Investigación sobre el consumo de energía del intercambiador de calor de raspador

A diferencia de la mayoría de los demás intercambiadores de calor, los intercambiadores de calor tipo raspador requieren que el motor conduzca el eje principal a girar para completar el proceso de intercambio de calor, por lo que la aplicación de los intercambiadores de calor tipo raspador generará un consumo de energía adicional. para lograr el objetivo de ahorro de energía y economía, los Intercambiadores de calor tipo raspador tienen una mejor relación de eficiencia energética, y el consumo de energía también se ha convertido en un objeto de investigación de los intercambiadores de calor tipo raspador. El consumo de energía del intercambiador de calor del raspador proviene principalmente de las siguientes cuatro partes principales: ① el esfuerzo de cizallamiento causado por la acción del raspador y la bomba de líquido; ② Acción de raspado del raspador; ③ Fricción del rodamiento; ④ Rotación de la masa del fluido en la capa de material.

Tradicionalmente, los factores producidos por el esfuerzo de corte generado por el líquido se han utilizado para caracterizar el consumo de energía. Debido a que no se pueden distinguir los factores no relacionados con fluidos individuales, aún no se han utilizado para caracterizar el número de potencia. Algunos estudiosos [11] utilizaron una mezcla de glicerina / agua para estudiar la relación entre el número de Potencia empírica, el número de Reynolds y el número de raspadores en el intercambiador de calor del raspador, lo que indica que los factores importantes para determinar el número de potencia empírica son la velocidad del eje principal, el número de raspadores, la densidad de fluidos, la viscosidad de volumen del fluido y la viscosidad de fluidos adyacentes a la pared del tubo, mientras que el cambio del diámetro del eje tiene poco impacto en el número de Potencia empírica. Sin embargo, el estudio de trommelen [74] muestra que no hay una relación especial entre el número de potencia empírica y el número de reynolds, que disminuye con el aumento de la viscosidad de volumen. La expresión empírica del número de potencia del estudio proviene del Modelo simplificado de intercambiadores de calor tipo raspador. el consumo de potencia del modelo proviene principalmente de la fricción en el espacio anular y la generación de raspadores a lo largo de la superficie, y la acción de raspado consume mucha energía. el raspado también puede causar el calentamiento de fluidos de película delgada entre el borde y la pared del raspador, reduciendo así la viscosidad del material. Altiokka y otros [75] analizaron el consumo de energía en los intercambiadores de calor de raspador, argumentando que la contribución del líquido al consumo de energía es similar a la reportada anteriormente por trommelen [74], la contribución de la fricción es proporcional a la velocidad de rotación del eje, y el consumo de energía de los intercambiadores de calor de raspador sin hueco es Aproximadamente un 30% más alto que el de la brecha estándar. Bolanowski y otros [41] estudiaron el consumo de energía durante el enfriamiento de la mantequilla de maní en intercambiadores de calor tipo raspador con configuración excéntrica del eje principal y configuración concéntrica. Los intercambiadores de calor tipo raspador con configuración excéntrica reducen el consumo de energía en promedio un 41% en comparación con la configuración concéntrica, y los raspadores con diseño excéntrico cambian de ángulo y exprimen el producto durante cada rotación, lo que resulta en una transferencia de calor uniforme y un menor consumo de energía. Abichandani y otros [76] estudiaron cambios de potencia en intercambiadores de calor tipo raspador durante el procesamiento de leche y crema, y la demanda de Potencia durante la evaporación de la leche se utilizó principalmente para acelerar el producto a la velocidad del rotor (fuerza inercial), superar la adherencia y la tensión superficial, raspar la película formada en la superficie de calentamiento y agitar el producto. A medida que aumenta el flujo, la Potencia no aumenta significativamente, pero el aumento de la velocidad del rotor y el número de raspadores conduce a un aumento de la demanda de potencia. Qin guanfeng y otros [53] determinaron el consumo de energía del proceso de Transición de fase durante la congelación de soluciones de azúcar con intercambiadores de calor de raspador de laboratorio y analizaron la Ley de cambio del consumo de energía. los resultados mostraron que el cambio del consumo de energía estaba muy relacionado con el contenido de hielo en la pulpa de Hielo. Sin embargo, el consumo de energía inicial al principio del hielo no tenía nada que ver con la temperatura de la superficie de enfriamiento.

El consumo de energía del intercambiador de calor del raspador depende del producto y proceso de procesamiento específico. En la actualidad, los modelos teóricos siguen siendo insuficientes para caracterizar y cuantificar el consumo de energía, pero los modelos empíricos desarrollados por varios investigadores a lo largo de los años son muy específicos para el procesamiento y las condiciones del producto utilizados. La predicción de las características del número de potencia de los intercambiadores de calor de raspado es muy importante para analizar la eficiencia energética de la producción de los intercambiadores de calor de raspado. sin embargo, en los últimos años, hay pocas investigaciones sobre el consumo de energía de los intercambiadores de calor de raspado, por lo que es necesario medir y estudiar más El consumo de energía en el futuro.