72 / 80
70
ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ, № 2, 2011
Q
3
— òåïëî ïðåâðàùåíèÿ ìåõàíè÷åñêîé ýíåðãèè â
òåïëîâóþ (Âò):
Q
3
=
N
,
(14)
G
ñì
— ðàñõîä ñìåñè, êã/ñ;
Ñ
ñì
— ñðåäíåå çíà÷åíèå
òåïëîåìêîñòè ñìåñè, Äæ/(êã ·Ê);
t
âõ.ñì— òåìïåðàòóðà
ñìåñè ïåðåä îõëàäèòåëåì, °Ñ;
t
âûõ.ñì— òåìïåðàòóðà
ñìåñè ïîñëå îõëàæäåíèÿ, °Ñ;
r
— òåïëîòà êðèñòàëëè-
çàöèè ìîëî÷íîãî æèðà, Äæ/êã;
Æ
— ñîäåðæàíèå æè-
ðà â ìîëî÷íîé ñìåñè, %;
ÒÆ
— ñîäåðæàíèå òâåðäîãî
æèðà, %;
N
— ïîòðåáëÿåìàÿ ìîùíîñòü, Âò.
Ñðåäíåå çíà÷åíèå òåïëîåìêîñòè ðàññîëà è ñìåñè
îïðåäåëÿëè ïî ôîðìóëå
Ñ
= (
C
1
+
Ñ
2
)/2,
(15)
ãäå
Ñ
1
— òåïëîåìêîñòü ðàññîëà (ñìåñè) ïðè òåìïåðà-
òóðå íà âõîäå, Äæ/(êã ·Ê);
C
2
—òåïëîåìêîñòü ðàññîëà
(ñìåñè) ïðè òåìïåðàòóðå íà âûõîäå èç îõëàäèòåëÿ,
Äæ/(êã ·Ê).
Êîýôôèöèåíò òåïëîïåðåäà÷è â èññëåäóåìîì íà-
ìè îõëàäèòåëå îïðåäåëÿëè ïî ôîðìóëå
K
=
Q
îáù
/
F
Δ
t
log
,
(16)
ãäå
F
— ñóììàðíàÿ ïëîùàäü òåïëîîáìåííûõ ïîâåðõ-
íîñòåé îõëàäèòåëÿ;
Δ
t
log
— ñðåäíåëîãàðèôìè÷åñêàÿ
ðàçíîñòü òåìïåðàòóð, îïðåäåëÿåìàÿ ïî ôîðìóëå
Δ
t
log
= (
Δ
t
1
–
Δ
t
2
)/[2,3lg(
Δ
t
1
/
Δ
t
2
)],
(17)
ãäå
Δ
t
1
=
t
âõ.ñì–
t
âûõ.ðàñ
;
Δ
t
2
=
t
âûõ.ñì–
t
âõ.ðàñ
.
Êàê îòìå÷àòîñü âûøå, êîýôôèöèåíò òåïëîïåðå-
äà÷è
α
1
îò îõëàæäàåìîé æèäêîñòè ê òåïëîïåðåäàþ-
ùåé ñòåíêå ìîæåò áûòü îïðåäåëåí ïî ôîðìóëå
α
1
=
A
√λ
ñì
C
ñì
ρ
nz
,
(18)
ãäå
À
— êîýôôèöèåíò ïåðåä ðàäèêàëîì, íàéäåííûé
àíàëèòè÷åñêè.
Ðàíåå îòìå÷àëîñü, ÷òî âåëè÷èíà êîýôôèöèåíòà
À
çàâèñèò îò êîíñòðóêòèâíûõ îñîáåííîñòåé ðàáî÷èõ
îðãàíîâ, òî÷íîñòè èçãîòîâëåíèÿ è òåïëîôèçè÷åñêèõ
ñâîéñòâ æèäêîñòè. Âåëè÷èíó êîýôôèöèåíòà
À
îïðå-
äåëÿëè ñëåäóþùèì îáðàçîì.
Èç ëèòåðàòóðû èçâåñòíî [3], ÷òî
Nu = 0,023Re
0,8
Pr
0,4
,
(19)
îòêóäà ñëåäóåò
α
2
= 0,023(
λ
ðàñ
/
d
ýêâ
)Re
0,8
Pr
0,4
,
(20)
ãäå
α
2
— êîýôôèöèåíò òåïëîîòäà÷è îò ñòåíêè ê îõëàæ-
äàþùåé æèäêîñòè, Âò/(ì
2
·Ê);
λ
ðàñ
— ñðåäíèé êîýôôè-
öèåíò òåïëîïðîâîäíîñòè ðàññîëà, Âò/(ì·Ê);
d
ýêâ
—
ýêâèâàëåíòíûé äèàìåòð (ì), îïðåäåëÿåìûé êàê
d
ýêâ
= 4
f
/
Ï
,
(21)
ãäå
f
— ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ êàíàëà â òåï-
ëîîáìåííîé ïëàñòèíå, ì
2
;
Ï
— ÷àñòü êîíòóðà, ó÷àñò-
âóþùåãî â òåïëîîáìåíå, ì.
 íàøåì ñëó÷àå
d
ýêâ
= 2
h
,
(22)
ãäå
h
— âûñîòà êàíàëà, ì; Re — êðèòåðèé Ðåéíîëüä-
ñà, îïðåäåëÿëñÿ êàê
Re =
w
2
h
/
v
,
(23)
ãäå
v
— ñêîðîñòü äâèæåíèÿ ðàññîëà â êàíàëå òåïëî-
îáìåííîé ïëàñòèíû, îïðåäåëÿëàñü êàê
w
=
G
ðàñ òåîð
/
f
ρ
;
(24)
ãäå
G
ðàñ òåîð
— ðàñõîä ðàññîëà, êã/ñ.
Ñðåäíåå çíà÷åíèå êîýôôèöèåíòîâ òåìïåðàòóðî-
ïðîâîäíîñòè è êèíåìàòè÷åñêîé âÿçêîñòè îïðåäåëÿ-
ëè àíàëîãè÷íî ôîðìóëå (15).
Èçâåñòíî, ÷òî
K
= 1/[(1/
α
1
)+(
δ
/
λ
ñò
)+(1/
α
2
)],
(25)
ãäå
δ
— òîëùèíà òåïëîïåðåäàþùåé ñòåíêè, ì;
λ
ñò
—
êîýôôèöèåíò òåïëîïðîâîäíîñòè ñòåíêè, Âò/(ì ·Ê).
Îòêóäà
α
1
= 1/[(1/
K
)–(
δ
/
λ
ñò
)–(1/
α
2
)].
(26)
Ïîäñòàâëÿÿ íàéäåííîå çíà÷åíèå
α
1
â ôîðìóëó
(18), ïîëó÷èì âûðàæåíèå äëÿ ðàñ÷åòà êîýôôèöèåíòà
A
äëÿ íàøåãî îõëàäèòåëÿ:
Îáðàáîòêà ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ äëÿ òåï-
ëîîáìåííèêîâ, èçãîòîâëåííûõ íà îñíîâå âíîâü ðàç-
ðàáîòàííîé ïëàñòèíû ïî ïðèâåäåííîé âûøå ìåòî-
äèêå äëÿ ñãóùåííîãî ìîëîêà ñ ñàõàðîì, ñìåñè ìîðî-
æåíîãî, ñãóùåííîé ñûâîðîòêè, âûñîêîæèðíûõ ñëè-
âîê ïîçâîëèëà ïîëó÷èòü ñðåäíåå çíà÷åíèå êîýôôè-
öèåíòà
À
= 0,65.
Òàêèì îáðàçîì, óòî÷íåííàÿ íàìè ôîðìóëà äëÿ
ðàñ÷åòà
α
1
áóäåò èìåòü âèä
α
1
= 0,65
√λ
c
ρ
nz
.
(28)
Ë è ò å ð à ò ó ð à
1.
Âèíîãðàäîâ, À.À.
Èññëåäîâàíèå ðàáîòû ïëàñòèí÷àòîãî
îõëàäèòåëÿ ñêðåáêîâîãî òèïà / À.À.Âèíîãðàäîâ // Ìîëî÷-
íàÿ ïðîìûøëåííîñòü, 1971. – ¹ 7. – Ñ. 15–18.
2.
Ëûêîâ, À.Â.
Òåîðèÿ òåïëîïðîâîäíîñòè /
À.Â.Ëû-êîâ. – Ì.: Ãîñ. èçä-âî òåõíèêî-òåîðåòè÷åñêîé ëèòåðàòóðû,
1952. – 600 ñ.
3.
Êàñàòêèí, À.Ã.
Îñíîâíûå ïðîöåññû è àïïàðàòû õè-
ìè÷åñêîé òåõíîëîãèè / À.Ã.Êàñàòêèí. – Ì.: ÎÎÎ ÒÈÄ
«Àëüÿíñ», 2005. – 753 ñ.
1
ñì ñì
.
A
Ñ nz
α
=
λ ρ
(27)
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека