3. Конструктивний розрахунок

Для повітряного конвеєрного апарата визначаємо такі конструктивні параметри, як довжину ланцюга і швидкість руху вантажного конвеєра апарата, габаритні розміри апарата.

Як визначальний розмір при поперечному обдуванні блоків-форм повітрям приймається її довжина, що для здвоєного варіанта 1 = 1,62 м.

Теплофізичні параметри повітря при t_с = -З0 : наступна: кінематична в'язкість v_в = 10,42∙10^-6 м²/с, теплопровідність λ_в= 0,021 Вт/(м∙К) і щільність ρ_в = 1,484 кг/м³ .

Число Нуссельта:

Для гладкої блок-форми коефіцієнт тепловіддачі від її поверхні до по­вітря складе:

Вт/

Тривалість заморожування блоку риби в гладкій блок-формі:

с = 4,8 ч

Приведений коефіцієнт тепловіддачі для оребреного блоку-форми виз­начають по формулі:

де F_p, F₀, F_мр - площа поверхні відповідно ребер блок-форми, гладкої блок-форми з кришкою, міжреберного простору, м²; Е - коефіцієнт ефективності ребра.

Площа поверхні ребер блоку-форми знаходять по формулі: F_p > f_n, де f - площа поверхні одного ребра, м²; n - число ребер на оребреної блок-форми і кришці.

Площа поверхні гладкої блок-форми визначають по рівнянню: F₀ = 2lb

м²

Коефіцієнт ефективності ребра:

Величину m знаходять зі співвідношення виду: ,

де - теплопровідність матеріалу ребра при виготовленні блоку-форми з алюмінієвих сплавів, Вт/(м∙К) [ = 160 Вт/(м∙К)]; δ'_p - товщина ребра, м.

Приймаємо ребра прямі постійного перетину (товщини). Висота ребра h_p =25 мм, а товщина δ'_р = 4 мм. Крок оребрення b_р= 25 мм. Тоді число ребер з кожної сторони оребреного блоку-форми складе:

шт.

Знаходимо чисельні значення:

f = 2∙0,025∙1,62+1,62∙0,004 = 0,0875 м²

F_p = 0,0875∙9∙2= 1,575 м²

F_пp = F₀ -F_p'=0,81-(1,62∙0,004∙18) = 0,694 м²

th (mh) = 0.2164

Тоді

Е=0,2164 / 0,19 = 1,14

Коефіцієнт тепловіддачі для оребреного блок-форми:

Подальший розрахунок морозильного апарата здійснюється для варіан­та з оребреними блок-формами.

Місткість апарата знаходять по формулі:

кг

Кількість блоків-форм визначають по рівнянню:

шт

При визначенні довжини ланцюга вантажного конвеєра думаємо, що вантажний конвеєр у морозильному апараті розташований цілком у ван­тажному відсіку і несе на собі закриті блоки-форми у вертикальному по­ложенні, а повітряохолоджувач розміщений між верхніми і нижніми лан­цюгами конвеєра. Блок-форми не зв'язані жорстко з ланцюгами конвеєра, а вставлені в спеціальні захоплення з кроком зачеплення S_K = 160 мм.

Тоді довжина цепі вантажного конвеєра в апараті складе:

м

По конструктивних розуміннях довжину верхньої і нижньої галузі кон­веєра приймаємо рівної 8 м, а висоту вантажного відсіку - 1,2 м.

Швидкість руху вантажного конвеєра апарата:

м/с

Довжину вантажного відсіку апарата визначають по формулі:

де 1_B - довжина галузі конвеєра, м (1_B = 8 м); D_б - діаметр приводної зірочки, м (D_б = 0,4 м); b_ф - ширина блок-форми, м (b_ф = b+2δ1= 0,2 + +0,21+2∙0,05=0,26 м); δ₃ - бічні зазори, м (δ₃ = 0,1 м); δ_i - товщина стінки апарата з ізоляцією, м (δ_i = 0,15 м).

Знаходимо чисельне значення:

L_a = 8+2∙0,4+2∙0,26+2∙0,1+2∙0,15=9,82 м.

Висоту вантажного відсіку апарата розраховують по рівнянню:

На = Н_во+2b_ф+2δ₃+2δ_i = 2,2+2∙0,26+2∙0,1+2∙0,15=3,2 м,

де Н_во - висота повітроохолоджувача, м (приймаємо орієнтовно Н_во= 2,2 м).

Ширину вантажного відсіку апарата знаходять по формулі:

В_а=l_ф+2δ_з2+2δ_і+2b_дв, м (1_ф = 1+2δ₁=1,62+2∙0,05=1,72 м); δ_з2-зазор, м (δ_з=0,3); b_дв - ширина дверей у тунель, м(b_дв=0,6 м).

Знаходимо чисельне значення

В_а= 1,72+2∙0,3+2∙0,15+2∙0,6=3,8 м.

Конструктивно повітряохолоджувач виконується з 4 секцій.

Довжина секції:

м

Живий перетин секції:

м²

Кількість циркулюючого повітря визначають із залежності V = 4V_C

де V_C - кількість циркулюючих у кожній секції апарата повітря.

V_C = F_жω = 7,115 ∙ 4,2 = 29,88

V= 4 ∙ 29,88 = 119,53