Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МУ ПЗ ПЛПП (МА).doc
Скачиваний:
22
Добавлен:
12.11.2018
Размер:
1.89 Mб
Скачать

3.2 Расчет расхода воздуха

При проектировании участков и цехов, в которых производится тепловая обработка продуктов, необходимо узнать количество воздуха подаваемого на тепловой аппарат или отводимого от него и его свойства.

Воздух в процессе конвективной сушки выполняет функции теплоносителя и влагопоглотителя. В естественных условиях он представляет собой влажный газ, состоящий из смеси сухих газов с парами воды в перегретом состоянии. Водяные пары в таком состоянии имеют температуру, превышающую температуру кипения воды при одном парциальном давлении.

В сушильной технике воздух представляется как смесь сухой части и перегретого водяного пара, т.е. как ненасыщенный газ. К нему с достаточной для технических расчетов точностью применимы термодинамические законы идеальных газов. К термодинамическим параметрам воздуха относятся влажность (абсолютная и относительная), плотность, объем и энтальпия.

Абсолютная влажность - масса водяного пара в 1 м3 воздуха, которая равна плотности пара п. Абсолютная влажность воздуха может возрастать до своего предела н - плотности насыщенного пара. Дальнейшее увлажнение воздуха в данном объеме невозможно в связи с конденсацией водяного пара. Насыщенное состояние водяного пара может наступить либо при непрерывном испарении влаги, либо при постоянном охлаждении в замкнутом объеме воздуха. Температура при которой воздух данного состояния становится насыщенным, называется точкой росы tн .

н определяют по таблицам водяного пара М.П. Вукаловича либо рассчитывают по формуле Г.К. Филоненко:

lg н = 0,686 + 6,9tн /(230+tн ) (3.30)

В формуле (8.1) н дано в г/м3 . Относительная влажность  определяет степень насыщения воздуха паром:

 = п /н = h / hн , (3.31)

где п и н -абсолютная влажность и плотность насыщенного воздуха, кг/м3; h и hн - парциальное давление водяного пара и насыщенного водяного пара, Па.

hн рассчитывают по формуле Г.К. Филоненко:

lg hн = 0,662 +7,5 tн /(238 + tн) (3.32)

Здесь hн в мм рт. ст. При переводе в единицы СИ 1 мм рт.ст.=133,322 Па. Влагосодержание воздуха d выражается массой водяного пара, отнесенной к 1 кг сухого воздуха:

d = 622h / (B-h), (3.33)

где В- общее барометрическое давление, Па.

Для сухих топочных газов при полном горении:

d = 580 h/(B - h), (3.34)

где (В-h) - парциальное давление сухих газов, Па.

Объем влажного воздуха определяют по уравнению

Vв.в (3.35)

Плотность влажного воздуха можно рассчитать по формуле

в.в. = 2,17, (3.36)

Энтальпия влажного воздуха I выражается в кДж/кг и характеризует состояние тела. Энатальпия влажного воздуха определяется из уравнения:

Iв.в. = Iс.в. + Iп = сс.в.t + iп d/1000, (3.37)

где Iс.в., Iп , iп - энтальпия соответственно сухого воздуха, пара и перегретого пара в воздухе, кДж/кг;

сс.в. - удельная теплоемкость сухого воздуха; сс.в.= 1 кДж/(кг. К);

t - температура сухого воздуха, С.

i п = 2500 + 1,875t, (3.38)

Энтальпию влажного воздуха можно рассчитать либо по уравнениям (8.8; 8.9), либо по уравнению

Iв.в. = св.в. t +2500 . d /1000, (3.39)

где св.в. - теплоемкость влажного воздуха:

свв. = сс.в. +1,875d /1000, (3.40)

При уваривании, обжаривании и бланшировании продуктов, от аппаратов, в которых осуществляются эти процессы, необходимо производить отсос паровоздушной смеси, при этом объем отсасываемого воздуха рассчитывается следующим образом:

Vв = 287,14 qв (273 + tв )/(p - pн), м3/с (3.41)

где p - давление входящего пара, Па;

pн - парциальное давление насыщенных водяных паров при температуре отсасываемого воздуха, Па ;

qв - количество отсасываемого воздуха, кг/с ;

tв - температура отсасываемого воздуха, К, принимается равной 85...90С (в зависимости от высоты установки отсоса).

qв = 0,01 D, где D - количество образовывающегося пара, кг/с. После процессов бланширования, обжаривания, горячего копчения продукция подвергается охлаждению с помощью воздуха и тогда общий расход воздуха для охлаждения можно рассчитать по формуле:

L = , кг/ч (3.42)

где W - количество испаряемой влаги, принимается равным 3 % от G , кг/ч;

G – масса продукции, поступившей на охлаждение, кг/ч ;

с - удельная теплоемкость продукции, кДж/(кг . град ) ;

t1 и t2 - начальная и конечная температура охлаждаемой продукции, К;

Gт - масса транспортных устройств, проходящих через охладитель в час, кг;

ст - удельная теплоемкость материала (для стали ст =0,482), кДж/(кг.К);

t2 и t1 - начальная и конечная температура транспортных устройств (принимается на 10 - 15 К больше температуры продукта);

Qс - потери тепла во внешнюю среду, кДж/ч.

tв и tв - начальная температура воздуха и его температура на выходе, К.

d1 и d2 - влагосодержание воздуха поступающего и выходящего из охладителя, ч/кг.

I1 и I2 - энтальпия воздуха на входе и выходе из охладителя, кДж/кг. Далее определяется количество воздуха в объемных единицах. Необходимо уметь определять расход воздуха и в процессе сушки продукта. Известно, что количество влаги поступившей в агрегат с материалом и воздухом равно количеству влаги, оставшейся в материале и ушедшей с воздухом, значит

, (3.43)

где G1 и G2 - количество материала до и после сушки, кг/ч;

L - количество сухого воздуха, проходящего через агрегат, кг/ч ;

d1 и d2 - влагосодержание воздуха на входе и выходе агрегата, г/кг ;

1 и 2 - влажность материала до и после сушки, % .

Однако известно, что

W = , (3.44)

тогда, преобразовав уравнение (3.55) и (3.56) получим:

L = , (3.45)

Обозначив расход воздуха в кг на 1 кг испаряемой влаги через , т.е.

L/ W = , тогда получим

, (3.46)

Учитывая, что d1 = d0 , т. е. влагосодержанию воздуха при входе его в калорифер, то окончательно:

= 1000/(d2 - d0), (3.47)

Расход воздуха подаваемого в камеру охлаждения продукта определяется по формуле:

V0 = Q0 / (ik – i1) , м3/сек. (3.48)

где  - плотность воздуха в камере, кг/м3 ;

Q0 – общий теплоприток в камеру, кВт;

ik , i1 – удельная энтальпия воздуха соответственно в камере и поступающего в камеру.

Задание 4

4.1. Определить объем отсасываемого воздуха из ленточного бланширователя, ширина которого 1.2 м, а длина 5 м. Подобрать вентилятор.

4.2. Определить объем отсасываемого воздуха из обжарочной печи при обжаривании рыбы, если известно, что производительность печи составляет 800 кг/ч, а истинный процент ужарки - 22 %. Подобрать вентилятор.

4.3. Определить расход воздуха для охлаждения обжаренной рыбы если на обжаривание поступает 800 кг/ч и рыба охлаждается до 40 0С. Подобрать вентилятор.

4.4. Определить расход воздуха для охлаждения рыбы бланшированной в банках № 3 при производительности 140 б/ мин.

4.5. Определить расход воздуха на подсушку рыбы перед ее копчением (холодным, если известно, что сырье в количестве 1,5 т. поступило с влажностью 78% и было подсушено до влажности 66 %. Температура наружного воздуха составляла 0 0С.

4.6.Определить расход воздуха на вяление 400кг рыбы с влагосодержанием 370 % , если известно, что температура наружного воздуха составляет плюс 48 0С.