71 / 80
69
ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ, № 2, 20101
âàíèåì òåïëà, çàäà÷ó ìîæíî ñâåñòè ê íåñòàöèîíàð-
íîé òåïëîïðîâîäíîñòè â ïîëóîãðàíè÷åííîì òåëå ñ
êðàåâûìè óñëîâèÿìè:
ïðè
x
= 0 è
τ
> 0 èìååì
t
=
t
ñò
;
x
> 0 è
τ
= 0 èìååì
t
=
t
æ
.
Ðåøåíèå ýòîé çàäà÷è äàåòñÿ â ñïåöèàëüíîé ëèòå-
ðàòóðå [2].
Ñîãëàñíî ýòîìó êîëè÷åñòâî òåïëà, ïåðåäàííîå ÷å-
ðåç òîðöåâóþ ïîâåðõíîñòü
F
â íàïðàâëåíèè îñè
x
ïðè
ïåðåïàäå òåìïåðàòóð
Δ
t
=
t
ïð
–
t
ñò
çà âðåìÿ
τ
, ðàâíî
ãäå
t
ñò
— òåìïåðàòóðà ïîâåðõíîñòè òåïëîïåðåäà÷è,
°Ñ;
t
ïð
— òåìïåðàòóðà ïðîäóêòà â ìîìåíò ñîïðèêî-
ñíîâåíèÿ ñî ñòåíêîé, °Ñ.
Òîãäà ñðåäíåå çíà÷åíèå êîýôôèöèåíòà òåïëîîòäà-
÷è çà ïåðèîä âðåìåíè
τ
ñîñòàâèò
Åñëè ðàáî÷èé îðãàí òåïëîîáìåííèêà èìååò
z
ñêðåáêîâ, ñîâåðøàþùèõ
n
îáîðîòîâ â ñåêóíäó, òî
âðåìÿ ñóùåñòâîâàíèÿ ñëîÿ áóäåò ðàâíî
τ
= 1/
nz
.
Ñ ó÷åòîì ýòîãî âûðàæåíèå äëÿ îïðåäåëåíèÿ êîýô-
ôèöèåíòà òåïëîîòäà÷è ïðèìåò âèä
Ôîðìóëà (5) àíàëîãè÷íà ôîðìóëå (8). Îòëè÷èå ñî-
ñòîèò ëèøü â âåëè÷èíå êîýôôèöèåíòà ïåðåä ðàäèêà-
ëîì. Ñëåäîâàòåëüíî, òåïëîîáìåí ñî ñòîðîíû ïðî-
äóêòà â ïëàñòèí÷àòîì ñêðåáêîâîì òåïëîîáìåííèêå
êà÷åñòâåííî ïîä÷èíÿåòñÿ çàêîíîìåðíîñòÿì íåñòà-
öèîíàðíîé òåïëîïðîâîäíîñòè â ïîëóîãðàíè÷åííîì
òåëå.  êîëè÷åñòâåííîì îòíîøåíèè ðàñ÷åòíûå êî-
ýôôèöèåíòû òåïëîîòäà÷è
α
ð
, íàéäåííûå ïî ôîðìó-
ëå (8), ïðåâûøàþò ïðèìåðíî íà 25 % çíà÷åíèÿ
α
,
îïðåäåëåííûå ïî ôîðìóëå (5). Ðàçíèöà â âåëè÷èíå
ýêñïåðèìåíòàëüíûõ è ðàñ÷åòíûõ êîýôôèöèåíòîâ
òåïëîîòäà÷è îáúÿñíÿåòñÿ â ïåðâóþ î÷åðåäü íàëè÷è-
åì óïîìèíàâøåãîñÿ âûøå íåñ÷èùàåìîãî ïîäñëîÿ
ïðîäóêòà.
Äëÿ èëëþñòðàöèè ýòîãî ïîëîæåíèÿ âûðàçèì
α
â
âèäå
α
= 1/[(1/
α
p
)+
δ
í
/
λ
)],
(9)
îòêóäà
δ
í
= (
λ
/
α
)–(
λ
/
α
p
).
(10)
Ðåøàÿ ñîâìåñòíî óðàâíåíèÿ (5), (8) è (10) ïðè
n
= 75 îá/ìèí è
λ
= 0,131 Âò/(ì ·Ê), ïîëó÷èì
δ
í
= (0,131/858)–(0,131/1070) =
= 0,000154–0,000128 = 0,00003 ì.
Ïîëó÷åííîå çíà÷åíèå
δ
í
= 0,03 ìì î÷åíü áëèçêî
ê ñðåäíåìó çíà÷åíèþ âåëè÷èí íåðîâíîñòåé, îñòàþ-
ùèõñÿ ïîñëå øëèôîâêè ïîâåðõíîñòè ìåòàëëà èç íå-
çàêàëåííîé ñòàëè áåç ïîñëåäóþùåé åå ïîëèðîâêè.
Îáðàáîòêà ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ, ïîëó-
÷åííûõ ïðè èñïûòàíèè ïëàñòèí÷àòîãî ñêðåáêîâîãî
òåïëîîáìåííèêà â ñîñòàâå ñåðèéíî âûïóñêàåìîé
óñòàíîâêè äëÿ ïîëó÷åíèÿ ñëèâî÷íîãî ìàñëà ìàðêè
ÐÇ-ÎÓÀ, ïîêàçàëà, ÷òî êîýôôèöèåíò ïåðåä ðàäèêà-
ëîì ïîëó÷èëñÿ ìåíüøå ïî âåëè÷èíå, ÷åì â ôîðìóëå
(5), è îêàçàëñÿ ðàâíûì â ñðåäíåì 0,25. Ýòî ìîæíî
îáúÿñíèòü òåì, ÷òî ïëàñòèíû èçãîòîâëÿþòñÿ èç äâóõ
øòàìïîâàííûõ ïîëóïëàñòèí, ñîåäèíåííûõ ïðè ïî-
ìîùè ñâàðêè. Ïîñëå ñâàðêè íàáëþäàåòñÿ ïîâîäêà
ìåòàëëà, â ðåçóëüòàòå ÷åãî òåïëîïåðåäàþùèå ïîâåðõ-
íîñòè òåðÿþò ïëîñêîñòíîñòü. Êðîìå òîãî, ïëàñòèíû
íå øëèôóþòñÿ. Âñå ýòî óõóäøàåò óñëîâèÿ óäàëåíèÿ
ïåðåîõëàæäåííîãî ïðîäóêòà ñ òåïëîîáìåííîé ïî-
âåðõíîñòè è, êàê ñëåäñòâèå, óâåëè÷èâàåò òîëùèíó
íåñ÷èùàåìîãî ïîäñëîÿ ïðîäóêòà.
Íàðÿäó ñ ýòèì ñíèæåíèå èíòåíñèâíîñòè òåïëîîá-
ìåíà ìîæåò áûòü îáúÿñíåíî íåïîëíûì ïåðåìåøèâà-
íèåì ñíÿòîãî ñ òåïëîîáìåííîé ïîâåðõíîñòè ïåðåîõ-
ëàæäåííîãî ñëîÿ ñ îñòàëüíûì îáúåìîì, ÷åìó ñïî-
ñîáñòâóþò ãèäðîäèíàìè÷åñêàÿ îáñòàíîâêà â ïðîòî÷-
íîé ÷àñòè àïïàðàòà, õàðàêòåðèçóþùàÿñÿ óñëîâèÿìè
ëàìèíàðíîãî ðåæèìà.
Äëÿ óñòðàíåíèÿ íåäîñòàòêîâ øòàìïîâàííûõ ïëàñ-
òèí íà îñíîâå ïðîâåäåííûõ èññëåäîâàíèé áûëà ðàç-
ðàáîòàíà ñâàðíàÿ ïëàñòèíà, èçãîòàâëèâàåìàÿ èç ëèñ-
òà òîëùèíîé 3 ìì, êîíñòðóêòèâíî îòëè÷àþùàÿñÿ îò
ñåðèéíî âûïóñêàåìîé ïëàñòèíû. Èñïîëüçîâàíèå áî-
ëåå òîëñòîãî ëèñòà ïîçâîëèëî ïîñëå ñâàðêè øëèôî-
âàòü òåïëîîáìåííûå ïîâåðõíîñòè, ÷òî óëó÷øàåò óäà-
ëåíèå ïðèñòåííîãî ñëîÿ.
Èñïîëüçîâàíèå íîâîé ïëàñòèíû âî âíîâü ðàçðàáà-
òûâàåìûõ óñòàíîâêàõ ïîòðåáîâàëî, â ñâîþ î÷åðåäü,
óòî÷íåíèÿ ìåòîäèêè òåïëîâîãî ðàñ÷åòà ïëàñòèí÷à-
òûõ ñêðåáêîâûõ òåïëîîáìåííèêîâ ïðèìåíèòåëüíî ê
ðàçëè÷íûì âûñîêîâÿçêèì ïðîäóêòàì.
Íèæå â îáùåì âèäå ïðèâåäåí ïðèìåð òåïëîâîãî
ðàñ÷åòà îõëàäèòåëÿ äëÿ ñìåñè ìîðîæåíîãî.  êà÷åñò-
âå õëàäîíîñèòåëÿ èñïîëüçîâàëñÿ ðàññîë.
Ñóììàðíàÿ òåïëîâàÿ íàãðóçêà îïðåäåëÿåòñÿ êàê
Q
îáù
=
Q
1
+
Q
2
+
Q
3
,
(11)
ãäå
Q
1
— êîëè÷åñòâî òåïëà, îòáèðàåìîå ïðè îõëàæäå-
íèè ñìåñè îò
t
âõ.ñìäî
t
âûõ.ñì(Âò):
Q
1
=
G
ñì
C
ñì
(
t
âx.ñì–
t
âûõ.ñì);
(12)
Q
2
— òåïëî, âûäåëÿåìîå ïðè êðèñòàëëèçàöèè ìîëî÷-
íîãî æèðà (Âò):
Q
2
=
G
ñì
rÆTÆ
;
(13)
(
)
ïð ñò
2
,
C
Q
t
t F
λ ρ
Δ =
−
τ
π
(6)
(
)
p
ïð ñò
2
.
Q
C
F t
t
Δ
λ ρ
α =
=
πτ
τ −
(7)
p
2
1,13
.
C nz
C nz
α = λ ρ = λ ρ
π
(8)
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека