Sütunlar
şekerleme iş için

Şeker şuruplarının ve karamel kütlesinin hazırlanması için ısı eşanjörlerinin ve istasyonlarının hesaplanmasının temelleri

Isı mühendisliği hesaplamalarının temelleri

Isı taşıyıcının (buhar) akış hızını ve ısı değiştiricinin ısıtma yüzeyini belirlerken, ısı dengesi ve ısı transferinin hesaplama denklemleri genellikle derlenir.

Genel olarak ısı kaybını hesaba katarak, ısıtmak, ürünü eritmek ve nemi buharlaştırmak için harcanan toplam ısı miktarı formül (J cinsinden) ile ifade edilir.

image001

(1-9)

nerede Q1, Q2, Q3 - ürünün bileşenlerinin ısıtılması, çözülmesi ve buharlaştırılması için harcanan yararlı ısı tüketimine ilişkin ilgili maddeler, J;

Qп - radyasyon ve konveksiyon ile cihazın dış yüzeyi tarafından çevreye ısı kaybı, J.

Sürekli aparatları hesaplarken, tüm öğelerin ısı tüketimi W (J / s) veya J / h olarak hesaplanır.

İşlenmiş ürünün her bir bileşeninin ısıtılması için ısı tüketimi formül (J cinsinden) ile belirlenir.

image003 (1-10)

burada G, ısıtılan ürünün karşılık gelen bileşeninin sayısı, kg;

s - bileşenin özgül ısısı, J / (kg * K);

tk и tн- bileşenin nihai ve başlangıç ​​sıcaklığı, ° C.

Çoğu ürünün ısı kapasitesi sıcaklığa bağlıdır. Örneğin:

şekerin özgül ısısı c = 1000 + 7,25 ton J / (kg * K) (1.11)

melasın özgül ısısı = 1714 + 5,76 ton J / (kg * K). (1.12)

Şeker şurubu ve karamel kütlesi dahil olmak üzere şeker çözeltilerinin ısı kapasitesi sıcaklığa ve konsantrasyona bağlıdır. V.V. Yanovsky formülüne göre hesaplanabilir [J / (kg • K)]

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

burada a, çözeltideki şeker konsantrasyonu, kg / kg'dır.

Pratik hesaplamalarda suyun özgül ısı kapasitesi 4190 J / (kg • K) [1 kcal / (kg • deg)] 'ye eşit olarak alınabilir.

Kristalleri (ör. Şeker) eritmek için ısı tüketimi formül (J cinsinden) ile belirlenir.

Q2= Gqк, (1-14)

burada G ürün miktarıdır, kg;

qк - şeker 1 J'ye eşit 4190 kg ürünün gizli çözünme veya kristalizasyon ısısı.

Nem buharlaşması için ısı tüketimi (J cinsinden) formül ile belirlenir.

Qз =D2r, (1-15)

nerede d2 - buharlaşan nem miktarı, kg;

r - gizli buharlaşma ısısı, J / kg; sıcaklığa veya basınca bağlı olarak buharın termodinamik özellikler tablosu tarafından belirlenir (bkz. ek).

Ürün konsantrasyonunu değiştirirken buharlaşan nem miktarı (kg cinsinden) katıların denge denklemlerini birlikte çözerek belirlenebilir

Gc.в=G1a1=G2a2 (1-16)

ve maddi denge denklemleri

Sonra (1-17) (1-18)image006

nerede gc.в - Üründeki katıların sayısı, kg;

G1 - buharlaştırılacak ürün miktarı, kg;

G2 - bitmiş ürünün miktarı, kg;

a1- üründeki katı maddelerin başlangıç ​​içeriği (konsantrasyon), kg / kg;

а2 - nihai üründeki nihai katı içeriği, kg / kg


Nem, konsantrasyonunda belirgin bir değişiklik olmadan çözeltinin yüzeyinden buharlaşırsa, o zaman

D2 = 3600KF (р - φр1) τ, (I-19)

nerede К - buharlaşan ürünün hava hızına ve fiziksel özelliklerine bağlı olarak orantılılık katsayısı, kg / (m2-s * MPa);

F - buharlaşma yüzey alanı, m2;

τ buharlaşma işleminin süresi, s;

р - buharlaştırılmış ürünün, MPa'nın doymuş buharının çevre sıcaklığında esnekliği (uygulama tablosu tarafından belirlenir);

р'- buharlaştırılmış ürünün, MPa'nın doymuş buharının, ortam sıcaklığında elastikiyeti (uygulama tablosu tarafından belirlenir);

φ - bağıl hava nemi (cf = 0,65-7-0,75).

Oransallık katsayısı К Su formülüyle belirlenebilir

K= 0,0745 ()р)0,8, (1-20)

burada ʋ - hava hızı, m / s;

ρ - hava yoğunluğu, kg / m3.

Su buharlaştığında, hava hızına bağlı olarak, orantısallık katsayısı K aşağıdaki değerlere sahiptir:

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

Radyasyon ve konveksiyon ile aparatın dış duvarlarından çevreye ısı kaybı formül (W cinsinden) ile belirlenebilir.

Qп = Faαk(tmakale tв) (1-21)

nerede fa - aparatın yüzey alanı, m2;

αк- ısı transfer katsayısı, W / (m2 * K);

tmakale и tв- duvar ve ortam hava sıcaklığı, ° С.

Isı aktarım katsayısı (toplam), cihazın kapalı bir alanda olması ve tCT 150 ° C'yi geçmez, yaklaşık

formülle hesaplanır [W / (m2 • K)]

αк - 9,76 + 0,07 (tmakale -tв). (I-22)

Buharın tamamen yoğunlaştığı parti aparatları için döngü başına ısıtma suyu buharı miktarı formül ile belirlenir (kg cinsinden)

image007(1-23)

nerede Qtoplum - do, J ile ortamdaki kayıplar da dahil olmak üzere, döngü başına toplam ısı tüketimi;

i1başlıklı bir kılavuz yayınladıve ben1'- Sırasıyla, ısıtma buharı ve kondens entalpisi, J / kg (bkz. Ek).

Aynı cihazlar için saatlik buhar tüketimi (kg / saat olarak)

image009 (1-24)

burada τ döngü süresi, h

Sabit bir termal rejimle çalışan temperleme makinelerinde, ısıtma buharı yalnızca çevreye olan ısı kaybını telafi etmek için kullanılır. Tüketimi (kg / saat olarak) formülle belirlenir.

image011 (1-25)

nerede Qп - çevreye ısı kaybı, W;

i "- ısıtma buharı entalpisi, J / kg;

ben - kondens entalpisi, J / kg.

Sürekli cihaz için buhar tüketimi (kg / s cinsinden) formül (1-23) ile belirlenir. Ancak bu durumda, toplam ısı tüketimi Qtoplum watt cinsinden ölçülür.

Sıvı soğutucuların (örn. Su) akış hızı formülle (kg / s cinsinden) belirlenir.

image013 (1-26)

burada c, soğutucunun özgül sıcaklığıdır, J / (kg-K);

tн и tк- ilk ve son soğutucu sıcaklığı, ° С.

Aparatın ısı transfer yüzey alanı duvardan geçen ısı transfer denkleminden belirlenir.

Qzemin= FkcpΔtτ (1-27)

aparatın ısı değişim yüzeyi nereden gelir (m2 olarak)

image015 (1-28)

Bir parti aparatındaki (s) termal işlemin süresi,

image017 (1-29)

nerede Qzemin - aparatta yararlı ısı tüketimi, J;

F - aparatın ısı değişim yüzeyi, m2;

kbakınız - ortalama ısı transfer katsayısı, W / (m2* K);

Carriert, ısı taşıyıcı ile ısı alan ortam arasındaki ortalama sıcaklık kafasıdır, ° С.

Sürekli aparatlar hesaplanırken, ısı tüketimi watt cinsinden hesaplanır, formül (1-28) 'de işlemin süresi τ = 1s olarak alınır.

Ortalama sıcaklık farkı processt ısıl işlemin yapısına bağlıdır. İki akış arasındaki ısı değişimi sırasında, bir akımın başlangıç ​​ve nihai sıcaklıkları t ile gösterilir.1”Ve t1ve ikinciden t'ye2've t2“, Daha sonra süreç ileri akış ve karşı akış durumları için grafiksel olarak temsil edilebilir (Şekil 23).image019

Şek. 23. Soğutucu sıcaklıklarındaki değişikliklerin çizelgesi: a - ileri akış sırasında; b - karşı akım ile; ısıtma buharının yoğuşmasında.

Doğrudan akış ve karşı akış durumunda ve ayrıca ortamlardan birinin sabit sıcaklığında, örneğin ısıtma buharının yoğunlaşması sırasında (Şekil 23, c), ortalama sıcaklık başlığı, formülle log ortalaması olarak belirlenir.


image021 (1-30)

buradaб ve ∆tм - sırasıyla, ısı değişim yüzeyinin başlangıcında ve sonunda soğutucu akışkanlar arasında daha büyük veya daha düşük bir sıcaklık başlığı.

<1,8 ise, ortalama sıcaklık yüksekliği aritmetik ortalama olarak tanımlanabilir

image023 (1-31)

Formül (1-30) yerine, formülü kullanabilirsiniz.

image027 (1-32)

Isıtma ortamından ısıtmaya kadar tek katmanlı bir duvardan [W / (m)2 • K)] formül ile belirlenir

(1-33)

image029(1-33)

nerede α1 - soğutucu akışkandan duvara ısı geçiş katsayısı, W / (m2-K);

α2 - duvardan ısıtılan ortama W / (m2-K) ısı aktarım katsayısı;

s duvar kalınlığı, m;

ƛ - duvar malzemesinin ısı iletkenlik katsayısı, W / (m * K).

Ürün konsantrasyonundaki değişiklikler nedeniyle ürün parti aparatlarında kaynatılırken, ısı transfer katsayısı da değişir, bu nedenle, parti cihazlarının yaklaşık hesaplamalarında, ortalama ısı transfer katsayısı alınmalıdır.

Bir şuruplu bira istasyonu hesaplamanın temelleri

Şurup bileşenlerinin sağlanması için dağıtıcıların gerekli performansı: şeker, pekmez, su - pekmez, şeker ve şurubun nemi hesaba katılarak şeker ve pekmezin şurup içindeki kısmı ve nem dengesi denklemi için tarifte verilen malzeme dengesi denklemleri birlikte çözülerek belirlenebilir.

Bu durum için 1 saat malzeme dengesi denklemi

N = gsah+Gçıkmaz+Gsu (1-34)

burada P şurup üretkenliği, kg / s;

GsahGçıkmazGsu - sırasıyla, çözücüye verilen şeker, çıkıntı ve suyun akış hızı, kg / s.

Reçeteye göre şurup içindeki şeker ve melas katılarının oranı

image031 (1-35)

Belirli bir nem içeriğine sahip bir şurup için nem dengesi denklemi

Ωс=Gsahωsah +Gçıkmazωçıkmaz +Gsuωsu (1-36)

nerede ωсohsah, ωPat ωsu-İlgili olarak, şurup, şeker ve melasın nem içeriği; hesaplamalarda, aşağıdaki sınırlarda alınabilirler: ωс = 16 ± 18% veya 0,16-0,18 kg / kg; ωsah = 0,14 ÷% 0,15 veya 0,0014-0,0015 kg / kg ωçıkmaz= 18 ÷% 22 veya 0,18 - 0,22 kg / kg.

Son üç denklemi birlikte çözme ve G yerine denklem (1-36) ile değiştirmeçıkmaz ve Gsu (1-34) ve (1-35) denklemlerinden ifadeleri, gerekli şeker tüketimini ve dolayısıyla dağıtıcı verimliliğini (kg / s cinsinden) elde ederiz.

image033 (1-37)

Bulunan şeker tüketimine göre, melas tüketimi şeker ve melas oranı (1-35) ve su tüketimi - malzeme denge denkleminden (1-34) belirlenir.

Şurubun bileşen parçalarını ısıtmak, şeker kristallerini eritmek ve çözücünün çevreye ısı kaybını telafi etmek için gereken toplam ısı miktarı formül (W cinsinden) ile belirlenir.

image035 (1-38)

nerede gj - çözücüye verilen şurubun bileşen parçalarının sayısı, kg / s;

AGj- şurubun bileşen kısımlarının entalpisinde değişiklik, J / kg;

Gsah - çözücüye verilen şeker miktarı, kg / s;

gk - 1 kg şeker, J / kg kristallerinin gizli çözünme ısısı (gк = 4190);

QП - radyasyon ve konveksiyondan çevreye ısı kaybı (W cinsinden)

formül (1-21) ve (1-22) ile tanımlanmıştır.

Formülde (1-38) olduğu akılda tutulmalıdır.

image037(1-39)

nerede gsahGçıkmazGsu - şeker, melas, su tüketimi (yukarıdaki formüllerle belirlenir), kg / s;

AGsah, ∆gçıkmaz, ∆gsu - buna göre, başlangıç ​​ve son sıcaklıklarda şeker, melas ve su entalpisinde değişiklikler, J / kg.image039

Bu ürünlerin başlangıç ​​ve son sıcaklıkta entalpisi (J / kg cinsinden) g olarak tanımlanır.erken = ileнtн ve gat - ileкtк. Bunun için şeker ve melasın ısı kapasitesi ilk olarak nihai (/ c) ve başlangıç ​​(/ n) sıcaklıklarında formül (1-11) ve (1-12) 'ye göre hesaplanır. Bu durumda, şekerin başlangıç ​​sıcaklığı, tedarik edildiği odanın hava sıcaklığı olacaktır; ısıtılmış bir biçimde servis edilen melasın başlangıç ​​sıcaklığı 55-60 ° C aralığındadır ve su 70-80 ° C'dir.

Şurup bileşenlerinin nihai sıcaklığı, karamel şurubunun belirtilen nem içeriğine bağlı olarak karamel şuruplarının kaynama sıcaklıklarının geliştirilmiş programına göre belirlenen şurubun kaynama sıcaklığı olacaktır.с ve basınç p (Şekil 24) (bu durumda, açık bir çözücü aparatı için atmosfer basıncı 100 kPa'dır). Örneğin,% 16 şurup neminde ve atmosfer basıncında, belirtilen programa göre kaynama noktası yaklaşık 120 ° C olacaktır.

Isıtma buharı parametrelerini belirlerken, buhar sıcaklığının şurubun kaynama noktasının yaklaşık 15-20 ° C üzerinde olması gerektiği unutulmamalıdır; bu nedenle, bu durumda, ısıtma buharının sıcaklığı: tп = 120 + 20 = 140 ° C.

Çözücü için buhar tüketimi, sürekli aparat için olduğu gibi formül (1-23) ile belirlenir. Uygulama tablosunu kullanarak ısıtma buharının kabul edilen sıcaklığından buhar tüketimini hesaplarken, önce ısıtma buharının p gerekli basıncını belirleyin ve aynı tabloyu kullanarak ısıtma buharı entalpisini bulun ”1 ve yoğuşma I '1.

Çözücünün ısıtma yüzey alanı, sürekli aparatın ısıtma yüzeyi olarak tanımlanırken, sadece yararlı ısı dikkate alınır (çevreye zarar vermeden).

Bu durumda, formül (1-38) 'den çözücü için yararlı ısı (W cinsinden)


image041(1-40)

Daha sonra çözücünün ısıtma yüzeyini belirleme formülü (m olarak2).

image043(1-41)

nerede kн-Isıtma sırasında ısı transfer katsayısı, W / (m2-K) (ortalama kн = 1500 ÷ 1740);


Isı taşıyıcısının ortalama logaritmik sıcaklık farkıdır (ısıtma buharı ve karışım şurup, ° С; formül (1-30) ve (1-31) ile belirlenir.

Bizim durumumuzda

image045 (1-42)

nerede?1 = tп - tн.santimetre (burada tн.santimetre - şurup bileşenlerinin karışımının başlangıçtaki ortalama sıcaklığı);

Dt2 = tп- tк.santimetre (burada tc.cm - şurubun kaynama noktası);

tп - ısıtma buharının sıcaklığı, ° С.

Çözücüye yüklenen karışımın ortalama sıcaklığının (bu durumda, şurup bileşenlerinin karışımı - şeker, su ve melas), karışımın ısı dengesinin denkleminden belirlendiği veya basitleştirilmiş hesaplamalar ile belirtildiği unutulmamalıdır.

Bu durumda karışım için ısı dengesi denklemi aşağıdaki gibi olacaktır:

image047

veya image049(1-43)

burada karışımın ortalama sıcaklığı (° C cinsinden)

image051(1-44)

buradaki P, karışım miktarı, kg / s'dir;

Qsah, Qçıkmaz, Qsu - buna göre, melas şekeri ve suyu W ile karışıma verilen ısı miktarı;

сcm- karışımın özgül ısısı, J / (kg * K).

Kalan gösterim daha önce bulunmuştu.

Çözücü karıştırıcının bıçaklarının suyu için elektrik motorunun gerekli gücü formül (1-6) ile belirlenir.

Geometrik hacim V (m olarak)3) atmosferik basınçlı şeker çözücü formül ile belirlenir.

image053(1-45)

nerede gsah ve Gsu - şeker ve su tüketimi, kg / saat;

τр - çözünme süresi, h (tr = 0,5-g-1,0); p, şeker ve su karışımının yoğunluğu, kg / m3;

ρ, doldurma faktörüdür (<p = 0,7-g 0,8).

ShSA-1 istasyonundaki bobinin uzunluğu, şekerin çözünme süresine göre belirlenir.

L = ʋcτρ (1-46)

nerede ʋc - bobinin borusundaki karışımın ortalama hızı, m / s (ʋc = 0,55 ÷ 0,65).

Bobin borusunun d (m cinsinden) çapı, karışımın P saat yönünün kesit alanı boyunca denkleminden bulunur.

image055(1-47)

bundan dolayı

image057(1-48)

Karamel eritme istasyonunu hesaplamanın temelleri

Karamel eritme istasyonunu hesaplamak için önce hattın tüm bölümlerindeki olası karamel kütlesi kaybını dikkate alarak performansını belirlemelisiniz. Yaklaşık hesaplama sırası aşağıdaki gibidir:

1. Hat ekipmanının temizleme süresini dikkate alarak bitmiş karamel için hattın saatlik kapasitesinin belirlenmesi (kg / saat cinsinden):

image059(1-49)

nerede pcm - önceden belirlenmiş vardiya hattı verimliliği, vardiya başına kg;

τcm - hat ekipmanını temizlemek için çalışma süresini (h) eksi yaklaşık 15 dakika (0,25 saat) değiştirin.

2. Bitmiş karamel içerisindeki belirli bir yüzdede saatte hatta işlenen karamel kütlesi miktarının (kg / saat cinsinden) belirlenmesi,

image061(1-50)

neredeн - bitmiş karamelde belirtilen doldurma içeriği,%.

Buna göre, bu hat için dolguyu hazırlamak için ekipmanın verimliliği, yani hatta tedarik edilecek meyve ve meyve dolgusu miktarı (kg / saat cinsinden) olacaktır.

image063 (1-51)

3. Karamel kütlesinin belirtilen nem içeriğini ve kuru madde kaybını (kg / saat cinsinden) dikkate alarak, kuru maddede hat üzerinde işlenen saatlik karamel kütlesinin belirlenmesi

image065(1-52)

nerede ωк- bitmiş karamel kütlesinin nemini ayarlama,%;

α, hat başına kuru madde üzerindeki karamel kütlesi kaybı oranı,% (yaklaşık% 1,67-1,7 aralığında alınır).

Formül (1-52) 'ye göre, hattın bireysel bölümlerinin veya makinelerinin ve aparatlarının üretkenliği, hattın sonundan bu bölüme veya makineye kadar kuru madde içindeki ürün kaybı da dikkate alınarak belirlenebilir.

4. Bitmiş kütlenin belirtilen nemini dikkate alarak karamel demleme istasyonunun karamel kütlesi (kg / saat cinsinden) ile saatlik kapasitesinin belirlenmesi

image067(1-53)

5. Kuru madde dengesi (1-16) denkleminden şurup akış hızının, yani şurup istasyonundan bobin vakum aparatına verilmesi gereken şurup miktarının belirlenmesi. Herhangi bir çözeltinin konsantrasyonu (kg / kg cinsinden)

a = (100-ω) / 100

burada the çözeltinin nemi,%,

bu durumda katıların dengesi için denklem,

Gc (100 - ωс) = Gк (100 - ωк), gerekli miktarda karamel şurubu olacak

Gc = Gk (100- ωк) / (100 - ωс) (1-54)

burada ωс - nem karamel şurubu,%.

Sürekli bir bobin vakum aparatının hesaplanması aşağıdaki sırayla gerçekleştirilir.

Karamel kütlesi kaynarken bir bobin vakum aparatı için ısı dengesi denklemi

image069 (1-55)

nerede gсGк - kaynama şurubuna sağlanan miktar ve nihai nihai karamel kütlesi, kg / s;

сс veк - şurup ve karamel kütlesinin özgül ısısı, J / (kg-K)

tcT,k - şurup ve karamel kütlesi sıcaklığı, ° С;

ben "1, ben1 -Isıtma buharı ve yoğuşma suyu, J / kg;

D2 - buharlaşan nem miktarı (ikincil buhar), kg / s;

i2 - ikincil buharın entalpisi, J / kg;

D ısıtma buharı tüketimi, kg / s;

Qп - cihaz tarafından çevreye ısı kaybı, watt.

Isı dengesi denkleminin (1-55) sol tarafı ısının gelişini ifade eder:

GсIlecT,c - şurup, W ile cihaza verilen ısı;

Di1 - buhar, W. ısıtılarak cihaza verilen ısı.

Denklemin sağ tarafındaki üyeler, bu ısının tüketim maddelerini gösterir:

GkIlekT,k - bitmiş karamel kütlesi W ile taşınan ısı;

D2i2 - ikincil buhar W ile taşınan ısı;

Di1- ısıtma buharının yoğunlaşması sonucu oluşan yoğuşma ile taşınan ısı, W;

Qп - çevreye salınan ısı (kayıp), W.

Aparat için ısıtma buharı tüketimi (kg / s cinsinden) ısı dengesi denkleminden (1-55) belirlenir.

image071(1-56)

Karamel şurubu sıcaklığı tсaparatın bobinine beslenir, şurubun atmosferik basınçta arzu edilen nem içeriğine bağlı olarak çizelgeye (bakınız Şekil 24) göre belirlenir (bakınız çözücü seyreltme).

Haşlanmış karamel kütlesinin kaynama noktası tк "Karamel kütlesi" nin belirtilen nihai nem içeriğine ve aparatın vakum haznesindeki vakum B'ye bağlı olarak aynı çizelgeye göre belirlenir. Bu durumda, artık basınç (kPa cinsinden)

ρо = 100 - V, (I-57)

burada B, aparatın vakum odasında belirtilen vakumdur, kPa.

Şurubun ısı kapasitesiс ve karamel kütlesi ileк şeker çözeltilerinin ısı kapasitesinin formül (1-13) ile saptanması.

İkincil buhar miktarı (buharlaşan nem), formül (1-18) 'e göre malzeme dengesi denkleminden belirlenir.

Sekonder buharın eutalpisi i2”Uygulama tablosuna göre vakum odasında kalan (mutlak) basınca bağlı olarak belirlenir.

Isıtma buharı entalpisi i1”Ve yoğuşma i1', ısıtma buharının sıcaklığının kabul edilen basıncına bağlı olarak aynı tablodan belirlenir.

Bobin vakum aparatının ısıtma kısmının buhar boşluğuna beslenen ısıtma buharının sıcaklığı, yukarıdaki yöntemle bulunan karamel kütlesinin kaynama sıcaklığından 15-20 ° C daha yüksek olmalıdır (pratik olarak ısıtma buharının sıcaklığı,

158-159 ° C'de, bu da 0,6 MPa'ya kadar ısıtma buharının aşırı basıncına karşılık gelir). Isıtma buharı parametreleri belirlenirken bu akılda tutulmalıdır.

Çevreye bağlı cihaz ısı kaybı Qп formül (1-21) ile belirlenir veya deneysel verilere göre kabul edilir.

Böylece, formül (1-56) 'da yer alan tüm miktarların değerini belirledikten sonra, buhar tüketimi hesaplanır.

Bir bobin vakum aparatının ısı değişim yüzey alanı (m2) kaynayan şurup, formül (1-28) 'e göre duvardan ısı transferi denkleminden belirlendiğinde

image073(1-58)

Qzemin - faydalı ısı tüketimi (kayıplar hariç), W;

k, bobinin ısı transfer katsayısıdır; deneysel olarak kuruldu. Yaklaşık hesaplamalar için, bobinin çapına bağlı olarak eşit olarak alınabilir 350 - 1000W / (m2 • K);

∆t - ısıtma buharı, şurup ve karamel kütlesi arasındaki ortalama sıcaklık farkı, ° С; formül (1-30) ve (1-31) ile belirlenir.

Boruda 1 = 48 m / s'lik bir elek hızında formül (1,0-XNUMX) kullanılarak bobin borusunun çapını belirledikten sonra, bobinin geometrik boyutları bulunan ısı değişim yüzeyinden belirlenir.

GOST'a göre borunun çapını belirten bobinin uzunluğu formülle (m olarak) belirlenebilir.

image075(1-59)

Nerede dн - boru bobininin dış çapı. Bobinin uzunluğu genellikle bobinin 800-1000 boru çapı aralığında alınır.

Bobin çapı D verilirbakınız = 680 mm ve bobinin eğimi, bobin bobininin yükselme açısını bulabilirsiniz

image077

Bu durumda, 5, 1,5-2,0 s'ye eşit olarak alınır? N - Bobinin / (m cinsinden) bobinin uzunluğu

image079(1-60)

Bobinin dönüş sayısı


image081(1-61)

Bobinin yüksekliği (m cinsinden)


image083 (1-62)

işte hConstr - damgalı diplerin yüksekliği dikkate alınarak yapısal katkı maddesi.

Isıtma parçası gövdesinin çapı (vm)

image085(1-63)

Son olarak, aparatın ısıtma kısmının mahfazasının çapı, standart damgalı diplerin en yakın çapına alınır. Cihazın vakum odasının geometrik hacmi doğrudan buhar boşluğu Rv [m olarak3/ (s • d3)]

image087(1-64)

D2- ikincil buhar miktarı, kg / s;

ʋ2 - ikincil buharın özgül hacmi, m3/ kg;

V - vakum odasının hacmi, m3.

Atmosferik basınçta Rv = 8000 m3/ (M3 • h). Vakum bölmesi nadir olduğunda, Rv = 8000φ, burada φ vakum bölmesindeki artık basınca bağlı bir katsayıdır (karamel kütleleri kaynarken yaklaşık 0,85'tir).

Daha sonra (1-64) 'den vakum odasının hacmi (m cinsinden)3) olacak

image089(1-65)

Vakum odası gövdesinin iç çapı dв tasarım nedenleriyle veya standart damgalı diplerin çapına bağlı olarak kabul edilir.

Vakum odasının mahfazasının yüksekliği (m olarak)

image091 (1-66)

Dahili aşırı basınç altında çalışan ince duvarlı silindirik bir kap olarak aparatın ısıtma kısmının mahfazasının duvar kalınlığı (m cinsinden) formülle hesaplanır.

image093(1-67)

burada p, aparattaki basınçtır, MPa;

Dв - vücudun iç çapı, m;

δz- izin verilen çekme gerilimi, MPa;

φ kaynağın mukavemet katsayısıdır (cf = 0,7-g 0,8);

s - korozyonda artış, m.

Bitmiş karamel kütlesi (kg / saat cinsinden) için vakum aparatının performansı aşağıdaki form ile belirlenebilir.


image095(1-68)

nerede gс= Cсtc - kaynatma için giren şurup entalpisi, J / kg;

gk.м = ileкtк - bitmiş karamel kütlesinin entalpisi, J / kg;

tп - ısıtma buharının sıcaklığı, ° С.


Karıştırma kondenserinde, aşağıdaki ısı dengesi denklemi ile ifade edilebilen bir termal işlem gerçekleşir (Şekil 21'deki şemaya bakın)

image097 (1-69)

karıştırma kondenserindeki soğutma suyu akışının (kg / s cinsinden) olacağı yer

image099(1-70)

nerede d2 - yoğunlaşabilen ikincil buhar miktarı, kg / s;

і2 - ikincil buharın entalpisi, J / kg;

s, suyun özgül sıcaklığıdır, J / (kg-K) (s = 4190);

t и t2K - soğutma suyunun başlangıç ​​ve nihai sıcaklıkları, ° С (suyun son sıcaklığı t2K yoğuşma sıcaklığına eşit).

Başlangıç ​​sıcaklığı t olan kondensere W miktarında sağlanan soğutma suyu aşağıya doğru aktığında ve yoğunlaştığında, buhar son sıcaklığa kadar ısınır.2KDoğrudan akışlı kondansatörlerde, yoğunlaşmış buharın sıcaklığından 5-6 ° C daha düşüktür.

Kondansatörün iç çapı (vm) formülle belirlenir

image101 (1-71)

nerede ρп - buhar yoğunluğu, kg / m3;

ʋ - kondansatördeki buhar hızı, m / s (ʋ = 20 ÷ 25).

Bir vakum pompası ile kondansatörden pompalanan hava miktarı (kg / s cinsinden) formülle belirlenir.

image103 (1-72)

Hacimsel hava akışı (m cinsinden)3/ s) kondansatörden pompaya gelen formül ile belirlenir.

image105(1-73)

nerede gв - gelen hava miktarı, kg / s;

288 - hava için gaz sabiti, J / (kg-K);

tв - hava sıcaklığı, ° C; doğrudan akışlı karıştırma kapasitörleri için tv = t2k yani, yoğunlaştırıcıdan çıkan suyun sıcaklığı;

рв - kısmi hava basıncı, Pa.

Kısmi hava basıncı (Pa cinsinden) formülle belirlenebilir.

Рв = Pа- Rп (I-74)

nerede pа - vakum odası ve kondansatördeki mutlak (artık) basınç, Pa;

рп - kısmi buhar basıncı, Pa, hava sıcaklığında doymuş buhar basıncına eşit olarak alınır.

Bir kondansatörde bulunan bir buhar-hava karışımında, kısmi hava basıncı da denklemden belirlenebilir.

image107(1-75)

buradaimage109

Hava-su karışımını pompalamak için vakum pompasının verimliliği (m3/ h)

image111 (1-76)

pompa pistonunun çapı nerede (m olarak)

image113(1-77)

burada p, hava-su karışımının yoğunluğu, kg / m3'tür;

s piston vuruşu, m;

W, soğutma suyunun akış hızı, kg / s;

D2- kondens miktarı, kg / s;

Vв - emilen hava miktarı, m3 / s;

n, dakikada çift piston vuruş sayısıdır;

ƛ0 - dolum oranı (ƛ0 = 0,7 ± 0,8).

Piston çapını belirlerken, piston strok değeri ve çift piston strok sayısı ayarlanır (pompanın literatürden veya referans verilerin özelliklerine göre).

Bir cevap “Şeker şuruplarının ve karamel kütlesinin hazırlanması için ısı eşanjörlerinin ve istasyonlarının hesaplanmasının temelleri”

Yorum ekle

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Обязательные поля помечены *

Bu site spam ile mücadele etmek için Akismet'i kullanıyor. Yorum verilerinizin nasıl işlendiğini öğrenin.