Аппараты для нагревания

   Расчеты. Расход пара Е (кг/с) непрерывнодействующего подогревателя определяют из уравнения теплового баланса

Ф₁ + Ф₂ = Е(i - i_к) или Е = (Ф₁ + Ф₂)/(i -i_k),

  где Ф₁ - расход теплоты на нагревание продукта, кДж/с; Ф₂ - потери теплоты в окружающую среду, кДж/с; i, i_k - соответственно удельная энтальпия греющего пара и конденсата, кДж/кг.

  Расход  теплоты на нагревание продукта Ф/ (кДж/с) находится из уравнения теплопередачи

  Ф1 = FkΔT,

  где F- площадь поверхности нагрева, м ; k - коэффициент теплопередачи, кВт/(м ×К); ΔT- разность температур, К.

  

Рисунок 10.Измельчитель-плавитель линии «Титан» а - общий вид установки; б - измельчитель-плавитель

  Производительность  непрерывнодействующего подогревателя  П (кг/с):

П = (FkΔT)/c(T₂ –T₁),

  где с - теплоемкость продукта, кДж/(кг×К); Т₁ и Т₂ - соответственно начальная и конечная температура продукта, К.

  Мощность  электродвигателя насоса N (кВт), перекачивающего продукт через трубчатый подогреватель:

  N = (VΔp)/10³η_H

  где V - объемный расход перекачиваемого продукта, м3/с; η_H - КПД насоса; Δр - давление, создаваемое насосом для преодоления суммарного гидравлического сопротивления, Па,

  Δр = [l + (f_mpzl)/ d + Σξ][(ρν²)/2]+ ρgH_noд + Δp_дon,

  где f_mp - коэффициент сопротивления трению; z - число ходов; l - длина трубки, м; d- диаметр трубок подогревателя, м; ξ - коэффициент местных сопротивлений; ρ - плотность продукта, кг/м ; ν - скорость движения продукта, м/с; g - ускорение свободного падения, м/с ; H_noд - высота подъема продукта, м; Δp_дon – дополнительное давление, создаваемое при входе продукта в другой аппарат, Па.

  Потребная масса пара D (кг) подогревателей периодического действия определяют из уравнения теплового баланса:

  D = Q_общ /(i-i_k),

  где Q_общ - общее количество теплоты, кДж;

  Q_общ = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄,

  где Q₁ - количество теплоты на нагревание продукта, кДж; Q₂ - потери количества теплоты в окружающую среду, кДж; Q₃ - количество теплоты на испарение с поверхности зеркала продукта, кДж; Q₄ - количество теплоты на нагревание аппарата, кДж.

  Площадь поверхности нагрева F (м²):

  F = Q_общ /(kΔTτ),

  где τ - продолжительность нагревания, с.

  Производительность  периодически действующего подогревателя  П (кг/с) определяют по объему продукта, перерабатываемого за один цикл:

  П = Vρ/(τ+τ₁+τ₂) ,

  где V- объем продукта в аппарате, м3 ; ρ - плотность продукта, кг/м³; τ , τ₁ и τ₂ – соответственно продолжительность нагревания, загрузки и разгрузки аппарата, с.

  Технологический расчет темперирующих аппаратов периодического действия сводится к вычислению размеров аппарата по единовременной загрузке G₁. Если вместо единовременной загрузки дана производительность П (кг/ч), то единовременная загрузка G₁ (кг):

  G₁ =П(τ_н+τ₀),

  где τ_н, τ₀ - продолжительность нагревания (хранения) и загрузки (разгрузки), ч.

  Полезная  вместимость аппарата V(м³):

  V = G₁/ρ,

  где р - плотность  загруженного продукта, кг/м³.

  Полная  вместимость аппарата V_n (м³):

  V_n=V/η_v,

  где η_v - коэффициент использования объема, (η_v = 0,75.. .0,8).

  От полной вместимости переходят к конструктивным размерам аппарата, задавшись его  формой.

  Для аппаратов  периодического нагрева потребная  масса пара D (кг) равна:

  D = (ΔQ + ΔQ_a+Q_n)/(i"-i'),

  где ΔQ и ΔQ_a - изменение количества теплоты загруженных продуктов и аппарата, кДж; Q_n - потери количества теплоты в окружающую среду, кДж; i'и i" – удельные энтальпии греющего пара и конденсата, кДж/кг. 

Библиографический список

1. Алексеев  Е.Л., Пахомов В.Ф. Моделирование и оптимизация технологических процессов в пищевой промышленности. М.: ВО "Агропромиздат", 1987 г., 272 с.
2. Брык М.Г., Голубев В.Н., Чагаровский А.П. Мембранная технология в пищевой промышленности. Киев.: Урожай, 1991 г., 222 с.
3. Гинзбург А.С. Инфракрасная техника в пищевой промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1966 г., 407 с.
4. Гортинский В.В., Демский А.Б., Борискин М.А. Процессы сепарирования на зерноперерабатывающих предприятиях. М.: Колос, 1973 г.
5. Кавецкий Г.Д., Королев А.В. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: ВО "Агропромиздат", 1991 г., 432 с.
6. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. – Агропромиздат, 1991. – 442с
7. Липатов Н.Н. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Экономика, 1987 г., 272 с.
8. Машины и аппараты пищевых производств. В 2 книжках. Под ред.В.А. Панфилова. М.: Высшая школа, 2001 г., 680 с.
9. Панфилов В.А., Ураков О.А. Технологические линии пищевых производств. М.: Пищевая промышленность, 1996 г.
10. Рогов И.А., Горбатов А.В. Физические методы обработки пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1974 г., 583 с.
11. Стабников В.Н., Лысянский В.М., Попов В.Д. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Агропромиздат, 2005 г., 510 с.
12. Сурков В.Д., Липатов Н.Н., Золотин Ю.П. Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1983 г., 431 с.
13. Элмати Э., Эрдели Л., Шарой Т. Быстрое замораживание пищевых продуктов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 20011 г., 480 с.

13.  Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. –

  М.: Химия, 1973. – 784 с.

14.  Стабников В.Н. Процессы и аппараты пищевых производств. –                

  М.: Пищевая  промышленность, 1976. – 663 с.

15. 

16.  Романков П.Г. и др. Процессы и аппараты химической промышленности. – Л.: Химия, 1989. – 559 с.

17.  Иванец В.Н., Зайцев В.Н. Аппараты с перемешивающими устройствами. – Кемерово: КемТИПП, 1994.

18.  Иванец В.Н. Процессы и аппараты пищевых производств /

  Гидромеханические и тепловые процессы./ Конспект лекций. – Кемерово:

  КемТИПП, 1995. – 128 с.

19.  Лобасенко Б.А., Космодемьянский Ю.В. Процессы гидромеханического

  разделения  пищевых сред. // Кемерово: КемТИПП, 1999. – 103с.

20.  Рогинский Г.А.  Дозирование сыпучих материалов. – М.: Химия, 1978. –

  176с. 

20. Иванец В.Н. Смесители порошкообразных материалов для витаминизаци

  пищевых и кормовых продуктов. Обзор. //Изв. ВУЗов. Пищевая технолог

  – 1988, № 2. – С.97-100. Гигиенические аспекты, те

  витаминизации пищевых продуктов. // Иванец В.Н.,

.  

    2. Технология переработки продукции  растениеводства/ под ред. Н.М.  Личко. – М.: КолосС. – 616с.

    3..

    4. Гальперин Н.В. Процессы и  аппараты. – М.: КолосС, 1999.