Расчет вакуум-выпарной установки по производству томатной пасты (стр. 5 из 9)

.

Проверка найденного значения общей полезной разности температур может быть выполнена по формуле [11]:

.

(15)

Подставив все найденные ранее значения, убеждаемся в правильности сделанных вычислений:

.

3.1.4. Определение тепловых нагрузок

Теплоемкость томатных соков определяется по формуле:

,

(16)

где

– теплоемкость томатного сока; – содержание сухих веществ; – температура сока.

По формуле (16) определим теплоемкость томатного сока на разных стадиях процесса выпаривания:

теплоемкость исходного раствора начальной концентрации:

;

теплоемкость раствора в первом корпусе:

;

теплоемкость раствора в втором корпусе:

.

Скорости перехода томатной массы из корпуса в корпус определяются по формулам [2, С.70]:

из первого корпуса во второй: ;из второго корпуса в третий: ;на выходе из третьего корпуса: ,

(17)

где

– скорость выхода томатной массы из i-ого корпуса; – скорость подачи томатного сусла в выпарную установку; – производительность по выпариваемой воде і-ого корпуса; .

Вычисления показывают, что томатная масса выходит из корпусов с такими скоростями:

;

;

.

Тепловые нагрузки на корпуса могут быть рассчитаны по формулам [2, С.71]:

; ; ,

(18)

где

– тепловая нагрузка на i-ый корпус; – соответствующая теплоемкость томатной массы; – производительность по выпариваемой воде
і-ого корпуса; – скорость выхода томатной массы из i-ого корпуса; – температура томатной массы в среднем слое кипятильных труб i-ого корпуса; –теплота испарения в среднем слое кипятильных труб i-ого корпуса.

Подставив все, найденные ранее значения, в формулу (18) получаем:

;

;

.

Расход греющего пара

на i-ый корпус определяется по формуле [2]:

,

(19)

а удельный расход пара

для того же корпуса вычисляется так:

(кг на 1 кг воды).

(20)

По формулам (19-20) последовательно найдем:

– расход греющего пара на первый корпус;

(кг на 1 кг воды) – удельный расход пара на первый
корпус;

– расход греющего пара на второй корпус;

(кг на 1 кг воды) – удельный расход пара на второй
корпус;

– расход греющего пара на третий корпус;

(кг на 1 кг воды) – удельный расход пара на третий
корпус.

4. РАСЧЁТ И ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

4.1. Расчёт тепловой изоляции

Толщину тепловой изоляции

находят из равенства удельных тепловых потоков через слой изоляции от поверхности изоляции в окружающую среду по формуле [11]:

,

(21)

где

– толщина тепловой изоляции; – температура окружающей среды; – температура изоляции; – коэффициент теплопроводности изоляционного материала; – коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляционного материала во внешнюю среду.

Для аппаратов, работающих в закрытом помещении, температура окружающей среды может быть принята равной

, а температура изоляции равной температуре греющего пара . Коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляционного материала во внешнюю среду примем равным [11].

После подстановки выбранных значений в формулу (21) получим:

.

4.2 Расчёт барометрического конденсатора

Расход охлаждающей воды

определяют из теплового баланса конденсатора по формуле [11]:

,

(22)

где

– расход охлаждающей воды; – производительность по выпариваемой воде третьего корпуса; – энтальпия паров в барометрическом конденсаторе; – теплоемкость воды; – конечная температура смеси и конденсата; – начальная температура охлаждающей воды.