126060 (690853), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

По вместимости и габаритам пароконвектоматы делятся на малые, средние и большие.

Малые. К ним относят аппараты, вместимость которых рассчитана на 2—6 гастроемкостей GN 1/1.

Средние. Это пароконвектоматы с вместимостью от 10 до 12 гастроемкостей GN 1/1, а также аппараты на 6 гастроемкостей GN 2/1.

Большие. К пароконвектоматам большой вместимости относят машины, рассчитанные до 20 гастроемкостей GN 1/1, а также 10-, 12- и 20-емкостные машины с применением гастроемкостей GN 2/1. Устанавливают гастроемкости в рабочую камеру машины на направляющие. У большинства пароконвектоматов направляющие под установку гастроемкостей представляют собой единую съемную конструкцию. Сделано это для удобства обслуживания, санитарной обработки рабочей камеры, а также для возможности установки структур с помощью специальных тележек.[6]

3.2 Обоснование выбора основного и вспомогательного оборудования

В качестве вспомогательного оборудования в пароконвектомате используется калорифер.

Калориферы предназначены для нагрева воздуха в системах вентиляции, воздушного отопления, кондиционирования воздуха, а также в сушильных установках с помощью горячей, перегретой воды или пара, поступающих от внешних источников воздуха и теплоснабжения. Температура воды - до 180°C; температура пара - до 190°C; рабочее давление -до 1,2 мПа (12 кгс/см2). Воздух должен быть с предельно-допустимым содержанием химически агрессивных веществ с запыленностью не более 0,5 мг/м3и не содержать липких веществ и волокнистых материалов.[5]

Калорифер имеет теплоотдающие элементы, который выполнен из стальной трубки и алюминиевого накатного оребрения с диаметром 39мм. Шаг между ребрами 3мм. Среди используемых в настоящее время встречаются калориферы КСК, КВС/КВБ, КПсК.[5]

Условия эксплуатации для КСк и КПСк. Не должны устанавливаться на объекты, создающие внешнюю вибрацию со среднеквадратическим значением более 2 мм/с. В зимнее время пуск в работу должен осуществляться со скоростью подъема температуры не более 30 °C в час. Для КПСк: не допускается работа калорифера на пролётном паре. Уровень конденсата не должен быть выше нижнего ряда теплоотдающих трубок. Для того, чтобы не было сквозного (пролетного) прорыва пара и при этом не было больших скоростей, вызывающих эрозию стенок теплоотдающих труб, на сливе конденсата необходимо устанавливать конденсатоотводчики соответствующего номера (на расстоянии не менее 300 мм от нижнего патрубка калорифера). Отвод конденсата должен исключать возможность размораживания воздухонагревателя и возникновения гидроударов при изменении нагрузки.

4. Технологический и тепловой расчеты аппарата

В работе представлены следующие основные параметры теплоносителя и продукта:

1) φ₀ – начальная относительная влажность воздуха = 87 %;

2) φ₂ – конечная относительная влажность воздуха = 25 %;

3) t₀ – температура окружающей среды = 20°С;

4) t₁ – температура нагревания продукта = 180°С;

5) t₂ – температура охлаждения продукта = 63°С;

6) X_н – начальная влажность продукта = 75 %;

7) X_к – конечная влажность продукта = 40 %;

8) G_н – производительность оборудования = 6,5 кг/ч;

9) габаритные размеры оборудования:

Н – высота = 0,75 м;

d_нар – наружный диаметр калорифера = 0,5 м ;

l – длина = 0,86 м;

Н_ш – ширина = 0,76 м.

4.1 Технологический расчет.

Исходя из начальных параметров продукта и теплоносителя, составляем материальный баланс теплового процесса.

Определим массу влаги W, удаляемой при тепловом воздействии.

W = G_н – G_к, кг/ч = кг/с (1)

По всему материалу, подвергаемому тепловой обработке, начальное количество продукта:

G_н = G_к + W (2)

По абсолютно сухому веществу в обрабатываемом материале:

G_н = G_к (3)

Определим производительность по готовому продукту:

G_к = G_н , кг/ч = кг/с (4)

2,7083 кг/ч = 0,000752 кг/с

Подставляя в уравнение (1) значение G_к, получим:

W=G_н =6,5∙ =3,7916 кг/ч=0,00105 кг/с (5)

W=G_к =2,7083∙ =3,7916 кг/ч=0,00105 кг/с (6)

Уравнения (5) и (6) являются основными уравнениями материального баланса теплового процесса.

Пусть 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 Х₂ (%) сухого воздуха. Масса влаги, испаряющейся из материала в теплообменном аппарате, составляет W (кг/ч).

Далее по диаграмме Рамзина (см. приложение А) и по формулам находим следующие параметры:

А) парциальное давление воздуха р₁ = р_о, кПа, исходя из значений φ₀=87% и t₀ =20°С;

, где

- давление пара;

φ – относительная влажность воздуха;

- давление насыщения (см. Приложение Г).

Б) парциальное давление воздуха р₂, кПа, исходя из значений φ₂=25% и t₂=63°С;

= 0,25 ∙ 22,974 = 5,7435 кПа

В) влагосодержание сухого воздуха Х₀, кг/кг_с.в.;

где р_атм – атмосферное давление

Г) энтальпию сухого воздуха I₀, кДж/кг

,

Где -теплоемкость воздуха;

энтальпия (см. Приложение Г).

Д) влагосодержание влажного воздуха Х₂, кг/кг_с.в.

Е) энтальпию влажного воздуха I₂, кДж/кг

Ж) по найденным значениям р₁= и t₁=200°С определяем I₁, кДж/кг

Исходя из этих параметров, определяем удельный расход воздуха на испарение из материала 1 кг влаги по формуле:

е = , кг/кг

е = 1 / (0,0383-0,01304) = 39,59 кг/кг (7)

Далее определяем расход абсолютно сухого воздуха при приготовлении продукта:

L = W e = 3,7916 39,59 = 150,1094 кг/ч = 0,0417 кг/с (8)

4.2 Тепловой расчет

Производим составление теплового баланса:

1. Приход тепла:

а) с наружным воздухом:

Q₁ = L · I₀, Дж/ч = Дж/с (9)

Q₁=150,1094 ∙ 53165,1 = 7980581,2619 Дж/ч /3600 = 2216,8281 Дж/с

б) с влажным материалом:

Q₂ = G_н · t_н · c_п, Дж/ч = Дж/с, (10)

где t_н = t₀ = 20 град;

c_п – теплоемкость продукта, с_п=с_м, Дж/(кг·град)

Q₂ = 6,5 ∙ 20 ∙ 1059,311 = 137710,43 Дж/ч = 38,2529 Дж/с

в) в основном калорифере:

Q₃ = Q_к = L (I₁ – I₀), Дж/ч = Дж/с (11)

Q₃ = Q_к = 150,1094 (216923-53165,1) = 24581600,1143 Дж/ч/3600 = 6828,2223 Дж/с

2. Расход тепла:

а) с отработанным воздухом:

Q₄ = L · I₂, Дж/ч = Дж/с; (12)

Q₄ = 150,1094 ∙163,3759 = 24524,2583 Дж/ч /3600 = 6,8123 Дж/с

б) с готовым материалом (продуктом):

Q₅ = G_к c₂ t₂, Дж/ч = Дж/с, (13)

где с₂ – теплоемкость продукта после тепловой обработки,

с₂ = с^//м = 635,9866 Дж/(кг·град);

Q₅ = 2,7083 ∙ 635,9866 ∙ 63 = 108513,8781 Дж/ч /3600 = 30,1427 Дж/с

в) при загрузке и выгрузке продукта (при транспортировке продукта):

Q₆ = W c_в·θ, Дж/ч = Дж/с, где (14)

θ= t₂; c_в – теплоемкость воды, Дж/(кг·град), определяется по номограмме (см. приложение Б);

с_в = 1,005 ккал/кг∙С^о = 4,21 ∙ 10³ Дж/кг∙С^о

Q₆ = 3,7916 4,21 10³ 63 = 1005646,068 Дж/ч /3600 = 279,3461 Дж/с

г) теплота потерь (Q₇) определяется из теплового баланса

Тепловой баланс:

Q₁ + Q₂ + Q₃ = Q₄ + Q₅ + Q₆ + Q₇ (15)

Q₁ + Q₂ + Q₃ - Q₄ - Q₅ - Q₆ = Q₇

Q₇ = 7980581,2619 + 137710,43 + 24581600,1143 – 24524,2583 - 108513,8781 - 1005646,068 = 31561207,6018 Дж/ч /3600 = 8767,0021 Дж/с

Далее рассчитываем теплопотери при тепловой обработке на 1 кг испаренной влаги.

Рассмотрим последовательно все этапы расчета теплопотерь.

1. Теплопотери в окружающую среду:

а) средняя разность температур сред (в камере аппарата и в окружающей среде)

по длине аппарата:

tср = , °С (16)

tср =

б) разность температур сред у торцов аппарата:

t´ср = t₁ – t₀, °С (17)

t´ср = 180 – 20 = 160°С

t´´ср = t₂ – t₀, °С (18)

t´´ср = 63-20 = 43°С

в) интенсивность теплопотерь:

- по длине аппарата:

q_дл = K · t_ср , где (19)

К – коэффициент теплопередачи (для всех стен аппарата), К ≈ 0,7

q_дл = 0,7 · 89 = 62,3 ккал/(м²·ч) ∙ 4,19 ∙ 10³ = 72,5103 Дж/(м²∙с)

с торцов аппарата:

q´т = K t´ср (20)

q´т = 0,7 · 160 = 112 ккал/(м²·ч)∙4,19∙10³/3600 = 130,3556 Дж/(м²·с)

q´´т = K t´´ср (21)

q´´т = 0,7 · 43 = 30,1 ккал/(м²·ч) ∙4,19∙10³/3600= 35,0331 Дж/(м²·с)

г) теплопотери в окружающую среду:

q_ос = (q_в · f_в + q_пот · f_пот + q_пол · f_пол) · , Дж/кг, (22)

q_ос =(72,5103·0,57+130,3556·0,6536+35,0331·0,6536) = 142313,2622 Дж/кг

где q_в, q_пот, q_пол – это интенсивности теплопотерь в окружающую среду, рассчитываемые отдельно для вертикальных стен аппарата, потолка и пола;

f_в, f_пот, f_пол – поверхности вертикальных стен, потолка и пола, определяемые, исходя из геометрических размеров аппарата;

f_в = Н · Н_ш – для теплообменных процессов с плоской поверхностью нагрева, м², где:

Н – высота, м; Н_ш – ширина, м;

f_в = 0,75 0,76 = 0,57 м²;

f_пот = l · Н_ш – для теплообменных процессов с плоской поверхностью нагрева, м²,

гдеl –длина, Н_ш – ширина

f_пот = 0,86 ∙ 0,76 = 0,6536 м²;

В данном расчете соблюдается следующее равенство f_пол = f_пот , м², причем интенсивность теплопотерь в окружающую среду определяется также в определенных единицах измерения последовательно:

q_в = q_дл = 72,5103 Дж/(м²·с);

q_пот = q´т = 130,3556 Дж/(м²·с);

Характеристики

Список файлов курсовой работы