Габаритные размеры 670х730х1170 мм

Масса 147,0 кг

Методика выполнения работы

1. Убедитесь, что барабанный кристаллизатор отключен от электрической сети и надежно заземлен.

2. Откройте дверь барабанного кристаллизатора.

3. Внимательно изучите принцип работы и устройство холодильного агрегата и привода.

4. Установите шкальный индикатор 24 подвижным штоком на поверхность барабана, закрепите его винтами и установите на ноль стрелку шкалы индикатора.

5. Тщательно проверьте герметичность системы подачи исходного жидкого продукта в ванну барабанного кристаллизатора.

6. В случае негерметичности произведите подтяжку соединений.

7. Откройте вентиль ресивера, вентили нагнетания и всасывания холодильного компрессора.

8. С помощью хромель - копелевых термопар и потенциометра произведите замер температуры стенки барабана кристаллизатора.

9. По показаниям манометров 25 и 26 определите начальное давление в системе холодильной машины.

10. Результаты измерений занесите в протокол наблюдений (табл. 6.6.1).

11. Включите холодильную машину.

12. После 3...5 мин. работы компрессора кристаллизатора определите по потенциометру температуру на поверхности барабана, давление всасывания и нагнетания компрессора.

13. Результаты измерений занесите в табл. 6.6.2.

14. Измерения проводите во время установившейся работы компрессора.

15. Включите машину на 30...40 с и проверьте ее исправность на холостом ходу.

16. Наполните ванну барабанного кристаллизатора продуктом, контролируя уровень заполнения и глубину погружения барабана барабана кристаллизатора в продукт по шкале мерной линейки 15.

17. Вновь включите привод и откройте вентиль подачи исходного продукта в ванну кристаллизатора.

18. После достижения устойчивого режима работы периодически производите отбор и замеры толщины слоя замороженного продукта, срезаемого ножевым устройством, зафиксируйте значения величин давления всасывания и нагнетания компрессора холодильной машины.

19. Измените глубину погружения барабана кристаллизатора в исходный продукт и повторите испытания. Сделайте семь замеров и заполните протокол наблюдений (табл. 6.6.1).

Таблица 6.6. Протокол наблюдений

Номер опыта	Температура поверхности барабана t1, 0C	Давление		Глубина погружения барабана l, м	Толщина слоя замораживаемого материала δ, м
		Всасывания Р1, Па	Нагнетания Р2, Па

20. После окончания эксперимента закройте вентиль подачи исходного продукта в ванну кристаллизатора, выключите привод барабана и холодильную машину.

21. Выключите рубильник.

22. Протрите насухо ванну и поверхность барабана кристаллизатора.

23. Уберите рабочее место.

Расчетная часть

Продолжительность охлаждения слоя продукта на поверхности вращающегося барабана (мин)

, (6.6.1)

где φ₁ – рабочий угол поворота барабана, рад; n_б – частота вращения барабана, об/мин.

При намораживании продукта на поверхности барабана толщина слоя (м), снимаемого ножевым устройством, складывается из двух слагаемых: толщины слоя, закристаллизовавшегося на погруженной части барабана δ, (м) и толщины жидкого слоя, увлекаемого вращающимся барабаном δ_ж (м):

=δ + δ_ж (6.6.2)

Производительность барабанного кристаллизатора, следовательно, выразится суммой

=G_т + G_ж, (6.6.3)

где - общая производительность кристаллизатора (кг/мин); G_т , G_ж – производительности, соответствующие δ и δ_ж.

Принимая, что плотности жидкого и закристаллизовавшегося продукта приближенно равны, производительность кристаллизатора запишется (кг /ч):

, (6.6.4)

где R – радиус барабана, м; s – ширина барабана, м; ρ_к - плотность замороженного продукта, кг/м³.

Толщина захватываемой жидкой пленки (м) определяется по формуле:

, (6.6.5)

где Т – коэффициент, зависящий от условий захвата жидкой фазы, (Т=12,5…18); μ – коэффициент динамической вязкости, Па∙с; ρ_ж - плотность жидкого продукта, кг/м³.

Толщина слоя замороженного продукта (м) определяется по формуле

,

где А, В, D, b– величины, определяемые по формулам:

, (6.6.6)

где q_кр – удельная теплота кристаллизации воды, кДж/кг, q_кр=333,5 кДж/кг.

, (6.6.7)

где λ_к – коэффициент теплопроводности замороженного продукта, Вт/(м∙К); t_кр – криоскопическая температура продукта, ⁰С; t_с – температура стенки барабана, соприкасающаяся с кипящим хладагентом, ⁰С.

, (6.6.8)

где с_к – удельная теплоемкость замороженного продукта, кДж/(кг∙К).

, (6.6.9)

где α – коэффициент теплоотдачи от кипящего хладагента стенке барабана, Вт/(м²∙К); δ_ст – толщина стенки барабана, м; λ_ст – коэффициент теплопроводности стенки барабана, м.

Из вышеприведенных формул следует, что с увеличением числа оборотов барабана производительность кристаллизатора монотонно возрастает до некоторого предельного значения. Последнее соответствует числу оборотов барабана n_п (м), при котором вытягиваемая пленка жидкого продукта за время поворота барабана на угол φ₂ (рад) успеет полностью затвердеть.

Для определения предельной производительности необходимо располагать предельным числом оборотов барабана. Эта величина диктуется временем, требуемым для кристаллизации пленки продукта, увлекаемой закристаллизовавшимся слоем при его выходе из ванны.

Предельное число оборотов барабана (об/мин) определяется по формуле:

, (6.6.10)

Графическая часть

Постройте зависимость толщины слоя замороженного материала от глубины погружения барабана в продукт. в виде . Сделайте статистическую обработку результатов. Выполните рабочий чертеж одного из узла барабанного кристаллизатора (сальниковое уплотнение, подшипниковый узел, ножевое устройство) и сделайте спецификацию к нему в соответствии с требованиями ЕСКД.