Расчет размеров выдерживателя а Выдерживатель выполнен в виде трубы

из нержавеющей стали

Для определения длины выдерживателя задаются его диаметром d.

Далее из уравнения расхода находят скорость продукта в выдерживателе (в м/с)

-29-

, (7.6)

где М – расход жидкости в выдерживателе (производительность установки), м³/с;

d - диаметр выдерживателя, м.

Длина выдерживателя определяется так:

ℓ = υ·τ, (7.7)

где τ – продолжительность выдержки, с.

Если длина выдерживателя получается большой, то небольшие отрезки труб соединяют в общий змеевик. Длину одного отрезка труб принимают около 2,5÷3,5м.

Б Выдерживатель выполнен в виде вертикальной емкости из нержавеющей стали

В этом случае задаются диаметром внутренней емкости выдерживателя D_вн≈(600÷800)мм и определяют площадь поперечного сечения этой емкости

(7.8)

Далее определяют скорость подъема продукта (молока) во внутренней емкости (в м/с)

,

(7.9)

где М - производительность установки, м³/с;

F - площадь, м².

Для того, чтобы определить высоту внутренней емкости (в метрах), остается скорость подъема молока умножить на время выдержки.

, (7.10)

где Н - высота выдерживателя, м;

τ - продолжительность выдержки молока, с;

υ - скорость подъема молока, м/с.

-30-

Когда критерий Федорова изменяется в пределах 40<Fе<200, то критерий Рейнольдса определяют по формуле

(15.6)

15.6 Площадь решетки ( в м ² ) определяют по формуле

(15.7)

где υ_уд - удельный объем влажного воздуха, м³ / кг;

L - массовый расход воздуха, кг/с.

15. 7 Рассчитывают заполнение сушилки G_з.

При сушке материала в период постоянной скорости процесса суммарную поверхность чатиц ( в м² ) можно определить по формуле

(15.8)

где Q_н , Q_исп - количество теплоты, необходимой, соответственно, на нагрев материала и испарение влаги, Вт;

α - κоэффициент теплоотдачи, Вт / ( м² · К );

Δt - средняя разность температур, ^оС.

Количество теплоты

( 15. 9 )

где G₁ - количество поступающего на сушку материала, кг/с;

c - теплоемкость материала, Дж/ ( кг · К );

t_нач и t_кон - начальная и конечная температуры продукта, ^оС;

W - количество испаренной влаги, кг/с;

r -скрытая теплота испарения воды при атмосферном давлении,

Дж/кг.

Коэффициент теплоотдачи при упрощенном расчете сушилки можно принимать в пределах α = 200 ÷ 260 Вт/ ( м² · К ).

Средняя разность температур

( 15. 10 )

где t_м - температура мокрого термометра, ^оС ( определяется по I,d -

диаграмме для влажного воздуха ).

-51-

Температуру отработанного воздуха можно принять t_в.к.≈ t_кон .

15.3 Строят процесс сушки на I, d - диаграмме и определяют удельный и секундный расходы сушильного агента.

15.4 Чтобы найти размер общего сечения кипящего слоя, определяют эквивалентный диаметр частицы d _экв..

Для упрощения расчета величину d _экв. можно принять: для лактозы d _экв.= ( 1,0 ÷ 1,5 ) мм; для казеина d _экв. = ( 3,0 ÷ 4,0 )мм.

15.5 Определяют скорость воздуха υ_к, при которой слой материала переводится в « кипящее » состояние.

Критерий Федорова

(15.2 )

где ν - коэффициент кинематической вязкости воздуха, м²/с (определяется по таблице при t_г.в.);

ρ_г - плотность газа (в данном случае воздуха), кг/м³;

ρ_м - плотность материала, кг/м³.

Когда критерий Федорова изменяется в пределах 10 < Fе < 40, то критерий Рейнольдса определяют по формуле

(15.3)

где ε₀ - порозность спокойного слоя;

Аr - критерий Архимеда.

Порозность спокойного слоя (относительная величина пустот в слое) можно принимать с достаточной точности ₀ ≈ 0,3.

Критерий Архимеда

( 15.4 )

где ρ_м - плотность материала, кг/м³;

ρ_с - плотность сухого воздуха при средней температуре, кг/м³;

υ- коэффициент кинематической вязкости воздуха при средней температуре, м²/с.

Скорость υ_к определяется из формулы

(15.5)

-50-