Оборудование камеры охлаждения с воздушно-радиационной системой

 Тогда  по формуле (39) статический напор перед плоскими (щелевыми) соплами равен

 

Δp_с = 1,32⋅4,84²/(2⋅0,7²) = 31,5 Па.

 

Потери  напора при входе воздуха в воздухоохладитель Δp_вх,Па, определяем по формуле

  

                                                          Δp_вх = ζ_вхρ_вw_вх²/2                                  (40)

                                 

 где  ζ_вх – коэффициент местного  сопротивления,  который  зависит  от  отношения сечений потока до и после сопротивления, ζ_вх = 0,5 /3, с. 15/;  

w_вх – скорость на входе в воздухоохладитель, w_вх = w_н.д.

Согласно  формуле (40) потери напора при входе воздуха в воздухоохладитель равны

 

         Δp_вх = 0,5⋅1,32⋅2,71²/2 = 2,44 Па.

 

Потери  напора на двух поворотах потока воздуха  на входе в воздухоохладитель  и на выходе из воздухоохладителя Δp_п, Па, определяем по формуле

 

                                                          Δp_п = 2ζ_пρ_вw_п²/2                                 (41)

                                  

 где ζ_п – коэффициент местного сопротивления поворота потока, ζ_п = =1,5 /3, с. 15/;

          w_п – скорость воздуха на поворотах, w_п = w_н.д.

Тогда по формуле (41) потери напора на двух поворотах потока воздуха на входе в воздухоохладитель и на выходе из воздухоохладителя равны

 

Δp_п = 2⋅1,5⋅1,32⋅2,71²/2 = 7,2 Па.

 

Потери  напора на выходе воздуха из вентиляторов в канал над ложным потолком определяются коэффициентом местного сопротивления ζ_вых, который зависит от отношения суммы площадей выходных сечений вентиляторов S_вен  и площади сечения канала ложного потолка S_л.п. Для обеспечения рассчитанной  скорости  движения  воздуха,  выходящего  из  сопел,  необходима объемная подача V₀ = 9,75 м³/с. Принимаем к установке четыре осевых вентилятора  марки 06-300 № 6,3  с  диаметром  отверстия  кожуха 630 мм и длиной корпуса 650 мм с расстоянием между осями 1200мм /3, прил.6, с. 122/. Отношение площадей n_венS_вен/S_л.п составит

 

                                n_венS_вен/S_л.п = 4π·0,632/(4·5,65·0,532) ≈ 0,512.              (42)  

 Для   такого  отношения  площадей  ζ_вых = 0,36 /3, с. 15/.  Скорость  движения воздуха в выходном патрубке вентилятора w_вен, м/с, находят по уравнению сплошности потока

 

                                             w_вен = 4V₀/(πd_вен²n_вен)                                         (43)

     

 где d_вен – диаметр выходного патрубка вентилятора;

       n_вен – количество вентиляторов.

Тогда по формуле (43) скорость  движения воздуха в выходном патрубке вентилятора равна

 

w_вен = 4·9,75/(π·0,63²·4) = 7,82 м/с.

 

Потери напора при выходе воздуха из вентиляторов в канал над ложным потолком Δp_вых, Па, определяем по формуле

 

                                     Δp_вых = ζ_выхρ_вw_вен²/2                                               (44)

Δp_вых = 0,36⋅1,32⋅7,82²/2 = 40,5 Па. 

          

Потери  напора Δp_в, Па, в батарее воздухоохладителя со спиральным оребрением рассчитываются по зависимости

 

                      Δp_в = 1,35n_в(h/d_н)^0,45(U/d_н)^-0,72Re^-0,24ρ_вw_ж,                           (45)

 

где U – расстояние между ребрами с учетом снеговой шубы, мм, определяем по формуле

 

                                                      U = t_р – 2δ_и – δ_р                                                             (46)

       

            где t_р – шаг оребрения, мм;

                  δ_и – толщина выпавшего на ребрах инея, мм, δ_и = 2 мм /3, с. 16/;

                 δ_р – толщина ребра, мм, δ_р = 1 мм /3, с. 16/;

                w_ж – скорость воздуха в живом сечении батареи воздухоохладителя.

Согласно  формуле (46) расстояние между ребрами с учетом снеговой шубы равно

 

U = 20 – 2⋅2 – 1 = 15 мм.

 

Скорость воздуха в живом сечении батареи воздухоохладителя, м/с, определяем по формуле

 

                                                                w_ж =

w_н.д                                              (47)

 

где –  коэффициент  сжатия  потока  воздуха.

Тогда по формуле (47) скорость воздуха в живом сечении батареи воздухоохладителя равна

 

w_ж = 1,55⋅2,71= 4,2 м/с.                               

 

Коэффициент  сжатия  потока  воздуха определяем по формуле

 

                          

= s₁/d_н (1 +  δ_р/U)/(s₁/d_н – 1+ + (s₁/d_н – 1 – 2h/d_н)  δ_р/U)     (48)

                         

=0,105/0,032(1+0,001/0,015)/(0,105/0,032–1+(0,105/0,032–1–

–2·0,03/0,032) 0,001/0,015 = 1,55.

 

Число Рейнольдса Re рассчитывают по формуле

 

                                                   Re = w_жd_н/ν_в                                             (49)

Re = 3,52·0,032/11,85·10^-6 = 9501,

                   

 где  ν_в – коэффициент кинематической вязкости, находится при температуре кипения холодильного агента t_о =  –17 °С /3, с.16/.

Потери  напора в батарее воздухоохладителя Δp_в, Па, согласно формуле (45) составят

 

 Δp_в =1,35·17(0,030/0,032)0,45(0,015/0,032) –0,729501– 0,24·1,32·3,522 =69 Па.

 

 Потери  н апора на трение в канале при движении воздуха над ложным

потолком Δp_тр, Па, находят по зависимости

 

                                            Δp_тр = λ_трl_канρ_вw²_н.д /(2d_э),                                   (50)

 

 где λ_тр – гидравлический коэффициент трения;

       l_кан – длина канала, м,   l_кан= l'_п  = 10 м; 

        d_э – эквивалентный диаметр сечения канала, м.

Эквивалентный   диаметр   сечения   канала d_э, м, рассчитывают  по  формуле

 

                                                     d_э = 4S_кан/П_кан                                          (51)

d_э =  4·5,65·0,637/2(5,65 + 0,637) = 1,14 м,

 

где S_кан – площадь сечения канала, м²;

       П_кан – периметр канала, м.

В этом случае потери напора на трение Δp_тр, Па, согласно формуле (52) составят 

 

Δp_тр = 0,025·10,0·1,32·2,71²/(2·1,14) = 1,06 Па.

 

Таким образом, суммарная величина потерь напора  Δp, Па, согласно формуле (38) составит

 

Δp = 31,5 + 2,44 + 7,2 + 40,5 + 69 + 1,06 = 151,7 Па.

 

 Потеря  напора соответствует характеристике подобранных вентиляторов,  следовательно,  они  удовлетворяют  нормальной  работе  камеры  охлаждения мяса. 

 Тепловая нагрузка на холодильное оборудование камеры, оснащенной

воздушно-радиационной  системой  охлаждения,  частично  отводится  межрядными радиационными батареями, а частично – воздухоохладителями.

Полагаем,  что  межрядные радиационные    батареи,  установленные  в

камере, монтируются  из листоканальных панелей длиной по 2 м и высотой 1,25 м. Принимаем, что панели установлены по высоте в один ряд.  По длине одной нити подвесного пути l'_п = 10 м с учетом отступов для движения туш по поперечным подвесным путям можно разместить (10 – 1)/2 = 4,5,т.е 4  батареи. При шести нитках подвесного пути в камере можно установить семь рядов  радиационных  батарей  общей  длиной 56 м (7·4·2 = 56).  Теплопередающая площадь поверхности всех батарей F_б, м²,определяется по формуле

 

                                                         F_б = 56f_б                                                  (53)

 

где f_б – погонная площадь панельной батареи, м²/пог. м /3, прил.2, с. 117/.

 

F_б = 56·2,5 = 140 м².

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В данной курсовой работе была рассмотрена компоновка и расчет оборудования камеры с воздушно-радиационным охлаждением. При этой системе радиационный тепловой поток составляет 30%...40% конвективного, благодаря чему соответственно снижаются потери от усушки по сравнению с чисто воздушной системой охлаждения. Охлаждение целесообразно вести при снижении скорости воздуха от 4,6 м/с в начале процесса до 0,5..0,3 м/с в конце процесса обработки, что обеспечивает уменьшение конвективного коэффициента теплоотдачи по экспоненциальному закону. Однако на трубы батарейного охлаждения уходит 80%  массы всего металла, расходуемого на холодильную установку в целом.

Чаще  всего выбор системы охлаждения определяется на основании технико-экономического составления различных систем с  учетом затрат на капиталовложения холодильника и его эксплуатационные расходы, при условии удовлетворения основных требований, предъявляемых к охлаждающим  системам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

1. Носикова В. В. Основы низкотемпературных технологий, ч.1 Основы холодильной технологии пищевых продуктов: Конспект лекций.– Могилевский государственный университет продовольствия, 2004. – 111с.

2. Компания Ксирон-Холод [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.xiron.ru/content/view/30150/28/. – Дата доступа: 6 ноября 2011.

3. Бараненко А.В., Калюнов В. С., Малеванный Б. Н. Практикум по холодильному технологическому оборудованию: учеб. пособие. − СПб.:  СПбГУНиПТ, 2002. − 170 с. 

4. Общество  с ограниченной ответственностью  “Холод Систем” [Электроный ресурс] – Режим доступа: http://www.holods.ru/usefull/storage/food.– Дата доступа: 20 декабря 2011.

5.  Курылев Е.С., Оносовский  В.В.,  Румянцев Ю.Д.  Холодильные уста-

новки. –  СПб.: Политехника, 1999. – 576 с.