大凍結量擱架排管設計的論文
大凍結量擱架排管設計的論文
關鍵詞：大凍結量；擱架排管；設計
1擱架排管的結構形式
目前國內教科書及有關製冷技術資料上多是這樣介紹的：擱架式排管一般採用φ38*2.2或φ57*3.5無縫鋼管制作，每層管子的水平中心距一般為100～120毫米。每層管子的垂直中心距一般採用250～400毫米。最低一層距地坪的高度不宜小於250毫米；最高一層距地坪的高度不宜大於1800毫米。擱架排管的寬度，當為單面走道時，可為800～1000毫米，雙面走道時，可為1500～2000毫米，擱架排管的層數宜為偶數，以使進液和回汽集管位於擱架的同一側，便於安裝和操作。排管總層數為6層。單層排管長度最長設計為11.28米。
這種結構形式的優點是：蒸發器中製冷劑進口到出口之間的壓力降能控制在允許值之內，使排管中的平均蒸發溫度不至於升高，不至於影響蒸發排管的傳熱，製冷效果好，節能。
這種結構形式的主要缺點是：浪費庫房空間，放貨量少。單面走道時，一組擱架存放豬、牛、羊、海鮮等產品，一般在4噸以下；存放雞、鴨、兔等產品，一般在3噸以下。
也有將擱架總層數設定為8層、10層、11層、12層、14層的，這樣雖不浪費(少浪費)庫房空間，存貨量加大了，但因是下供上回一路供回液，使蒸發器中製冷劑進出口之間的壓力降增大了(且層數越多，壓力降越大)，製冷效果差，耗電量增大。
我們經過多年的`實踐、研究，設計出了新型的大凍結量的擱架排管。這種擱架排管不僅適用於大凍結量的凍結間，而且使蒸發器中製冷劑進出口壓力降在允許值範圍內，不至於使製冷效果差、耗電量增大。其結構形式如圖(1)。將擱架排管設定為8～12層，放貨量大。將總層數為8～12層的擱架排管分為上下兩小組，每小組單設供液回汽集管，每小組排管層數即為4～6層。每層管子的水平中心距、下一小組最底一層距地坪的高度可按教科書上介紹的去做。每層管子的垂直中心距則視盛放凍結食品或貨物的高度而定，對於雞、鴨、兔的分割產品，有時可採用200毫米。擱架排管的寬度，當為單面走道時，可取1000～1600毫米，另外擱架排管一般選用西38*2.5或中38*3.0(壁厚為2.2毫米的不易採購、西57不易製作)無縫鋼管制作。現行凍結問多設計為中間一個走道，兩邊為靠牆的擱架，如圖(2)所示。將每一大組的上面兩個小組擱架並聯起來，下面兩個小組的擱架也並聯起來，這樣從調節站來的每一路供回液的擱架層數最多為6層，其製冷劑透過排管進出口的壓力降不變，排管的製冷效果好，單位制冷量耗電量不增加。
這種形式的擱架排管其缺點是工人勞動強度大，但因其放貨量大、節約土地、充分利用庫內空間等優點而被廣泛採用。
2，擱架排管的設計計算
擱架排管的設計要達到兩個要求：一是要有足夠的冷卻面積；二是滿足一次人貨量的貨物托架需要。但以滿足托架面積要求為主。
2，1貨物托架設計
2，1，1
根據一次入貨量與食品容器尺寸，計算出所需貨架的總有效面積A
A一(G／g·Af)1／n(m2)
式中，A—各層托架有效面積之和(m2)(不包括
彎頭部分)
G—一次人貨量(kg)
g——每件食品淨重(kg)
Af——每件盛裝食品容器的面積(m2)
n——擱架利用係數。
可按下列規定取值：
冷加工盤裝食品n=0.85～0.90
冷加工聽裝食品n=0.70～0.75
冷加工箱裝食品n=0.70～0.85
2，1，2確定擱架每層的有效面積A。
As=L·B(m2)式中，L—擱架的有效長度(m)(不包括彎頭部分)，根據冷間長度確定；
B——擱架寬度(m)，根據冷間寬度與容器尺寸而定。一般在800～1600mm。
2，1，3計算擱架層數z
z＝A／A。(層)
2，1，4計算擱架高度H
H＝Z·h(m)
式中，h—層高，一般在200～400mm之間。
2，2計算排管冷卻面積
2，2，1計算每層排管冷卻面積f
F＝(L+R)·(B／S+1)·fm(m2)
式中，R——擱架兩端彎頭部分長度(m)
s——排管水平間距，一般為100～120mm；
fm——每米管長的外表面積(m2／m)其他代號同前式。
2，2，2計算擱架排管總冷卻面積
F＝f(Z+1)(m2)
2，2，3計算擱架排管能承擔的負荷Q
Q＝FKAt(W)
式中，K——擱架排管傳熱係數(w／m2·℃)，空氣
自然對流取17(W／m2·℃)。風速為
1.5m／s，取21(w／m2·℃)；風速為
2m／s，取23(W／m2·℃)。
t——傳熱溫差(℃)，可從表1中選取。如果計算的結果是擱架排管所能承擔的負荷Q大於冷間裝置負荷Q時，說明冷卻面積是足夠用的，如擱架排管負荷小於冷間裝置負荷時應增加冷卻面積。將Q－Q之差，設計一組頂排管或增加冷風機。摘要將外觀看似一大組的高層擱架排管(如12層)，分成上下二個小組供液、回汽(12層的擱架排管變成6層一路的供液、回汽)，同時擱架排管每層寬度可取1000mm～1600mm。每層間垂直中心距根據凍結存放貨物的高度而定，最小值可取200mm，擱架排管每層長度宜在12m以內。這樣的擱架排管存貨量大大增加，如凍結產品為豬、牛、羊分割肉，每組大擱架可放18噸以上，如一個凍結間內有這種擱架排管兩組，則此凍結間可一次出入貨36噸以上。這種形式的擱架排管既解決了凍結量小的難題，又不使單位制冷量耗電量增加，同時使庫房空間得到充分利用，節約土地，節約投資，方便實用。對託貨架進行了設計，對排管冷卻面積進行了計算。