Параметры точек процесса обработки воздуха

Точка	Температура t, С	Относительная влажность , %	Влагосодержание d, г/кг	Энтальпия I, кДж/кг
В	12,0	75	6,6	29,0
П	10,0	84	6,3	26,2
К	8,5	95	6,3	24,8

Тепловая нагрузка на оросительную камеру

Q_ор = V_в(I_в – I_к) = 21,2 (29,0 – 24,8) = 10 кВт.

Температуру воды, отводимой из оросительной камеры (t_w2), находим на пересечении линии ВК с границей насыщенного воздуха  = 1. Она составляет t_w2 = 7,5 С. Температура воды, поступающей в оросительную камеру должна быть ниже на 2–3 С, т. е. t_w1 = 7,5–2 = 5,5 С. Тепловая нагрузка на калориферы

Q_к = V_в (I_п – I_к) = 21,2 (26,2 – 24,8) = 3,5 кВт.

Решим аналогичную задачу при условии использования камеры для целей охлаждения колбас и их сушки. Продолжительность охлаждения батона рассчитаем по методике [8]. Примем следующие параметры: температура поступающей колбасы t_пост = 40 С; конечная температура в центре батона t_к = 12 С; температура охлажденного воздуха t_пм = 10 С; радиус батона колбасы r_б = 0,03 м; теплопроводность колбасы _б = 0,5 Вт/(мК) (см. прил. 8); теплоемкость колбасы c_б = 2,5 кДж/(кгК) (см. прил. 8); плотность колбасы _б = 900 кг/м³ (прил. 13); температуропроводность колбасы a_б = _б/(c_б_б) = = 0,5/(2,5900) = 0,2210^–6 м²/с; коэффициент теплоотдачи от поверхности колбасы к воздуху камеры примем  = 7 Вт/(м²К) (расчет коэффициента теплоотдачи см. [5]). Тогда безразмерная температура для центра батона

 = 1 – (t_к – t_пм)/(t_пост – t_пм) = 1 – (12 – 10)/(40 – 10) = 0,93.

Число Био для данных условий

Bi = ar_б/_б = 70,03/0,5 = 0,4.

Согласно графику (прил. 15) для центра цилиндра значение числа Фурье составит Fo = 5. Отсюда можно определить продолжительность охлаждения батона колбасы до достижения температуры в его центре t_к = 12 С

 = For_б²/a_б = 50,03²/(0,2210^–6) = 20 000 с = 6 ч.

Поскольку продолжительность охлаждения колбас и продолжительность загрузки камеры тележками с охлаждаемым продуктом практически одинакова, то теплоприток при охлаждении определим по формуле [5]

Q₂ = F_б(t_прi – t_пм).

Для расчета по вышеприведенной формуле необходимо знать температуру поверхности батона в течение первых трех часов после поступления колбасы в камеру. Вычислим числа Фурье для интервалов времени: ₁ = 3600 с, ₂ = 7200 с, ₃ = 10 800 с и определим по графику (см. прил. 13), что для поверхности цилиндра безразмерные температуры: ₁ = 0,55, ₂ = 0,77, ₃ = 0,85. Отсюда же получаем температуру поверхности батона для указанных интервалов времени: t_пр1 = 23 С, t_пр2 = 17 С, t_пр3 = 13 С.

Следовательно, последняя тележка, загруженная в камеру, вызывает теплоприток

Q_к4 = F_пр(t_пост – t_пм) = 714 (40 – 10) = 3 кВт,

где F_пр – площадь поверхности батонов, размещенных на одной тележке, F_пр = fn_б = 120·0,116 = 14 м; f – площадь поверхности одного батона, м², f = d_бl_б = 0,060,3 = 0,116 м²; n_б – число батонов на тележке (на каждом из трех ярусов тележки подвешены 8 батонов по длине и 5 по ширине), n_б = 40·3 = 120 шт.

Теплопритоки от предыдущих загрузок

Q_к3 = F_пр(t_пр3 – t_пм) = 714 (23 – 10) = 1,3 кВт;

Q_к2 = F_пр(t_пр2 – t_пм) = 714 (17 – 10) = 0,7 кВт;

Q_к1 = F_пр(t_пр1 – t_пм) = 714 (13 – 10) = 0,2 кВт.

Теплоприток в режиме охлаждения от продуктов, загруженных в камеру (три тележки с теплопритоком Q_к1 = 0,2 кВт),

Q₂ = 3 + 1,3 + 0,7 + 0,23 = 5,6 кВт.

Теплоприток от продукта в режиме сушки Q_2с = 0,26 = 1,2 кВт.

Общее количество явной теплоты в режиме охлаждения

Q_т.о = Q₁ + Q₂ = = 1 + 5,6 = 6,6 кВт,

а в режиме сушки

Q_т.с = Q₁ + Q_2с = 1+ 1,2 = = 2,2 кВт.

Тепловлажностное отношение в режиме сушки

 = (Q_т.с + Wr)/W = (2,2 + 0,00082500)/0,0008 = 5250 кДж/кг.

Повторив аналогичное построение в диаграмме I–d влажного воздуха для тепловлажностного отношения  = 5250 кДж/кг, получим параметры воздуха, которые сведены в табл. 2.

Таблица 2