عناوين
لرجال الأعمال الحلويات

أسس تصميم المبادلات الحرارية ومعامل لإعداد شراب السكر وكتلة الكرمل

أساسيات الحسابات الحرارية

عند تحديد معدل تدفق المبرد (البخار) وحجم سطح التسخين للمبادل الحراري ، يتم تجميع المعادلات المحسوبة للتوازن الحراري ونقل الحرارة.

الحرارة مجموع ما انفق على التدفئة، حل وتبخر الرطوبة المنتج، معتبرا فقدان الحرارة عموما أعربت بواسطة الصيغة (في الجول)

image001

(1-9)

حيث س1، س2، س3 - المواد ذات الصلة من استهلاك الحرارة المفيدة التي تنفق على التدفئة ، وحل وتبخر الأجزاء المكونة للمنتج ، ي ؛

Qп - فقدان الحرارة عن طريق السطح الخارجي للجهاز في البيئة عن طريق الإشعاع والحمل الحراري ، ي.

عند حساب التدفق المستمر من الوحدات الحرارية في جميع النواحي تحسب في W (J / ث) أو J / ساعة.

يتم تحديد استهلاك الحرارة للتدفئة كل مكون من المنتج المعالج من خلال الصيغة (في J)

image003 (1-10)

حيث G هو عدد مكون المقابلة التدفئة، كيلوغرام؛

ج - السعة الحرارية المحددة للمكون ، J / (كجم * K) ؛

tk ورн- درجات حرارة المكون النهائي والأولي ، °

السعة الحرارية لغالبية المنتجات تعتمد على درجة الحرارة. على سبيل المثال:

الحرارة النوعية من السكر = 1000 + 7,25t J / (كجم * K) (1.11)

شراب محددة الحرارة = 1714 + 5,76t J / (كجم * K). (1.12)

تعتمد القدرة الحرارية لمحاليل السكر ، بما في ذلك شراب السكر وكتلة الكراميل ، على درجة الحرارة والتركيز. يمكن حسابها بواسطة صيغة V. V. Yanovsky [في J / (kg • K)]

c = 4190 - (2514 - 7,540t) * a ، (1.13)

حيث يكون تركيز السكر في المحلول ، كجم / كجم.

يمكن أن تؤخذ السعة الحرارية المحددة للمياه في الحسابات العملية على قدم المساواة مع 4190 J / (kg • K) [1 kcal / (kg • deg)].

يتم تحديد استهلاك الحرارة لذوبان البلورات (على سبيل المثال ، السكر) من خلال الصيغة (في J)

Q2= Gqк، (1-14)

حيث G هي كمية المنتج ، كجم ؛

qk هي الحرارة الكامنة في إذابة أو تبلور 1 كجم من المنتج يساوي 4190 sugar j.

يتم تحديد استهلاك الحرارة للتبخر الرطوبة (في الجول) من خلال المعادلة

Qз =D2ص (1-15)

حيث D2 - كمية الرطوبة المتبخرة ، كجم ؛

ص - أخفى حرارة التبخير ، J / كجم ؛ يحددها جدول الخواص الديناميكية الحرارية للبخار حسب درجة الحرارة أو الضغط (انظر الملحق).

كمية الرطوبة تبخرت (بالكيلو جرام) عند تغيير تركيز المنتج يمكن تحديده من خلال حل معادلات التوازن المواد الصلبة

Gc.в=G1a1=G2a2 (1-16)

والمعادلة قياس المواد

ثم (1-17) (1-18)image006

حيث Gc.в - كمية المواد الجافة في المنتج ، كجم ؛

G1 - كمية المنتج الذي سيتم تبخيره ، كجم ؛

G2 - كمية المنتج النهائي ، كجم ؛

a1- المحتوى الأولي (تركيز) المواد الجافة في المنتج ، كجم / كجم ؛

а2 - محتوى المواد الصلبة النهائي في المنتج النهائي ، كجم / كجم.


إذا تتبخر الرطوبة من سطح حل من دون أي تغيير ملموس في تركيزه، و

D2 = 3600KF (р - φр1) τ ، (I-19)

حيث К - معامل التناسب ، اعتماداً على سرعة الهواء والخصائص الفيزيائية للمنتج المتبخر ، kg / (m X NUMX-s * MPa) ؛

F - مساحة سطح التبخر ، м2 ؛

τ هي مدة عملية التبخر ، s ؛

р - ضغط بخار المنتج المتبخر ، MPa ، عند درجة حرارة الغرفة (يتم تحديدها وفقًا لجدول التطبيق) ؛

р'- مرونة الأبخرة المشبعة للمنتج المتبخر ، MPa ، في درجة الحرارة المحيطة (يتم تحديدها وفقًا لجدول الملحق) ؛

φ - الرطوبة النسبية للهواء (cf = 0,65-7-0,75).

معامل التناسب К يمكن تحديد المياه بواسطة الصيغة

K= 0,0745 (ʋр)0,8(1-20)

حيث ʋ هي سرعة الهواء ، م / ث ؛

ρ هي كثافة الهواء ، كجم / m3.

على تبخر الماء، وهذا يتوقف على عامل التناسب سرعة الهواء K لها المعاني التالية:

V 0,5 1,0 1,5 2,0
К 0,036 0,083 0,114 0,145

خسائر الحرارة على البيئة من خلال الجدار الخارجي عن طريق الإشعاع والحمل، يمكن للجهاز تحديد صيغة (في واط)

Qп = Faαk(tمقالة tв) (1-21)

حيث Fa - مساحة السطح الخارجي للجهاز ، م2;

αк- معامل نقل الحرارة ، W / (م X NUMX * K) ؛

tمقالة ورв- درجة حرارة الجدار والهواء المحيط ، ° C

معامل انتقال الحرارة (الإجمالي)، شريطة أن تكون الوحدة في الداخل ورقرون لا يتجاوز 150 ° C ، تقريبًا

تحسب وفقا لصيغة [في W / (م2 • ك)]

αк - 9,76 + 0,07 (رمقالة -tв). (I-22)

كمية تسخين البخار في دورة لمجموعة من الأجهزة التي يتم تكثيف تحديد البخار تماما من المعادلة (بالكيلو جرام)

image007(1-23)

حيث سمشترك - إجمالي استهلاك الحرارة لدورة واحدة ، بما في ذلك الخسائر التي تلحق بالبيئة من dy ، j ؛

i1"وأنا1'- بما يتفق مع المحتوى الحراري لتسخين البخار والمكثفات ، J / كجم (انظر الملحق).

وعن استهلاك البخار لنفس الأجهزة يكون (بالكيلو جرام / ساعة)

image009 (1-24)

حيث τ هو وقت الدورة ، ح

في هدأ الآلات العاملة مع الظروف الحرارية ثابتة، يتم استهلاك البخار للتدفئة فقط لتعويض خسائر الحرارة في البيئة. ويتحدد في معدل التدفق (كغم / ساعة) بالمعادلة

image011 (1-25)

حيث سп - فقدان الحرارة على البيئة ، W ؛

i "- تسخين البخار الحراري ، J / كجم ؛

أنا - المحتوى الحراري من المكثفات ، J / كجم.

ويعرف استهلاك البخار لأجهزة مستمرة (بالكيلو جرام / ق) عن طريق صيغة (1-23). ولكن في هذه الحالة، فإن مجموع تدفق الحرارة سمشترك المحسوبة في واط.

يتم تحديد استهلاك سوائل نقل الحرارة (مثل الماء) بواسطة الصيغة (بالكيلو جرام / ث)

image013 (1-26)

حيث c هي السعة الحرارية المحددة لسائل التبريد ، J / (kg-K) ؛

tн ورк- درجة الحرارة الأولية والنهائية لسائل التبريد ، ° C.

يتم تحديد مساحة التبادل الحراري المساعدات من معادلة نقل الحرارة من خلال الجدار

Qأرضية= FKكرΔtτ (1-27)

حيث المنطقة حرارة سطح نقل الجهاز (في m2)

image015 (1-28)

ستكون مدة العملية الحرارية في جهاز العمل الدوري (في)

image017 (1-29)

حيث سأرضية - استهلاك الحرارة المفيدة في الجهاز ، ي ؛

F - مساحة سطح التبادل الحراري للجهاز ، م2;

kراجع - متوسط ​​معامل نقل الحرارة ، W / (م2* K)؛

ist هو متوسط ​​درجة حرارة الضغط بين المبرد ووسط استقبال الحرارة ، ° C

عند حساب أجهزة العمل المستمر ، يتم حساب استهلاك الحرارة بالواط ، في الصيغة (1-28) تُؤخذ مدة العملية كـ τ = 1с.

يعتمد متوسط ​​الفرق في درجة الحرارة على طبيعة العملية الحرارية. إذا حدث أثناء التبادل الحراري بين تيارين ، يتم الإشارة إلى درجات الحرارة الأولية والنهائية لتيار واحد ب t1"و ر1"، والثاني - من خلال ر2'و ر2"، يمكن تمثيل العملية بيانيا لحالات التدفق المباشر والتدفق الخلفي (الشكل 23).image019

التين. 23. الرسم البياني للتغير في درجة حرارة المبردات: أ - مع تدفق إلى الأمام ؛ ب - مع التيار المعاكس. في - - في تكثيف البخار التدفئة.

مع التدفق الأمامي والتيار المعاكس ، وكذلك عند درجة حرارة ثابتة لإحدى الوسائط ، على سبيل المثال ، أثناء تكثيف بخار التسخين (الشكل 23 ، ج) ، يُعرَّف متوسط ​​درجة حرارة الفرق بأنه متوسط ​​اللوغاريتم بالصيغة


image021 (1-30)

هنا Δtб وΔtм - على التوالي ، ضغط درجة الحرارة أكثر أو أقل بين المبردات في بداية ونهاية سطح التبادل الحراري.

إذا <1,8، يمكن تحديد متوسط ​​الفرق في درجة الحرارة كما المتوسط ​​الحسابي

image023 (1-31)

إذا بدلا من صيغة (1-30)، يمكنك استخدام الصيغة

image027 (1-32)

معامل انتقال الحرارة من وسط التسخين الى أن تكون ساخنة من خلال الجدار أحادي الطبقة [W / (م2 • K)] يتحدد بالصيغة

(1-33)

image029(1-33)

حيث α1 - معامل نقل الحرارة من حامل الحرارة إلى الحائط ، W / (m X NUMX-K) ؛

α2 - معامل نقل الحرارة من الجدار إلى الوسط الساخن ، W / (m X NUMX-K) ؛

s - سمك الجدار ، م ؛

ƛ - معامل التوصيل الحراري للمواد الجدار ، W / (م * K).

عندما يغلي المنتج في جهاز دفعة بسبب التغييرات في التغييرات تركيز المنتج ومعامل نقل الحرارة، وبالتالي فإن دفعة الحسابات التقريبية للأجهزة يجب أن يكون متوسط ​​معامل انتقال الحرارة.

أسس محطة siropovarochnoy

يمكن تحديد السعة المطلوبة لموزعات لتزويد مكونات الشراب: السكر ، دبس السكر ، الماء عن طريق حل معادلات توازن المواد المحددة بواسطة الوصفة ، حصص السكر والسكر في الشراب ومعادلة توازن الرطوبة التي تأخذ في الاعتبار رطوبة الشراب والسكر والشراب.

معادلة توازن المواد لساعات 1 للقضية أن يكون

П = Gساه+Gمأزق+Gماء (1-34)

حيث P هي قدرة الشراب ، كجم / ثانية ؛

Gساه، Gمأزق، Gماء - على التوالي ، فإن معدل تدفق السكر ، بات والمياه الموردة إلى المذيب ، كجم / ثانية.

نسبة المواد الصلبة السكر في شراب ودبس السكر بحسب وصفه

image031 (1-35)

الرطوبة معادلة التوازن للشراب وجود رطوبة معينة، من شأنه

с=Gساهωساه +Gمأزقωمأزق +Gماءωماء (1-36)

أين ωс، ωساه، ωوقت ωماء- محتوى الرطوبة للشراب والسكر والدبس ، على التوالي ؛ في الحسابات ، يمكن أن تؤخذ في الحدود التالية: ωс = 16 ÷ 18٪ أو 0,16 - 0,18 kg / kg ؛ ωساه = 0,14 ÷ 0,15٪ أو 0,0014 - 0,0015 kg / kg ωمأزق= 18 ÷ 22٪ ، أو 0,18 - 0,22 kg / kg.

حل المعادلات الثلاث الماضية واستبداله في المعادلة (1-36) بدلا من Gمأزق وGماء تعابير من المعادلات (1-34) و (1-35)، نحصل على معدل التدفق المطلوب من السكر، وبالتالي فإن أداء موزع (بالكيلو جرام / ث)

image033 (1-37)

وفقًا لاستهلاك السكر ، يتم تحديد استهلاك دبس السكر من معادلة نسب السكر والدبس (1-35) ، ويتم تحديد استهلاك الماء من معادلة توازن المواد (1-34).

يتم تحديد المبلغ الإجمالي من الحرارة اللازمة لتسخين مكونات شراب، حل بلورات السكر والتعويض المذيبات خسائر الحرارة على البيئة من خلال الصيغة (واتس)

image035 (1-38)

حيث Gj - عدد مكونات شراب الموردة للمذيب ، كجم / ثانية ؛

Δgj- تغيير في المحتوى الحراري لمكونات الشراب ، J / كجم ؛

Gساه - كمية السكر الموردة للمذيب ، كجم / ثانية ؛

gk - الحرارة الكامنة لتفكك بلورات 1 kg من السكر ، j / kg (gк = 4190)

QП - فقدان الحرارة على البيئة من الإشعاع والحمل الحراري (في W)

التي يحددها الصيغ (1-21) و (1-22).

وينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أن في صيغة (1-38)

image037(1-39)

حيث Gساه، Gمأزق، Gماء - استهلاك السكر ، دبس السكر ، الماء (تحدده الصيغ أعلاه) ، كجم / ثانية ؛

Δgساهوالأدب السنمأزقوالأدب السنماء - على التوالي ، التغيرات في المحتوى الحراري للسكر ، دبس السكر والماء في درجات الحرارة الأولية والنهائية ، j / kg.image039

وقال آسر من يعرف منتجات (J / كغ) في درجة الحرارة الأولية والنهائية كما زفي وقت مبكر = جнtн وزحصان - معкtк. للقيام بذلك ، يتم أولاً حساب السعة الحرارية للسكر والدبس باستخدام المعادلات (1-11) و (1-12) في درجات الحرارة النهائية (/ k) ودرجة الحرارة الأولية (/ n). في هذه الحالة ، ستكون درجة حرارة السكر الأولية هي درجة حرارة هواء الغرفة التي يتم توفيرها منها ؛ درجة الحرارة الأولية للدبس المصاحب ضمن حدود 55 - 60 ° С ، والمياه 70 - 80 ° С.

ستكون درجة الحرارة النهائية لمكونات الشراب هي نقطة غليان الشراب ، والتي يتم تحديدها من خلال مخطط درجة حرارة الغليان المتطور لشراب الكراميل اعتمادًا على الرطوبة المطلوبة لشراب الكراميل.с والضغط p (الشكل 24) (في هذه الحالة ، بالنسبة لمذيب مفتوح للأجهزة ، يكون الضغط في الغلاف الجوي - 100 kPa). على سبيل المثال ، عند رطوبة شراب 16٪ والضغط الجوي ، ستكون درجة الغليان وفقًا للجدول الزمني المحدد حوالي 120 ° С.

عند تحديد بارامترات تسخين البخار ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن درجة حرارة البخار يجب أن تكون تقريبًا 15 - 20 ° С فوق درجة غليان الشراب ؛ وبالتالي ، في هذه الحالة ، ستكون درجة حرارة البخار التدفئة: رп = 120 + 20 = 140 ° С.

يتم تحديد استهلاك البخار للمذيب بواسطة الصيغة (1-23) ، كما هو الحال مع جهاز العمل المستمر. عند حساب معدل تدفق البخار استنادًا إلى درجة حرارة بخار التدفئة المعتمدة ، باستخدام جدول التطبيق ، حدد أولاً ضغط التسخين المطلوب ، ثم استخدم نفس الجدول للعثور على بخار التسخين.1 والمكثفات أنا1.

تُعرَّف مساحة سطح مذيب التدفئة على أنها سطح تسخين الجهاز المستمر ، ولا تؤخذ في الاعتبار سوى الحرارة المفيدة (دون فقد البيئة).

لهذه الحالة حرارة مفيدة للمذيب للصيغة (1-38) هي (في واط)


image041(1-40)

بعد ذلك تكون صيغة تحديد سطح تسخين المذيب (بالمتر)2).

image043(1-41)

حيث kн- معامل نقل الحرارة عند تسخينه ، W / (م X NUMX-K) (يمكنك أن تأخذ متوسط ​​كн = 1500 ÷ 1740) ؛


∆t هو متوسط ​​الفرق في درجة الحرارة اللوغاريتمية بين حامل الحرارة (بخار التدفئة والخليط - شراب ، ° C ؛ يتم تحديده بواسطة الصيغ (1-30) و (1-31).

في حالتنا،

image045 (1-42)

حيث Δt1 = رп - رнيتلقى .SEE (أين رнيتلقى .SEE - متوسط ​​درجة الحرارة الأولية لخليط مكونات الشراب) ؛

Δt2 = رп- رкيتلقى .SEE (أين رk.sm - نقطة الغليان للشراب) ؛

tп - درجة حرارة تسخين البخار ، °

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن متوسط ​​درجة حرارة الخليط (في هذه الحالة ، خليط مكونات الشراب - السكر والماء والشراب) المحمل في المذيب ، يتم تحديده من خلال معادلة ميزان الحرارة للخليط أو يتم تقديمه في حسابات مبسطة.

حرارة معادلة التوازن للخليط في هذه الحالة سوف BR يلي:

image047

أو image049(1-43)

حيث متوسط ​​درجة حرارة الخليط (في درجة مئوية)

image051(1-44)

حيث P هي مقدار الخليط ، كجم / ثانية ؛

Qساه، سمأزق، سماء - تبعا لذلك ، كمية الحرارة التي تدخل في الخليط بواسطة شراب السكر والماء ، W ؛

сسم- السعة الحرارية المحددة للمخلوط ، J / (كجم * K).

والتقى رموز المتبقية قبل.

قوة المحرك المطلوبة للمياه شفرات الخلاط المذيبات التي تحددها الصيغة (1-6).

حجم V الهندسي (في م3) يتم تحديد التشغيل الضغط الجوي السكر من المذيب بواسطة الصيغة

image053(1-45)

حيث Gساه وGماء - استهلاك السكر والماء ، كجم / ساعة ؛

τр - مدة الذوبان ، h (mp = 0,5-g-1,0) ؛ p هي كثافة خليط السكر والماء ، كجم / م X NUMX ؛

ρ هو عامل التعبئة (<p = 0,7 - X 0,8).

يتم تحديد طول لفائف في محطة الحافلات 1 المفصلي اتصال على أساس مدة انحلال السكر

L = ʋcτρ (1-46)

حيث ʋc - متوسط ​​سرعة الخليط في أنبوب الملف ، م / ث (ʋc = 0,55 ÷ 0,65).

تم العثور على قطر د أنبوب لفائف (في م) من المعادلة P خليط ساعة السكتة الدماغية من خلال مساحتها مستعرضة

image055(1-47)

من هنا

image057(1-48)

أسس محطة karamelevarochnoy

لحساب محطة الكراميل ، من الضروري أولاً تحديد أدائها مع مراعاة خسائر كتلة الكراميل المحتملة في جميع أقسام الخط. تسلسل الحساب التقريبي كالتالي:

1.Opredelenie جاهزة للساعة خط الكرمل الإنتاجية مع الجدول الزمني للمعدات التنظيف (كغم / ساعة):

image059(1-49)

حيث Pسم - قدرة خط النقل المعطاة ، كجم لكل نوبة ؛

τسم - وقت التبديل (ح) ناقص حوالي 15 دقيقة (0,25 h) لتنظيف معدات الخط.

2: تحديد مقدار كتلة الكراميل المعالجة على الخط في الساعة لنسبة مئوية معينة من ملء الكراميل النهائي (بالكيلوغرام / ساعة) ،

image061(1-50)

حيث Bн - المحتوى المحدد لملء الكرمل النهائي ،٪.

وفقًا لذلك ، ستكون سعة المعدات اللازمة لإعداد التعبئة لهذا الخط ، أي كمية حشوة الفاكهة والتوت المزودة للخط ، (بالكيلوغرام / ساعة)

image063 (1-51)

3: تحديد كمية كل ساعة من كتلة الكراميل التي تتم معالجتها على الخط في مادة جافة ، مع مراعاة محتوى الرطوبة المرغوب في كتلة الكراميل وفقدان المواد الجافة (بالكيلوغرام / ساعة)

image065(1-52)

أين ωк- تعطى رطوبة كتلة الكراميل النهائية ،٪ ؛

α هو معدل فقد كتلة الكراميل للمواد الجافة على الخط ،٪ (يؤخذ تقريبًا ضمن 1,67 - 1,7٪).

وفقا للمعادلة (1-52) يمكن تعريفها بأنها أداء المقاطع الفردية أو خطوط الآلات والأجهزة نظرا لفقدان المنتج في المادة الجافة من جزء نهاية السطر قبل أو الآلات.

4. تحديد الإنتاجية في الساعة لمحطة الكراميل من خلال كتلة الكراميل (بالكيلوغرام / ساعة) ، مع مراعاة الرطوبة المعطاة للكتلة النهائية

image067(1-53)

5. التحديد من معادلة توازن المادة الجافة (1-16) لاستهلاك الشراب ، أي مقدار الشراب الذي يجب توفيره من محطة الشراب إلى ملف الفراغ. منذ تركيز أي حل (بالكيلوغرام / كجم) هو

a = (100-ω) / 100

حيث ω هي رطوبة المحلول ،٪ ،

معادلة المواد الصلبة التوازن لهذه القضية

Gc (100 - ωс) = Gк (100 - ωк)، حيث المبلغ المطلوب من شراب الكراميل سيكون

Gc = Gk (100- ωк) / (100 - ωс) (1-54)

هنا ωс - محتوى الرطوبة من شراب الكراميل ، ٪.

حساب جهاز فراغ لفائف المستمر قام بالترتيب التالي.

معادلة التوازن الحراري للوحدة لفائف فراغ مع المغلي كتلة الكرمل سوف

image069 (1-55)

حيث Gс، Gк - مقدار شراب الموردة للغليان وكتلة الكراميل النهائي المنتجة ، كجم / ثانية ؛

сс وк - السعة الحرارية المحددة للشراب وكتلة الكراميل ، J / (كجم-ك)

tc، رk - درجة حرارة شراب وكتلة الكراميل ، ° C ؛

أنا "1انا1 - انتبال التدفئة بالبخار والمكثفات ، J / كجم ؛

D2 - كمية الرطوبة المتبخرة (البخار الثانوي) ، كجم / ثانية ؛

i2 - المحتوى الحراري للبخار الثانوي ، J / كجم ؛

D هو استهلاك البخار التدفئة ، كجم / ثانية ؛

Qп - فقدان الحرارة من قبل الجهاز في البيئة ، واط.

الجانب الأيسر من المعادلة ميزان الحرارة (1-55) يعبر عن الرعية الحرارة:

Gсمعc، رc - الحرارة التي أدخلت على الجهاز بواسطة شراب ، W ؛

Di1 - الحرارة التي أدخلت على الجهاز عن طريق تسخين البخار ، W.

أعضاء الجانب الأيمن من المعادلة تشير إلى المادة من هذا التدفق الحرارة:

Gkمعk، رk - الحرارة المنبعثة مع كتلة الكراميل النهائية ، W ؛

D2i2 - الحرارة المنبعثة مع البخار الثانوي ، W ؛

Di1- الحرارة المنبعثة مع المكثفات الناتجة عن تكثيف بخار التدفئة ، W ؛

Qп - ترك الحرارة في البيئة (الخسائر) ، W.

يتم تحديد استهلاك البخار التدفئة للآلة (بالكيلو جرام / ق) من معادلة التوازن الحراري (1-55)

image071(1-56)

الكرمل درجة حرارة شراب رсتزويد وحدة لفائف يتحدد على جدول (انظر الشكل. 24) اعتمادا على شراب الرطوبة المطلوبة في الضغط الجوي (سم. الأعراق المذيبات).

نقطة غليان ر كتلة الحلوى المطبوخةк تحدد على نفس الجدول الزمني، وهذا يتوقف على كتلة النهائية الرطوبة الكراميل المطلوب وفراغ في فراغ الغرفة في الجهاز. في هذا الضغط المتبقية (باسكال)

ρо = 100 - B ، (I-57)

حيث B هو الفراغ المحدد في غرفة الفراغ بالجهاز ، kPa.

السعة الحرارية للشرابс وكتلة الكرمل معк يحددها صيغة (1-13) السعة الحرارية للحلول السكر.

عدد البخار الثانوي (تبخر الماء) يتم تحديد من صيغة توازن المادية من المعادلة (1-18).

بخار Eytalpiya ط2"يتحدد اعتمادًا على الضغط المتبقي (المطلق) في حجرة التفريغ وفقًا لجدول التطبيق.

Энтальпия греющего пара ط1"والمكثفات أنا1يتم تحديده من قبل نفس الجدول ، وهذا يتوقف على الضغط المعتمد لدرجة حرارة البخار التدفئة.

يجب أن تكون درجة حرارة بخار التسخين الذي يتم توفيره إلى مساحة بخار الجزء الدافئ لجهاز التسخين بالملف 15 - 20 ° ° أعلى من درجة حرارة غليان كتلة الكراميل الموجودة سابقًا (عمليًا ، يجب أن تكون درجة حرارة بخار التدفئة

يحد 158 - 159 ° С ، والذي يتوافق مع ارتفاع درجة حرارة التدفئة المحملة حتى 0,6 MPa). يجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار عند تحديد معايير البخار التدفئة.

فقدان الحرارة إلى وحدة البيئة سп يحددها صيغة (1-21) أو أخذ البيانات التجريبية.

وبالتالي تحديد قيمة كل المتغيرات في المعادلة (1-56)، وحساب استهلاك البخار.

وتبلغ مساحة الجهاز لفائف سطح فراغ انتقال الحرارة (في م2) عندما يتم تحديد شراب الغليان من معادلة نقل الحرارة عبر الجدار بواسطة الصيغة (1-28)

image073(1-58)

Qأرضية - استهلاك الحرارة المفيدة (باستثناء الخسائر) ، W ؛

k هو معامل نقل الحرارة للملف ؛ التي أنشأتها التجربة. بالنسبة إلى الحسابات التقريبية ، يمكن أخذها على قدم المساواة اعتمادًا على قطر الملف 350 - 1000W / (m2 • ك) ؛

--t - متوسط ​​الفرق في درجة الحرارة بين بخار التدفئة وشراب وكتلة الكراميل ، ° C ؛ يتم تحديده بواسطة الصيغ (1-30) و (1-31).

بعد تحديد قطر أنبوب اللولب بالصيغة (1-48) عند سرعة الشاشة في الأنبوب X = 1,0 m / s ، يتم تحديد الأبعاد الهندسية للملف من القيمة الموجودة لسطح التبادل الحراري.

يتم حساب طول الملف، تحديد قطر الماسورة وفقا لغوست على النحو التالي (م)

image075(1-59)

حيث dн - القطر الخارجي لأنبوب الملف. عادة ما يتم أخذ طول الملف داخل 800 - 1000 من أقطار أنابيب الملف.

القطر الاسمي لفائف Dراجع = 680 يمكن العثور ملم والملعب من لفائف جولة لفائف الزاوية رفع

image077

في هذه الحالة ، يتم اعتبار 5 1,5 - 2,0 مع؟ N- طول حلقة الملف (/ م) سيكون

image079(1-60)

عدد الدورات لفائف


image081(1-61)

وارتفاع لفائف (في م) أن يكون


image083 (1-62)

حيث hللإنشاء - مادة مضافة بناءة تأخذ في الاعتبار ارتفاع القيعان المختومة.

قطر حالة من الجزء التدفئة (VM)

image085(1-63)

أخيرًا ، يتم أخذ قطر جسم الجزء الدافئ من الجهاز إلى أقرب قطر من القيعان المختومة القياسية. يتم تحديد الحجم الهندسي للغرفة المفرغة للجهاز من خلال الخطوط المستقيمة لمساحة بخارها Rv [في m3/ (ح • م3)]

image087(1-64)

D2- كمية البخار الثانوي ، كجم / ساعة ؛

ʋ2 - حجم معين من البخار الثانوي ، م3/ كغ.

الخامس - حجم فراغ الغرفة ، م3.

في الضغط الجوي، رف = 8000 م3/ (M3 • ح). تحت الفراغ ، تكون حجرة الفراغ هي Rv = 8000φ ، حيث φ هو معامل حسب قيم الضغط المتبقية في حجرة الفراغ (عندما تكون كتل كراميل الغليان 0,85 تقريبًا).

ثم من (1-64) حجم الغرفة الفراغ (في م3) سيكون

image089(1-65)

والقطر الداخلي للفراغ الغرفة سكن دв اعتمدت لأسباب هيكلية، أو اعتمادا على قطر قيعان ختمها القياسية.

ارتفاع الجسم فراغ الغرفة (في م) سوف

image091 (1-66)

سمك الجدار (في م) من سكن الجزء تسخين الجهاز باعتباره عاء أسطواني رقيقة الجدران التي تعمل تحت الضغط الزائد الداخلي، وتحسب على أساس صيغة

image093(1-67)

حيث p هو الضغط في الجهاز ، MPa ؛

Dв - القطر الداخلي للقضية ، م ؛

δz- الإجهاد الشد المسموح به ، الآلام والكروب الذهنية ؛

φ هو معامل قوة اللحام (cf = 0,7 - g 0,8) ؛

с - زيادة التآكل ، م.

جهاز فراغ أداء كتلة الكرمل منتهية (بالكيلو جرام / ساعة) يمكن تحديده باستخدام النموذج التالي


image095(1-68)

حيث زс= Cсtc - المحتوى الحراري من شراب يدخل الغليان ، J / كجم ؛

gk.м = جкtк - المحتوى الحراري للكتلة الكرمل النهائي ، j / kg ؛

tп - درجة حرارة تسخين البخار ، °


عملية الخلط الحرارية المكثف تجري، والتي يمكن التعبير عن التوازن الحراري المعادلة التالية (انظر. رسم تخطيطي لris.21)

image097 (1-69)

من تدفق مياه التبريد إلى المكثف خلط هي (بالكيلو جرام / ث)

image099(1-70)

حيث D2 - مقدار البخار الثانوي المكثف ، كجم / ثانية ؛

і2 - المحتوى الحراري للبخار الثانوي ، J / كجم ؛

c هي السعة الحرارية المحددة للماء ، J / (kg-K) (c = 4190) ؛

t ور2K - درجة الحرارة الأولية والنهائية لمياه التبريد ، ° C (درجة حرارة الماء النهائية t2K التكثيف هو درجة الحرارة).

التغذية لW الماء المكثف التبريد في مبلغ من درجة الحرارة T الأولي كما بالتنقيط أسفل والتكثيف البخار يسخن إلى درجة حرارة ر النهائي2K، والتي في المكثفات التدفق المباشر على 5 - 6 ° С أقل من درجة حرارة البخار المكثف.

يتم تحديد القطر الداخلي للمكثف (vm) بواسطة الصيغة

image101 (1-71)

أين ρп - كثافة البخار ، كجم / م 3 ؛

steam - سرعة البخار في المكثف ، م / ث (ʋ = 20 ÷ 25).

يتم تحديد كمية الهواء (بالكيلو جرام / ثانية) التي يتم ضخها من المكثف بواسطة مضخة فراغ بواسطة الصيغة

image103 (1-72)

معدل تدفق الهواء (في م3/ ج) من المكثف إلى المضخة تحدده الصيغة

image105(1-73)

حيث Gв - كمية الهواء الوارد ، كجم / ثانية ؛

288 هو ثابت الغاز للهواء ، J / (kg-K) ؛

tв - درجة حرارة الهواء ، ° C ؛ لتدفق خلط المكثفات المباشرة TV = ر2k . بمعنى ترك درجة حرارة الماء من المكثف؛

рв - ضغط الهواء الجزئي ، باسكال.

ويمكن تعريف الضغط الجزئي للهواء (في السلطة الفلسطينية) من خلال المعادلة

Рв = Pа- فп (I-74)

حيث صа - الضغط المطلق (المتبقي) في غرفة الفراغ والمكثف ، Pa ؛

рп - الضغط الجزئي للبخار ، Pa ، والذي يعتبر مساوياً لضغط البخار المشبع في درجة حرارة الهواء.

في خليط بخار الهواء في المكثف ، يمكن أيضًا تحديد ضغط الهواء الجزئي من المعادلة

image107(1-75)

هناimage109

قدرة مضخة فراغ ضخ خليط بين الهواء والماء (في م3/ لا)

image111 (1-76)

حيث قطر للمكبس المضخة (في م)

image113(1-77)

حيث p هي كثافة خليط الهواء والماء ، كجم / م X NUMX ؛

s - مكبس السكتة الدماغية ، م ؛

W - استهلاك مياه التبريد ، كجم / ثانية ؛

D2- كمية المكثفات ، كجم / ثانية ؛

Vв - كمية هواء العادم m3 / s ؛

n هو عدد السكتات الدماغية المزدوجة في الدقيقة ؛

ƛ0 - نسبة ملء (ƛ0 = 0,7 ÷ 0,8).

عند تحديد قطر المكبس بجلطة المكبس وعدد الضربات المزدوجة للمكبس (حسب خصائص المضخة من البيانات الأدبية أو المرجعية).

إجابة واحدة على "أساسيات حساب المبادلات الحرارية ومحطات تحضير شراب السكر وكتلة الكراميل"

إضافة تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. Обязательные поля помечены *

هذا الموقع يستخدم Akismet لمكافحة البريد المزعج. تعرف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.