Обработка опытных данных

1. Производительность молотковой дробилки Q определяют с использованием данных табл. 3 по формуле, кг/с

.

2. По формулам 23, 24, 25 с использованием опытных данных ситового анализа (табл. 4) определяют средний размер частиц в смеси.

3. Степень изменения материала вычисляют по формуле 22.

4. Полученные расчетные данные заносят в табл. 5

Таблица 5

№ опы- та

Размер решетки, мм

Средний размер частиц каждой фракции, мм

Относительное массовое содержание каждой фракции в смеси

Средний размер час, мм тиц в смеси, мм dфi

Производительность, кг/сек G, кг/с

Степень измельчения, i

dcp.1

dcp.2

dcp.3

dcp.4

dcp.5

x1

x2

x3

x4

x5

1 2 3

5. По результатам ситового анализа представляют интегральную функцию распределения измельченного материала по диаметрам частиц R(d_j) (рис. 8).

Функция R(d_j) равна выраженному в процентах отношению массы всех частиц, диаметр которых больше d_j, к общей массе пробы измельченного материала. Величина d_j определяется по диаметру отверстий сита.

R , %

d₅= 0 d₄ d₃ d₂ d₁ d= d_в d_j, мм

Рис. 8. Кривая распределения измельченного материала: R(d₁) = x₁100;

R(d₂) = (x₁ + x₂)100; R(d₃) = (x₁ + x₂ + x₃)100; R(d₄) = (x₁ + x₂ + x₃ + x₄)100

6. По результатам ситового анализа представляют гистограм-му распределения измельченного материала по диаметрам частиц (рис. 9). По оси ординат откладывается относительное массовое содержание каждой фракции в смеси x_i, которое соответствует d_фi – среднему размеру частиц i-ой фракции.

x_i

x₂

x₃

x₁

x₄

d₅ d₄ d₃ d₂ d₁ d_ф1 d_в d_j

Рис. 9. Гистограмма распределения частиц измельченного

материала в смеси по размерам

7. По результатам опытов строятся зависимости .

В заключение делают вывод о влиянии размера решетки в молотковой дробилке на степень измельчения и производительность.

Контрольные вопросы

1. Каким способом измельчается материал в молотковой дробилке?

2. Как оценивается эффективность измельчения?

3. Что такое степень измельчения?

4. Как определить средний размер частиц в смеси?

5. Какие факторы влияют на производительность молотковой дробилки?

6. Устройство и принцип действия молотковой дробилки.

7. Как построить кривую функции распределения измельченного материала?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8

Изучение процессов нагрева и рекуперации теплоты

в трубчатой теплообменной установке

Введение

На предприятиях пищевой промышленности одним из наиболее распространённых процессов является тепловая обработка продуктов.

В зависимости от характера и цели технологического процесса тепловая обработка должна обеспечивать поддержание температуры продукта на определённом уровне, а также нагревание или охлаждение его.

Пищевые жидкости с целью их пастеризации или стерилизации необходимо нагреть до высокой температуры, затем эти жидкости охлаждают до сравнительно низкой температуры. Раздельно проводить эти два процесса экономически невыгодно. Если горячую жидкость пустить внутри труб теплообменного аппарата, а холодную подавать в межтрубное пространство, то горячая жидкость охладится, а холодная нагреется, в результате будут сэкономлены теплота для нагрева и холод для охлаждения этих жидкостей. Процесс обратной передачи теплоты от уже нагретой горячей среды к среде, поступающей на подогрев, с целью утилизации теплоты горячей среды, в технике принято называть рекуперацией теплоты.

Количество теплоты, идущей на стерилизацию или нагревание без рекуперации

, (28)

где – температура продукта после пастеризации или стерилизации, ^оС; – температура продукта до нагревания, ^оС; – теплоёмкость, Дж/(кг·К); – производительность аппарата, кг/с.

Холодный продукт, проходя через рекуператор, будет нагреваться от температуры t₁ до температуры рекуперации t₂, несколько меньшей температуры t₃.

Количество теплоты, используемой в рекуператоре, находится из уравнения

. (29)

Эффективность работы рекуператора характеризуется коэффициентом рекуперации, который представляет собой отношение количества теплоты, использованной в рекуператоре, к количеству теплоты, необходимой для нагревания продукта от его начальной температуры до температуры пастеризации или стерилизации

. (30)

Основной характеристикой любого теплового процесса является количество подаваемой теплоты, от которого зависит величина необходимой поверхности теплообмена.

Для установившегося процесса перехода теплоты применимо основное уравнение теплопередачи

, (31)

где – количество подаваемой теплоты, Вт; – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·К); – поверхность теплообмена, м²; – средняя разность температур между средами.

Среднюю разность температур рассчитывают по формуле

(32)

где и – большая и меньшая разности температур между средами. Если отношение то с достаточной точностью вместо теоретической формулы можно применять более простую

. (33)

Коэффициент теплопередачи определяется по формуле

, (34)

где – коэффициент теплоотдачи от горячей среды к стенке, ; – толщина стенки, м; – коэффициент теплопроводности материала стенки, ; – коэффициент теплоотдачи от стенки к холодной жидкости, .

При движении среды внутри труб коэффициент теплоотдачи находят по одной из следующих формул:

а) при турбулентном режиме (Re > 10 000)

; (35)

б) при переходном режиме (10 000 > Re > 2 320)

; (36)

в) при ламинарном режиме (Re < 2 320)

. (37)

При движении среды в межтрубном пространстве кожухотрубного теплообменника при отсутствии перегородки

, (38)

где – эквивалентный диаметр межтрубного пространства, м; – внутренний диаметр кожуха теплообменника, м; – наружный диаметр внутренней трубы, м; – число труб.

При эксплуатации теплообменных аппаратов потери теплоты стенками аппарата в окружающую среду происходят как за счёт теплового излучения, так и за счёт конвекции

(39)

где – наружная поверхность аппарата, м²; – температура наружной стенки аппарата, ^оС; – температура окружающего воздуха, ^оС; – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²·К).

Для аппаратов с температурой наружной стенки до 150 ^оС и, находящихся в помещении, = 9,74+0,07 ).