Пекарский шкаф для приготовления пудинга
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
? (6) являются основными уравнениями материального баланса теплового процесса.
Масса влаги, удаляемой при тепловом воздействии:
кг/ч = 0,0009 г./сн = 3,25 + 0,75 = 4 кг/ч = 0,0011 кг/с
На тепловую обработку поступает воздух с влагосодержанием Х0 (%) сухого воздуха, а L - расход абсолютно сухого воздуха (кг/ч). Из теплообменного аппарата (при отсутствии потерь воздуха) выходит такое же количество абсолютно сухого воздуха, а влагосодержание меняется до X2 (%) сухого воздуха. Масса влаги, испаряющейся из материала в теплообменном аппарате, составляет W (кг/ч).
По диаграмме Рамзина находим следующие параметры:
) парциальное давление воздуха р1 = р0, кПа, исходя из значений ?0 (%) и t0 (С): 1,8;
) парциальное давление воздуха р2, кПа, исходя из значений ?2 (%) и t2 (С): 8,4;
) влагосодержание сухого воздуха Х0, кг/кгс.в.: 0,011;
) энтальпию сухого воздуха I0, кДж/кг: 48;
) влагосодержание влажного воздуха X2, кг/кгс.в.: 0,058;
) энтальпию влажного воздуха I2, кДж/кг: 227;
) по найденным значениям p1 и t1 определяем I1, кДж/кг: 232;
Исходя из этих параметров, определяем удельный расход воздуха на испарение из материала 1 кг влаги по формуле:
, [кг/кг] (7)
[кг/кг]
Далее определяем расход абсолютно сухого воздуха при приготовлении продукта:
= W е, [кг/ч] = [кг/с] (8)
= 3,25 21,3 = 69,2 [кг/ч] = 0,019 [кг/с]
Производим составление теплового баланса:
. Приход тепла:
а) с наружным воздухом:
1 = L I0, [Дж/ч] = [Дж/с] (9)
1 = 69,2 48 = 3321,6 [кДж/ч] = 3321600 [Дж/ч] = 922,7 [Дж/с]
б) с влажным материалом:
2 = Gн tн сн, [Дж/ч] = [Дж/с], (10)
где tн = t0 = 20 град.;
сн - теплоемкость продукта, сн = с1, [Дж/(кгград)]
сн = 41,87 [0,3 + (100 - а)], [Дж/(кг град)],
где а - начальная влажность продукта Хн, [%]
сн = 41,87 [0,3 + (100 - 85)] = 640,6 [Дж/(кг град)]2 = 4 20 640,6 = 51248 [Дж/ч] = 14,24 [Дж/с]
в) в основном калорифере:
Q3 = Qк = L(I1 - I0), [Дж/ч] = [Дж/с] (11)
Q3 = 69,2 (232 - 48) = 12732,8 [кДж/ч] = 12732800 [Дж/ч] = 3536,9 [Дж/с]
. Расход тепла:
а) с отработанным воздухом:
4 = L I2[Дж/ч] = [Дж/с](12)
4 = 69,2 227 = 15708,4 [кДж/ч] = 15708400 [Дж/ч] = 4363,4 [Дж/с]
б) с высушенным материалом:
5 = Gк с2 t2, [Дж/ч] = [Дж/с] (13)
где c2 - теплоемкость продукта после тепловой обработки, [Дж/(кгград)]
с2 = 41,87 [0,3 + (100 - ак)] [Дж/(кгград)],
где ак = Хк, %
с2 = 41,87 [0,3 + (100 - 20)] = 3362,16 [Дж/(кгград)]5 = 0,75 3362,16 73 = 184078,26 [Дж/ч] = 51,13 [Дж/с]
в) при загрузке и выгрузке продукта (при транспортировке продукта):
6 = W св ?, [Дж/ч] = [Дж/с], (14)
где: ? = t2; св - теплоемкость воды, [Дж/(кгград)], определяется по номограмме: св = 4190 Дж/(кгград)6 = 3,25 4190 73 = 994077,5 [Дж/ч] = 276,13 [Дж/с]
г) теплота потерь (Q7) определяется из теплового баланса
Тепловой баланс:
Q1 + Q2 + Q3 = Q4 + Q5 + Q6 + Q7 (15)
+ 51248 + 12732800 = 15708400 + 184078,26 + 994077,5 + Q77 = -780907,76 Дж/ч = -216,92 Дж/с
Т.к. расход тепла превышает приход, знак теплоты потерь отрицательный.
Далее производим раiеты параметров продукта:
1.Для начальной влажности продукта.
Теплоемкость определяется по формуле (16)
с1 = 41,87 [0,3 + (100 - а)],
с1 = 41,87 [0,3 + (100 - 85)]=640,6 (Дж/(кг. град))
где с1 - теплоемкость продукта до тепловой обработки (Дж/(кгград)), с1 = сп;
Плотность продукта определяется по формуле (17)
?1 = 10 [1,42 а + (100 - а)],
?1 = 10 [1,42 85 + (100 - 85)]=1,357 (кг/м3)
где ?1 - плотность продукта до тепловой обработки (кг/м3).
Теплопроводность определяется по формуле
? = 1,16 (0,51 - ), (18)
? = 1,16 (0,51 - )=0.579 (Вт/(м, град))
где ? - теплопроводность продукта до тепловой обработки (Вт/(мград)).
2.Для конечной влажности продукта.
Теплоемкость находим:
с2 = 41,87 [0,3 + (100 - ак)], (19)
с2 = 41,87 [0,3 + (100 - 20к)]=3,362 (Дж/(кгград))
где с2 - теплоемкость продукта после тепловой обработки (Дж/(кгград));
Плотность продукта определяем:
?2 = 10 [1,42 20к + (100 - 20к)]=1,084 (кг/м3)
где ?2 - плотность продукта после тепловой обработки (кг/м3).
Теплопроводность находим:
? = 1,16 (0,51 - ), (20)
?=1,16(0,51-)=0,3248 где ? - теплопроводность продукта после тепловой обработки (Вт/(мград)).
Расiитываем теплопотери при тепловой обработке на 1 кг испарённой влаги
. Теплопотери в окружающую среду:
а) средняя разность температур сред (в камере аппарата и в окружающей среде) по длине аппарата:
(21)
? 104С
б) разность температур сред у торцов аппарата:
'cр = t1 - t0,С (22)
'cр = 200 - 20 = 180С
t"ср = t2 - t0,С (23)
t"ср = 73 - 20 = 53С
в) интенсивность теплопотерь:
по длине аппарата:
qдл = К tср, (24)
где К - коэффициент теплопередачи (для всех стен аппарата), К ? 0,7
qдл = 0,7 104 = 72,87 [ккал/(м2/ч)] = 305,325 [кДж/(м2ч)] = 305325 [Дж/(м2/ч)] = 84,73 Дж/м2 с
с торцов аппарата:
'т = К t'cp (25)
'т = 0,7 180 = 126 [ккал/(м2/ч)] = 527,94 [кДж/(м2ч)] = 527940 [Дж/(м2/ч)] = 146,7 Дж/м2 с
= К t"ср (26)
= 0,7 53 = 37,1 [ккал/(м2/ч)] = 155,449 [кДж/(м2ч)] = 155449 [Дж/(м2/с)] = 43,2 Дж/м2 с
д) теплопотери в окружающую среду:
qос = (qв fв + qпот fпот + qпол fпол) (1/W), [Дж/кг], (27)
где qв, qпот, qпол - это интенсивности теплопотерь в окружающую среду, расiитываемые отдельно для вертикальных стен аппарата, потолка и пола;
fв, fпот, fпол - поверхности вертикальных стен, потолка и пола, определяемые исходя из геометрических размеров аппарата;
в = Н Нш - для теплообменных процессов с плоской поверхностью нагрева, [м2], (28)