где, D = 200 кг/ч – расход пара, кг/ч;
i = 2696 кДж/кг – энтальпия пара при давлении 0,15 Мпа;
- 2) Q2 – приход тепла с горячей водой (200 ч 300 л) подаваемой вместе с сырьем;
Q2 = W·сВ·tВ = (200 ч 300)·4,19·90 = 75420 ч113130 кДж
где, W = 200 ч 300 кг/ч – количество горячей воды поступающей в аппарат;
сВ = 4,19 кДж/кгК – теплоемкость горячей воды;
tВ = (90 – 95) 0С – температура горячей воды
- 3) Q3 – приход тепла с самой жиромассой (2000 кг/ч для машины АВЖ – 245) при температуре жиромассы 100С;
Q3 = G·с1·tН = 2000·1,46·10 = 29200 кДж
где, G = 2000 кг/ч – количество жиромассы поступающей в аппарат;
сВ = 1,46 кДж/кгК – теплоемкость жиромассы
до температуры плавления;
tВ = 10 0С – температура жиромассы поступающей в АВЖ-245.
Окончательно приход тепла в АВЖ-245:
QПРХ = Q1 + Q2 + Q3 = 539200 + 113130 + 29200 = 681530 кДж
Расход тепла в аппарате АВЖ-245 также состоит из двух основных статей.
- Во-первых, полезные затраты тепла:
QПЛЗ = Q4 + Q5 + Q6 + Q7
где, Q4 – тепло, на нагрев жиромассы до температуры плавления;
Q5 – тепло на фазовый переход жира из твердого состояния в жидкость;
Q6 – тепло, на нагрев расплавленного жира до конечной температуры;
Q7 – тепло на фазовый переход пара в конденсат.
- Во-вторых, часть тепла тратится на разогрев аппарата (особенно в период пуска) и теряется в окружающую среду – воздух:
QПТР = Q8 + Q9
где, Q8 – тепло, потраченное на разогрев аппарата АВЖ-245;
Q9 – тепло, потерянное в окружающую среду, т. е. воздух в цехе.
Окончательно тепловой баланс АВЖ-245 можно представить как:
QПРХ = QПЛЗ + QПТР
или
Q1 + Q2 + Q3 = Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 + Q9
Поскольку приход тепла определен, находим расход тепла
4) Q4 – тепло, потраченное на нагрев жиромассы до температуры плавления, определяется по уравнению:
Q4 = G·с1·tПЛ = 2000·1,46·48 = 140160 кДж
где, G = 2000 кг/ч – количество жиромассы поступающей в АВЖ-245;
с1 = 1,46 кДж/кгК – теплоемкость жира до плавления;
tПЛ = (28…48) 0С – температура плавления жира (в частности, свиного).
5) Q5 – тепло на фазовый переход жира из твердого состояния в жидкость, зависит от скрытой теплоты плавления жира, являющейся справочной величиной:
- rЖ = (121…146) кДж/кг – по данным rЖ = (121…151) кДж/кг – по данным
Следовательно, при производительности аппарата АВЖ-245 в 2000 кг/ч:
При максимальном rЖ - Q5 = bЖ·G·rЖ кДж
Q5 = 0,8·2000·151 = 241600 кДж
где, bЖ = 0,8 – содержание жира в сырье (жиромассе);
G = 2000 – масса сырья поступающего на плавку в час;
rЖ – скрытая теплота плавления жира, которая зависит от вида жира;
При минимальном rЖ - Q5 = bЖ·G·rЖ = 0,8·2000·121= 193600 кДж
6) Q6 – тепло, потраченное на нагрев жиромассы после плавки с температуры плавления до конечной температуры, очевидно, будет равно:
Q6 = G·с2·(tКОН – tПЛВ)= 2000·2,3· (90 – 48) = 193200 кДж
где, tКОН = 85…95 0С – ожидаемая конечная температура жира (900С в расчете);
с2 = 2,3 кДж/кгК – теплоемкость расплавленного жира.
7) Q7 – тепло перехода пара в конденсат.
Оно находится как произведение массы конденсата на его энтальпию:
Q7 = D·iК кДж
где, D = 100 кг/тонну жира (200 кг/час) – количество конденсата в АВЖ –
245, будет равно количеству пара;
iК = 461,3 кДж/кг – энтальпия (теплосодержание) конденсата – она
определяется по паровым таблицам.
Q7= 200·461,3 = 92260 кДж
Тогда полезные затраты тепла в аппарате АВЖ-245
QПЛЗ = Q4 + Q5 + Q6 + Q7
При максимальном rЖ
QПЛЗ = 140160 + 241600 + 193200 + 92260 = 667220 кДж
При минимальном rЖ
QПЛЗ = 140160 + 193600 + 193200 + 92260 = 619220 кДж
Тепловой баланс АВЖ-245
QПРХ = QПЛЗ + QПТР кДж
Отсюда тепловые потери АВЖ-245
QПТР = QПРХ – QПЛЗ
Следовательно, тепловые потери не должны превышать
При максимальном rЖ QПТР = 681530 - 667220 = 14310 кДж
При минимальном rЖ QПТР = 681530 - 619220 = 62310 кДж
Аналитический путь определения тепловые потери АВЖ-245. Как уже было отмечено:
QПТР = Q8 + Q9
где, Q8 – тепло, потраченное на разогрев аппарата;
Q9 – тепло, потерянное в окружающую среду, т. е. воздух в цехе.
8) Q8 – тепло на разогрев аппарата находится по уравнению теплового баланса
Q8 = ММ·сМ·(tК – tН)
где, ММ ≈ 351 кг – масса аппарата АВЖ-245;
сМ ≈ 0,5 кДж/кгК – теплоемкость стали;
(tК – tН) = 90 – 10 = 80 0С – температура на которую разогреваются
детали барабана АВЖ – 245.
Q8 = 351·0,5·80 = 14040 кДж
9) Q9 – потери тепла в воздух находятся по уравнению Ньютона-Рихмана
Q9 = б ·F·(tК – tН)·ф кДж
где, б – суммарный коэффициент теплоотдачи конвекцией и лучеиспусканием
в случае отдачи тепла от нагретой поверхности к воздуху;
F – площадь теплопередачи аппарата, равная общей поверхности аппарата контактирующего с воздухом;
(tК – tН) = 90 – 10 = 80 0С – температура на которую разогреваются
детали поверхности АВЖ – 400 –
– поскольку аппарат не имеет теплоизоляции;
ф = 3600 с – час работы аппарата.
Суммарный коэффициент теплоотдачи можно определить по эмпирической формуле:
б = 9,74 + 0,07·(tК – tН) = 9,74 +0,07·80 = 65,74 ≈ 66 Вт/м2К
Боковая поверхность аппарата, т. е. площадь его теплопередачи:
F ≈ 0,8 м2
Тогда
Q9 = 66·0,8·80·3600 = 15206400 Дж ≈ 15200 кДж
Отсюда общие потери тепла в АВЖ-245 найденные аналитическим путем равны:
QПТР = Q8 + Q9 = 14040 + 15200 = 29240 кДж
То есть, они также находятся в диапазоне найденных потерь 14310 ч 62310 кДж.
Однако потери тепла в аппарате АВЖ-245, да и вся методика данного теплового расчета носит ориентировочный характер, поскольку ряд параметров при расчете взяты приближенно, а именно:
- площадь теплопередачи аппарата и его масса; количество горячей воды продаваемой в аппарат; а также начальная и конечная температура жира, возможно, будет несколько больше 10 0С и меньше 90 0С взятых в расчете;
Тепловой расчет аппарата АВЖ-130 выполняется по такой же методике.
Рис. Аппараты АВЖ – 245 и АВЖ – 130
Литература:
Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. Часть 1. Оборудование для убоя и первичной обработки. Учебное пособие для вузов – М.: Колос, 2001. – 552 с. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. – М.: Пищевая промышленность. 1971. – 520 с.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
