Інженерні розрахунки

Продуктивність фризерів П_ф (кг/год) періодичної дії визнаають по формулі

П_ф = 60G₁/τ _ц (2.77)

де G₁ - разовая порція суміші, що завантажується у фризер, кг;

τ _ц - час циклу, хв.

Тривалість циклу τ _ц складається з тривалості наповнення (τ _н = 1, 0 хв), фризерования (τ _ф = 4, 5..5, 0 хв) і спорожнення (τ ₀ = 1, 5..2, 0 хв).

Для орієнтовних розрахунків продуктивності приймають наступні коефіцієнти теплопередачі: для фризерів безперервної дії k_n = 3500..4500 Вт/(м²/К), для фризерів періодичної дії з охолодженням розсолу k_p = 550..730 Вт/(м²/Ю, для таких же фризерів з аміачним охо­лодженням k_a = 700..800 Вт/(м /К).

Витрата холоду Q (Дж) у фризері визначають по формулі

 

Q_ф = {G₁[c_см (t_cm – t_кр)+ с_м(t_кр - t_м) + (u_в/100)(и_л /100)335] + (N₁ + N₂ + N₃)}η _x

де c_м, c_см - питома теплоємність морозива і суміші, Дж/(кгК);

t_см, t_кр, t_м - температури відповідно початкова, кріоскопічна суміші і морозива, К;

и_в, и_л - масова доля води в суміші і води замороженої, %;

N₁ - потужність, витрачена на привід мішалки, кВт;

N₂ - потужність, споживана ножами для того, щоб зрізати шар мо­розива, кВт;

N₃ - потужність на тертя морозива об стінки циліндра,

η _x - ККД, що враховує втрати холоду (η _x = 0, 90..0, 95).

Теоретична продуктивність ескимогенератора карусельного типу ПТ (шт/год) визначається у вигляді

ПТ = пz (2.78)

де z -число форм в каруселі, шт.;

п - частота обертання каруселі, год-1

z = mh (2.79)

де m - радіальне число форм, ряд;

h - число форм в ряду.

Фактична продуктивність льодогенератора П (кг/год) рівна

П = 3600G₂/Т (2.80)

де G₂ - середня маса гранул льоду, що отримуються за один цикл, кг;

Т— повний цикл виробництва гранул льоду, с.

Маса води т_в (кг), що знаходиться у ванні льодогенератора для за­морожування

т_в =ρ {lbh_в – [(nπ d_ц² h _ц )/4] (2.81)

де ρ - щільність води, кг/м³;

l - довжина ванни, м;

b - ширина ванни, м;

h_в- висота шару води, м;

п - кількість цапф; d_ц - діаметр цапфи, м;

h_ц - глибина занурення цапфи у воду, м

Теплове навантаження Q (кВт) на холодильну установку льодоге­нератора

Q = Q_в + Q_м +Q₀ (2.82)

де Q_в - теплопритоки від води при її охолодженні, заморожуванні і охолодженні гранул льоду до кінцевої температури, кВт;

Q_м - теплопритоки від металлоконструкций, що утеплюються при відтаванні льоду і охолоджуваних при заморожуванні, кВт;

Q₀ - теплопритоки від довкілля через конструкції льодогенера­тора, який захищають, кВт.

Q_в = [c_в m_в t_в + G_л(r - c_л t_л )]/τ _н (2.83)

де с_в - питома теплоємність води, кДж/(кг К);

t_в - початкова температура води, °С;

G_л - маса льоду, що отримується за цикл роботи льодогенератора, кг;

r - питома теплота фазового переходу, кДж/кг;

с_л - питома теплоємність льоду, кДж/(кг К);

t_л - середня температура гранул льоду, °С;

τ _н - час наморожування гранул льоду, с.

Q_л = G г (1 + y) (2.84)

де G г - середня маса гранул льоду, що отримуються за один цикл, кг;

у - масова доля льоду, що підтанув при звільненні цапф

y = [(d + 2δ)² – d² ] – (d²_г - d²) (2.85)

де d- діаметр цапф випарника, м;

δ - товщина шару льоду, що підтанув, м;

d_г - зовнішній діаметр гранул льоду, м

Q_м = [G_м + c_м (t_от - |t₀|)]/τ _н (2.86)

де G_м - маса металоконструкцій, що утеплюються при отгаивании льо­ду і охолоджуваних при заморожуванні, кг; с_м - питома теплоєм­ність матеріалу випарника, кДж/(Кг-К); t_от - температура нагріву випарника при відтаванні, °С; t₀ - температура випари фреону, °С.

Q₀ = 0, 15 Q_в (2.87)

Фактична холодильна потужність холодильного агрегата Q_x (Вт) розраховується як:

Q_x = 1, 1U_tcG_в (2.88)

де 1, 1 - коефіцієнт, що враховує теплопритоки від довкілля;

с - питома теплоємність води, Дж/(кг-°С);

G_в - маса води в повітроохолоджувачі, кг

Q_в = ρ π d²H/4 (2.89)

де р - щільність води, кг/м³;

d - внутрішній діаметр водоохолоджувача, м;

Н - вьісота водоохолоджувача, м

Необхідна холодильна потужність холодильного агрегату Q_н (Вт)

Q_н = 1, 1NG_c(t_н - t_к)/60 (2.90)

де N - число охолоджуваних порцій продукту по технічній характери­стиці;

G - середня маса порції продукту, кг;

t_н - t_к - температура водопровідної води до і після водоохолоджу­вача, °С