Маврин Е.А.
ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ КОЛЬЦЕВОГО ТОНКОСЛОЙНОГО АППАРАТА ДЛЯ ПАСТЕРИЗАЦИИ МОЛОКА ^{[№ 9 ' 2015]}
В 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.