Способ воздухораспределения в камерах сушки и хранения сыровяленых колбас на вешалах
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к способам воздухораспределения и предназначено для использования на предприятиях мясной промышленности для сушки сыровяленых колбас и хранения готовой продукции на вешалах. Способ предусматривает подачу воздуха настиланием на продольную стену камеры сушки через щелевые насадки, имеющие щели с отношением сторон 1:20-1:30 и расположенные равномерно по длине канала на расстоянии между их осями, равном 1 м. Способ предусматривает подачу воздуха при сушке сыровяленых колбас на вешалах через щелевые насадки сверху вниз вертикальными струями, настилающимися на продольную стену камеры в пространстве между продольной стеной камеры и вешалами (подача прямым потоком). Затем струи поступают в зону продукта снизу вверх обратным потоком. На выходе из зоны продукта, размещенного на вешалах, отепленный и увлажненный воздух поступает в вытяжной канал, а затем в кондиционирующую установку на повторную обработку с последующим его поступлением в распределительный канал с щелевыми насадками. Способ должен обеспечить уменьшение энергозатрат и сохранение качества продукта. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Реферат
Изобретение относится к способам воздухораспределения и предназначено для использования на предприятиях мясной промышленности для сушки сыровяленых колбас и хранения готовой продукции на вешалах. При сушке сыровяленых колбас на вешалах высота размещения продукта составляет не менее 3,4 м.
Известен способ воздухораспределения с помощью устройств, характеризующихся повышенной дальнобойностью, в связи с повышенной высотой размещения продукта и повышенными требованиями к равномерности распределения воздуха в камерах, предназначенных для сушки сыровяленых колбас на вешалах. К воздухораспределительным устройствам, характеризующимся повышенной дальнобойностью, относятся сопла цилиндрической и конической формы. В действующем способе чаще всего применяют сопла цилиндрической формы. Их равномерно размещают в распределительных каналах. Каналы устанавливают в верхней зоне камеры. Сопла размещают в нижней стенке каналов таким образом, чтобы подача воздуха осуществлялась сверху вниз при настилании струй на продольные стены камер. После настилания воздух поступает в зону продукта снизу вверх обратным потоком. Движение воздуха вне зоны продукта с использованием эффекта настилания на стены камеры перед входом его в зону продукта обеспечивает равномерные условия распределения воздушных потоков и, следовательно, равномерные условия сушки продуктов и сохранение их качества [Малова Н.Д. Системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Рекомендации по проектированию для предприятий пищевой промышленности. Термокул, 2005, стр.139; стр.257-281].
Недостатком указанного способа воздухораспределения являются повышенные энергозатраты в связи с необходимостью поддержания повышенной скорости приточного воздуха на выходе из сопел, так как сопла характеризуются повышенным сопротивлением проходу воздуха. Скорость приточного воздуха при сушке сыровяленых колбас составляет не более 5 м/с, для того, чтобы обеспечить рекомендуемую скорость воздуха в зоне размещения продукта 0,1-0,15 м/с.
Задача предлагаемого изобретения направлена на поддержание в камере сушки колбас заданных параметров воздуха (температура 12°С, относительная влажность 75% и рекомендуемая скорость 0,1-0,15 м/с), путем применения способа подачи воздуха через щелевые насадки с использованием эффекта настилания на стены камеры перед входом его в зону продукта и движения воздуха около продукта обратным потоком.
Поставленная задача решается способом воздухораспределения в камерах сушки сыровяленых колбас и хранения готовой продукции на вешалах, предусматривающим подачу воздуха вертикальными струями, направленными сверху вниз, настилающимися на продольную стену камеры в пространстве вне зоны продукта и движущимися в зоне размещения продукта обратным потоком, где согласно изобретению подача воздуха осуществляется плоскими струями через щелевые насадки.
Для осуществления способа щелевые насадки имеют отношение сторон щели как 1:20÷1:30 и расположены с расстоянием между их осями, равным 1 м.
Для осуществления способа щелевые насадки размещены на нижней стенке распределительного канала на расстоянии от их оси до вертикальной стенки канала, равном B1=(2÷3)bщел, где bщел - ширина щели.
Для осуществления способа щелевые насадки распределительного канала размещены на расстоянии от вертикальной стенки канала до продольной стены камеры, равном В2=(0,5÷1,0)B1, и высоте hщел=(0,9÷1)hвеш, где hщел - высота размещения щелевых насадков, hвеш - высота вешал.
Для осуществления способа подачу воздуха через щелевые насадки при сушке сыровяленых колбас осуществляют с заданной скоростью 0,1-0,15 м/с.
Предлагаемый способ так же, как и способ воздухораспределения через цилиндрические и конические сопла, осуществляет подачу воздуха вертикальными струями, направленными сверху вниз в пространстве, расположенном вне зоны продукта, с последующим их движением около продукта в виде обратного потока, направленного снизу вверх. Но предлагаемый способ использует в качестве воздухораспределительных устройств щелевые насадки (щелевые диффузоры, щелевые решетки, линейные диффузоры, щелевидные отверстия и т.п.), в которых ширина и длина щели характеризуются соотношением 1:20÷1:30. В результате подача воздуха осуществляется плоскими струями определенной ширины через щелевые насадки с размерами щели рекомендуемых соотношений с использованием эффекта настилания, что обеспечивает равномерные условия омывания воздухом поверхности продукта на вешалах на длине в 1 м. Поэтому для равномерного распределения параметров воздуха в зоне продукта на всех вешалах достаточным является размещение одного щелевого насадка на 1 м длины распределительного канала. Щелевые насадки характеризуются меньшим сопротивлением проходу воздуха, что дает возможность уменьшить скорость приточного воздуха, создать более равномерные условия распределения в зоне продукта и в большей степени сохранить качество продукта. При уменьшении скорости приточного воздуха при одном и том же расходе, уменьшаются энергозатраты на работу систем воздухораспределения.
В предлагаемом способе:
1) подачу воздуха в камеру сушки сыровяленых колбас на вешалах предусматривают через щелевые насадки, имеющие отношение ширины и длины щели как 1:20÷1:30 и расположенные по одному на каждый метр длины распределительного канала;
2) подачу воздуха предусматривают через щелевые насадки, размещенные на нижней стенке распределительного канала на расстоянии от оси щелевого насадка до вертикальной стенки канала, равном B1≤(2÷3)bщел,
где bщел - ширина щели, м;
3) подачу воздуха предусматривают через щелевые насадки распределительного канала, размещенного на расстоянии от канала до продольной стены камеры, равном В2=(0,5÷1,0)В1, и высоте hщел, равной высоте вешал или меньшей, чем высота вешал, но не более чем на 10%, т.е. hщел=(0,9÷1,0)hвеш,
где hщел - высота размещения распределительного канала с щелевыми насадками;
hвеш - высота вешал.
Предлагаемый способ воздухораспределения, предусматривающий подачу воздуха в камеру с вешалами вертикальными струями сверху вниз, настилающимися на продольную стену камеры сушки в пространстве вне зоны продукта (между продольной стеной камеры и вешалами) и движущимися в зоне продукта обратным потоком, отличается от действующего способа воздухораспределения через цилиндрические и конические сопла тем, что подача воздуха осуществляется через щелевые насадки, имеющие соотношение ширины и длины щели как 1:20÷1:30 при условии, что ширина щели составляет не менее 10 мм.
Подача воздуха осуществляется через щелевые насадки, равномерно расположенные в распределительном канале на расстоянии между их осями, равном 1 м; при этом подача воздуха осуществляется через щелевые насадки, размещенные на нижней стенке распределительного канала на расстоянии от их оси до вертикальной стенки канала, не превышающем отрезок B1≤(2÷3)bщел, где bщел - ширина щели.
Размещение распределительного канала в камере предлагается выполнить на расстоянии от вертикальной стенки канала до продольной стены камеры, равном В2=(0,5÷1,0)B1, и высоте hщел=(0,9÷1,0)hвеш, где hщел - высота размещения щелевых насадков (нижней стенки канала); hвеш - высота вешал.
Предлагаемый способ характеризуется пониженной скоростью воздуха на выходе из щелевых насадков, которая составляет не более 5 м/с при скорости движения воздуха в зоне продукта, не превышающей 0,15 м/с.
При этом достигаются равномерные условия распределения параметров воздуха, в том числе температуры. Максимальная разность между температурами воздуха на подаче и выходе из камеры составляет не более 3°С; разность температур воздуха по всей высоте расположения продукта не превышает 1°С. Основное назначение предлагаемого способа воздухораспределения - это применение его в камерах сушки сыровяленых колбас, характеризующихся скоростью движения воздуха, не превышающей 0,15 м/с.
Структурная схема устройства для осуществления заявляемого способа подачи воздуха приведена на чертеже. В теплоизолированной камере 1, предназначенной для сушки сыровяленых колбас, установлены распределительные каналы 2 (левый и правый) с щелевыми насадками 3. Воздух выходит из щелевых насадков, равномерно размещенных по длине распределительных каналов (по одному на каждый метр длины канала), в виде вертикальных плоских струй 4, настилающихся на продольные стены и пол камеры. Настилание предусмотрено таким образом, что отрыв струй от плоскости настилания осуществляется на расстоянии, соответствующем середине вешал. Длина настилания струй: lнаст=hщел+Впр+0,5Ввеш (мм), где hщел - высота размещения щелевых насадков; Впр - ширина пространства между стеной камеры и вешалами, необходимого для обслуживания вешал с продуктом (ширина прохода); 0,5 Ввеш - половина ширины вешал. После отрыва струй от пола камеры они поднимаются вверх, обеспечивая движение воздуха в зоне размещения продукта обратным потоком. На стойках вешал 5 предусмотрены ярусы 6 с продуктом 7. После контакта с продуктом воздух, отепленный и увлажненный, поступает в вытяжной канал 8.
Пример конкретного выполнения способа
Пример 1. Камера имеет длину 6500 мм, высоту 4200 мм, ширину 5400 мм. В камере установлены два ряда вешал: в каждом ряду предусмотрено шесть стоек с размещением продукта по высоте в шесть ярусов. Размеры стоек: ширина 1200 мм, длина 1000 мм. Высота вешал hвеш=3400 мм.
Для упрощения и наглядности анализа предлагаемого способа воздухораспределения рассмотрим вариант, когда воздух поступает из автономной системы кондиционирования, обеспечивающей воздухораспределение в одной из частей камеры, например, в левой части.
В левой части камеры (равно, как и в правой) размещены вешала с шестью рядами стоек. Из практических данных известно, что на стойке размерами 1200×1000 мм высотой 3400 мм размещается примерно 400 кг продукта. Нами установлено, что при сушке сыровяленых колбас необходимо подавать воздух в объемном количестве, примерно равном 0,5 от массы продукта.
1. Определение расхода воздуха, подаваемого по одну стойку вешал
Vст=0,5Gпр.ст=0,5×400=200 м3/ч,
где Gпр.ст - масса продукта, размещаемого на одной стойке, кг;
0,5 - удельный полезный расход воздуха, приходящийся на 1 кг продукта, м3/ч·кг продукта.
2. Определение размеров щелевого насадка
Принимают щелевой насадок АЛС-40×600, имеющий размеры 40×600 мм и коэффициент живого сечения Кж.с=0,5; площадь для свободного прохода воздуха f0=0,04·0,6·0,5=0,012 м2; ширина для свободного прохода bщел=0,02 м=20 мм; длина щели l0=600 мм; отношение ширины к длине 1:30.
3. Определение расстояний B1 и В2
Для создания надежных условий настилания плоской струи на продольную стену камеры учитывают следующие соотношения:
B1=(2÷3)bщел;
В2=(0,5÷1)В1,
где bщел - щирина щели; bщел=20 мм.
Принимают расстояние B1=3bщел=60 мм; принимают также расстояние, характеризующее отрезок, В2=B1; тогда В2=60 мм. Полное расстояние от оси щелевого насадка до продольной стены камеры:
B=B1+B2=120 мм.
Проверяют полученное значение полного расстояния В на условие обеспечения эффекта настилания подаваемых струй:
В≤0,1hщел,
где hщел - высота размещения щелевых насадков; hщел=3,4 м (см. чертеж); находят, что В<0,1·3,4; 120<340.
Следовательно, плоские струи, выходящие из щелевых насадков при заданных расстояниях B1 и В2, будут настилаться на продольную стену камеры.
4. Определение скорости воздуха ω0 на выходе из щелевого насадка
5. Определение скоростного коэффициента mщел щелевого насадка принятой конструкции, обеспечивающего подачу плоской струи [Справочник «Различные области применения холода» (под редакцией А.В.Быкова). - М.: Агропромиздат, 1985, стр.162-163]
где С - коэффициент, учитывающий вид струи; для плоской струи Спл=0,12;
Q - коэффициент, учитывающий температуру воздуха на входе и выходе из камеры;
принимают Q=1, где 12 - температура воздуха в камере (на выходе из нее), °С; 10 - температура воздуха на входе в камеру (на выходе из щелевых насадков), °С; φщел - коэффициент, учитывающий местное сопротивление движению воздуха на выходе из щелевого насадка;
, где ξщел - коэффициент местного сопротивления щелевого насадка; при размерах щели 0,02×0,6 м коэффициент местного сопротивления ξщел=1,8;
6. Определение максимальной скорости воздуха ωх настилающихся плоских струй с учетом необходимой длины настилания.
Максимальную скорость воздуха настилающихся плоских струй определяют с учетом рекомендаций [Малова Н.Д. Системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Рекомендации по проектированию для предприятий пищевой промышленности. Термокул, 2005, стр.145]: для плоских струй при х>6l0 скорость ωх определяют по формуле
где mщел=1,9;
2,45 - коэффициент, учитывающий увеличение mщел при х>6l0, где l0=0,6 м; х>3,6 м, так как необходимая длина струй составляет: x=xнаст=hщел+Впр+0,5Ввеш (см. чертеж); при hщел=3,4 м, Впр=1 м и 0,5Ввеш=0,6 м; xнаст=5 м;
- коэффициент, учитывающий эффект настилания струй;
Кс - коэффициент стеснения плоских струй; Кс=0,5;
Кн - коэффициент неизотермичности струй; Кн=1;
Кпот - коэффициент потерь, учитывающий уменьшение скорости струи при повороте и вследствие сопротивления, оказываемого конструкцией вешал; Кпот≈0,9.
7. Определение средней скорости воздуха на расстоянии х=5 м
ωх ср=0,5ωх=0,15 м/с.
Значение средней скорости воздуха в зоне продукта в значительной степени зависит от конструкции вешал, способа размещения колбасных батонов на каждом ярусе, диаметра колбасных батонов и других факторов. Практические замеры показывают, что скорость воздуха на высоте размещения продукта на нижних и верхних ярусах находится в пределах 0,12-0,1 м/с (последнее значение относится к верхнему ярусу размещения колбасных батонов), что соответствует технологическим нормам.
8. Определение температурного коэффициента щелевого насадка, обеспечивающего подачу воздуха плоской струей [Справочник «Различные области применения холода» (под редакцией А.В.Быкова). - М.: Агропромиздат, 1985, стр.162-163]
где С=0,12; φщел=1,158; Q=1; Δt=3,0°C - разность температур воздуха приточного и внутреннего; f0=0,012 м2; l0=0,6 м;
9. Определение диапазона изменения температуры воздуха непосредственно в зоне размещения продукта
10. Определение длины настилания
где nщел - количество щелевых насадков, обеспечивающих подачу воздуха в одном направлении; nщел=nст, где nст - количество стоек в вешалах одного ряда; nст=nщел=6;
Требуемая длина настилания равна 5 м, расчетная - 5,37 м. Следовательно, требуемые условия настилания будут выполнены.
11. Определение общего расхода воздуха, подаваемого к стойкам вешал.
На левой и правой сторонах камеры установлены вешала с 6 стойками. Определяют расход воздуха, подаваемый к 6 стойкам:
Vn=1,05V=1,05·200·6=1260 м3/ч,
где 1,05 - коэффициент, учитывающий потери расхода воздуха через неплотности в воздуховодах и в нерабочем объеме камеры.
12. Определение полных потерь напора воздуха при его распределении через щелевые насадки
Полные потери напора воздуха
ΔНполн=1,2(Нвс+Нкд+Нпр), (Па)
где Нвс - потери на всасывающей стороне;
Нкд - потери в кондиционирующей установке;
Нпр - потери на приточной стороне.
Предусматривают вариант размещения кондиционирующей установки вблизи камеры сушки.
Кондиционирующая установка с расходом воздуха Vп=1260 м3/ч содержит центральный блочный кондиционер типа КЦКП-1,6, имеющий номинальную производительность по воздуху 1600 м3/ч и изменение диапазона расхода воздуха в пределах от 1280 до 1920 м3/ч. Принимают расход воздуха V=1280 м3/ч. Кондиционер содержит воздухоохладитель, воздухонагреватель и вентиляторный блок. При таком размещении оборудования в кондиционере потери напора в этом оборудовании составляют:
Нконд=Нво+Нвн=50+40=90 Па.
Потери напора на всасывающей стороне:
Нвс=Нвыт+Нсоед. выт,
где Нвыт - потери напора в вытяжном канале;
Нсоед. выт - потери напора в соединительном воздуховоде, соединяющем вытяжной канал с кондиционером.
В связи с минимальной протяженностью соединительного воздуховода (кондиционирующая установка размещена рядом с камерой), принимают, что потери напора в соединительном воздуховоде составляют не более 15% от потерь напора в вытяжном канале. Тогда Нвс≅1,15Нвыт.
Нвыт=Нтр+Нм.с+Ндин,
где Нтр - потери напора на трение;
Нм.с - потери напора в местных сопротивлениях;
Ндин - динамические потери напора.
Потери напора на трение:
Нтр=Нтр.удlвыт=1·6=6 Па,
где l - удельные потери на трение при длине воздуховода, Па/м;
6 - длина вытяжного канала, м.
Потери напора в местных сопротивлениях:
где 3,95 - средняя скорость воздуха в вытяжном канале, м/с:
где 0,15·0,6 - рекомендуемые размеры поперечного сечения вытяжного канала, м.
Динамические потери напора:
где ωвыт.отв - скорость воздуха в отверстиях вытяжного канала (на входе воздуха в вытяжной канал), м/с:
где lвыт=6 м;
bвыт - ширина вытяжного канала; bвыт=6 м;
кж.с - коэффициент живого сечения перфорированного вытяжного канала;
кж.с.рек=0,05-0,1.
Принимают кж.с.рек=0,05 и определяют:
Потери напора в вытяжном канале:
Нвыт=6+20,6+2,35=29 Па.
Общие потери напора на всасывающей стороне:
Нвс=1,15·29=33,35 Па.
Потери напора на приточной стороне:
Нпр=Нраспр+Н1 соед.в,
где Нраспр - потери напора в распределительном канале с щелевыми насадками;
Н1 соед.в - потери напора в воздуховоде, соединяющем кондиционер с распределительным каналом;
Нпр≅1,15Нраспр.
Потери напора в распределительном канале с щелевыми насадками:
Нраспр=Нтр+Нм.с+Ндин.
Потери напора на трение:
Нтр=Нтр. удlкан=1 Па/м · 6 м=6 Па.
Потери напора в местных сопротивлениях:
,
где Σξраспр - сумма коэффициентов местных сопротивлений распределительного канала с щелевыми насадками;
Σξраспр=Σξщел+Σξперех,
где Σξщел - сумма коэффициентов местных сопротивлений щелевых насадков; учитывают, что ξщел=1,8 и находят:
Σξщел=ξщел.нас+5ξотв=1,8+5·0,15=2,55;
Σξnepex - сумма коэффициентов местных сопротивлений переходных секций;
Σξперех=2·0,2=0,4;
Σξраспр=2,55+0,4=2,95;
где 4,74 - скорость воздуха в распределительном канале, м/с;
где 0,15·0,5 - размеры поперечного сечения распределительного канала (приняты из практических условий размещения канала в камере), м.
Динамические потери напора в распределительном канале с щелевыми насадками:
Общие потери в распределительном канале:
Нраспр=6+39,77+12,86=58,63 Па.
Потери напора в приточной системе:
Нпр=1,15·58,63=71,49 Па.
Общие потери напора:
ΔНп=1,2(33,35+90+71,49)=233,81 Па. Принимают ΔНп=240 Па.
13. Определение мощности электродвигателя вентилятора при распределении воздуха через щелевые насадки
где Vп=1280 м3/ч;
ΔНп=240 Па;
Кзап - коэффициент запаса мощности, Кзап=1,25÷1,5;
ηв - кпд вентилятора; ≈0,7;
ηмех - кпд механической передачи; ηмех≈0,8;
ηэл - кпд электродвигателя; ηэл≈0,9.
Подставляют известные данные и определяют мощность Nв:
14. Определение удельного расхода электроэнергии на воздухораспределение при сушке 1 кг продукта (подача воздуха через щелевые насадки)
где τ - продолжительность процесса, ч;
Gпр.сух - масса сухого продукта (после сушки), кг.
Продолжительность сушки сыровяленых колбас составляет 30 суток, τ=720 ч.
Масса продукта на вешалах, размещенных на одной части камеры (левой или правой):
Gпр=Gпр.ст·nст=400·6=2400 кг сырого продукта,
где Gпр.ст - масса продукта на одной стойке; Gпр.ст=400 кг;
nст - количество стоек; nст=6.
Нормируемая усушка Δgн в среднем составляет 25%.
Масса продукта после сушки
Gпр.сух=2400-0,25·2400=1800 кг.
Удельный расход электроэнергии
Для сравнения удельных энергозатрат на воздухораспределение в камере сушки сыровяленых колбас, имеющей аналогичные размеры, определяют удельные энергозатраты при распределении воздуха через цилиндрические сопла. Распределение воздуха через цилиндрические сопла в камерах сушки различных видов мясных колбасных изделий имеет самое широкое практическое применение.
Пример 2. В теплоизолированной камере 1 для сушки сыровяленых колбас на вешалах установлены распределительные каналы 2 (левый и правый) с цилиндрическими соплами. Воздух выходит из сопел, равномерно размещенных по длине распределительных каналов. По рекомендациям [Малова Н.Д. «Системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Рекомендации по проектированию для предприятий пищевой промышленности». - Термокул, 2005, стр.268] диаметр сопла dc=40÷70 мм; t0=(2÷4)dc, где t0 - шаг размещения сопел по длине канала.
Воздух выходит из сопел компактными струями, настилающимися на продольную стену и пол камеры. Длина настилания струй (необходимая) lнаст=5 м.
1. Определение диаметра и количества сопел
Принимают диаметр сопел dc=60 мм, шаг t0=4dc=4·60=240 мм. Тогда на длине распределительного канала lкан=6 м размещаются сопла в количестве
2. Определение расстояний B1 и В2
Принимают расстояния B1 и В2 для обеспечения настилания компактных струй:
B1=2d0=120 мм; В2=0,5B1=60 мм; В=180 мм.
Проверяют полученное значение полного расстояния В на условие обеспечения эффекта настилания подаваемых струй:
В<0,1hщел,
где hщел=hc=0,1·3,4=0,34 м; находят, что 180<340.
3. Определение скорости воздуха ω0 на выходе из сопел с учетом общего расхода воздуха и общего количества сопел
4. Определение скоростного коэффициента цилиндрических сопел принятой конструкции, обеспечивающих подачу воздуха компактными струями [Малова Н.Д. «Системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Рекомендации по проектированию для предприятий пищевой промышленности». - Термокул, 2005, стр.139]
mc=6,0.
5. Определение максимальной скорости воздуха настилающихся компактных струй с учетом длины настилания lнаст=5 м
где 4fc - общая площадь выходного отверстия сопел, размещаемых на 1 м длины канала, м2;
Кс - коэффициент стеснения компактных струй при подаче воздуха через цилиндрические сопла, Кс=0,25;
Кн=1;
Kв - коэффициент взаимодействия компактных струй, Кв=1,55;
Кпот=0,9.
6. Определение средней скорости воздуха на расстоянии 5 м
ωх.5ср=0,5ωх.5м=0,5·0,31=0,155 м/с.
Среднее значение скорости в зоне продукта, равное 0,155 м/с, несколько превышает рекомендуемое значение, заданное технологическими условиями, так как сопловое воздухораспределение характеризуется повышенной дальнобойностью и повышенной скоростью воздуха подаваемых струй.
7. Определение температурного коэффициента цилиндрического сопла
nс=4,5.
8. Определение изменения температуры воздуха непосредственно в зоне продукта, размещенного на вешалах
9. Определение полных потерь напора воздуха при его распределении через цилиндрические сопла
Полные потери:
ΔН1 п=Нвс+Нкд+Нраспр.с.
Потери напора на всасывающей стороне в рассматриваемой системе с соплами аналогичны потерям напора в предыдущей системе:
Нвс=33,35 Па (потери напора воздуха на всасывающей стороне остаются без изменения и соответствуют потерям Нвс, определенным в первом примере).
Потери напора в кондиционирующей установке
Нконд=90 Па.
Потери напора на приточной стороне:
Нпр.с=1,15Нраспр. с,
где Нраспр. с - потери напора в распределительном канале с соплами;
Нраспр. с=Нтр+Нм.с.+Ндин.
Потери напора на трение:
Нтр=6 Па.
Потери напора в местных сопротивлениях:
где Σξраспр.с - сумма местных сопротивлений распределительного канала с соплами;
Σξраспр. с=Σξс+Σξперех;
Σξc=ξс1+24ξотв,
ξс1 - коэффициент местного сопротивления цилиндрического сопла; ξс1=1,1;
ξотв - коэффициент местного сопротивления бокового отверстия для выхода воздуха;
;
f0=0,785·0,062=0,002826 м2;
fкан=0,15·0,5=0,075 м2;
Σξраспр. с=1,1+24·0,96+2·0,2=24,54;
где 4,74 - скорость воздуха в распределительном канале, м/с (см. пример 1).
Динамические потери напора в распределительном канале с соплами:
Общие потери напора в распределительном канале с соплами:
Нраспр. с=6+330,8+15=351,8 Па.
Потери напора в приточной системе при подаче воздуха через сопла:
Hпp=1,15·351,8=404,6 Пa.
Общие потери напора воздуха:
ΔНп=1,2(33,35+90+404,6)=633,5 Па.
Принимают ΔНп=650 Па.
13. Определение мощности электродвигателя вентилятора при распределении воздуха через цилиндрические сопла
14. Определение удельного расхода электроэнергии на воздухораспределение при сушке 1 кг продукта при распределении воздуха через сопла
15. Определение удельных расхода и потерь напора воздуха, отнесенных к 1 кг готового продукта
Удельный расход воздуха
Удельные потери напора воздуха:
при распределении через щелевые насадки
при распределении через цилиндрические сопла
Для более наглядного анализа характеристик рассмотренных способов воздухораспределения составлена сравнительная таблица.
Сравнительная таблица показателей
Показатели | Способ воздухораспределения | |
Через щелевые насадки | Через цилиндрические сопла | |
1. Удельный расход воздуха на сушку, м3/ч·кг прод | 0,71 | 0,71 |
2. Скорость воздуха на выходе из воздухораспределительных устройств, м/с | 4,63 | 5,0 |
3. Скорость воздуха в зоне продукта, м/с | 0,15 | 0,155 |
4. Диапазон изменения температуры воздуха в зоне размещения продукта, °С | 0,3 | 1,78 |
5. Удельные потери напора воздуха, Па/кг прод | 0,13 | 0,36 |
6. Удельный расход электроэнергии, Вт·ч/кг прод | 100 | 276 |
Приведенные данные показывают, что при одинаковых загрузке продукта и расходе воздуха в предлагаемом способе воздухораспределения через щелевые насадки рекомендуемой конструкции удельный расход электроэнергии при сушке сыровяленых колбас в 2,76 раза меньше, чем при воздухораспределении через цилиндрические сопла.
Из рассмотренных способов воздухораспределения в камере сушки сыровяленых колбас можно сделать следующие выводы:
1) предлагаемый способ характеризуется уменьшением энергозатрат вследствие уменьшения скорости подаваемого воздуха, выходящего из щелевых насадков (4,63<5,0);
2) предлагаемый способ характеризуется уменьшением энергозатрат вследствие уменьшения удельных потерь напора воздуха, подаваемого из щелевых насадков (100<276);
3) предлагаемый способ позволяет сохранить качество продукта при уменьшении в 2,76 раза удельного расхода электроэнергии на создание заданной скорости воздуха при сушке сыровяленых колбас, так как характеризуется уменьшением диапазона изменения температуры воздуха в средней зоне размещения продукта (0,3<1,78).
1. Способ воздухораспределения в камерах сушки сыровяленых колбас и хранения готовой продукции на вешалах, предусматривающий подачу воздуха вертикальными струями, настилающимися на продольную стену камеры в пространстве вне зоны продукта и движущимися в зоне размещения продукта обратным потоком, отличающийся тем, что подача воздуха осуществляется через щелевые насадки плоскими струями, направленными сверху вниз, при этом щелевые насадки имеют отношение сторон щели как 1:20÷1:30 и расположены с расстоянием между их осями, равным 1 м.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что щелевые насадки размещены на нижней стенке распределительного канала на расстоянии от их оси до вертикальной стенки канала, равном В1=(2÷3)bщел, где bщел - ширина щели.
3. Способ п.1, отличающийся тем, что щелевые насадки распределительного канала размещены на расстоянии от вертикальной стенки канала до продольной стены камеры, равном B2=(0,5÷1,0)B1, и высоте hщел=(0,9÷1)hвеш, где hщел - высота размещения щелевых насадков, hвеш - высота вешал.
4. Способ п.1, отличающийся тем, что подачу воздуха через щелевые насадки при сушке сыровяленых колбас осуществляют со скоростью 0,1-0,15 м/с.