VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

При организации непрерывного ввода жидкого продукта в сублиматор путем нанесения его сплошным слоем на подвижную поверхность, (например, на валок сублимационной сушилки) было замечено, что испарительное замораживание часто сопровождается разрушением этого слоя. Поэтому условиями образования сплошного слоя (рис. 1) является: . Для определения толщины замороженного слоя от времени в результате испарительного замораживания рассмотрен теплообмен между поверхностью сублимации и жидким продуктом и получено описывающее его уравнение:

Рис. 1 Схема замораживания слоя

 

(1)

где δ – толщина замороженного слоя, м.; t – температура, К; λ– коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К); ΔT – перепад температуры, °С;  α – коэффициент теплообмена, Вт/(м²·К); q– удельная теплота плавления жидкого продукта, Дж/кг; ρ– плотность жидкого продукта, кг/м³.

В результате преобразования было получено:

(2)

Напряжение в сечении замороженного продукта использовалось:

, (3)

гдем - изгибающий момент от действия поперечных сил; b – ширина наносимого слоя жидкого продукта, м.; δ₁ – толщина замороженного слоя в сечении, м

Для получения сплошного слоя замороженного продукта необходимо, чтобы возникающие напряжения в слое не превышали допустимых:

, или (4)

Были определены напряжения, возникающие в сечении слоя:

(5)

где k – коэффициент теплопередачи, , , ρ_л – плотность льда, кг/м³

Задаваясь толщиной наносимого слоя из уравнения (5) можно определить скорость движения подвижной поверхности, при которой разрушение слоя в результате испарительного замораживания происходить не будет, что позволит обеспечить равномерность замороженного слоя продукта и, вследствие этого, сократить время процесса сублимационной сушки слоя продукта.

Код для цитирования: Скопировать