CN110186245A - 速冻机宽度方向上的气流优化方法 - Google Patents

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谢晶
顾翰文
王金锋
舒志涛
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Abstract

速冻机宽度方向上的气流优化方法，利用弓形导流板、V型条缝喷嘴和传送板带实现速冻区域的气流组织优化；安装位置的特征在于：弓形导流板（1）、V型条缝喷嘴（2）的横向长度为1500mm、传送带（3）的厚度为3mm；所述弓形导流板（1）沿着速冻机宽度方向的排列长度为750mm，所处平面在XZ平面，圆心角为4π/9,厚度为2mm，其焊接处从速冻机中心位置逐渐靠近压力出口处。本发明可以有效地加强速冻机宽度方向上气流组织的均匀性，提高冻结区域的换热强度。

Description

速冻机宽度方向上的气流优化方法
技术领域
本发明属于速冻食品机械领域，涉及速冻机宽度方向上的气流优化方法。
背景技术
在冲击式速冻机越来越受厂家欢迎的背景下，如何能安全高效地对食品进行冻结是目前该领域研究的重中之重。冲击式速冻机主要利用可循环的高速气流对传送带表面进行冲击从而达到快速换热的目的。一般研究主要着眼于速冻机垂直方向上的气流优化，本发明采用沿速冻机宽度方向添加弓形导流板的方式优化气流，改善速冻机内部传送带表面换热不均匀的问题。
发明内容
本发明的目的至少在于提供一种利用弓形导流板优化速冻机宽度方向上气流的方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种沿着速冻机宽度方向上的气流优化方法，利用弓形导流板、V型条缝喷嘴和传送板带实现速冻区域的气流组织优化；
安装位置的特征在于：弓形导流板（1）、V型条缝喷嘴（2）的横向长度为1500mm、传送带（3）的厚度为1-10mm；
所述弓形导流板（1）沿着速冻机宽度方向的排列长度为750mm，圆心角为π/4-π/2,厚度为1-5mm，其焊接处从速冻机中心位置逐渐靠近压力出口处。弓形导流板（1）呈线性排布，沿着y方向的相邻导流板之间间距为30-50mm；所述的两个相邻导流板（1）的间距为导流板圆心点之间的距离；
所述的V型条缝喷嘴（2）的总高度为60-120mm，喷嘴上部分的V型高度为50-80mm，开口角度为30°下部分喷嘴为条缝型，其延伸高度为10-40mm，条缝宽度为5mm，相邻喷嘴之间间距为80mm；传送板带（3）位于V型条缝喷嘴（2）正下方，且传送板带（3）与V型条缝喷嘴（2）之间距离为30mm-70mm。
本发明提供的上述技术方案可以有效地提高速冻机内部气流组织的均匀性和冻品冻结的效率，改善传统结构对于速冻机中心处横流风速大、出口风速低的问题。能有效的提高冻品质量。
附图说明
图1是本发明一种带有弓形导流板喷嘴结构的整体三维示意图。
图2是本发明一种带有弓形导流板喷嘴结构的主视图；
其中D是相邻喷嘴之间距离；H是喷嘴上部分的V型高度；h是延伸高度；B是开口角度；θ是圆心角；d是导流板厚度；L是相邻导流板之间距离；T是喷嘴与传送带之间距离。
图3是本发明一种带有弓形导流板喷嘴结构的右视图；
其中1、弓形导流板；2、V型条缝喷嘴；3、传送板带。
具体实施方式
为使本发明实现的操作流程与创作特征易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
速冻机宽度方向气流优化包括弓形导流板1、V型条缝喷嘴2、传送板带3；
气流优化的结构特征在于：弓形导流板（1）、V型条缝喷嘴（2）、传送板带（3）的厚度为3mm；
所述弓形导流板（1）沿着速冻机宽度方向为750mm，圆心角为4π/9,厚度为2mm，其焊接处从速冻机中心位置逐渐靠近压力出口处；
弓形导流板（1）呈线性排布，沿着y方向的相邻导流板之间间距为40mm；所述的两个相邻导流板（1）的间距为导流板圆心点之间的距离；
V型条缝喷嘴（2）的总高度为100mm，喷嘴上部分的V型高度为70mm，开口角度为30°下部分喷嘴为条缝型，其延伸高度为30mm，条缝宽度为5mm，相邻喷嘴之间间距为80mm；传送板带（3）位于V型条缝喷嘴（2）正下方，且传送板带（3）与V型条缝喷嘴（2）之间距离为45mm。
离心式风机将一部分气流从V型条缝喷嘴的上方吹入，使得气流与钢带上的冻品进行换热，另一部分气流从钢带下方进入完成换热，最后气流从速冻机出口处吹出且在风机的作用下经过蒸发器降温并完成循环。
和无导流板的速冻机相比，加入导流板后速冻机宽度方向上的气流得到了优化，既削弱了横流风速，也通过气流补偿加强了出口风速。充分保证了速冻机的安全稳定运行。
以速冻机静压腔尺寸4000*1500*2000mm为例，V型条缝喷嘴整体尺寸为4000*1500*2000mm，对加入导流板后的静压腔整体进行数值模拟，与无导流板的静压腔整体进行对比，模拟的流体为空气，进行了如下假设：①空气为不可压缩流体②模型在正常运行过程中，内部的流场视为稳态③静压箱壁面视为绝热。本模型采用k—ε湍流模型，并开启能量方程。压力入口边界条件为Pin=190Pa，压力出口边界条件Pout=0Pa。对于冻结区域，入口温度设置为228K，出口温度为233K。传送带默认为钢带，其热导率为40W/（m*℃）。通过数值模拟优选，弓形导流板1、V型条缝喷嘴2、传送板带3的厚度为3mm；弓形导流板1呈线性排布，沿着y方向的相邻导流板之间间距为40mm，圆心角为4π/9，厚度为2mm；V型条缝喷嘴2的总高度为100mm，V型条缝喷嘴上部分的高度为70mm，开口角度为30°下部分喷嘴的延伸高度为30mm，条缝宽度为5mm，传送板带3与V型条缝喷嘴2之间距离为45mm。通过对速冻机冻结区域进行数值模拟，模拟结果表明：在进入喷嘴入口的空气流量相同的情况下，加入导流板后出口风速为17.2m/s, 相比无导流板增加16.2%。加入导流板横流风速为2.3m/s, 相比无导流板减少13.21%
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.速冻机宽度方向上的气流优化方法，利用弓形导流板、V型条缝喷嘴和传送板带实现速冻区域的气流组织优化；
安装位置的特征在于：弓形导流板（1）、V型条缝喷嘴（2）的横向长度为1500mm、传送带（3）的厚度为1-10mm；
所述弓形导流板（1）沿着速冻机宽度方向的排列长度为750mm，所处平面在XZ平面，圆心角为π/4-π/2,厚度为1-5mm，其焊接处从速冻机中心位置逐渐靠近压力出口处；
所述的弓形导流板（1）呈线性排布，沿着y方向的相邻导流板之间间距为30-50mm；所述的两个相邻导流板（1）的间距为导流板圆心点之间的距离；
所述的V型条缝喷嘴（2）的总高度为60-120mm，喷嘴上部分的V型高度为50-80mm，开口角度为30°下部分喷嘴为条缝型，其延伸高度为10-40mm，条缝宽度为5mm，相邻喷嘴之间间距为80mm；传送板带（3）位于V型条缝喷嘴（2）正下方，且传送板带（3）与V型条缝喷嘴（2）之间距离为30mm-70mm。
2.如权利要求1所述的速冻机宽度方向上的气流优化方法，其特征在于：弓形导流板（1）、V型条缝喷嘴（2）、传送带（3）的厚度为1-8mm。
3.如权利要求1所述的速冻机宽度方向上的气流优化方法，其特征在于：弓形导流板（1）、V型条缝喷嘴（2）、传送带（3）的厚度为3mm。
4.如权利要求1所述的速冻机宽度方向上的气流优化方法，其特征在于：弓形导流板（1）呈线性排布，沿着y方向的相邻导流板之间间距为35-45mm。
5.如权利要求4所述的速冻机宽度方向上的气流优化方法，其特征在于：沿着y方向的相邻导流板之间间距为40mm。
6.如权利要求1所述的速冻机宽度方向上的气流优化方法，其特征在于：所述弓形导流板（1）沿着速冻机宽度方向为750mm，圆心角为4π/9,厚度为2mm。
7.如权利要求1所述的速冻机宽度方向上的气流优化方法，其特征在于：V型条缝喷嘴（2）的总高度为100mm，喷嘴上部分的V型高度为70mm，下部分条缝喷嘴的延伸高度为30mm，传送板带（3）与V型条缝喷嘴（2）之间距离为45mm。
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