Например, Бобцов

Расчет габаритных размеров вибрационного подогревателя для молока

УДК 637.133.2.001.24
Расчет габаритных размеров вибрационного подогревателя для молока
Вороненко Б.А., Демидов С.Ф., Демидов А.С., Акжигитова А.А.
Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий,
факультет пищевой инженерии и автоматизации, кафедра техники мясных и молочных производств
Разработана методика инженерного расчета вибрационного подогревателя.
Ключевые слова: вибрационный подогреватель, среднее время пребывания, длина, диаметр, температура, производительность.

При проектировании вибрационного подогревателя для нагрева обезжи-

ренного молока задача состоит в определении оптимальных геометрических

соотношений его длины и диаметра, количеств греющих элементов, обеспечи-

вающих заданную производительность. Для разработки методики инженерного

расчета воспользуемся результатами проведенных нами исследований в лабо-

раторных и полупромышленных условиях, которые дали возможность опреде-

лить наилучшие условия проведения процесса.

Настоящая методика базируется на непосредственном определении сред-

него времени пребывания обезжиренного молока, достаточного для доведения

продукта до заданной температуры.

При расчетах использовано кинетическое уравнение, полученное при

обобщении экспериментальных данных с использованием математической мо-

дели процесса нагрева обезжиренного молока в вибрирующей трубке. Мате-

риалы исследования были обобщены в виде критериального уравнения, которое

затем решили относительно длины греющей трубки, достаточной для обеспе-

чения заданной производительности, и представлено в виде:

( )l

= 3, 60 ⋅10−2

 ⋅ Re1,53⋅ Re1,5 ⋅ Pr2,06 

θ

−θ0

4,2 

жк



t ст

−θ



d −2 ⋅ 4a ⋅ G ап

⋅ D ⋅ D3,8 6,18 −3,38
вн внеш ,

1

где Re

— критерий (число) Рейнольдса ( Re

=

ϑ

⋅D вн

⋅ρ

;

ϑ

— скорость движе-

ж жµ

ния продукта по теплообменному аппарату, D — внутренний диаметр тевн
плообменной трубки, ρ — плотность жидкости, µ — динамическая вяз-

кость жидкости);

Re — критерий Рейнольдса ( Re = 2π na1d ; n — частота вращения вала
к к 2µ

двигателя, d — диаметр белковой частицы, a1 — амплитуда колебаний греющей поверхности);

Pr

— критерий Прандтля ( Pr = µcp ;
λ

cp

— изобарная теплоемкость жидко-

сти, λ — коэффициент теплопроводности молока);

D — внешний диаметр греющего элемента; внеш
θ ,θ0 — температура продукта на входе и выходе теплообменного аппарата;

t — температура стенки греющего элемента; ст
l — длина греющего элемента теплообменника;

a — коэффициент температуропроводности молока;

G — единовременная масса жидкости, находящаяся в теплообменном апап
парате;

G — производительность.

Значения производительности аппарата, начальная и конечная температура продукта определяются заданием на проектирование.

Результаты расчета сведены в таблицу:



G ⋅10−3 , кг/с

1 14,0

D ⋅10−3 , вн м 16

D ⋅10−3 , внеш м 22

t, ст

ϑ,

l , a1 ⋅10−3 ,

°C м/с м

м

86 0,5 0,33 1,5

2 19,5 3 22 4 22

18 16 20

24 85 0,5 0,97 1,5 22 85 0,5 1,13 1,5 26 85 0,5 1,38 1,5

2

Список литературы
1. Авторское свидетельство СССР № 1429361, А 23 L 3/22. Способ нагрева молочных продуктов [Текст]/ Демидов С.Ф., Семенюк В.Н., Мартынов Ю.В., Дубинский Л.Р.: Всесоюзный научно-исследовательский институт комплексного использования молочного сырья и Институт проблем механики АН СССР- №4166429/28-13; заявл. 24.12.86;опубл. 08.06.88, — 4 с.
2. Авторское свидетельство СССР № 1600675, А 23 С 3/03. Устройство для пастеризации молока “Вихрь” [Текст]/ Молочников В.В., Демидов С.Ф., Семенюк В.Н., Малахова Т.А.: заявитель Северо-Кавказский филиал всесоюзного научно-исследовательского института маслодельной и сыродельной промышленности и Институт проблем механики АН СССР. — №3720884/28-13; заявл. 18.04.84;опубл. 23.10.90, Бюл. №39. — 4 с.
Calculation of overall dimensions of a vibratory milk heater
Voronenko B.A., Demidov S.F., Demidov A.S., Akzhighitova A.A.
Saint-Petersburg State University of Refrigeration and Food Engineering
A method of engineering calculation for vibratory heater has been developed. Keywords: vibratory heater, mean residence time, length, diameter, temperature, productivity.
3