Titoli
Per il business dolciario

Basi per la progettazione di scambiatori di calore e impianti per la preparazione di sciroppo di zucchero e di massa di caramello

Fondamenti di calcoli termici

Quando si determina la portata del liquido di raffreddamento (vapore) e la dimensione della superficie di riscaldamento dello scambiatore di calore, vengono generalmente calcolate le equazioni calcolate del bilancio termico e del trasferimento di calore.

Calore totale speso per riscaldamento, dissoluzione e l'evaporazione dell'umidità del prodotto, considerando la perdita di calore generalmente espressa dalla formula (in Joule)

image001

(1-9)

dove Q1, Q2, Q3 - Gli articoli pertinenti del consumo di calore utile speso per il riscaldamento, la dissoluzione e l'evaporazione delle parti costitutive del prodotto, j;

Qп - perdita di calore dalla superficie esterna dell'apparecchio nell'ambiente per irraggiamento e convezione, j.

Nel calcolare il flusso continuo di unità di calore a tutti gli effetti sono calcolati in W (J / s) o J / h.

Il consumo di calore per il riscaldamento di ciascun componente del prodotto lavorato è determinato dalla formula (in J)

image003 (1-10)

dove G è il numero della corrispondente componente del riscaldamento, kg;

c - capacità termica specifica del componente, J / (kg * K);

tk e tн- temperature dei componenti finali e iniziali, ° С.

La capacità termica della maggior parte dei prodotti dipende dalla temperatura. Ad esempio:

calore specifico di zucchero = 1000 + 7,25t J / (kg * K) (1.11)

sciroppo specifici di calore = 1714 + 5,76t J / (kg * K). (1.12)

La capacità termica delle soluzioni zuccherine, tra cui lo sciroppo di zucchero e la massa di caramello, dipende dalla temperatura e dalla concentrazione. Può essere calcolato con la formula di V. V. Yanovsky [in J / (kg • K)]

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

dove a è la concentrazione di zucchero nella soluzione, kg / kg.

La capacità termica specifica dell'acqua nei calcoli pratici può essere considerata uguale a 4190 J / (kg • K) [1 kcal / (kg • deg)].

Il consumo di calore per la dissoluzione dei cristalli (ad es. Zucchero) è determinato dalla formula (in J)

Q2= Gqк, (1-14)

dove G è la quantità di prodotto, kg;

qk è il calore latente di dissoluzione o cristallizzazione di 1 kg di prodotto uguale a zucchero 4190 j.

consumo di calore per l'evaporazione dell'umidità (in joule) è determinato dalla formula

Qз =D2R, (1-15)

dove D2 - la quantità di umidità evaporata, kg;

r - calore nascosto di vaporizzazione, J / kg; determinato dalla tabella delle proprietà termodinamiche del vapore a seconda della temperatura o della pressione (vedi Appendice).

La quantità di umidità evaporata (in kg) quando si cambia la concentrazione del prodotto può essere determinata risolvendo equilibrio equazioni solidi

Gc.в=G1a1=G2a2 (1-16)

e l'equazione di bilancio materiale

Poi (1-17) (1-18)image006

dove Gc.в - quantità di sostanze secche nel prodotto, kg;

G1 - la quantità di prodotto da evaporare, kg;

G2 - quantità del prodotto finito, kg;

a1- il contenuto iniziale (concentrazione) di sostanze secche nel prodotto, kg / kg;

а2 - contenuto di solidi finali nel prodotto finito, kg / kg.


Se l'umidità evapora dalla superficie della soluzione senza modificare sensibilmente la sua concentrazione, la

D2 = 3600KF (р - φр1) τ, (I-19)

dove К - coefficiente di proporzionalità, in funzione della velocità dell'aria e delle proprietà fisiche del prodotto evaporato, kg / (m X NUMX-s * MPa);

F - superficie di evaporazione, м2;

τ è la durata del processo di evaporazione, s;

р - la tensione di vapore del prodotto vaporizzato, MPa, a temperatura ambiente (determinata dalla tabella dell'applicazione);

р«- elasticità dei vapori saturi del prodotto evaporato, MPa, a temperatura ambiente (determinata conformemente alla tabella dell'allegato);

φ - umidità relativa dell'aria (cf = 0,65-7-0,75).

Il coefficiente di proporzionalità К L'acqua può essere determinato dalla formula

K= 0,0745 (ʋр)0,8(1-20)

dove ʋ è la velocità dell'aria, m / s;

ρ è la densità dell'aria, kg / m3.

Dopo evaporazione di acqua, a seconda del fattore di proporzionalità velocità dell'aria K ha i seguenti significati:

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

Le perdite di calore verso l'ambiente attraverso la parete esterna per irraggiamento e convezione, il dispositivo può determinare la formula (in watt)

Qп = Faαk(tarticolo tв) (1-21)

где Fa - area della superficie esterna dell'apparecchio, m2;

αк- coefficiente di trasmissione del calore, W / (m X NUMX * K);

tarticolo e tв- temperatura del muro e aria ambiente, ° С.

Il coefficiente di trasferimento di calore (totale), a condizione che l'unità è coperta e tsecoli non supera 150 ° C, circa

calcolata secondo la formula [in W / (m2 • K)]

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

La quantità di riscaldamento a vapore per ciclo per un lotto di dispositivi in ​​cui il vapore viene condensato completamente determinato dalla formula (in kg)

image007(1-23)

dove Qобщ - consumo totale di calore per un ciclo, comprese le perdite nell'ambiente da dy, j;

i1"ed io1'-Consistente l'entalpia di riscaldamento a vapore e condensa, J / kg (vedi allegato).

Tutti consumo di vapore per le stesse periferiche sarà (in kg / h)

image009 (1-24)

dove τ è il tempo del ciclo, h

In tempera macchine che operano con un consolidato condizioni termiche, vapore di riscaldamento viene consumato solo per la compensazione delle perdite di calore nell'ambiente. La sua portata (kg / h) è determinato dalla formula

image011 (1-25)

dove Qп - dispersione di calore nell'ambiente, W;

i "- riscaldamento entalpia di vapore, J / kg;

i'-entalpia di condensa, J / kg.

consumo di vapore per dispositivi continuo (in kg / s) è definito dalla formula (1-23). Ma in questo caso, la portata totale di calore Qобщ calcolato in watt.

Il consumo di fluidi di trasferimento di calore (ad esempio acqua) è determinato dalla formula (in kg / s)

image013 (1-26)

dove c è la capacità termica specifica del refrigerante, J / (kg-K);

tн e tк- la temperatura iniziale e finale del liquido di raffreddamento, ° C.

Superficie di scambio termico acustici è determinata dall'equazione di trasferimento di calore attraverso la parete

Qpiano= FkcrΔtτ (1-27)

in cui il trasferimento di calore superficie del dispositivo (in m2)

image015 (1-28)

La durata del processo termico nell'apparecchio di azione periodica (in s) sarà

image017 (1-29)

dove Qpiano - consumo di calore utile nell'apparecchio, j;

F -la superficie della superficie di scambio termico dell'apparato, m2;

kcf. - coefficiente di scambio termico medio, W / (m2* K);

Δt è la pressione media della temperatura tra il liquido di raffreddamento e il mezzo di ricezione del calore, ° С.

Quando si calcolano i dispositivi di azione continua, il consumo di calore viene calcolato in watt, nella formula (1-28) la durata del processo è considerata come τ = 1.

La differenza di temperatura media Δt dipende dalla natura del processo termico. Se durante lo scambio di calore tra due flussi, le temperature iniziali e finali di un flusso sono indicate da t1"E t1', e il secondo - attraverso t2'e t2", Il processo può essere rappresentato graficamente per i casi di flusso diretto e riflusso (Fig. 23).image019

Fig. 23. Il grafico del cambiamento di temperatura dei refrigeranti: a - con flusso in avanti; b - con controcorrente; in - - alla condensazione del vapore di riscaldamento.

Con flusso in avanti e controcorrente, nonché a una temperatura costante di uno dei fluidi, ad esempio durante la condensazione del vapore di riscaldamento (Fig. 23, c), la differenza di temperatura media è definita come il logaritmo medio dalla formula


image021 (1-30)

qui Dtб e Dtм - rispettivamente, più o meno pressione di temperatura tra i refrigeranti all'inizio e alla fine della superficie di scambio termico.

Se <1,8, la differenza media delle temperature può essere determinato come media aritmetica

image023 (1-31)

Se invece di formula (1-30), è possibile utilizzare la formula

image027 (1-32)

Il coefficiente di trasferimento di calore del fluido di riscaldamento da riscaldare attraverso la parete monostrato [W / (m2 • K)] è determinato dalla formula

(1-33)

image029(1-33)

dove α1 - coefficiente di trasmissione del calore dal vettore di calore alla parete, W / (m X NUMX-K);

α2 - coefficiente di trasmissione del calore dalla parete al mezzo riscaldato, W / (m X NUMX-K);

s - spessore della parete, m;

ƛ - coefficiente di conducibilità termica del materiale della parete, W / (m * K).

Quando bolle il prodotto in un apparecchio lotto per variazione variazioni di concentrazione del prodotto e il coefficiente di trasferimento di calore, per cui l'calcoli approssimativi lotto di dispositivi dovrebbe essere il coefficiente di scambio termico medio.

Basi per la stazione siropovarochnoy

La capacità richiesta di erogatori per la fornitura di componenti dello sciroppo: zucchero, melassa, acqua può essere determinata risolvendo congiuntamente le equazioni del bilancio del materiale specificate dalla ricetta, n porzioni di zucchero e melassa nello sciroppo e l'equazione dell'equilibrio di umidità che tiene conto dell'umidità dello sciroppo, dello zucchero e dello sciroppo.

L'equazione di bilancio materiale per ore 1 per il caso di essere

П = Gsah+Gstallo+Gacqua (1-34)

dove P è la capacità dello sciroppo, kg / s;

Gsah, Gstallo, Gacqua - rispettivamente, la portata di zucchero, pat e acqua forniti al solvente, kg / s.

La percentuale di solidi zucchero nello sciroppo e melasso secondo la ricetta

image031 (1-35)

equazione di equilibrio di umidità per lo sciroppo di avere una certa umidità, sarebbe

с=Gsahωsah +Gstalloωstallo +Gacquaωacqua (1-36)

dove ωс, ωsah, ωtempo ωacqua- il contenuto di umidità di sciroppo, zucchero e melassa, rispettivamente; nei calcoli, possono essere presi entro i seguenti limiti: ωс = 16 ÷ 18% o 0,16 - 0,18 kg / kg; ωsah = 0,14 ÷ 0,15% o 0,0014 - 0,0015 kg / kg ωstallo= 18 ÷ 22% o 0,18 - 0,22 kg / kg.

Risolvendo ultimi tre equazioni e sostituendo nell'equazione (1-36) invece di Gstallo e Gacqua loro espressioni dalle equazioni (1-34) e (1-35), si ottiene la portata richiesta di zucchero e, di conseguenza, le prestazioni del dispensatore (in kg / s)

image033 (1-37)

In base al consumo di zucchero, il consumo di melassa viene determinato dall'equazione delle proporzioni di zucchero e melassa (1-35) e il consumo di acqua è determinato dall'equazione del bilancio del materiale (1-34).

La quantità totale di calore necessario per riscaldare i componenti dello sciroppo, sciogliendo cristalli di zucchero e di compensazione solvente dispersioni termiche verso l'ambiente è determinato dalla formula (W)

image035 (1-38)

dove Gj - il numero di componenti dello sciroppo forniti al solvente, kg / s;

DeltaGj- modifica dell'entalpia dei componenti dello sciroppo, J / kg;

Gsah - la quantità di zucchero fornita al solvente, kg / s;

gk - calore latente di dissoluzione di cristalli 1 kg di zucchero, j / kg (gк = 4190)

QП - dispersione di calore nell'ambiente da radiazioni e convezione (in W)

definiti dalle formule (1-21) e (1-22).

Si tenga presente che nella formula (1-38)

image037(1-39)

dove Gsah, Gstallo, Gacqua - consumo di zucchero, melassa, acqua (determinata dalle formule di cui sopra), kg / s;

DeltaGsah, DeltaGstallo, DeltaGacqua - rispettivamente, variazioni nell'entalpia di zucchero, melassa e acqua alle temperature iniziali e finali, j / kg.image039

Entalpia di detti prodotti (J / kg) della temperatura iniziale e finale è definito come gmendicare c =нtн e gcavallo - conкtк. Per fare ciò, la capacità termica di zucchero e melassa viene prima calcolata usando le formule (1-11) e (1-12) alle temperature finali (/ k) e iniziali (/ n). In questo caso, la temperatura iniziale dello zucchero sarà la temperatura dell'aria della stanza da cui viene fornita; la temperatura iniziale della melassa fornita entro i limiti di 55 - 60 ° С, acqua 70 - 80 ° С.

La temperatura finale dei componenti dello sciroppo sarà il punto di ebollizione dello sciroppo, che è determinato dal diagramma della temperatura di ebollizione sviluppato degli sciroppi di caramello, a seconda dell'umidità desiderata dello sciroppo di caramello ωс e pressione p (Fig. 24) (in questo caso, per un solvente apparato aperto, la pressione è atmosferica - 100 kPa). Ad esempio, a un'umidità di 16% sciroppo e pressione atmosferica, il suo punto di ebollizione secondo il programma indicato sarà di circa 120 ° С.

Quando si determinano i parametri del riscaldamento a vapore, si deve tenere presente che la temperatura del vapore dovrebbe essere di circa 15 - 20 ° С sopra il punto di ebollizione dello sciroppo; Quindi, in questo caso, la temperatura del vapore di riscaldamento sarà: tп = 120 + 20 = 140 ° С.

Il consumo di vapore per il solvente è determinato dalla formula (1-23), come per l'apparecchio ad azione continua. Quando si calcola la portata di vapore in base alla temperatura del vapore di riscaldamento adottata, utilizzando la tabella di applicazione, determinare innanzitutto la pressione di riscaldamento richiesta p, quindi utilizzare la stessa tabella per trovare l'entalpia di vapore di riscaldamento i "1 e condensare I '1.

L'area superficiale del solvente di riscaldamento è definita come la superficie di riscaldamento dell'apparato continuo e viene preso in considerazione solo il calore utile (senza perdita per l'ambiente).

Per questo caso il calore utile per il solvente di formula (1-38) è (in watt)


image041(1-40)

Quindi la formula per determinare la superficie di riscaldamento del solvente sarà (in m2).

image043(1-41)

dove kн- coefficiente di trasmissione del calore quando riscaldato, W / (m X NUMX-K) (puoi prendere una media di kн = 1500 ÷ 1740);


Δt è la differenza di temperatura logaritmica media tra il vettore di calore (vapore di riscaldamento e miscela - sciroppo, ° C; è determinata dalle formule (1-30) e (1-31).

Nel nostro caso,

image045 (1-42)

dove Dt1 = Tп - tн.Vedi (Dove Tн.Vedi - la temperatura media iniziale della miscela dei componenti dello sciroppo);

At2 = Tп- tк.Vedi (Dove Tk.sm - punto di ebollizione dello sciroppo);

tп - temperatura di riscaldamento del vapore, ° С.

Si tenga presente che la temperatura media della miscela (in questo caso, la miscela di componenti dello sciroppo - zucchero, acqua e sciroppo) caricata nel solvente, viene determinata dall'equazione del bilancio termico della miscela o viene fornita in calcoli semplificati.

equazione di bilancio di calore per la miscela in questo caso sarebbe br segue:

image047

o image049(1-43)

dove la temperatura media della miscela (in ° C)

image051(1-44)

dove P è la quantità della miscela, kg / s;

Qsah, Qstallo, Qacqua - di conseguenza, la quantità di calore introdotta nella miscela dallo sciroppo di zucchero e dall'acqua, W;

сcentimetri- capacità termica specifica della miscela, J / (kg * K).

Gli altri simboli sono soddisfatte prima.

La potenza del motore necessaria per acqua pale del miscelatore di solvente determinata dalla formula (1-6).

Il volume V geometrica (in m3) Zucchero funzionamento pressione atmosferica del solvente è determinato dalla formula

image053(1-45)

dove Gsah e Gacqua - consumo di zucchero e acqua, kg / h;

τр - la durata della dissoluzione, h (mp = 0,5-g-1,0); p è la densità della miscela di zucchero e acqua, kg / m X NUMX;

ρ è il fattore di riempimento (<p = 0,7 -g 0,8).

La lunghezza della bobina nella cerniera connesso stazione autobus-1 è determinato sulla base della durata della dissoluzione di zucchero

L = ʋcτρ (1-46)

dove ʋc - la velocità media della miscela nel tubo della bobina, m / s (ʋc = 0,55 ÷ 0,65).

Il diametro del tubo serpentino d (in m) è situato l'equazione P miscela ictus ore attraverso la sua sezione trasversale

image055(1-47)

quindi

image057(1-48)

Basi per la stazione karamelevarochnoy

Per calcolare la stazione di caramello, è prima necessario determinare le sue prestazioni tenendo conto delle possibili perdite di massa di caramello su tutte le sezioni della linea. La sequenza di calcolo approssimativa è la seguente:

1.Opredelenie pronto per ogni ora la linea di produttività caramello con la linea del tempo per le attrezzature di pulizia (kg / h):

image059(1-49)

dove Pcentimetri - data la capacità della linea del cambio, kg per turno;

τcentimetri - spostamento del tempo di lavoro (h) meno di circa 15 min (0,25 h) per la pulizia dell'attrezzatura di linea.

2: Determinazione della quantità di massa di caramello elaborata sulla linea all'ora per una data percentuale di riempimento nel caramello finito (in kg / h),

image061(1-50)

dove Bн - il contenuto specificato del ripieno nel caramello finito,%.

Di conseguenza, la capacità dell'apparecchiatura per preparare il riempimento di questa linea, vale a dire la quantità di riempimento di frutta e bacche fornita alla linea, sarà (in kg / h)

image063 (1-51)

3 Determinazione della quantità oraria di massa di caramello trasformata sulla linea in una sostanza secca, tenendo conto del contenuto di umidità desiderato della massa di caramello e della perdita di sostanze secche (in kg / h)

image065(1-52)

dove ωк- data umidità della massa di caramello finita,%;

a è il tasso di perdita di massa del caramello per la sostanza secca sulla linea,% (assunto approssimativamente entro 1,67 - 1,7%).

Secondo la formula (1-52) può essere definita come l'andamento delle singole sezioni o linee di macchine ed apparecchi in vista della perdita di prodotto della sostanza secca della porzione terminale della linea prima o macchine.

4. Determinazione della produttività oraria della stazione di caramello in base alla massa di caramello (in kg / h), tenendo conto della data umidità della massa finita

image067(1-53)

5. La determinazione dall'equazione di bilancio della materia secca (1-16) del consumo di sciroppo, cioè la quantità di sciroppo che deve essere fornita dalla stazione di sciroppo alla bobina di vuoto. Poiché la concentrazione di qualsiasi soluzione (in kg / kg) è

a = (100-ω) / 100

dove ω è l'umidità della soluzione,%,

l'equazione solidi bilancio per questo caso è

Gc (100 - ωс) = Gк (100 - ωк), Dove la quantità di sciroppo di caramello sarà

Gc = Gk (100- ωк) / (100 - ωс) (1-54)

qui ωс - contenuto di umidità dello sciroppo di caramello,%.

Calcolo apparecchi vuoto spirale continua condotto nel seguente ordine.

L'equazione di equilibrio termico per l'unità del vuoto bobina con bollente massa caramello sarà

image069 (1-55)

dove Gс, Gк - la quantità di sciroppo fornita per l'ebollizione e la massa di caramello finita prodotta, kg / s;

сс eк - capacità termica specifica di sciroppo e massa di caramello, J / (kg-K)

tc, Tk - temperatura dello sciroppo e della massa di caramello, ° С;

io "1io1 -Entalpia di riscaldamento a vapore e condensa, J / kg;

D2 - la quantità di umidità evaporata (vapore secondario), kg / s;

i2 - entalpia di vapore secondario, J / kg;

D è il consumo di vapore di riscaldamento, kg / s;

Qп - Perdita di calore dall'apparecchio nell'ambiente, watt.

Il lato sinistro dell'equazione bilancio termico (1-55) esprime la parrocchia di calore:

GсConc, Tc - calore introdotto nel dispositivo dallo sciroppo, W;

Di1 - calore introdotto nell'apparecchio riscaldando il vapore, W.

Membri della parte destra dell'equazione indicano l'articolo di questo flusso di calore:

GkConk, Tk - calore portato via con la massa di caramello finita, W;

D2i2 - calore portato via con vapore secondario, W;

Di1- calore portato via con la condensa risultante dalla condensazione del vapore di riscaldamento, W;

Qп - calore che lascia nell'ambiente (perdite), W.

Il consumo di vapore di riscaldamento per la macchina (in kg / s) è determinato dalla equazione di bilancio termico (1-55)

image071(1-56)

caramello temperatura sciroppo tсFornita all'unità bobina è determinato sulla pianificazione (vedere. Fig. 24) a seconda sciroppo umidità desiderato a pressione atmosferica (cm. Gare solvente).

Il punto di ebollizione della massa t caramella cottoк determinata sullo stesso programma, a seconda della massa di umidità caramello finale desiderata ed il vuoto nella camera a vuoto nell'apparecchio. In questa pressione residua (kPa)

ρо = 100 - B, (I-57)

dove B è il vuoto specificato nella camera del vuoto dell'apparato, kPa.

La capacità termica di sciroppoс e la massa di caramello conк determinato dalla capacità termica formula (1-13) di soluzioni zuccherine.

Il numero di vapore secondario (acqua evaporata) è determinato dal saldo formula materiale dell'equazione (1-18).

vapori Eytalpiya i2"Viene determinato in base alla pressione residua (assoluta) nella camera del vuoto in base alla tabella di applicazione.

Riscaldamento entalpia vapore I1"E condensato io1'è determinato dalla stessa tabella, in base alla pressione adottata della temperatura del vapore di riscaldamento.

La temperatura del vapore di riscaldamento fornito allo spazio di vapore della parte di riscaldamento dell'apparato sottovuoto della bobina deve essere 15 - 20 ° С superiore alla temperatura di ebollizione della massa di caramello trovata in precedenza (praticamente, la temperatura del vapore di riscaldamento dovrebbe essere

limita 158 - 159 ° С, che corrisponde a una pressione di riscaldamento surriscaldamento fino a 0,6 MPa). Questo deve essere tenuto presente quando si determinano i parametri del vapore di riscaldamento.

La perdita di calore dell'unità ambiente Qп determinata dalla formula (1-21) o prendere i dati sperimentali.

Così determinato il valore di tutte le variabili nella formula (1-56), calcolare il consumo di vapore.

L'area dell'apparecchiatura aspirapolvere bobina di superficie di trasferimento di calore (in m2) quando lo sciroppo bollente è determinato dall'equazione del trasferimento di calore attraverso la parete con la formula (1-28)

image073(1-58)

Qpiano - consumo di calore utile (escluse le perdite), W;

k è il coefficiente di trasmissione del calore della bobina; stabilito dal processo. Per calcoli approssimativi, può essere considerato uguale a seconda del diametro della bobina 350 - 1000W / (m2 • K);

Δt - Differenza di temperatura media tra il vapore di riscaldamento, lo sciroppo e la massa di caramello, ° С; è determinato dalle formule (1-30) e (1-31).

Dopo aver determinato il diametro del tubo della bobina con la formula (1-48) alla velocità dello schermo nel tubo ʋ = 1,0 m / s, le dimensioni geometriche della bobina vengono determinate dal valore trovato della superficie di scambio termico.

La lunghezza della bobina, specificando diametro del tubo secondo GOST, viene calcolato come segue (in m)

image075(1-59)

dove dн - diametro esterno del tubo della bobina. La lunghezza della bobina di solito viene presa all'interno di 800 - 1000 dei diametri del tubo della bobina.

Diametro nominale della bobina Dcf. = 680 mm e un passo della bobina si trovano dietro l'angolo di sollevamento della bobina

image077

In questo caso, 5 è considerato 1,5 - 2,0 con? N- La lunghezza di un loop coil / (in m) sarà

image079(1-60)

Il numero di spire della bobina


image081(1-61)

altezza della bobina (in m) sarà


image083 (1-62)

dove hconstr - un additivo costruttivo che tiene conto dell'altezza dei fondi stampati.

Caso diametro della parte di riscaldamento (VM)

image085(1-63)

Infine, il diametro del corpo della parte di riscaldamento dell'apparato viene portato al diametro più vicino dei fondi stampati standard. Il volume geometrico della camera a vuoto dell'apparato è determinato dalle linee rette del suo spazio di vapore Rv [in m3/ (h • m3)]

image087(1-64)

D2- quantità di vapore secondario, kg / h;

ʋ2 - volume specifico di vapore secondario, m3/ Kg;

V - volume della camera a vuoto, m3.

Alla pressione atmosferica, Rv = 8000 m3/ (M3 • h). Sotto vuoto, la camera a vuoto è Rv = 8000φ, dove φ è un coefficiente dipendente dai valori di pressione residua nella camera a vuoto (quando le masse di caramello bollente sono circa 0,85).

Poi da (1-64) il volume della camera a vuoto (in m3) Sarà

image089(1-65)

Il diametro interno della camera a vuoto custodia dв adottato per motivi strutturali, oppure a seconda del diametro di fondi stampati standard.

L'altezza del corpo camera a vuoto (in m) sarà

image091 (1-66)

Lo spessore della parete (in m) dell'alloggiamento della parte di riscaldamento dell'apparecchiatura come un recipiente cilindrico a parete sottile operante in sovrapressione interna, calcolato dalla formula

image093(1-67)

dove p è la pressione nell'apparecchio, MPa;

Dв - diametro interno della cassa, m;

δz- tensione di trazione ammissibile, MPa;

φ è il coefficiente di forza della saldatura (cf = 0,7 - g 0,8);

ñ - aumento della corrosione, m.

Apparecchio a vuoto prestazioni della massa caramello finito (in kg / h) può essere determinato utilizzando il seguente modulo


image095(1-68)

dove gс= Cсtc - entalpia di sciroppo che entra in ebollizione, J / kg;

gk.м c =кtк - Entalpia della massa di caramello finita, j / kg;

tп - temperatura di riscaldamento del vapore, ° С.


Il processo di miscelazione termico del condensatore avviene, che può essere espresso dal bilancio termico seguente equazione (vedi. Schema di ris.21)

image097 (1-69)

dal flusso dell'acqua di raffreddamento nel condensatore miscelazione è (in kg / s)

image099(1-70)

dove D2 - la quantità di vapore secondario condensato, kg / s;

і2 - entalpia di vapore secondario, J / kg;

c è la capacità termica specifica dell'acqua, J / (kg-K) (c = 4190);

t e t2K - la temperatura iniziale e finale dell'acqua di raffreddamento, ° С (temperatura dell'acqua finale t2K condensazione temperatura).

L'alimentazione per l'acqua W raffreddamento del condensatore in una quantità da una temperatura iniziale t come gocciolamento giù e condensando il vapore viene riscaldato ad una temperatura finale t2K, che nei condensatori a flusso diretto su 5 - 6 ° С è inferiore alla temperatura del vapore condensato.

Il diametro interno del condensatore (vm) è determinato dalla formula

image101 (1-71)

dove ρп - densità del vapore, kg / m 3;

ʋ - velocità del vapore nel condensatore, m / s (ʋ = 20 ÷ 25).

La quantità di aria (in kg / s) pompata fuori dal condensatore da una pompa a vuoto è determinata dalla formula

image103 (1-72)

Portata d'aria (in m3/ c) dal condensatore alla pompa è determinato dalla formula

image105(1-73)

dove Gв - la quantità di aria in entrata, kg / s;

288 è la costante del gas per l'aria, J / (kg-K);

tв - temperatura dell'aria, ° С; per condensatori di miscelazione a flusso diretto TV = t . Vale a dire temperatura dell'acqua in uscita dal condensatore .;

рв - pressione parziale dell'aria, Pa.

pressione parziale dell'aria (in Pa) può essere definito dalla formula

Рв = Pа- Pп (I-74)

dove pа - pressione assoluta (residua) nella camera a vuoto e nel condensatore, Pa;

рп - pressione parziale del vapore, Pa, che viene considerata uguale alla pressione del vapore saturo alla temperatura dell'aria.

Nella miscela vapore-aria nel condensatore, la pressione parziale dell'aria può anche essere determinata dall'equazione

image107(1-75)

quiimage109

Capacità Vacuum Pump per pompare miscela aria-acqua (in m3/ No)

image111 (1-76)

quando il diametro del pistone della pompa (in m)

image113(1-77)

dove p è la densità della miscela aria-acqua, kg / m X NUMX;

s - corsa del pistone, m;

W - consumo acqua di raffreddamento, kg / s;

D2- quantità di condensa, kg / s;

Vв - la quantità di aria di scarico m3 / s;

n è il numero di doppi colpi al minuto;

ƛ0 - rapporto di riempimento (ƛ0 = 0,7 ÷ 0,8).

Quando si determina il diametro del pistone per la corsa del pistone e si imposta il numero di doppie corse del pistone (in base alla caratteristica della pompa dalla letteratura o dai dati di riferimento).

Una risposta a "Nozioni di base sul calcolo di scambiatori di calore e stazioni per la preparazione di sciroppi di zucchero e massa di caramello"

Aggiungi un commento

Р'Р ° С € Р ° дрес email РЅРµ Р ± СѓРґРµС ‚РѕРїСѓР ± Р» РёРєРѕРІР ° РЅ. Обязательные поля помечены *

Questo sito utilizza Akismet per combattere lo spam. Scopri come vengono elaborati i dati dei tuoi commenti.