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

Подставив в формулу (32) значениеt

(к) из формулы (31)

и проинтегрировав,

получим

 

 

 

 

 

6 G ' t R .

.

-НН

 

оср 1с ZT2T—

•0"

е

) ,

(зз)

где

<* HFjpHca

 

 

 

 

Л

: 5

 

 

 

 

G ъ R*

 

 

 

 

Если в формулу (30) подставить значение t p c p

из формулы

( 3 3 ) , получим измеиение-.расхода пара после окончания продувки

во время запаривания'.'

36 G.

VVe'xp (-УИ)

4-

в"

При Т1 « оптимальная температура резко сдви­ нется в сторону увеличения и можно считать, что с повышением температуры среды время запаривания в чанах периодического дей­ ствия сокращается. Температуру среды в этом случае необходимо

выбирать из чисто экономических соображении.

 

 

В случае работы с постоянным расходом, когда

соизмеримо

с

и существует оптимальная температура гревщей среды, на

людается пекоторый перерасход пара вследствие того, что сдои териала, расположенные у парового насадка, нагреваются свыше необходимой температуры.

Время, в течение которого первые слои материала будут нагреваться сверх температуры готовности,

t . - t - W

Последние слои материала в чане не будут перегреваться, таккак по их готовности определяется продолжительность процес­ са.

70

Формула (14)

после

подстановки в нее значение t = t , + T ^

из выражения (26)

будет

характеризовать изменение средней темпера­

туры нагреваемых тел вдоль оси чана, где за начало координат при­ нята противоположная от места пуска пара сторона запарника.

Если принять, что температура готовности равна tг и является средней по всему объему клубня, то температура перегрева

или

6 ( t e - t . )

G t

,(35)

так как время нагревания до температуры готовности (средней по всему объему клубня) из формулы (14)

W tc-tr]

После упрощений уравнения (35) загашен

t , e J f h

* „ « ( c - * r ) 0 - " ) , ;

Перерасход тепла Q на длине чела. Н

Анализ формулы (36) показывает, что потерн тепла на нагре­

вание материала можно сократить

путем повышения расхода пара,

так как с увеличением значения G

второе слагаемое увеличж-

71

ваэтся.Действительно, при замене G на 2 G можно записать неравенство

GX.

R / --КН/2

G "с.

R

-ХН

 

2

 

 

 

 

 

 

f

a

 

 

t r -

1п

a

ИДЕ

 

 

 

 

 

 

 

2 ( 1 - е

 

) > 1 - e

 

 

 

После некоторых преобразований это неравенство примет вид

 

( е

- < )

> 0 .

 

 

 

Таким образом,для увеличения производительности

целесообразн

прн запаривании корневых материалов использовать пар высоких па метров, адля уменьшения потерь тепла на перегревание материала

увеличивать расход пара, уменьшая при этом время ti

до мини­

мума.

 

До сих пор рассматривался процесс тепловой обработки при условии пуска пара равномерно по всей площади поперечного се ниячана. Возможны варианты пуска пара из других типов насадко равномерно расположенных по всему объему запариваемого материа Задачу рационального расхода тепловой энергии в этих случаях мо но решить путем правильного расположения паровых насадков и с жения потерь тепла в окружающую среду и на перегрев материала.

Рассмотрим процесс тепловой обработки материала при пуске

пара из линейного и точечного

насадков.

 

Время запаривания массы материала при пуске пара из линей­

ного насадка

 

 

G X

5 a

I t c - t r J

из точечного

 

 

 

Ч=<ч+

4

=

j e t

+

^ V

t c ~

t r J

(38)

где

H = -<j-

- половина расстояния

между

паровыми

насадками.

Формулы (37) и(38) аналогичны выражению ( 2 6 ) , поэтому суще­ ствует оптимальная температура среды, при которой время запари­ вания минимально и которая выражается формулой ( 2 8 ) , где для линейного насадка

(за,а)

G

для точечного

(33,6)

В этом случае также будет некоторый перерасход тепла за счет перегревания клубней, расположенных у паровых насадков.

Для линейных насадков температура перегрева

клубней

 

 

 

г

г 9

 

 

 

zn—ехр<-А

2.

ГТГ

Y

+

6

t t - t

i

 

 

en

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или

где

3

1

 

 

г

 

 

 

о

G

t R

 

 

 

 

 

1

 

 

 

для точечных

 

 

 

 

3

 

 

 

 

-Hoh.

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

_

 

^ н с

( t c - t 0 ) a

 

 

5 G t

R

 

 

 

Элементарный перерасход тепла

d. Q

в объеме d V

при пуске пара из линейного насадка

 

 

ИЯИ

H20Ttu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t(.h)hdK<LB<L*

=

 

 

аоо

 

Н

. 2

 

 

 

 

Ah .

)klh

= 2 V c t 4

^ ( t e

- t r )

(1-е '

Это уравнение

решается путем подстановки

Jffh = ОС

п d f t = cUc/ZJ^fi. После

интегрирования

получим

 

о

74

При пуске пара из точечного насадка

« , - ( ^ ф ^ с - ^ у ^ )}• сед

Формулы (39) и (40) аналогичны выражению( 3 6 ) , поэтому рас­ ход тепла на перегрев материала при пуеке пара из насадков обои типов также можно уменыпить.увеличив расход пара G . Отсюда следует, что для повышения производительности и снижения потерь тепла наилучшим является такой вариант пуска napaf когда он з

полняет весь объем чана за короткий промежуток времени и клубн начинают прогреваться почти одновременно. Однако применение это­ го варианта может оказаться невыгодным, так как большой расход пара требуется лишь в начальный момент нагревания, а в дальней­ шем при резком снижении расхода пара мощность котла-парообразо­ вателя будет недоиспользоваться.

При работе с переменным расходом из условия быстрого запол­

4

нения паром всего междуклубневого пространства продолжительность запаривания складывается из времени продувки и времени нагрева­ ния отдельных клубней материала до температуры готовности. Если

принять время продувки Т „p = t , = t t g

, продолжитель­

ность запаривания

 

Если обеспечить 6. = 0,'1, весь материал начнет прогре­ ваться практически одновременно'. Потери тепла на перегрев за время X пр ничтожно малы, так как к концу процесса скорость нагревания значительно снижается.

При использовании линейных насадков расстояние между .ними можно определить из формулы (20)

в 2 Н 2

Лц - У«Цу„с(1е -1,)'.

75

так как пар из каждого насадка распространяется на половину

стояния между

ними.

 

 

 

Подставив

в формулу (ч2) значение

Т 2 , получим

. о

 

'

 

 

При истечении пара из торца трубы расстояние между насадк

ми на основании формулы (22)

 

 

 

1

„ г

 

 

Из формул (чЗ) и (чч) видно, что расстояние мекду насадками

иоано увеличить, повысив расход пара или уменьшив

температуру

греющейсреды.

 

'

 

 

Следует отметить, что произвольное

увеличение

расстояния L

вызывает возрастание времени заполнения паром запарочной емкос ти и ^повышение! непроизводительных тепловых потерь.

Если известно расстояние между насадками, по формулам (чЗ) н (чч) можно определить потребный расход пара в момент продувк Расход пара после заполнения всего свободного мождуклубн вого пространства будет переменным и определится скоростью кон

сации. Аналогично предыдущему

 

G =

d n

 

 

 

d t

 

 

2.

 

где сдП=- с

d t

- элементарное количество пара, рас-'

 

.

ходуемое для повышения температуры

 

 

материала нагвеличину dt

при

 

•-• пуске пара из линейного насадка.

В данном случае при определений dt{$- ?Щ объем -нагреваемого

материала, прилегающего к одному насадку, принят нецилиндр, а

параллелепипед размером (-цх(_цХ>£ц.

76

Среднее приращение температуры определяется по формуле ( 2 9 ) . Тогда для линейных насадков

 

6 U

U

|Гн°С1е-*оср..)а-

еос(

 

(45)

G

4 =

 

ч

"

 

 

 

 

i r:"4

 

 

 

*

 

Аналогично

предыдущему в формулу

(ч5) подставляем не t „ ,

а среднее

значение температуры, до которой успеет прогреться

часть материала за время продувки,

 

 

 

н гот

 

v

 

к

 

 

 

'

 

 

2 Н

j

(46)

 

 

 

 

 

 

о о о

 

 

о

 

так

как элементарный

объем цилиндра

 

и осреднение проводится по объему не цилиндра, а параллелепипеда размером 2Н*2Н* 1ц.

Если

г

t ( f i ) = t c

~

j

е

 

-

 

 

где в -Ny необходимо подставить расход пара в момент продувки

G 1

, после интегрирования получим

 

Dtp

\

Н 2

 

 

При пуске пара из точечных насадков 3

"77

где за объем материала,

прилегающего к одному

насадку,

 

принят

куб ДЛИНОЙ

ребра Ц

, а средняя температура после

продувки

 

 

 

% 25Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0ср2 8 Й

3

•*

 

 

 

 

 

 

 

2 Н -*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

так как элементарный

объем в сферических

координатах

 

 

 

 

 

 

 

 

= К

2

 

 

 

, ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d v

s i r L 0 d . 0 c t i f

ЫРи

 

 

 

 

 

 

 

и осреднение сделано по оСъечу

куба, длина ребра которого 21

При

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t ( K ) . t

 

-,t

г \

-*гк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" Ш ^ е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Си

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З<Г" tc

 

 

 

я2Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(49)

 

 

О Ср2

 

 

 

 

 

ит О - е

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

-Т Jf2

 

 

 

 

 

Из формул

(чЗ) и (48) можно

определить

нагрузку парообразо­

вателя по времени, которая представляет собой отношение

рьсхоц

соответствующего нагреванию отдельных клубней

материала, к

рас­

ходу в момент

пролувки. Подставив

значения L 4

и L^

, опреде­

ленные по формулам

( i 3

4 i

и О*»), в формулы (ЧЪ) и ( 4 8 ) ,

получим

GLUT)

 

t

. -

t

 

 

u - t o

eocpf - S

-

j t

j

,

 

 

 

Х

 

t

, "

-

t 0

 

( 5 0 )

 

 

 

 

t c - t

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

e

 

 

 

 

 

 

36 Б

где для линейных

 

 

 

 

 

и для точечных cp =

 

насадков у>~

 

 

Соотношение (50) позволяет оценить нагрузку парообразовате­ ля в любой момент времени. Очевидно, чтопри пуске пара из тор­ цов труб при прочих равных условиях неравномерность загрузки п образователя будет в 1,5 раза меньше, чем при пуске пара из об зующих цилиндрических труб.

78

Если пар истекает

из образующих цилиндрической трубы, прохо­

дящей но всю глубину емкости разгром по верху Х,ХУ, то

коли­

чества насадков

 

 

 

 

 

V v

 

Н

=

Г • '

(51)

а общий расход пара

вмомент продувки

 

g C - M g ' - ^ G .

(52)

Подставив в уравнение (52) значение L и, , определенное по {•ормуле ('13), получим

^ ^ х у т ^ я у ^ с ^у

( 5 3 )

При истечении пара из торцов

труб, расположенных равномерно

но всему объему

чана размером X

4

У* Z

i количество насад-

К'1Я

 

 

 

 

 

 

и = ,

3

1

 

• (5<0

 

и т

 

 

 

а общий расход пара в момент продувки

 

г'

м г ' . уу-тЛУнС(П-и)о.

,

от~

~ X Y t - e e t R f ^ ( a ^ S T )

С55)

Приняв l^-L

, аналогично можно

определить измене­

ние общего расхода пара при дальнейшем протекании процесса для обоих типов насадков

G0=MG

_ 6}нс

(Vtoep ) а

/ 2 а .\

.

79

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ