Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Холодильное технологическое оборудование. Учебное пособие.pdf
′′+′++=
′
′
(
=⋅=
где
l – длина блока, м (блl = 0,8 м).
бл
171
Количество морозильных плит в аппарате
Z можно
пл
найти из зависимости:
′
G τ
Z= шт принимаем
пл
p
qnn
бл ц бл
== =
⋅
500 16
⋅⋅
12,8 10 6
11 Z 12 .
()
пл
(41)
Теплопритоки в плиточный аппарат периодического действия находят по уравнению:
;
QQQQQ
(42)
22210
где
′
,,, QQQQ
– теплопритоки соответственно через ограж-
2221
дение аппарата, от замораживаемого продукта, от металла плит
при их охлаждении, от металла противней при их охлаждении,
Вт.
Габаритные размеры ограждений аппарата следующие:
L = 2550 мм,
a
B = 1390 мм, aH = 2200 мм. При коэффициенте
a
k
теплопередачи
воздуха
t
= 12 °С теплопритоки через ограждения аппарата со-
н
= 0,46 Вт/ (м2 К) и температуре наружного
н
ставляют следующее:
1
()
)
584401255.239.1255.22.2239.12.2246.0
=+⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅=Q
.
Теплоприток (Вт) от замораживаемого продукта находят
по формуле:
.
Q
2
4648033200014.0
Теплоприток (Вт) от металла плит при их охлаждении находят по формуле:
(
(
−⋅⋅
⋅
(
−
(
(
(
+⋅⋅⋅⋅
Q
′
=
2
172
)
ttZcG
−
плплплпл
0
τ
ц
, (43)
где
G – масса одной плиты, кг (плG = 42 кг); с
пл
– удельная теп-
пл
лоемкость металла плиты для алюминиевого сплава, из которого
изготовляются плиты, Дж/(кг К) [
пература плиты перед охлаждением (
спл = 880 Дж/(кг К)]; t
t
= –30 °С).
пл
– тем-
пл
Находим численное значение
)
40301288042
=′Q
2
5800
+
.770
=
Теплоприток от металла противней определяют по уравнению:
)
ttZcG
0
Q
′′
=
2
плпрпрпр
τ
ц
, (44)
где
G
– масса одного противня с крышкой, кг (G
пр
– удельная теплоемкость металла противней, Дж/(кг К) [
= 880 Дж/(кг К)];
таивания блока (
tпр – температура металла противней после от-
tпр = 12 °С).
= 2,0 кг); с
пр
с
пр
пр
= спл
Количество противней в аппарате
ZZ п шт=−×=−×=
пр пл бл
1121666.
)
)
(45)
Тогда
)
=′′Q
2
5800
40121168802
=
1041
.
Теплопритоки в аппарат, Вт,
.
48875104177046480584
0
=+++=Q
=
(
π
π
=++=+
+
173
Емкость испарительной системы аппарата необходимо
знать для подбора аммиачного циркуляционного насоса, циркуляционного и дренажного ресиверов, обслуживающих морозильные аппараты.
При расчeте емкости морозильных плит полагаем, что морозильная плита имеет 18 каналов с размерами bхh = 22х11 мм.
Длина одного канала – 1640 мм. Каналы соединены по три параллельно в шесть последовательных гру
пп.
Общая длина пути холодильного агента в каждой морозильной плите, м,
61,64 9,8.L=⋅=
Тогда емкость каналов 12 морозильных плит составит, м
0,022 0,011 1,64 18 12 0,0857.
V
пл
⋅⋅⋅⋅=
3
,
При определении емкости коллекторов длину коллекторов
принимаем
мм, а жидкостного
lк = 1800 мм, диаметр газового коллектора d2 = 110
d
= 55 мм.
1
Тогда объем коллекторов, м
3
,
2
()
кк
4
1
2
4
2
11,08,1
2
)
055,0
=+⋅=+= ddlV
0214,0
(46)
.
14,3
2
Принимаем длину гибких шлангов
чество
ные плиты с коллекторами, м
n
= 12·2 = 24, диаметры dШ1 = 0,025 м, d
ш
Тогда емкость гибких шлангов, соединяющих морозиль-
3
,
lш = 800 мм, их коли-
= 0,02 м.
Ш2
′
()
4
21
14,3
lnddV
шшшшш
()
4
Емкость испарительной системы аппарата, м
2222
=⋅⋅+=+=
3
,
. (47)
016,08,024020,0025,0
=
VVVV
шkплu
1239,0016,00214,00865,0
(48)
.
⋅=′
=⋅=⋅⋅
υ
υ
υ
′
Δ+Δ
+Δ+Δ+Δ+Δ+
ΔΔΔΔΔ
174
Количество жидкого холодильного агента (аммиака) (кг/с),
циркулирующего в системе, находят по формуле:
nQ
0
=
G
a
r
a
1390000
2048875
=
, (49)
705.0
где
r
– теплота парообразования жидкого холодильного агента,
a
Дж/кг (при температуре кипения t
= –40 °С, ra = 1390·103 Дж/кг);
0
n' – кратность циркуляции холодильного агента в морозильных
плитах (
n' = 20).
Объем циркулирующего жидкого агента определяют по
формуле:
333
′
=
=
aa
−−
смGV
м3/ч, (50)
70,3/100222.11045.1705.0
′
где
миака), м
– удельный объем жидкого холодильного агента (для ам-
3
3
/кг (при tо = –40 °С,
=
−
1045,1
⋅ м
3
/кг).
Гидравлическое сопротивление испарительной системы
находят по уравнению
Δ=Δ
, (51)
РРРРРРРР
7654321
где
ΔΔ – гидравлические сопро-
,,,,,, РРРРРРР
7654321
тивления соответственно каналов морозильных плит; поворотов
каналов в морозильных плитах гибкого шланга, по которому парожидкостная смесь отводится из морозильной плиты; парового
и жидкостного коллекторов; гибкого шланга, по которому жидкость подается к морозильной плите; дроссельной шайбы, установленной при входе холодильного агента в морозильную плиту, Па.
Гидравл
ическое сопротивление каналов морозильных плит
находят из зависимости:
λ
λ
⋅
П
Р
1
⋅⋅=Δ nnq
λ
тр
175
3
⎛
⎞
′
′′
L
−
r
п
⎜
2
⎜
d
э
⎝
а
⎛
2
⎟
′
⎜
⎟
⎝
⎠
′
υυυ
+
′′
−
215,78
′
υυ
⎞
, (52)
⎟
⎠
где
(для жидкого аммиака
насыщенного пара холодильного агента (для аммиака), м
(при (t
– коэффициент трения жидкого холодильного агента
тр
= 0,05); υ" – удельный объем сухого
тр
= –40 °С, υ" = 1,315 м3/кг).
о
Удельный тепловой поток, Вт/м
2
,
3
/кг
3
1013900352,0
rG
aa
q
==
ZBL
плплпл
⋅⋅
=
12835,07,1
⋅⋅
(53)
,
2872
где
ты (В
– длина (
BL ,
плпл
= 835 мм), мм.
пл
L = 1700 мм) и ширина морозильной пли-
пл
Эквивалентный диаметр сечения канала морозильной
плиты, м
2
,
4bh
d
== =
э
2 2 0.022 0.011
b+h
() ()
4 0.022 0.011
⋅
⋅+
0,0146.
(54)
Гидравлическое сопротивление каналов морозильных плит
−−
−⋅ ⋅
Δ= ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ =
Р 78,5 0,05 2870 20 1 2 20
1
=
34540
1,315 1,45 10 9,8 1,45 10
⋅
1390 10
()
а.
33
⎛⎞
⎜⎟
23
0,0146
−
3
⎝⎠
3
⎛⎞
⎜⎟
⎜⎟
⎝⎠
−⋅
1,315 1,45 10
−
Гидравлическое сопротивление поворотов каналов в морозильных плитах определяют по уравнению:
2
ω
тР
ξ
2
повпов
1
пл
2
, (55)
⋅=Δ
υ
ср
ξ
ξ
(
⋅=⋅
=
⋅
176
где
т – число поворотов холодильного агента в морозильной
плите (
– коэффициент сопротивления поворота (
пов
пов
т = 10).
пов
= 1,5);
пов
Скорость движения холодильного агента в каналах морозильных плит находят по формуле:
'
G
υ
ω
= . (56)
пл
срa
Zf
плгр
Средняя удельная плотность потока холодильного аген-
3
та, м
/кг,
11 1 1
⎛⎞ ⎛ ⎞
=− + =− ⋅ + ⋅ =
υυυ
1 1 1,45 10 1,315 0,0674.
⎜⎟ ⎜ ⎟
ср
⎝⎠ ⎝ ⎠
′′′
′′
пп
20 20
3
−
(57)
Площадь сечения состоящей из трех каналов группы, м
f
гр
)
4
−
.
1026,73011,0022,0
Находим численное значение, м/с,
=
ω
пл
0674,0705,0
4
−
121026,7
⋅⋅
.
49,5
=
Гидравлическое сопротивление поворотов каналов в морозильных плитах, Па,
105,1
2
2
49,5
2
1
⋅⋅=ΔР
.
0674,0
Гидравлическое сопротивление гибкого шланга, по которому парожидкостная смесь отводится из морозильной плиты в
коллектор, находят по уравнению:
2
,
υ
υ
∑
ξξξ
⎛
⎜
Р
3
⎜
⎝
тр
177
2
∑
⎞
ω
⎟
ξλ
м
⎟
⎠
1
пл
⋅
. (58)
υ
2
ср
t
ш
+=Δ
d
ш
1
Коэффициент трения жидкого холодильного агента в гибком шланге определяют по формуле:
λ
3164,0
=
тр
. (59)
25.0
Re
Откуда
ω d
шш
Re 112000,
12
== =
υ
а
12, 3 0, 02
⋅
2, 2 10
7
⋅
(60)
где
кипящего холодильного агента принимаем
– кинематическая вязкость парожидкостной смеси (для
а
υ
= 4,06·10-7 м/с).
а
Скорость движения жидкого хладагента (м/с) в гибком
шланге рассчитывают по уравнению:
G
срa
ω
ш
d
π
==
2
ш
2
п
пл
4
⋅
⋅⋅
40674,0705,0
2
1202,014,3
(61)
.
6,12
=
Тогда
λ
тр
3164,0
112000
==
25,0
0173,0
.
Местные сопротивления гибкого шланга определяют по
формуле:
, (62)
ξξξξ
++=
м
321
где
,,
– коэффициенты местного сопротивления входа
321
парожидкостной смеси в гибкий шланг из морозильной плиты,
поворота парожидкостной смеси в гибком шланге, выхода парожидкостной смеси из гибкого шланга в паровой коллектор.
∑
ξ
=
ξ
υ
⋅
178
Находим численное значение:
.
=++= 30,15,15,0
2
6,12
1
0674,0
2
=⋅
4345
.
Тогда
ξ
⎛
0173,0
⎜
3
⎝
8,0
⎞
+=ΔР
3
⎟
02,0
⎠
Гидравлическое сопротивление (Па) парового коллектора
находят по формуле:
⎛
l
⎜
Р
4
⎜
d
⎝
⎞
ω
k
⎟
+=Δ
ξλ
kтр
⎟
2
2
⎠
H
1
, (63)
−⋅
υυ
cрср
где
Н – высота столба парожидкостной смеси над морозильной
плитой (
аммиака в верхней части коллектора (
Н = 0,875 м);
– коэффициент, учитывающий поворот
к
1,1
к
).
Скорость движения парожидкостной смеси (м/с) в паровом коллекторе находят по зависимости:
G
′′
ω
к
cpa
=
π
=
2
d
2
2
⋅
4
40694.0705.0
⋅⋅
2
211.014.3
⋅⋅
.
57.2
=
(64)
Находим численное значение
Re
11,057,2
696305
=
=
7
−
1006,4
⋅
и
λ
тр
3164,0
696305
==
25,0
.
0109,0
Тогда
⎛
0109,0
⎜
4
⎝
8,1
+=ΔР
1,1
11,0
2
57,2
⎞
⎟
2
⎠
1
0674,0
875,0
02,49
=−⋅
0674,0
.
ξ
υ
′
′
179
Гидравлическое сопротивление (Па) жидкостного коллектора рассчитывается по уравнению:
2
⎛
l
⎜
Р
5
⎜
d
1
⎝
⎞
ω
1
ξλ
+=Δ
kтр
⋅
⎟
2
⎠
к
⎟
H
−
. (65)
′
′
υυ
Буквенные обозначения и их численные значения величины
Hl
,,
и
k
1
, принятые в формуле (65) и формулах для оп-
ределения гидравлического сопротивления парового коллектора, аналогичны.
Находим численные значения:
ω
Re
λ
'
υ
G
'
a
2
π
d
2
4
3164,0
65000
=
2
055.026.0
⋅
=
7
−
102.2
⋅
==
25,0
=
k
=
тр
−
3
1045,1705.0
⋅⋅
2
2055,014,3
⋅⋅
,
26,0
=
;65000
;02,0
2
26,0
⎛
02,0
⎜
5
⎝
055,0
⎞
1,1
+=Δ−−Р
⎟
⎠
⋅
2
−
1045,1
⋅
33
1045,1
⋅
−=
588
.
Гидравлическое сопротивление гибкого шланга, по которому жидкость подается к морозильной плите, находят по
уравнению:
2
∑
⎞
ω
1
ш
⎟
ξλ
м
⋅
⎟
2
⎠
, (66)
′
υ
⎛
t
тр
ш
+=Δ
d
ш
2
⎜
Р
6
⎜
⎝
3
′′
ω =
к
′
G υ
a
==
2
πd
ш
2
⋅⋅⋅
0.7051,4510 4
3.14 0.025
−
2
⋅
(67)
2,08.
4
Δ
Р
⋅=Δ=′
Δ
180
Тогда
2, 08 0, 025
Re 236363,
==
⋅
2, 2 10
⋅
7
λ
тр
Р 0, 014 3 1400.
Δ= + =
6
0, 316
==
0, 236363
⎛⎞
⎜⎟
⎝⎠
0, 025
0, 014,
0,25
11,05
21,4510
2
⋅⋅
−
3
Гидравлическое сопротивление дроссельной шайбы, установленной при входе жидкого холодильного агента в морозильную плиту, обычно составляет 15000–20000 Па.
Принимаем
20000Р Па.
=
7
Гидравлическое сопротивление испарительной системы
морозильного аппарата, Па,
34540 3353 4345 49 588 1400 20000 63129.
Δ= + + + − + + =
Гидравлическое сопротивление (Па) в подводящих трубопроводах принимаем 10 % от Δ
Р, тогда
РР
69442631291,11,1 =
.
Мощность электродвигателя (Вт) циркуляционного аммиачного насоса находят по формуле:
3
−
69442100222,1
⋅⋅
154
=
. (68)
42,0
Ne
PV
Δ
0
=
=
η
дв