Расчет экспериментального значения коэффициента теплоотдачи от охлаждающей среды к картофелю

Для расчета используют формулу Планка (25), (26) или (27) в зависимости от формы замораживаемого объекта. Поскольку форма брусочков картофеля приближается к пластине, то целесообразно применить для расчета формулу (26) – для расчета продолжительности замораживания тела в форме пластины.

После преобразований формулы Планка, коэффициент теплоотдачи , Вт/(м²×К), можно рассчитать по формуле

, (45)

где - коэффициент теплопроводности замороженного картофеля, рассчитан в п. 2, и составляет 1,03 Вт/(м·К);

- плотность картофеля, составляет 1120 кг/м³;

- половина толщины брусочка замораживаемого картофеля, м (составляет 0,008/2= 0,004 м);

- продолжительность процесса замораживания картофеля, с, составляет согласно задания 680 с;

- криоскопическая температура картофеля, составляет минус 1 °С;

- температура охлаждающей среды, °С, составляет согласно задания минус 35 °С;

- удельная теплота, отводимая от единицы массы замораживаемого тела, представляет собой тепловой эффект изотермического льдообразования, кДж/ кг, рассчитывается по формуле (39).

Тогда,

кДж/кг;

Вт/(м²×К).

Сравнение полученного экспериментального значения коэффициента теплоотдачи с данными таблицы 2 показывает, что в качестве охлаждающей среды в эксперименте использовали циркулирующий воздух ( лежит в пределах от 13,4 до 29,0 Вт/(м²×К)). Превышение расчетного значения над табличным может быть объяснено тем, что при замораживании использованы средства интенсификации процесса, в частности – замораживание проводилось в виброкипящем слое продукта.