Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Терпиловский К.Ф. Механизация процессов тепловой обработки кормов

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
3.56 Mб
Скачать

к одноыу точечному насадку - по формуле (ч9)

 

3 , ( 4 - ш , в

 

ъ- о , о 5 2 в

г,гчоб.о,о25г

0 С р 2

6

3 , ^

3 , ^ Э - 7 0 0 3 , 5 6 1 О ^ О , И ( 0 " в О , 2 5 5

Г

\

3 0 , 0 3 2 8 Z,2i0-0,02.5*

П

Средняя продолжительность нагревания клубня картофеля от iоcf» до tr определяется формулой ( 5 8 ) :

для первого случая истечения пара

^ | _

0,02 5 2

 

2

2

—в

\ 4*9,6-96 / '

 

3,14

0 , 1 1 4 0

для второго

Объем секции находим по формуле ( 6 3 ) :

для линейного насадка

-6

. т

I 6-700 3.5Й I 0

3 \ '

0,i1i0 (119,6-5)

+

 

 

 

-1

• « 9 , 6 - 4 9 , 8

2

З,^ - 259

90

для точечного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-G

 

 

 

6-700- 5 ,56- ( О'

 

 

 

O j i l O (И9.6-5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,2 - I0 6

 

 

 

^ 3

 

i t i ^ m > 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з,14

 

 

 

 

 

 

 

2

 

"6

 

 

 

1-19,6-55,2 1- eoep

3,1'i

-0,-14 (0

1155

 

 

3,1ч -259

 

0,025 2

 

 

 

Учитывая, что высота секции принята в обоих случаях равной

1,5

м, площадь

поперечного сечения

в первом случае

 

 

 

 

2,0 4

= 1,35 М ,

 

илипри квадратной форме секции

Х^У,

= 1,16 и,

во втором случае

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,42

=

^,61: и

 

или при квадратной форме секции

 

Х2г

= 1,27 м.

 

Таккак

насадки расположены друг

от друга на расстоянии

0,5

м, размеры секции округляем д^ чгчкайшего числа, кратного

расстоянию между насадками.

 

 

 

 

 

 

Тогда

для

первого случая

истечения пара

и для второго

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х2-

I ' M

; У 2

 

,5 и.

 

 

 

 

 

 

 

 

Количество насадков

в каждой секции в первом случае

(см.

формулу(51))

 

 

 

 

 

 

1 • 1

91

во втором (см. формулу 54)

т0,5 d

о

Расход пара на одну секцию в момент продувки для первого типа насадков определяем по формула (52)

для второго типа насадков - по формуле (55)

G '

= 48-0,0328 = 0,53-f кг/с

or

'

'

Поскольку размеры секций округлены,, общий расход пара на дим по формуле ( 6 2 ) :

для первого случая

6.700-3,56 id (H9,6-49,t) Ъ,\к2 2,2-106- 259

/ 2 о,« 10 Л = 0,82 кг/с,

0.025

для второго

 

 

I

6 70(7-3,56 40 (ИЗ,6-33,2)

Go d rT =0,59< +

M,5-{,5

 

 

 

3,-1422,2ЧО6 259

 

-6

 

 

.2 ОМ -10

И35^) = 1,05 кг/о.

4-ехр(~Э,

V

 

0,0 25 ^

'J

92

Чтобы полнее использовать производительность котла-парообра­ зователя, необходимо для какдого типа насадков уменьшить продол тельность продувки и произвести перерасчет запарочного чана.

Производительность процесса запаривания при установившейся ре*п*ме:

в первом случае

так как за время

Тпр

 

закапчиваэтся

процесс приготовления

в одной из

секций;

 

 

 

 

 

 

во втором

 

 

 

 

,

 

 

X

2

y

a Z

2

y „ '

H5-i,5

-7oo

U

= —

-

£

±

z z

 

^ 6 06 кг/с.

Удельный расход пара при установке линейных насадков

w

_—иЛЛ

=

г 0,202 кг/кг,

точечных

 

 

 

 

I

 

 

V//

^ oSr ^ t 0

5

WT=

— — ='

= 0,(7 кг/кг.

 

l l

T .

е.<08

Результаты расчетов показали, что применение секционных запа рочных чанов приближает прерывный процесс кнепрерывному. При наличии соответствующих котлов-парообразователей можно получить высокую производительность, что ваяно при силосовании запаренного картофеля; в случае использования насадков точечного типа объем секций при одинаковом расходе пара больше, а удельный расход

пара меньше.

_

 

93

2. Процессы непрерывного запаривания

Процесс непрерывного запаривания заключается втой, что про­

дукт по мере прохождения через запарочный агрегат доводится до

г

готовности и нпрерывно выдается для последующей переработки и скармливания скоту. Время прохождения продукта через горячую з должно равняться времени нагревания егодо температуры готовнос ти.

Большое значение для экономичности процесса и минимальных г баритов запарочного чана заданной производительности имеет праг вильный выбор типа паровых насадков и место их установки. Для агрегатов непрерывного действия наиболее целесообразен пуск па из плоскостных насадков, когда пар распространяется равномерно по всей площади поперечного сечения чана (фронт распространени плоскость). Устанавливаются такие насадки непосредственно у раз­ грузочного люка. Иногда по конструктивным, технологическим или другим соображениям насадки устанавливают на некотором расстоя­ нии от места выгрузки готового продукта. Тогда вся зона нагрева­

ния разделяется на два участка; до насадка и после него, где ха

рактер нагревания может быть различным в зависимости от задан

условий.

При определенных обстоятельствах иногда возникает необходи­ мость такого конструктивного выполнения'чанов, когда пуск пара осуществляется не водном, а в двух - трех местах одновременно или в определенной последовательности, не по всей площади попе­ речного сечения чана, а из образующих или из торца трубы. Ввиду большого разнообразия эти варианты здесь не рассматриваются,

расчет их проводится аьалогично приведенным.

Нужды и возможности производства обусловливают применение нормальных или повышенных параметров пара. При работе с повы- •енныыи параметрами требуется специальная конструкция запарочно­ го чана, обеспечивающая его прочность и герметичность с одновре­ менной непрерывной подачей и выгрузкой продукта. Последнее дос­ тигается установкой различных затворов и дозаторов.

Рассмотрим процесс непрерывного запаривания в чане наиболее простого конструктивного выполнения, когда пуск насыщенного па­ ра атмосферного давления осуществляется равномерно по всей пло

цбди поперечного сечения у места выгрузки готового продукта. 9ч

Непрерывный процесс начинается по наступлении готовности ма­ териала, прилегающего непосредственно к паровому насадку. Таким образом, движение материала в чане начинается спустя некоторое время, необходимое для нагревания каждого клубня от начальной до заданной температуры и определяемое по формуле (ч).

Общая длина горячей зоны определяется расстоянием (см. форму­ лу (ТВ)), на которое распространится пар в неподвижном слое мате­ риала за время пропаривания продукта, расположенного непосред­ ственно у парового насадка. Формула (16) определяет также мини­ мально допустимую длину запарочного чана, обеспечивающего процесс непрерывного запаривания без потерь тепла, выходящего с паром через загрузочный люк.

Скорость движения материала в запарочном чане должна равнять­ ся скорости распространения пара в неподвижнойсреде, заполнен­

ной нагреваемыми телами. В эт<}м случае при противоположном

нап­

равлении движения пара и материала горячая зона имеет

определен­

ные размеры, которые в процессе запаривания не изменяются, так

как весь поступающий пар конденсируется на относительно

холодной

поверхности клубней. .Если скорость движения материала больше скорост№ распространения пара в неподвижной среде, to материал не будет доведен до готовности, если меньше - пар начнет выходить через загрузочный люк,что обусловит переваривание продукта и повышенный расход тепла.

Скорость движения материала в чане находим из формулы (17) для наименьшей длины распространения пара в неподвижной среде за время Т2 , которое необходимо для доведения продукта до готов­

ности,

 

Нммн

QX

 

. " к = " т Г

= ^ й Л ) '

( б 5 )

Формула (65) позволяет определить не только скорость движе­ ния материала в чане, йо и расход пара или поперечные размеры чана при заданной скорости движения материала.

Производительность агрегата

95

Удельный расход пара на единицу массы обрабатываемого мате­ риала без учета потерь тепла через стенки запарника

Установлено, что наличие конденсата в корнеклубнеплодах, подвергшихся тепловой обработке, ухудшает их кормовые качества. Поэтому в одном из возможных вариантов агрегаты непрерывного действия изготавливает наклонными,чтобы конденсат стекал не в разгрузочный люк, а в расположенные на боковых стенках чана кон денсатосборники. Паровой насадок в этом случае необходимо уста­ навливать на некотором расстоянии f i от разгрузочного лика (рис. 2 2 ) . Величина к определяется поперечными размерами и углом наклона чана при условии, что весь материал будет довед до готовности в первой части горячей зоны (до парового насадка). Тогда во второй части материал нагреваться не будет, что обес

чит отсутствие

конденсата в запаренном продукте.

 

Из рис. 22

R = D t ^ o i . , где угол л

при

гравитацион­

ном продвижении материала к разгрузочному устройству должен быть

не меньве угла трения запариваемых кормов о стенки чана.

 

Во всех случаях паровые насадки необходимо располагать

га

чтобы онине препятствовали двиуению материала. Особенно эт~

важ­

но для агрегатов с наклонный» запарочным» чанами.

 

Если принять, что в начальный момент пар распространяется в

обе стороны от насадка с одинаковой скоростью, то расход в

кажд

части горячее зоны равен G / 2 . Начало непрерывного процесса

соответствует моменту наступления готовности клубней, расположен- i х у места выгрузки,

2

G t

5 a A t - e _ t , r /

 

где t\ - время распространения пара на дл.-шу k

;

t j - время нагревания клубней до температуры готовности.

96

Тождественность формул (68) и (26) свидетельствует о Том, что пусковой период ч чанах непрерывного действия уподобляется прерывному процессу тепловой обработки кормовых материалов.

За время Z пар распространяется всторону загрузочного люка (я первой части горячей зоны) на величину

F t f H c ( t c - t 0 )

где

cj

- количество пара, расходуемого

вединицу времени на

 

 

нагревание Материала

во второй

часаи горячей зоны

 

 

(переменная во времени

величина,

определяется

 

 

уравнением ( 3 0 ) ) .

 

 

 

 

 

 

 

С некоторым допущением заменим величину

g

ее средник ин­

тегральным значением за период

времен:; г

2

. Для этого общее ко­

личество

тепла, израсходованного

за время Тг

 

на нагревание

леей массы материала во второй

части зоны, разделим на величинуТ2

i

•г

о

или, подставив сюда выракени-з ^ из формулы (30) и проинтегри­ ровав, получим

at2 -\"

Поскольку Т 2 является, вполне определенной величиной ,

_

riFун с

3 ( t c

- t 0 C p ) a ( t e - 2 t o * t r )

1 ч , _

*

R (

2

( t c - t , ) 4 * f ^ ) '

97

1

После подстановки выражения (70) в формулу (69) имееы

 

 

_ _

,8.Г| 3 ( t c

- t 0 c p )

t c - 2 t

0 - t - t r

 

н,-

+ ^

 

_

_ _

(71)

 

 

 

 

 

1

^ H c ( V

 

 

 

 

Из формулы (71) видно, что H^

, найденного

по фор­

муле (17) для случая расположения парового насадка у

разгрузоч

ного люка. Из этого следует, что в чане, длина первой части горя чей зоны которого, равна Н , пар в пусковой период будет выхо­ дить из загрузочного люка. Это связано с непроизводительными по­ терямитепла. Однако при установившемся режиме непрерывного про­ цесса для доведения до готовности запариваемого материала эту зону достаточно изготавливать длиной Н . Потери тепла будут ма лыми, таккак пусковой период в агрегатах непрерывного действия составляет незначительное время, а увеличение длины чана связано

с изменением габаритов и веса установки. Длина

зоны нагревания

при этом определяется, как и в первом случае, по формуле ( 1 8 ) .

Тогда общая длина чана

 

Н0 = Ь- + Н-

(72)

Скорость движения обрабатываемого материала вчане, произ­ водительность установки и удельный расход пара без учета пуск вого периода и потерь.тепла в окружающую среду находим соответ­ ственно по формулам ( 6 5 ) , (66) и ( 6 7 ) .

При работе с паром повышенных параметров процесс непрерыв­ ного запаривания можно рассчитывать по приведенным формулам, построив методику расчета в зависимости от заданных начальных условий. Эти расчеты имеют свои особенности. Например, для увели­ чения производительности агрегата одновременно с повышением темпе ратуры греющей среды необходимо увеличить и расход пара. Б про­ тивном случае скорость конденсации возрастает, а подвод тепла к нагреваемой поверхности окажется недостаточным, продолжительность чагревания в результате не уменьшится.

98

Повысить производительность, увеличив только расход пара, также невозможно, таккак при неизменном градиенте температуры между поверхностью тела и греющей средой продолжительность нагре­ вания, а следовательно, и скорость'конденсации останутся такие неизменными, а поступающие дополнительно порции пара не смогут отдать свое тепло.

Рассмотрим наиболее часто встречающийся случай, когда зада­ на производительность агрегата U . Неизвестными являются пара­ метры пара и геометрические размеры чана. Поэтому в начальных условиях должно быть указано желательное ограничение размеров чана или, если имеется уже готовый'парообразователь, его харак­

теристика.

ч

Предположим, что ориентировочно заданы размеры чана, харак­ теризующиесявеличинами Н и F ' . Тогда скорость движения мате­ риала вчане, обеспечивающая заданною производительность,.

Продолжительность пребывания материала в горячей зоне при условии расположения парового насадка у места выгрузки готового корма

где V t

- объем

чана.

 

 

 

 

Температуру среды можно определить

из формулы (ч), решив ее

относительно t c

,

 

 

 

 

 

t

 

' ^ H

^ i r H * .

 

 

с ~

/

*а.Теч .

С 7 5 )

 

 

 

еТ

If

Г *

 

Формула (75) справедлива для относительно больших критериев.

Фурье

( Fo = a t / R i >

0,07

-

см. вывод уравнения (ч)).

При расчете может получиться высокая

температура среды, исппльзо

99

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ