СПОСОБ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В КАМЕРАХ СУШКИ И ХРАНЕНИЯ СЫРОВЯЛЕНЫХ КОЛБАС НА ВЕШАЛАХ Российский патент 2010 года по МПК F26B3/04 A23B4/03 

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)b_щел, где b_щел - 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 h_щел=(0,9÷1)h_веш, где h_щел - высота размещения щелевых насадков, h_веш - 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)b_щел,

где b_щел - 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 h_щел, равной высоте вешал или меньшей, чем высота вешал, но не более чем на 10%, т.е. h_щел=(0,9÷1,0)h_веш,

где h_щел - высота размещения распределительного канала с щелевыми насадками;

h_веш - 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)b_щел, где b_щел - 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 h_щел=(0,9÷1,0)h_веш, где h_щел - высота размещения щелевых насадков (нижней стенки канала); h_веш - 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: l_наст=h_щел+В_пр+0,5В_веш (мм), где h_щел - высота размещения щелевых насадков; В_пр - ширина пространства между стеной камеры и вешалами, необходимого для обслуживания вешал с продуктом (ширина прохода); 0,5 В_веш - 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 h_веш=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

V_ст=0,5G_пр.ст=0,5×400=200 м³/ч,

где G_пр.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 К_ж.с=0,5; площадь для свободного прохода воздуха f₀=0,04·0,6·0,5=0,012 м²; ширина для свободного прохода b_щел=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)b_щел;

В₂=(0,5÷1)В₁,

где b_щел - щирина щели; b_щел=20 мм.

Принимают расстояние B₁=3b_щел=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≤0,1h_щел,

где h_щел - высота размещения щелевых насадков; h_щел=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 m_щел 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 С_пл=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; φ_щел - коэффициент, учитывающий местное сопротивление движению воздуха на выходе из щелевого насадка;

, где ξ_щел - коэффициент местного сопротивления щелевого насадка; при размерах щели 0,02×0,6 м коэффициент местного сопротивления ξ_щел=1,8;

6. Определение максимальной скорости воздуха ω_х 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 ω_х определяют по формуле

где m_щел=1,9;

2,45 - коэффициент, учитывающий увеличение m_щел при х>6l₀, где l₀=0,6 м; х>3,6 м, так как необходимая длина струй составляет: x=x_наст=h_щел+В_пр+0,5В_веш (см. чертеж); при h_щел=3,4 м, В_пр=1 м и 0,5В_веш=0,6 м; x_наст=5 м;

- коэффициент, учитывающий эффект настилания струй;

К_с - коэффициент стеснения плоских струй; К_с=0,5;

К_н - коэффициент неизотермичности струй; К_н=1;

К_пот - коэффициент потерь, учитывающий уменьшение скорости струи при повороте и вследствие сопротивления, оказываемого конструкцией вешал; К_пот≈0,9.

7. Определение средней скорости воздуха на расстоянии х=5 м

ω_{х ср}=0,5ω_х=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; φ_щел=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 n_щел - количество щелевых насадков, обеспечивающих подачу воздуха в одном направлении; n_щел=n_ст, где n_ст - количество стоек в вешалах одного ряда; n_ст=n_щел=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:

V_n=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

ΔН_полн=1,2(Н_вс+Н_кд+Н_пр), (Па)

где Н_вс - потери на всасывающей стороне;

Н_кд - потери в кондиционирующей установке;

Н_пр - потери на приточной стороне.

Предусматривают вариант размещения кондиционирующей установки вблизи камеры сушки.

Кондиционирующая установка с расходом воздуха V_п=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:

Н_конд=Н_во+Н_вн=50+40=90 Па.

Потери напора на всасывающей стороне:

Н_вс=Н_выт+Н_{соед. выт},

где Н_выт - потери напора в вытяжном канале;

Н_{соед. 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 Н_вс≅1,15Н_выт.

Н_выт=Н_тр+Н_м.с+Н_дин,

где Н_тр - потери напора на трение;

Н_м.с - потери напора в местных сопротивлениях;

Н_дин - динамические потери напора.

Потери напора на трение:

Н_тр=Н_тр.удl_выт=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 ω_{выт.отв} - скорость воздуха в отверстиях вытяжного канала (на входе воздуха в вытяжной канал), м/с:

где l_выт=6 м;

b_выт - ширина вытяжного канала; b_выт=6 м;

к_ж.с  - коэффициент живого сечения перфорированного вытяжного канала;

к_ж.с.рек=0,05-0,1.

Принимают к_ж.с.рек=0,05 и определяют:

Потери напора в вытяжном канале:

Н_выт=6+20,6+2,35=29 Па.

Общие потери напора на всасывающей стороне:

Н_вс=1,15·29=33,35 Па.

Потери напора на приточной стороне:

Н_пр=Н_распр+Н¹ _соед.в,

где Н_распр - потери напора в распределительном канале с щелевыми насадками;

Н¹ _соед.в - потери напора в воздуховоде, соединяющем кондиционер с распределительным каналом;

Н_пр≅1,15Н_распр.

Потери напора в распределительном канале с щелевыми насадками:

Н_распр=Н_тр+Н_м.с+Н_дин.

Потери напора на трение:

Н_тр=Н_{тр. уд}l_кан=1 Па/м · 6 м=6 Па.

Потери напора в местных сопротивлениях:

,

где Σξ_распр - сумма коэффициентов местных сопротивлений распределительного канала с щелевыми насадками;

Σξ_распр=Σξ_щел+Σξ_перех,

где Σξ_щел - сумма коэффициентов местных сопротивлений щелевых насадков; учитывают, что ξ_щел=1,8 и находят:

Σξ_щел=ξ_{щел.нас}+5ξ_отв=1,8+5·0,15=2,55;

Σξ_nepex - сумма коэффициентов местных сопротивлений переходных секций;

Σξ_перех=2·0,2=0,4;

Σξ_распр=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:

Н_распр=6+39,77+12,86=58,63 Па.

Потери напора в приточной системе:

Н_пр=1,15·58,63=71,49 Па.

Общие потери напора:

ΔН_п=1,2(33,35+90+71,49)=233,81 Па. Принимают ΔН_п=240 Па.

13. Определение мощности электродвигателя вентилятора при распределении воздуха через щелевые насадки

где V_п=1280 м³/ч;

ΔН_п=240 Па;

К_зап - коэффициент запаса мощности, К_зап=1,25÷1,5;

η_в - кпд вентилятора; ≈0,7;

η_мех - кпд механической передачи; η_мех≈0,8;

η_эл - кпд электродвигателя; η_эл≈0,9.

Подставляют известные данные и определяют мощность N_в:

14. Определение удельного расхода электроэнергии на воздухораспределение при сушке 1 кг продукта (подача воздуха через щелевые насадки)

где τ - продолжительность процесса, ч;

G_пр.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):

G_пр=G_пр.ст·n_ст=400·6=2400 кг сырого продукта,

где G_пр.ст - масса продукта на одной стойке; G_пр.ст=400 кг;

n_ст - количество стоек; n_ст=6.

Нормируемая усушка Δg_н в среднем составляет 25%.

Масса продукта после сушки

G_пр.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 d_c=40÷70 мм; t₀=(2÷4)d_c, 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) l_наст=5 м.

1. Определение диаметра и количества сопел

Принимают диаметр сопел d_c=60 мм, шаг t₀=4d_c=4·60=240 мм. Тогда на длине распределительного канала l_кан=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<0,1h_щел,

где h_щел=h_c=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]

m_c=6,0.

5. Определение максимальной скорости воздуха настилающихся компактных струй с учетом длины настилания l_наст=5 м

где 4f_c - общая площадь выходного отверстия сопел, размещаемых на 1 м длины канала, м²;

К_с - коэффициент стеснения компактных струй при подаче воздуха через цилиндрические сопла, К_с=0,25;

К_н=1;

K_в - коэффициент взаимодействия компактных струй, К_в=1,55;

К_пот=0,9.

6. Определение средней скорости воздуха на расстоянии 5 м

ω_х.5ср=0,5ω_х.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

n_с=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=Н_вс+Н_кд+Н_{распр.с}.

Потери напора на всасывающей стороне в рассматриваемой системе с соплами аналогичны потерям напора в предыдущей системе:

Н_вс=33,35 Па (потери напора воздуха на всасывающей стороне остаются без изменения и соответствуют потерям Н_вс, определенным в первом примере).

Потери напора в кондиционирующей установке

Н_конд=90 Па.

Потери напора на приточной стороне:

Н_пр.с=1,15Н_{распр. с},

где Н_{распр. с} - потери напора в распределительном канале с соплами;

Н_{распр. с}=Н_тр+Н_м.с.+Н_дин.

Потери напора на трение:

Н_тр=6 Па.

Потери напора в местных сопротивлениях:

где Σξ_{распр.с} - сумма местных сопротивлений распределительного канала с соплами;

Σξ_{распр. с}=Σξ_с+Σξ_перех;

Σξ_c=ξ_с1+24ξ_отв,

ξ_с1 - коэффициент местного сопротивления цилиндрического сопла; ξ_с1=1,1;

ξ_отв - коэффициент местного сопротивления бокового отверстия для выхода воздуха;

;

f₀=0,785·0,06²=0,002826 м²;

f_кан=0,15·0,5=0,075 м²;

Σξ_{распр. 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:

Н_{распр. с}=6+330,8+15=351,8 Па.

Потери напора в приточной системе при подаче воздуха через сопла:

H_пp=1,15·351,8=404,6 Пa.

Общие потери напора воздуха:

ΔН_п=1,2(33,35+90+404,6)=633,5 Па.

Принимают ΔН_п=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).

Изобретение 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.

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)b_щел, где b_щел - 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 h_щел=(0,9÷1)h_веш, где h_щел - высота размещения щелевых насадков, h_веш - 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.