книги из ГПНТБ / Терпиловский К.Ф. Механизация процессов тепловой обработки кормов
.pdfВ конечном итоге общий расход пара при запаривании в боль ших емкостях зависит от их размеров. С возрастанием температуры гревщвй среды расход потребляемого пара увеличивается, так как при этом повышается скорость конденсации.
Из формулы (41) видно, что с увеличением температуры грею щей среды время запаривания сокращается по логарифмической зави симости. Таким образом, выбор параметров пара при тепловой обра ботке в больших емкостях зависит от потребности и возможностей производства с учетом экономических показателей процесса.
Общее количество пара,израсходованногона приготовление кор на, слагается из расхода его на продувку и дальнейшее протекание
процесса |
„ • |
п - а мгп р + xvz * M i h |
^ | е х р ( V a т у т = |
1 |
• о |
= G ' M ^ + X y Z ^ ^ |
( 5 7 ) |
где для данного случая средняя продолжительность потребления пара
:;..-V_h(«*£^?Y (58)
ЭГ ft ^ t c - t r /
Удельный расход пара представляет собой отношение количеств израсходованного пара к весу запаренного материала
п
(59)
При работе с переменным раоходон пара в момент продувки рас код может оказаться в 5-10 раз больше, чем при дальнейшем протека -
ВО
ниипроцесса, и мощность парообразователя будет недоиспользована. Чтобы устранить этот недостаток, целесообразно запаривание прово дитьодновременно в нескольких секциях со сдвигом времени начала
процесса в каждой последующей секции на величину t ftp .
1
Количествосакци!. определяется продолжительностью запарива ния в каждой из них и временем продувки
|
|
(60) |
При установившемся режиме через .каждый" отрезок |
времени tnp |
|
процесс запаривания^ заканчиваясь в одной |
из секций, |
начинается |
н последующей. Таким образом, за время ^пр |
потребуется такое |
|
количество пара, которое необходимо для приготовления массы мате риала, находящейся в объеме одной секции. Это количество слагает сяиз расхода на продувку и расхода на нагревание клубней до
температуры |
готовности |
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
С v G |
^>ч+ 1x yz |
|
|
|
6-~^)3e^zb;'{t-(61) |
|
о |
|
1 |
1 |
|
В уравнении (61) "одинтегральное выражение |
|
представляет со |
|||
бой изменение расхода пара в течение процесса запаривания |
|||||
(см. формулу (56j), a |
q' |
- ргуууд пара |
|
в момент продувки |
|
(см. формулы (53)или (55%. |
Щ ' |
|
|
|
|
Проинтегрировав и разделив |
выражение (61) на величину f ^ p , |
||||
получим средний общий расход пара при работе |
одновременно п |
||||
6 r H C ( t t - t 0 C p ) Г
(62)
Подставив в формулу (62) значения общего расхода пара в м мент продувки, получим общий расход пара при использовании пер вого или второго типа насадков
81
6унС |
a ( t t - t0) |
t . - t . |
Ocp |
||
г |
|
(63) |
По формуле (63) можно определить размеры секций или, задав шись размерами, средний общий расход пара.
Применение многосекционных запарочных чанов приближает пре рывный процесс к непрерывному. Несмотря нато что запаривание происходит циклично, выдача готового продукта и процесс загруз
ки сырого продукта осуществляются |
непрерывным потоком, так как |
||||||
время продувки мало. |
|
|
|
|
|
||
При установившемся |
режиме многосекционный агрегат |
имеет под |
|||||
загрузкой-выгрузкой 2-3 |
секции, поэтому общее количество |
их долж |
|||||
но быть равно п + |
( 2 - 3 ) . Производительность устройств для за |
||||||
грузки и выгрузки материала должна обеспечивать |
наполнение или |
||||||
опорожнение секции |
за время, равное |
продолжительности продувки. |
|||||
Уравнение |
(63) определяет средний общийрасход, так как в |
||||||
течение f пр |
потребление пара переменно |
с максимумом в момент |
|||||
начала продувки (рис. 2 1 ) . Изменение G - |
j- (Тпр) |
на участке |
|||||
Tftp определяется |
приращением G0 |
(си. формулу(56)) при изме- |
|||||
нении t от |
0 |
до Т' |
|
|
|
|
|
Если приближенно заменить заштрихованную нарис. 21 площадь /•лощадью треугольника, то максимальный общий расход пара в мо
мент начала продувки при работе одновременно п |
секций |
о' = С |
|
макс об |
(64) |
(32
G
•с
•np
Рис.21. Расход пара в течение установившегося процесса за паривания корнеклубнеплодов в многосекционном агрегате.
Рис. 22. Схема запароч
ного агрегата непрерыв ного действия с распо
ложением парового на садка на расстоянии к от места выгрузки:
1 - разгрузочный шнек;
2 - паровой насадок;
3 - чан; 4- - загрузоч ный затвор; 5 - сбор
ник конденсата.
83
поскольку линия, проходящая параллельно основанию прямоугольного треугольника и делящая его площадь пополам, отстоит от основания на 0,3 его высоты. Следует, однако, отметить, что пользоваться формулой (6ч) при определении максимального расхода пара нецеле сообразно, так лак этот расход потребуется лишь в течение очень
малого промежутка |
времени (значительно меньшего Т„р |
) . Практи |
|
чески Gм я к с |
может обеспечить парообразователь, |
производи |
|
тельность которого |
определена по формуле ( 6 3 ) . |
|
|
Таким образом, запаривание в многосекционных запарочных ча нах с использованием для этого переменного расхода пара с пред варительной продувкой каждой секции позволяет резко повысить производительность и снизить непроизводительные затраты тепла на перегревание кормового материала.
При этой технологии запаривания кормов котел-парообразова тель будет недогружен лишь в пусковой период. Поэтому она выгод
при организации длительного |
и непрерывного использования запарен |
||
ного продукта, например при |
силосовании запаренного картофеля |
||
или на крупных |
свиноводческих фермах. |
||
Изложенное |
поясним примерами расчета. |
||
ПРИМЕР |
I . |
Определить оптимальную температуру насыщенного па |
|
ра, продолжительность запаривания картофеля и относительные по |
|||
тери тепла |
на перегревание клубней в цилиндрическом запарочном |
||
чане диаметром 1,5 и высотой 3 м, если известно, что насадок линейного типа установлен по оси чана на всю его длину и расход
пара равен 1200 кг/ч = 0,33 |
кг/с. Постоянные для картофеля |
||||||
ffH |
- 700 |
кг/мэ; |
R( |
= 0,025 м; |
с = 3.56.I03 Дж/кг град; |
||
а |
- 0,11 |
. Ю~б м2 /с; |
1Г |
96°С; |
1„ |
= 5°С и для пара |
|
1 , - 254.104 Дж/кг, |
/ = 2,8ч . Ю э |
Дж/кг.град. |
|||||
РЕШЕНИЕ. Оптимальную тем .ературу |
пара определяем по формуле |
||||||
(.3) |
сучетом, что |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
|
З.К Р,7б • 3 700' 3,56 |
10 |
|
|
|||
|
|
О, 33 |
|
|
|
|
|
|
И |
|
J0,11 10 |
g ( 9 6 - 5 ) - |
51,9 Ю с град. |
||
|
Ъ,Н |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
В этом случае
что соответствует давлению насыщенного пара р = 1,9 ата. Продолжительность запаривания при оптимальной температуре
пара .согласно формуле (37) ,
3,14 0,75 |
•3-^00-3,58 |
О (Н7,8 - 5 _ ) |
1 ц = |
- |
_ |
|
0,53 • 2Z< • | 0 ^ |
|
3,<<< <МИО \ 117,8-96 /
Перерасход тепла Hiперегревапие материала, прилегающего к насадку, в соответствии с формулой (3°)
|
|
|
|
|
|
А |
2 |
£ |
' |
3 |
|
0,33 22МО |
0,025 |
|
|
Q4 =(117,8-96) 3,14 0,75 |
3-7D0 4.5S |
10 |
. |
2 |
(И7,8-5) 0,11 |
10 6 " * |
|
|
|
|
|
||||
1-expi 3,f'|33 700 Э,5в Ю3(И7,8-5)С,Н105 |
Р,75? У- 2,1 |
IP |
V*c |
||||
0,35-221 {0*0,0252 |
|
|
|
|
|
|
|
85
Количество тепла, необходимое для нагревания материала до температуры готовности,
= E d l b L . 3-700-3,56 J0 ( 9 6 - 5 ) = 12,1-10 D:HC.
Относительные потери тепла
д = _ юо = t i l l - ioo = 17,5 %.
Q 12,110°
Продолхительность запаривания насыщенным паром атмосферного
давления составит
, |
3JH 0,75-г3 |
700 3,56( 0з. ( 1 0 0 - 5 ) |
|
Т |
= _: |
|
+ |
|
0,33 22 6 МО |
|
|
3,WZQ,)M06 |
\100-9бУ |
' |
|
т.е. ^увеличится" ; почти на 15 £ .
Таким образом, повышение производительностизапарочных чанов, как видно из примера, ведет кперерасходу тепла вследствие наг вания продукта выше температуры готовности.
ПРИМЕР 2. Определить размеры чана и его производительность при запаривании картофеля, если вналичии имеется парообразова- 5 -ль производительностью 600 кг/ч (0,17 кг/с) и рассчитанный на работу при давлении до 2 ата. Постоянные для картофеля и пар прежние. Температура насыщенного пара, соответствующая давлению
2 ата, |
1е - 119,6°С. |
РВИЕНИЕ. Учитывая, что |
|
|
а |
B |
= B J £ £ £ — _ ( 9 6 - 5 ) = 52300 с град, |
86
из формулы (27)
(*»-Jtc)2
fl ' 8 „ '
fte -t0 )-(te -tf )
(254 )04-2,8<Н03 Н9,б)2 |
|
, J 3 D K - C |
|
52300',,.. . ' . |
= |
9,5-\0 |
|
(НЭ,е-5)(119,6-96) |
' |
к,гК? град |
|
Примем форму чана цилиндрической с линейнымнасадком, прохо дящим через продольную ось чана. Пусть соотношение между длиной и диаметром чана равно Ец :2 Н = 2 W .
Тогда из формулы (38,а)
.• / |
flG |
Ъ |
9,310 0,i7 |
^ |
4 Г Х у , С (7 ,->t0 ) |
IT 4 . 3 ^ . 7 0 0 - 3 , 5 6 10 (2*И0-2,»<И0-5) |
|
длина чана
1Ц= 4Н=<гО,58=£,32 м,
объем
2 2 ?
у= У Н е ч = 3,)4 0,58 2,52 = 2,44 м
Продолжительность запаривания, согласно формуле ( 3 7 ) ,
|
z. |
|
. |
з |
|
|
3,14-0,58 |
Я, 42 |
700-3,56 10 (\М,Ь-Ъ)- |
||||
4 |
0J7 2,2 <0в |
|
|
|
||
0,025 |
2 |
„ |
А И9.6-5 \ |
„ |
„ „„ |
|
+ — j |
-в |
Ы[2 — U |
5 i |
7 0 с |
=0,881. |
|
87
Производительность процесса запаривания |
|
U = — |
= о кг/с. |
|
3 ( 7 0 |
ПРИМЕ? 3. Рассчитать |
секционный запарочный чан для силосова |
ния картофеля. Реиим запаривания принят с переменный расходом . пара. Необходимо определить количествосекций, их объем, произво дительность процесса и удельный расход пара, если известно, что
хозяйство |
располагает парообразователем производительностью |
|||||||
1,1 |
кг/с при |
р = 2 ата ( |
t c = 119,б°С). Постоянные |
для |
карто |
|||
феля и пара те же, что в примере |
I . Расчет произвести для д |
|||||||
случаев истечения |
пара: |
|
|
|
|
|||
|
из образующих |
цилиндрической трубы (линейный насадок) и |
из |
|||||
торца трубы (точечный насадок). |
|
|
|
|||||
|
РЕШЕНИЕ. Для обоих случаев примем высоту секции |
1,5 |
м, рас |
|||||
стояние между насадками |
L = 0,5 |
и и время продувки |
|
|
||||
iup |
=0,2 |
L2 |
• |
|
|
|
|
|
|
Продолжительность запаривания в одной секции, согласно форму |
|||||||
ле |
( 4 1 ) , |
|
|
|
|
|
|
|
По формуле (60) определим количество секций, участвующих одновременно в процессе запаривания,
1550 |
|
П = |
= 6 turn. |
259 |
|
Чтобы обеспечить принятую продолжительность продувки, рас |
|
ход пара через один линейный |
насадок, как следует из уравнения |
( 4 3 ) , должен быть |
|
88
|
G ' |
s 3 L « e „ r „ c ( t , - t , ) a |
|
|
||
3,rt3-0.52 1,5 700-3,56 |03 |
(119,6-5) 0,11-10 ' |
|
||||
40,Z2£iO |
0,025' in. (г (19,6-5 |
|
•= 0.Й7 кг/с, |
|||
|
|
|
||||
|
|
|
. 1 1 3 , 6 - 9 6 1) |
|
|
|
где |
1,5 м, поскольку насадок проходит на всю высоту |
|||||
секции. |
|
|
|
|
|
|
Расход пара во время продувки через один точечный насадок, |
||||||
согласно |
формуле |
( ' r t ) , |
/ |
|
|
|
|
|
3-е e t «'ей. |
|
|
|
|
|
|
|
v |
t |
t . t |
r ; |
4-3,<V0,537ro-3,56-fO3- (119,6-5) • 0,11-10 6 |
|
|||||
З Я П , ? 2,? |
m^on^ 2 - fa ( о И Э . 6 - 5 |
-\ |
--0,0 328 кг/с, |
|||
^ 119,6-96/
Среднюю по объёму, прилегающему к одному линейному насадку, температуру нагрева материала за время продувки определим по фор муле (47)
|
3,М И 9,6 |
3 0 , ^ 7 2,2 Ю |
|
|
t |
у ср 1: |
2 3,<^ 3,143-1,5• 700 г>,56 10^ |
0,41 ю" |
0,25 |
|
4 |
|||
|
3,1А3),5 700-3,56-fO*-H4,6 0,И • (0~6 - 0,25 |
2 |
49,8в С, |
|
|
1 - ext |
0 , Ш - 2 , 2 -106 0,025 *• |
= |
|
|
|
|
|
|
89