七十多年来,发达国家在速冻设备的研制方面已经积累了丰富的经验,速冻设备的研制技术日趋成熟。国内的速冻设备厂家也希望自己能够生产高效、节能、经济的速冻设备,但因在相关领域的研究上有所欠缺,因而难以实现。因此,加强理论和试验研究,开发具有自主知识产权的高效速冻设备具有十分重要的实际意义。 本文以“十五”国家重大科技专项项目——“农产品深加工技术与设备研究开发”为依托,对大型速冻设备高效蒸发器进行了理论和试验研究。主要做了以下几方面的试验研究工作: (1) 对不同翅片形状、管径大小、翅片管排列方式,以及是否带波纹等结构参数对蒸发器传热系数的影响进行了比较分析,得出在不结霜工况下,具有最高传热系数的蒸发器结构是圆翅片小管径正三角形排列等节距结构的结论。 (2) 通过进一步分析得知:连续整体带波纹翅片正三角形排列变节距结构在实际结霜工况下具有最高的传热系数值。试制了一台该结构的蒸发器试件进行试验测试,得到与理论计算相符的传热系数值。 (3) 在实际生产中,考虑到风阻对速冻物料流态化的影响,决定采用连续整体带波纹翅片正方形排列变节距结构。与厂家合作制造了两台生产能力为4吨/小时青刀豆的该结构的蒸发器,并对相关配套设备进行了设计,完成了整套制冷设备。本设备与现有国内同类设备相比,体积减小40%以上,能耗降低30%,是目前国内最先进、效率最高的速冻设备。 (4) 基于Visual C++编程环境开发出一个蒸发器传热系数计算程序。在该程序中,用户只要输入蒸发器的结构型式、工况参数和结构参数,就可以得到蒸发器的空气侧传热系数值、制冷剂侧传热系数值和总传热系数值。经验证,该程序的计算结果与实测结果十分吻合,具有一定的实用价值。