Выполнить проектные расчеты 3-х установок пищевых производств

 

для 2-й  зоны:

 

для 3-й  зоны:

 

И тогда, удельный расход теплоты на нагревание материала по зонам сушки, определяемый по формуле :

 

 

для 1-й зоны будет равен:

         

для 2-й зоны:

        

для 3-й зоны:      

 

 

8. Определяем удельный расход  теплоты на нагревание транспортных  приспособлений. Предварительно находим полный расход теплоты на нагревание транспортных приспособлений (вагонеток и решет)  по формуле:

 

 

где  G_тр. – масса транспортных приспособлений проходящих через камеру сушки, кг/ч;

с_м.тр – удельная теплоемкость материала из которого изготовлены транспортные средства, в большинстве случаев это пищевая сталь, разрешаемая для прямых контактов с неупакованными пищевыми материалами,  с_м.тр  = 0,481 кДж/(кг×К);

t_К.тр, t_Н.тр – температуры транспортных приспособлений на входе и выходе из сушильной камеры или ее зоны. На входе в первую зону температура транспортных средств равна температуре цеха.

Для расчетов по этой формуле предварительно определяем значения следующих параметров :

а) Массу  транспортных приспособлений, проходящих через камеру сушки, кг/ч:

 

где    n – количество вагонеток в зоне, шт;

q _в+р  – сумма масс одной вагонетки и решет на ней, кг, определяем как:

;

t – нахождение продукта в соответствующей зоне сушки, с.

Для 1-й  зоны:

 кг/ч;

для 2-й  зоны:

 кг/ч;

для 3-й  зоны:

 кг/ч.

б) Температуру транспортных приспособлений на выходе из каждой зоны. При перекрестном движении воздуха и продукта температура равна средней температуре воздуха в зоне:

_,

где t_H, t_K – температуры воздуха на входе и выходе зоны сушки (по условию задачи).

Для 1-й  зоны:           °С;

для 2-й  зоны:             °С;

для 3-й  зоны:             °С;

в) Температуру транспортных приспособлений на входах в зоны сушки:

для 1-й  зоны:                 °С;

для 2-й  зоны:               °С;

для 3-й  зоны :               °С;

 

г) Расход теплоты на нагревание транспортных приспособлений по зонам сушки:

для 1-й  зоны:

 

 

для 2-й зоны:

 

для 3-й зоны: 

 

 

д) Удельный расход теплоты на нагревание транспортных приспособлений по зонам  q_тр, кДж/(кг исп.влаги):

 

для 1-й зоны:    

 

 

для 2-й зоны:            

;

для 3-й зоны:          

 кДж/кг.

9. Определяем поправки расхода  теплоты. Этот расчет поправки расхода теплоты, т.е. дополнительный ее расход D в кДж/кг необходим, чтобы учесть потери, связанные с конструкцией действительной сушилки:

 

где   с_в –  теплоемкость воды, кДж/(кг К);

t _Н.м – температура материала на входе в соответствующую зону сушилки, ^оС

q_д – добавочная теплота, вводимая в сушилку вследствие реакций в продукте в процессе сушки, кДж/(кг исп. влаги). По условию добавочная теплота в сушильную камеру не подводится.

q_м, q_тр – удельные расходы теплоты на нагревание материала и транспортных приспособлений, кДж/(кг исп.вл.);

q_о.с – удельные потери теплоты в окружающую среду в кг/(кг исп.влаги) (по условию задачи в табл. 2.2, для курсовой работы П.2.5 приложения 2).

Расчет поправок  по зонам сушилки, кДж/(кг исп.вл.):

для первой зоны:

 

для второй зоны:

 

для третьей  зоны :

 

 

10. Определяем  удельное влагосодержания свежего воздуха. Удельное влагосодержание свежего воздуха х_о , кг/(кг сух. возд.),  находим по формуле ( 2.5):

 

где   j₀ – относительная влажность свежего воздуха; по условию задачи равна  50 % ;

Р_б – барометрическое давление, равно 98100 Па, для всех вариантов заданий;

– давление насыщенных паров воды в воздухе, определяется по  табл. П.7.2 приложения 7,   = 2062,6 Па     при температуре 18 ^оС.

11. Определяем удельное влагосодержание  отработанного воздуха по зонам  сушки:

для 1-ой зоны, при  j_К1 = 30% (из условия задачи табл. 2.2. и для всех вариантов табл. П.2.5 приложения 2) и = 15740 Па при температуре на выходе из зоны сушки равной 55^оС (определяется по табл. П.7.2 приложения 7), равно:

 кг/(кг сух.возд.);

для 2-ой зоны при  j_К2 = 26 %   и   = 22854 Па при температуре воздуха на выходе из зоны сушки 63^оС, равно:

 кг/(кг сух.возд);

Для 3-ей зоны при j_К3 = 10 % и = 28561 Па при температуре на выходе из зоны сушки 68^оС, равно:

 кг/(кг сух.возд).

12. Определяем удельный расход  свежего воздуха по зонам:

;

для 1-й зоны:   кг/(кг исп.вл);

для 2-й зоны:  кг/(кг исп.вл);

для 3-й зоны:  кг/(кг исп.вл).

Если  значения удельного расхода свежего  воздуха получают отрицательное  значение, это значит, что смесь  рабочего воздуха готовится не на основе отработанного, а на основе свежего  воздуха, и тогда, в формуле  удельного  влагосодержания меняются местами  влагосодержание свежего и отработанного  воздуха.

 

13. Определяем расход свежего  воздуха по зонам:

;

для первой зоны:    кг/ч;

для второй зоны:     кг/ч;

для третьей  зоны:     кг/ч.

 

14. Определяем удельное влагосодержание  смеси. Удельное влагосодержание смеси свежего и отработавшего воздуха  по зонам определяем по формуле:

 

 

где i_К – удельная энтальпия отработавшего воздуха по зонам, кДж/(кг×св.созд.);

с_с.в. – удельная  теплоемкость  сухого   воздуха,   в интервале температур  от   0 ÷ 70 ^оС теплоемкость  с_с.в.= 1,005 кДж/(кг·К), а от 70 ÷ 120 ^оС теплоемкость  с_с.в. = 1,009 кДж/(кг·К) ; ) (табл. П.5.7 приложение 5, табл. П.7.1 приложение 7);

t_Н – температура воздуха на входе в зону сушилки, ^оС;

r₀ – скрытая теплота парообразования воды определяется по табл. П.9.1 приложение 9,  в зависимости от температуры;

с_n – удельная теплоемкость пара определяется по табл. П.9.1 приложение 9,  в зависимости от температуры воздуха.

 

15. Удельную  энтальпию отработавшего  воздуха i_к, кДж/(кг×св. воздуха) по зонам сушки, определяем по формуле:

 

;

 

для 1-й зоны сушки:

 

где все  параметры находят при температуре 55 ^оС: с_n =1, 92 кДж/кг×К;

с_с.в.= 1,005 кДж/(кг·К); r₀ = 2358 кДж/кг;  .

 

для 2-й зоны сушки:

_,

где все  параметры находят при температуре 63 ^оС : с_n =1, 94 кДж/кг×К; с_с.в.=1,005 кДж/(кг·К); r_o = 2351 кДж/кг;

 

 

для 3-й зоны сушки:

 

 

где  все  параметры находят при температуре 68 ^оС :

с_с.в.=1,005 кДж/(кг·К); r₀ = 2338,72 кДж/кг;  с_n =1, 954 кДж/кг×К.

 

16. Определяем удельное влагосодержание  смеси по зонам:

 

для 1-й зоны сушки:

 

 

для 2-й зоны сушки:

 

 

для 3-й зоны сушки:

 

 

17. Определяем удельный расход  циркулирующего воздуха. Удельный расход циркулирующего воздуха l_n по зонам определяем по формуле:               

для 1-й  зоны:  ;

для 2-й  зоны:

для 3-й  зоны:

 

18.  Определяем расход циркулирующего  воздуха. Полный расход циркулирующего воздуха по зонам сушки определяем по формуле:

 

Подставив ранее полученные компоненты формулы, получаем полный расход циркулирующего воздуха по зонам сушки:

для 1-й зоны:      

 

для 2-й зоны:      

 

для 3-й зоны:      

 

 

19. Определяем кратность смешения  по зонам:

для 1-й зоны:        ;

для 2-й зоны:        ;

для 3-й зоны:        .

Значения  кратности смешения  не бывают отрицательными.

 

20. Определяем удельную энтальпию  смеси перед калорифером по  зонам. Для этого сначала определяем удельную энтальпию свежего воздуха i₀, кДж/(кг свеж. воздуха):

 

 

где t_с.в. – температура свежего воздуха (из условия задачи), t_с.в.=15 ^оС;

х₀ – удельное влагосодержание свежего воздуха (п.10, стр.59);

r₀ – скрытая   теплота   парообразования воды при температуре 15 ^оС , r₀ = 2465,6кДж/кг (табл. П.9.1 приложения 9);

с_п   –   теплоемкость     пара     при     температуре       20 ^оС,

 с_п = 1,86 кДж/кг×К.

 

Затем, находим  удельную энтальпию смеси воздуха перед калорифером по зонам i_Нсм, кДж/(кг свеж. воздуха):

 

для 1-й зоны:

 

для 2-й зоны:

 

для 3-й зоны:

 

А также, удельную энтальпию смеси i_Ксм после калориферов, кДж/(кг свеж. воздуха):

 

для 1-й зоны:   

 

для 2-й зоны:  

;

для 3-й зоны:   

.

 

И наконец, находим удельный расход теплоты в калорифере по зонам, кДж/(кг исп.вл):

 

 

для 1-й зоны:

 

;

 

для 2-й зоны:

;

 

 

для 3-й зоны:

.

 

21. Определяем  полный расход  теплоты в калорифере по формуле:

.

Полный  расход теплоты в калорифере по зонам:

для 1-й зоны:

 

для 2-й зоны:

 

для 3-й зоны:

 

 

Список используемой литературы

 

1. Борисов,  Г.С. Основные процессы и аппараты  химической технологии: пособие по проектированию / Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский. 2-е изд. – М.: Химия, 1991. – 496 с.

2. Гребенюк, С. М. Расчеты и задачи по  процессам и аппаратам пищевых   производств: учебник / С. М.  Гребенюк,  Н. С. Михеева, Ю.  П. Грачев и др. – М.:  Агропромиздат,  1987. – 304 с.

3. Малахов,  Н.Н.  Процессы и аппараты пищевых  производств: учебник / Н.Н. Малахов,  Ю.М. Плаксин, В.А. Ларин   – Орел: ОрелГТУ, 2001. – 687 с.

4. Павлов, К.Ф. Примеры и задачи по  курсу процессов и аппаратов химической технологии / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков – Л.: Химия, 1985. – 551 с.

5.  Стабников, В.Н., Процессы и аппараты пищевых производств. / В.Н. Стабников, В.М. Лысянский, В.Д. Попов – М.: Агропромиздат, 1985. – 503 с.

6.  Холодильная  техника. Кондиционирование воздуха.  Свойства веществ: справ. / под ред. С.Н.Богданова. 4-е изд., перераб. и доп. – СПб.: СПбГАХПТ, 1999. – 320 с.