Сентябрь 2015, № 9 (184)

УДК: 637.132.3Маврин Е.А. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ КОЛЬЦЕВОГО ТОНКОСЛОЙНОГО АППАРАТА ДЛЯ ПАСТЕРИЗАЦИИ МОЛОКАВ современных экономических условиях на производство теплообменного оборудования расходуется огромное количество легированных и цветных металлов. Избыточная масса и габариты доставляют немало хлопот и издержек. Для многотонной конструкции требуется большая площадь под установку, надежное основание, покупка дополнительного грузоподъемного оборудования, да и цена самого теплообменника всегда остается неоправданно высокой. Поэтому при проектировании теплообменного оборудования проектировщик должен исходить из требований минимизации массогабаритных размеров. В молочном производстве для пастеризации жидких молочных продуктов применяются габаритные пастеризаторы. Одним из широко применяемых пастеризаторв являются трубчатые, к перспективным среди которых относят кольцевые тонкослойные. Такие пастеризаторы имеет преимущество перед кожухотрубными и пластинчатыми, в частности, мгновенно нагревают теплоноситель за счет движения молока тонким слоем. Однако в научной литературе практически не существует исследований кольцевых тонкослойных пастеризаторов. В связи с этим актуальной остается задача поиска новых конструктивных решений и разработки методов расчета, позволяющих уменьшить массу и габариты теплообменного оборудования. В данной статье, во-первых, рассмотрены уравнения сохранения массы, импульса и энергии, которые применяются при описании переносных свойств закрученных потоков в каналах сложной геометрии. Построение математической модели на основе процедуры осреднения привело к их упрощению. Во-вторых, определен комплекс параметров эффекта процесса передачи тепловой энергии, по которым проводилась параметрическая оптимизация рабочих параметров кольцевого аппарата. В-третьих, предложен опытный образец кольцевого тонкослойного аппарата, основанный на применении закручивающих устройств для интенсификации теплообмена. В-четвертых, определены оптимальные конструктивные параметры кольцевого тонкослойного аппарата. Результатом является разработанный автором кольцевой тонкослойный аппарат, защищенный патентом РФ № 98555, позволяющий пастеризовать молоко аппаратурой меньших габаритов и металлоемкости по сравнению с аналогом.Ключевые слова: теплообмен, металлоемкость, модернизация, математическая модель, параметрический синтез.

Загрузить

Список использованной литературы:

1. Горбатюк, В.И. Процессы и аппараты пищевых производств [Текст]: учебник для студентов средних спец. учебных учреждений. — М.; Колос, 1999. — 335 с.

2. Грачев Ю.П., Плаксин Ю.М. Математические методы планирования эксперимента. — М.: Дели принт, 2005. — 296 с.

3. Гупта, А. Закрученные потоки [Текст] / А. Гупта, Д. Лили, Н. Сайред. — М.: Мир, 1987.-588с. — 20000 экз. — ISBN 5 — 754 — 03823 — 1.

4. Карташов Л.П., Полищук В.Ю. Системный синтез технологических объектов АПК. Екатеринбург: УрО РАН, 1998. — 185 с.

5. Карташов Л.П., Зубкова Т.М. Параметрический и структурный синтез технологических объектов на основе системного подхода и математического моделирования. Екатеринбург: УрО РАН, 2009, 225 с.

6. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии [Текст]: учеб. для студентов технологиич. вузов и аспирантов / А.Г. Касаткин — М.: Химия, 1971. — 286 с. — ISBN 5 — 7269 — 0116 — 2.

7. Колпаков А.В. Совершенствование процесса перекачивания молока насосом доильной установки: Дис…. канд. техн. наук: 05.20.01. Оренбург, 2008. 179 с.

8. Полищук В.Ю., Коротков В.Г., Зубкова Т.М. Проектирование экструдеров для отраслей АПК. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. — с. 260.

9. Новожилов, И.Ф., Мигай, В.К. Интенсификация конвективного теплообмена внутри труб путем применения искусственной шероховатости [Текст] / И.Ф. Новожилов, В.К. Мигай // Теплоэнергетика. 1964. — №9. — С. 60-64.

10. Плаксин, Ю.М. Процессы и аппараты пищевых производств [Текст]: учеб. для студентов техн. вузов / Ю.М. Плаксин, Н.Н. Малахов, В.А. Ларин. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: КолосС, 2005. — 760 с.

11. Плановский А.Н. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии [Текст]: учеб. для студентов техн. вузов / А.Н. Плановский, П.И. Николаев. — М.: Химия, 1971. — 190 с.

12 Солнцев, В.Д. Процессы и аппараты пищевых производств и химической технологии [Текст]: учебно-методическое пособие по курсовому проектированию / В.Д. Солнцев. — Владивосток: Изд-во ТРЭУ, 2006. — 100с.

13. Терехов, В.И. Аэродинамика и тепломассообмен в ограниченных вихревых потоках [Текст]: Дис. ... д-ра техн. наук / Терехов Владимир Иванович. — Новосибирск,1987. — 459 с.

14. Фафурин, В.А. Гидродинамика и разделительная способность течений в гидромеханических устройствах и аппаратах [Текст]: Дис. …д-ра техн. наук / Фафурин Виктор Алексеевич. — Казань, 2003. — 355с.

15. Щукин, В.К. Теплообмен и гидродинамика внутренних потоков вполях массовых сил [Текст] / В.К. Щукин. — М.: Машиностроение, 1980. — 240 с.

О статье

Автор: Маврин Е.А.

Год: 2015

Главный редактор

Сергей Александрович
МИРОШНИКОВ

© Электронное периодическое издание: ВЕСТНИК ОГУ on-line (VESTNIK OSU on-line), ISSN on-line 1814-6465
Зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
Свидетельство о регистрации СМИ: Эл № ФС77-37678 от 29 сентября 2009 г.
Учредитель: Оренбургский государственный университет (ОГУ)
Главный редактор: С.А. Мирошников
Адрес редакции: 460018, г. Оренбург, проспект Победы, д. 13, к. 2335
Тел./факс: (3532)37-27-78 E-mail: vestnik@mail.osu.ru