книги из ГПНТБ / Терпиловский К.Ф. Механизация процессов тепловой обработки кормов
.pdfполучим
Glbt
или
А Н , -
где
За второй такой хе промежуток времени пар продвинется на расстояние
д Н0 |
= |
G t дТ |
- р - |
|
|
|
|||
за п -ый промежуток |
|
а-2 |
|
|
|
|
|
|
|
Н" " c f „ ( t , - t „ ) ( ' ^ ) " F |
||||
Путь, пройденный паром за время t = |
R A L , при условии |
|||
его истечения из плоскостного насадка |
|
|||
G 1-Л<- |
1 |
1 |
нт Б |
(i+mS) |
н * |
|
|
|
(25) |
60
Для практических расчетов достаточно воспользоваться двумя
первыми членами ряда, приняв соответственно nX-Z/Z |
, |
|
При хорошей изоляции |
стенок запарочного чана величина m |
|
по сравнении с единицей |
ничтожно мала и ею можно |
пренебречь. |
Тогда формула (25) преобразуется в формулу ( 1 6 ) .
Из формул ( 1 6 ) , ( 1 9 ) , (21) и (25) видно, что с увеличением
.^расхода скорость распространения пара повышается, а с возраста нием температуры греющей среды снижается. Это объясняется тем, что при увеличении градиента температур между телом и средой увеличивается скорость конденсации, а также отвод тепла от по верхности внутрь тела. Если -скорость конденсации пара .возрас тает, его количество в данном,объеме и скорость движения, есте ственно, уменьшаются.
Для проверки теоретических выводов были проведены опыты на экспериментальном запарочном чане (рис. 18), который представ ляет собой цилиндр диаметром I и длиной 2,5ц. На боковой поверх ности чана приварены две покоящиеся в подшипниках цапфы, позво
ляющие поворачивать запарник на 3 5 0 ° . Сверху чан закрывается
г
крышкой, которая зажинаем-я накидными болтами. Для тепловой изоляции -предусмотрена съемная обшивка. Равномерно по длине образующей цилиндра проделано двенадцать отверстий, куда встав ляются деревянные щупыс укрепленными на них термопарами.
На противоположной боковой стороне в верхней части у крыш ки и посредине чана имеются два ниппеля для подвода пара, к котором снаружи присоединяются паропроводы, а внутри - паровые насадки. Изготовлено три типа паровых насадков, обеспечивающих поступление пара в-чан по всей площади'поперечного сечения (рис. 19,а), из образующих цилиндрической трубы равномерно во все стороны(рис. 19,6) и из одной точки (рис. 19,в).
Расход пара определяли при помощи нормальной диафрагмы, мембранного дифманометра ДМ—б с индукционным датчиком и само пишущего электронного дифференциально-трансформаторного прибо ра ЭПКД-II. Изменения температур отдельных точек среды записы вались многоточечными (на б и 12 точек) электронным! потенцио метрами ЭПП-09М2.
По координатам горячих спаев термопар относительно места . истечения пара и времени его распространения на данное раостоя-'
61
Ряс.18. Экспериментальный запарочный чан: I - |
корпус чана; 2 - цапфа; |
3 - подлинник; 4 - цуп с термопарами; 5 - |
паровой насадок; |
6 - паропровод; 7 - рама. |
|
5) ё)
о,
Рис.19. Наролые насадки: а - плоскостной; б- линейный; в - точечный.
яае строили график зависимости Н ср e j (Л) |
. Сопоставляя |
опытные и расчетные кривые, вычисляли поправочный |
коэффициент в |
данном интервале времени |
|
Нф |
|
Опыты проводились с картофелем при нагревании насыщенным паром атмосферного давления.
Опыты показали, что предлагаемые расчетные формулыпо опреде лению пути, пройденного паром за определенный промежуток време ни ввреде, заполненной телами сферической формы, пригодны для
Практического использования с поправочным коэффициентом K g . ЯЭмеяммдося в пределах 0,7 - 1,1. При этом меньшие значения его Относятся к нижнему пределу временя. Величина коэффициента эави-, сит т а и е от способа пуска пара и направления его движения
(вверх иди вима).
ГЛАВА 1У. РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ЮРКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
I . Процессы периодического запаривания
Время, необходимое для запаривания всех слоев материала, сос
тоящих из частиц сферической формы, слагается из времени распро странения пара, определяемого по формулам ( 1 7 ) , (20) или ( 2 2 ) , я времени нагревания частицы корма (см. формулу0$ до температу
ры готовности
|
|
|
|
|
|
G ( t 0 - f t c y |
v ^ ; |
|
|
|
|
(26) |
|
||||
|
|
|
|
|
1 2 |
|
|
|
|
|
|
||||||
где |
И |
|
|
принято минимальным ори условии |
пуска пара равномерно |
|
|||||||||||
по всей площади поперечного сечения |
чана, |
a |
tn - |
jF t с |
являет |
|
|||||||||||
ся скрыто! |
теплотой |
парообразования, |
выраженной через |
темпера- . |
|
||||||||||||
*УРУ |
t c |
|
(в интервале |
I00-200°C |
Т0 « |
254.I0"4 - | j r , . |
|
||||||||||
J - I ' |
8 |
* ' |
1 0 3 |
вДвГ> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Из формулы (26) |
видно, |
что с увеличением |
t , / время |
распро |
|
||||||||||||
странения |
пара на длин; |
Н |
возрастает, |
а время нагревания |
о т |
|
|||||||||||
дельных клубней уменьшается по логарифмической зависимости. |
|
|
|||||||||||||||
Очевидно, что при прочих равных условиях должен существовать оп |
|
||||||||||||||||
тимум температуры, ори котором время запаривания Судет мивиыаль- |
|
||||||||||||||||
вым. .< |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для рпределения |
этой |
температуры |
производную |
d t / d t е |
выра |
|
|||||||||||
жения |
(26)' приравниваем ~к~йуд&5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
d t |
|
|
_ HFy H |
с |
t , - / t t + f t e - t j f |
2Rf |
t c - t r |
t r t |
r t t 4 |
t t |
||||||
|
<**е |
* |
|
|
( t D - i t c |
. ) z + S^2«ftt -t0 ) |
( t f |
tr)» |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
(^o-it&r |
|
(Vtf l )(tr tr-)0 , |
|
|
||||||
65
где |
|
|
|
|
|
|
|
6 = |
r L - C t r - 1 o ) , |
||
|
|
|
a |
|
|
ВДИ |
|
|
|
|
|
( f l - 6 j 2 ) t J - ( f l t r + A V Z & t 0 j ) t E + f l t 0 t r - 6 rf = 0, |
|||||
откуда |
|
|
|
|
|
• fl(tr+t0)-2 В z0j |
±/fl2 (tr -t0 /+ ^B[t0 |
2 - t„f(t Д)^УД |
|||
2(Л - Bf2 ) |
|
|
.(27) |
||
|
|
|
|||
Величиною! bj |
и |
f t „ t r |
м о х н о |
пренебречь, так как |
|
они значительно меньше величин |
f\ |
и |
То-^о^С^г + ^ о ) ' |
||
Отрицательный корень |
не имеет смысла.. |
|
|
||
Тогда |
|
|
|
|
|
На осЕвкйй-Ч"? формулы (28) построены графики зависимости onшшкьнэЗ TDsn*p?tj|ui среды от геометрических параметров чана (рае. 28) , на Елгеорвд взд <о, что применение насыщенного пара п £гм02фврзом Д4ВЛВЙ.ЙЕ t е .= Ю0°С нецелесообразно при любых •5®аа$рих чааа. Например, для ^ап&рников периодического действия
s Ш = 1,,э*2-,0 к й |
,f * . - 0 , 5 Ч ^ .наиболее выгодной является |
явш$р2®уя& срйяи |
i c ^ 115-120*0, **е ^ответствует давлению |
ваишшаогс яара р |
• 1*8*2 ата. С Следует ответить, что кривые |
аосгушш gas «ШСТВОГ9 случае S - 0,05 кг/ф.
66
При увеличении расхода пара оптимальная температура повы шается. Если имеются исходные данные по параметрам пара (темпер тура, давление, производительность котла), то по формуле (28)
можно определить размеры чана.
Как видни из уравнения ( 2 6 ) , скорость распространения пара чане можно повысить за счет увеличения его расхода. Причем врем нагревания отдельных клубней останется неизменный. Однако в эт случае пар, быстро заполнив чан, начнет выходить из него через отверстия для продувки и стока конденсата.
Для устранения этого недостатка целесообразно работать на переменном режиме запаривания: в начальный момент обеспечивается большой расход пара, чан заполняется за короткий промежуток вре мени, а затем подается лишь то количество пара, которое способен поглотить нагреваемый материал. Осуществляетсяэто следующим об разом. Для лучшего теплообмена между паром и нагреваемым материа лом воздух из чана должен быть удален продувкой. Затем отверсти для продувки герметически закрывается. Для стока конденсата в этом случае следует предусмотреть автоматический клапан. Перво начальный большой расход пара обеспечивается путем некоторого повышения давления в парообразователе сверх необходимого. Даль нейшее изменение расхода после герметизации чана происходит за счет снижения давления при конденсации, пара в запарнике. Чем
интенсивнее конденсация, тем большее |
количество пара поступит в |
||||
запарникв единицу |
времени |
|
|
|
|
" - |
„ |
ап . |
. |
. ' |
• |
|
G |
= -ТТСГ I. |
|
|
|
|
|
d (. |
|
|
|
где |
|
|
•• . |
|
|
d n |
= ~ I ' i i - |
d t |
- |
— |
|
|
|
г |
|
|
|
- элементарное количество пара, расходуемое для повышения температуры материала на величину d t .
68
Среднее приращение температуры материала можно определить |
|
из формулы (1ч) |
|
oLU |
- 6 (^С " t Q ср) |
г д е ^-оср |
" сРеДняя 1 5 0 объему чана температура материала |
|
после продувки. |
Тогда |
|
) |
|
s - - еэор(-К ~гт L |
(30) |
Так как за время продувки часть материала успеет нагреться, |
|
средняя по объему |
чана начальная температура будет уже на t„ , а |
иная и ее можно определить из формулы (1ч), подставив туда зна |
|
чение X = Х^Х^р , |
|
I |
+ |
6(t,-t0 ) |
|
(31) |
|
|
|
|
|
"2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G t R, |
|
где |
f i |
- текущая координата по оси, направленной вдоль |
|||
|
|
|
чана к насадку; |
|
|
|
Q |
- расход пара в момент продувки. |
|
||
Формула (31) характеризует |
изменение средней по клубню темпе |
||||
ратуры вдоль |
оси чана, Средняя |
температура массы материала по |
|||
всему |
объему |
чана |
. |
|
|
|
|
'О ер' |
|
(32) |
|
|
|
|
|
||
69