19,41770/0,7  49 054 Вт  50,0 кВт.

Предварительно принятый теплоприток от электродвигателей вентиляторов Q_4дв = 25,8 кВт меньше, чем нужно для базового второго варианта. Следовательно, необходимая площадь поверхности теплообмена воздухоохладителя для этого варианта должна быть

F_в2 = Q₀₂/(k₀₀) = 145 000/(1010)  1450 м²;

Q₀₂ = 86 + 2,73 + 54,7 + 1,4 = 144,8 кВт  145 кВт.

Принимаем к установке в аппарате 12 батарей воздухоохладителей марки GHP 080 С/112 в три ряда по высоте. Батарея имеет теплообменную поверхность f_в = 143 м², шаг оребрения t_р = 12 мм, шаг между трубами s_р = 60 мм, габариты батареи – длина l_б = 2960 мм, ширина b_б = 700 мм, высота h_б = 1000 мм.

Компоновка флюидизационного аппарата приведена на рис. 17.

Рис. 17. Компоновка выбранного варианта флюидизационного аппарата:

1 – сетчатый конвейер; 2 – батарея воздухоохладителя; 3 – центробежный вентилятор; 4 – предохранительная сетка

2.5. Анализ работы флюидизационного морозильного аппарата непрерывного действия

Конструирование аппаратов, а также их эксплуатация в различных условиях или с разнообразными продуктами требует многовариантных предварительных расчетов. Для этого целесообразно применять ЭВМ. В прил. 19 приведен пример одной из программ проектного расчета процесса замораживания продуктов во флюидизированном слое. В программе реализована методика расчета флюидизационного морозильного аппарата непрерывного действия, рассмотренная в подразд. 2.4.

В программе предусмотрено проведение расчетов для различных продуктов: вишни, картофеля, моркови, клубники, горошка, фасоли различных форм: шаровидной, яйцевидной, эллипсоидной, цилиндрической, дискообразной, конусной. Параметры процесса: масса единичного продукта, температура поступающего и выпускаемого продукта, температура воздуха в аппарате, производительность аппарата определяются путем выбора соответствующей цифры из предлагаемых рядов (см. прил. 19).

Расчеты выполнены применительно к флюидизационному аппарату для замораживания вишни производительностью G = 300 кг/ч. Температура воздуха в аппарате t_а = –30 С, начальная температура продукта t_н = 15 С, конечная – t_к = –20 С. При расчетах процесса производилось изменение массы единичного продукта от 1 до 5 г. Результаты расчетов сведены в табл. 3.

Из сравнения результатов по величинам теплопритока от замораживаемого продукта и мощности, потребляемой электродвигателем вентилятора, очевидна нецелесообразность замораживания продуктов относительно большой единичной массы. Увеличение единичной массы продукта от 1 до 5 г ведет к возрастанию оптимальной скорости потока воздуха в 3,6/2,3 = 1,56 раза, а потери напора при прохождении воздуха через флюидизированный слой и поддерживающую решетку возрастают в 1163,6/279,9 = 4,16 раза. При массе продукта 5 г доля тепловыделений от вентиляторов аппарата достигает 10,9100/35,5 = 30,7 % от суммарного теплопритока. С учетом теплопритоков через теплоограждающие конструкции и окна загрузки и выгрузки эта доля будет несколько меньше. В случае замораживания более крупных ягод желательно произвести сравнение по расходу электроэнергии на процесс замораживания во флюидизированном слое и в плотном слое. Во втором случае увеличивается продолжительность процесса замораживания, что не всегда целесообразно.

Таблица 3