1.3. Расчет оборудования камеры сушки колбас

Исходные данные. Выполнить расчет камеры сушки полукопченых колбас производительностью G = 1 т/сут. Продолжительность всего цикла 24 ч. Габариты батона: диаметр d_б = 0,06 м, длина l_б = 0,3 м. Батоны размещают на тележках, имеющих размеры: l_т = 1,2, b_т = 1,0, h_т = 1,6 м. Поступление продукции в камеру составляет одну тележку в час (М_м = 170 кг). Технологические параметры воздуха в камере: температура t_пм = 12 С, относительная влажность _пм = 75 %, скорость движения у продукта w_пр = 0,4 м/с.

Требуется: опредедить продолжительность охлаждения батона колбасы, объем воздуха, подаваемого в камеру, тепловую нагрузку на оборудование, влагоприток в камеру; подобрать воздухоохладитель.

Согласно действующим нормативам по проектированию подобных камер плотность теплового потока через ограждения принимаем q_f =  10 Вт/(м²К) [3]. Размеры камеры, необходимые для размещения шести тележек n_т = 6 шт., с учетом отступов для циркуляции воздуха и толщины теплоограждающей конструкции ориентировочно принимаем L = 8 м, B = 2 м, H = 3 м. Тогда

Q₁ = F_к q_f = 2 (82 + 83 + 32)10 = 920 Вт  1 кВт.

Теплоприток при охлаждении колбас в камере сушки от температуры t_пост = 40 С до температуры воздуха t_пм = 12 С при теплоемкости батонов c_к = 2,5 кДж/(кгК) (см. прил. 8) будет

Q₂ = c_к М (t_пост – t_пм)/ = 1702,5 (40 – 12)/3600 = 3,5 кВт.

Теплоприток с наружным воздухом отсутствует, так как кондиционер работает с полной рециркуляцией внутреннего воздуха. Инфильтрацией теплого воздуха через щели дверного проема можно пренебречь. Теплоприток от электродвигателя вентилятора примем

Q₄ = 0,1Q₂ = 0,13,5 = 0,35 кВт.

Тепловая нагрузка на холодильное оборудование камеры составит

Q₀ = 0,92 + 3,5 + 0,35 = 4,8 кВт.

Плотность влагопритока, отнесенная к строительной площади, для камер сушки колбас находится в диапазоне w_f = (30–50)10^–6 кг/(м²с) [8]. Для этих условий влагоприток в камеру будет равен W₂ = LB w_f = 825010^–6 = = 80010^–6 кг/с. Влагоприток с наружным воздухом отсутствует. Поэтому полный влагоприток

ΣW = W₂ = 0,0008 кг/с.

Тепловлажностное отношение для камеры сушки колбас

 = (Q₀ + Wr)/W = (4,8 + 0,00082500)/0,0008 = 9000 кДж/кг,

где r – удельная теплота парообразования воды, r = 2500 кДж/кг [5].

По диаграмме I–d для влажного воздуха (рис. 8) находим точку В, соответствующую параметрам влажного воздуха в камере: t_пм = 12 С, _пм = 0,75. Через эту точку проводим линию процесса с наклоном  = 9000 кДж/кг. Пренебрегая нагревом воздуха в вентиляторе и задаваясь разностью температур t_в = 2 С, определим температуру подаваемого холодного воздуха t_в2 = 12 – 2 = 10 С. На пересечении изотермы t_в2 = 10 С с линией процесса  = 9000 кДж/кг определяем точку П, характеризующую состояние подаваемого воздуха. Опустив из последней точки перпендикуляр (влагосодержание d = const) до пересечения с _к = 0,95, находим точку К, которая характеризует состояние воздуха на выходе из оросительной камеры. Параметры воздуха сводим в табл. 1.

Рис. 8. Диаграмма процесса обработки воздуха в камере сушки колбас

Объемная подача воздуха при заданном процессе

V = Q₀/(c_в_вt_в) = 4,8/(1,212) = 2 м³/с,

где c_в – теплоемкость воздуха, кДж/(кгК); _в – плотность воздуха, кг/м³ (см. прил. 1).

Таблица 1