Расчет морозильного аппарата FGP – 25 – 3

5.1. Коэффициент теплопередачи от замораживаемой рыбы
 к охлаждающей среде.

 

(5.1)

где:  - внутреннее термическое сопротивление (со стороны продукта), обусловленное неточным контактом продукта с блок-формой и воздушными прослойками.

 - термическое сопротивление теплопроводности материала плит, слоя инея, масла, материала блок-форм.

 - наружное термическое сопротивление.

Производим расчет a_нар для вынужденного движения жидкости (без изменения агрегатного состояния).

,           (5.2)

где В=0,021r^0,43 С_р^0,43l^0,57n^-0,37 – коэф. учитывающий свойство жидкости

r = 1446,1 кг/м³;

С_р = 1095,2 кДж/кг К;

l =0,12473 Вт/мК;

n = 2,69*10^-7 м²/с;

В = 0,021*22,84994*20,27598*0,305284*0,693413*389,0456=801,277

 - эквивалентный диаметр

где: f = 686 мм²

    n = 105,5 мм

    d = 4*686 / 105,5 = 26  мм

    W=G_м/fК – скорость движения жидкости, м/с

    G_м = 23 м³/4=0,00639 м³/с – производительность насоса

    К – количество плит в МА – 60 шт.

    =0,155 м/с

Производим расчет a_нар

Вт/м²К

Рассчитаем коэффициент теплопередачи от замораживаемой рыбы к охлаждающей среде.

1/a_вн=0,0026  м²К/Вт

м²К/Вт – суммарное техническое сопротивление теплопроводности

м²К/Вт

Коэффициент теплопередачи боковых сторон блок-форм, омываемых воздухом.

             (5.3)

d_бф=1,5 мм – толщина окантовки

l_бф=153 Вт/мК – для алюминиевого сплава

a_нар.к=8 Вт/мК – коэффициент теплоотдачи при естественной конвекции со стороны воздуха

м²К/Вт

Средний коэффициент теплопередачи всей блок-формы:

     (5.4)

F, F₁, F₂ – соответственно площади поверхностей крышек блок-форм, боковых стенок, общей (F =F₁+F₂) поверхности блок-форм.

F =0,548 м²; F₁=0,411 м²; F₂=0,137 м²;

Вт/м²К

 

Определение продолжительности замораживания рыбы.

 

- Первый период замораживания от t_нр=20°С до t_0ср= -1,5°С; t₀= -55°C;

a=К_ср.пл=88,037  Вт/м²К

t₁=1092*(0,86a-2)^-0,9066 *(t_нр+1)^-21970 *(0,86a+60)^-2,79*(-t_охл)^-1,433(tнр^{+3) – 0,1427} =

= 22,137-(20+1)^-0,02465 *55^{-1,433*(23)-0,1427}=0,5234;

- Второй период замораживания от t_0ср= -1,5°С до t_вн.р= -2,5°C;

t₂=95,98*(-t_охл)^-0,483(0,86a)^-0,3025 *(t_охл)^0,1725=

=95,98*(55)^-0,483(0,86*88,037)^-0,3025 *(55)^0,1725 = 13,85+0,0733=1,015 ч;

- Третий период замораживания от t_вн.р= -2,5°С до t_в.к= -25°C;

t₃=947*(-t_охл-2)^-1,485(0,86a)^-1,042 *(-t_вк-3)^{0,466(0.86a)0,055}=

=947*(55-2)^-1,485(0,86*88,037)^-1,042 *(25-3)^{0,466(0.86*88,037)0,055}=0,178 ч

= 22,137-(20+1)^-0,02465 *55^{-1,433*(23)-0,1427}=0,5234;

Продолжительность t_åК = цикла замораживания реального блока рыбы:

t_åК = (t₁+t₂+t₃)*К_t=t_å* К_t

t_åК = (0,523+1,015+0,178)*0,75=1,287 ч