油水混合油炸機的傳熱分析與節(jié)能優(yōu)化.pdf

1、安全潔凈的油炸設(shè)備是保證食品加工企業(yè)和公眾食品安全的有力武器，也決定了油炸食品的安全程度。傳統(tǒng)的油炸設(shè)備在炸制過程中直接將物料置于網(wǎng)籃放入油中炸，炸好后連籃筐一起取出。這種油炸方式產(chǎn)生的油渣會積存在鍋底被反復(fù)的油炸，使得油炸油的粘度升高顏色變成黑褐色，加速油炸油的變質(zhì)，不僅降低了油炸油的使用次數(shù)，還嚴(yán)重影響消費者的身體健康。油水混合油炸設(shè)備使油渣與油炸油分離，降低了油渣在油炸油中焦化、碳化現(xiàn)象的發(fā)生，減少了致癌物質(zhì)的生成，實現(xiàn)油炸油的長

2、時保鮮，在一定程度上緩解了傳統(tǒng)純油油炸油質(zhì)容易衰敗以及危害人體健康、影響環(huán)境等問題。但是目前由于缺乏對油水混合油炸機油炸槽內(nèi)流體傳熱的研究，使得油加熱過程和油炸過程中油、水溫度分布以及熱量傳遞的情況不得而知，致使油水混合油炸機的優(yōu)化設(shè)計缺乏可靠的依據(jù)，造成了油水混合油炸機的能耗大等問題。因此，正確的分析油炸槽內(nèi)流體的熱量分布及傳遞情況，對科學(xué)的制造、優(yōu)化油水混合油炸機具有重要的意義。
　　針對于缺乏對油炸槽內(nèi)流體傳熱的研究，借助于

3、FLUENT軟件模擬了油炸機的油加熱過程，分析在油加熱過程中油、水的溫度分布狀態(tài)，然后根據(jù)得到的結(jié)果對油炸機的各個因素進(jìn)行優(yōu)化或重新設(shè)計，以達(dá)到節(jié)能、環(huán)保等目的。主要研究內(nèi)容如下:
　　1、參照YZL-60型油水混合油炸機的結(jié)構(gòu)構(gòu)建了模擬所需的油炸槽結(jié)構(gòu)模型。應(yīng)用湍流模型，在FLUENT平臺上計算了油炸槽的油加熱過程，并且對模擬計算的結(jié)果進(jìn)行了實驗驗證，結(jié)果對比顯示油炸層三個關(guān)鍵點的最大溫差不超過5℃，過渡層三個關(guān)鍵點的最大溫差不

4、超過4℃，油水分界面三個關(guān)鍵點的最大溫差不超過3℃，驗證了油炸槽加熱過程的模擬計算的可靠性。
　　2、基于FLUENT探討了油炸槽模型中各種因素（油水混合比例、散熱管、加熱管）對油、水溫度分布以及熱量傳遞的影響，分析結(jié)果如下:
　　(1)油水分界面是油水混合比例的表現(xiàn)，分界面越高表示冷卻水所占的比例越大。通過模擬計算得知分界面距槽底D=120mm時，加熱時間最短，能夠達(dá)到節(jié)約能耗的目的。
　　(2)散熱管有兩個因素可以

5、改變油炸槽溫度場的溫度分布，分別是散熱管直徑的大小和散熱管的布置方式。模擬結(jié)果顯示當(dāng)散熱管的直徑為40mm、散熱管的列數(shù)為7列時，散熱管的散熱效果最好。
　　(3)加熱功率P由最初增加至4kw時加熱時間及所消耗的電能急劇下降，而當(dāng)加熱功率P＞4kw時加熱時間雖然仍會緩慢的減少，但是所消耗的電能則不再有太大的變化，而是一直維持在14100kj左右。
　　(4)在加熱功率保持不變的情況下，改成半圓形截面的加熱管后加熱時間減少了2