- •Розділ 2 теплове устаткування
- •2.1. Класифікація способів теплової обробки харчових продуктів
- •2.1.1. Основні положення
- •2.1.2. Характеристика способів теплової обробки харчових продуктів
- •2.1.3. Загальні принципи будови та класифікація теплових апаратів
- •2.1.4. Джерела теплоти, теплоносії і теплоізоляційні матеріали
- •Теплофізичні характеристики кремнійорганічних рідин
- •Теплова ізоляція
- •2.1.5. Техніко-економічні показники апаратів
- •2.1.6. Тепловий розрахунок апаратів
- •Фізичні параметри повітря
- •Ступінь чорноти повного нормального випромінювання для різних матеріалів
- •Теплофізичні характеристики матеріалів
Фізичні параметри повітря
t,С |
, кг/м3 |
Ср, кДж/(кгК) |
, Вт/(мК) |
а105, м2с |
106, м2/с |
Pr |
0 |
1,293 |
1,0048 |
0,0245 |
1,88 |
13,28 |
0,707 |
10 |
1,247 |
1,0048 |
0,0252 |
2,01 |
14,16 |
0,705 |
20 |
1,205 |
1,0048 |
0,0260 |
2,15 |
15,06 |
0,703 |
30 |
1,165 |
1,0048 |
0,0268 |
2,29 |
16,00 |
0,701 |
40 |
1,128 |
1,0048 |
0,0276 |
2,43 |
16,96 |
0,699 |
50 |
1,093 |
1,0048 |
0,0284 |
2,56 |
17,95 |
0,698 |
60 |
1,060 |
1,0048 |
0,0291 |
2,71 |
18,97 |
0,696 |
70 |
1,029 |
1,0090 |
0,0297 |
2,86 |
20,02 |
0,694 |
80 |
1,000 |
1,0090 |
0,0306 |
3,01 |
21,09 |
0,692 |
90 |
0,972 |
1,0090 |
0,0314 |
3,20 |
22,10 |
0,690 |
100 |
0,946 |
1,0090 |
0,0322 |
3,36 |
23,13 |
0,688 |
120 |
0,898 |
1,0090 |
0,0335 |
3,70 |
25,45 |
0,686 |
140 |
0,854 |
1,0132 |
0,0349 |
4,04 |
27,80 |
0,684 |
160 |
0,815 |
1,0174 |
0,0364 |
4,40 |
30,09 |
0,682 |
Для визначення коефіцієнта тепловіддачі конвекцією αквід стінок (огорож) апарата до навколишнього середовища можна користуватися формулами Коха і Жуковського.
Формула Кохазастосовується для визначенняку випадку природної конвекції від вертикального циліндра до навколишнього середовища:
,
де с– коефіцієнт, що залежить від висоти циліндра;d– діаметр циліндра, м;tн.с– середня температура навколишнього середовища, °С;tп– середня температура поверхні, °С.
Значення снаведені у табл. 2.4.
Таблиця 2.4
Залежність c = f (H)
Висота циліндра, м |
0,03 |
0,06 |
0,09 |
0,12 |
0,15 |
0,24 |
0,3 |
0,6 і більше |
с |
3,6 |
2,55 |
2,0 |
1,75 |
1.5 |
1,25 |
1,12 |
1,0 |
Формула Жуковського застосовується для визначення ку випадку природної конвекції від горизонтальної поверхні до навколишнього середовища за умови 15< (tп–tн.с.) < 90:
.
Формула для визначення квід вертикальної плити:
,
де А– коефіцієнт, що залежить від середньої температури примежового шару повітряtmбіля поверхні огородження:
tm= (tп+tн.с)/2.
Значення коефіцієнта А наведено у табл 2.5.
Таблиця 2.5
Залежність А = f (t)
C |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
A |
1,68 |
1,62 |
1,58 |
1,58 |
1,47 |
1,44 |
1,40 |
1,38 |
1,34 |
1,32 |
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням визначають з формули Стефана-Больцмана, Вт/(м2К):
,
де – ступінь чорноти поверхні, що віддає тепло (табл. 2.6);С0– коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла (С0= 5,7 Вт/(м2К4));tп, tо– відповідно температури поверхні, що віддає тепло, і навколишнього середовища.
Сумарний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією і випромінюванням можна приблизно визначити за такою формулою (для випадку тепловіддачі в закритих приміщеннях при температурі огороджень до 150°С):
.
Тепловитрати у навколишнє середовище можуть включати, крім тепловитрат від зовнішніх поверхонь апарата, ряд інших, що залежать від конструкції апарата, специфіки його експлуатації тощо. Наприклад, розраховуючи жарильні чи пекарські шафи при стаціонарному режимі роботи потрібно враховувати втрати теплоти на нагрівання вентиляційного повітря і втрати теплоти випромінюванням, що мають місце при відкриванні дверей шафи і через вентиляційний отвір камери.
Таблиця 2.6