Расчет сушильной установки 2 (стр. 3 из 5)
| Прибл. расчёт | Стенка | Охлаждение бульона | |||||
 , Вт/м2К | ∆tст, К | tст2, ˚С | tб, ˚С | ∆tб, К | αб, Вт/м2К | qб, Вт/м2 | |
| 1 2 3 | 438,61 438,61 438,61 | 11,51 8,85 7,84 | 98,2 100,948 101,94 | 85 85 85 | 13,2 15,95 16,94 | 205,56 205,56 205,56 | 2714 3278,7 3482,18 |
1. Первое приближение.
(tст1)І=tконд-(∆tконд)І=110-0,287=109,713 ˚С
(αконд)І=12878,3(∆tконд І)-0,25=12878,3/0,732=17594,9 Вт/м2К
(qконд) І=(αконд І) (∆tконд)І=17594,9*0,287=5049,75 Вт/м2
(∆tст)І=
( qконд) І= 
˚С(tст2)І=(tст1)І-(∆tст)І=109,713-11,51=98,2 ˚С
(∆tб)І=(tст2)І-tб=98,2-85=13,2 ˚С
(qб) І=(αб)І*(∆tб)І=205,56*13,2=2714 Вт/м2
В первом приближении (qконд) І>(qб) І. Расхождение >5%
2. Второе приближение.
Рассчитаем по первому приближению КІ:
КІ=
,тогда
q1=КІ∆tср=138,86*25,625=3558,27
Величину (∆tконд)ІІ определяем, принимая (qконд) ІІ= q1 при (αконд)І=17594,9
(∆tконд)ІІ= q1/(αконд)І=3558,27/17594,9=0,202˚С
(tст1)ІІ=tконд-(∆tконд)ІІ=110-0,202=109,798˚С
(αконд)ІІ=12878,3/0,67=19221,34 Вт/м2К
(qконд) ІІ=19221,34*0,202=3882,7 Вт/м2
(∆tст)ІІ=1/438,61*3882,7=8,85 ˚С
(tст2)ІІ=109,798-8,85=100,948 ˚С
(∆tб)ІІ=100,948-85=15,95 ˚С
(qб) ІІ=205,56*15,95=3278,7 Вт/м2
Проверим расхождение:
по расчетам qконд> qб, тогда
>5%3. Третье приближение.
По результатам первого и второго приближения строим график q=f(tст1) (ПРИЛОЖЕНИЕ А).
Полагая, что при малых изменения температуры поверхностные плотности qконд и qб линейно зависят от tст1 графически определяем (tст)ІІІ.
Откуда (tст)ІІІ=109,828 ˚С
∆tконд=110-109,828=0,172 ˚С
(αконд)ІІІ=12878,3/0,64=20122,34 Вт/м2К
(qконд) ІІІ=20122,34*0,172=3461 Вт/м2
(∆tст)ІІІ=1/438,61*3461=7,89 ˚С
(tст2)ІІІ=109,828-7,89=101,94 ˚С
(∆tб)ІІІ=101,94-85=16,94 ˚С
(qб) ІІІ=205,56*16,94=3482,18
Расхождение:
<5%.Следовательно, коэффициент теплоотдачи со стороны конденсирующегося пара к стенке жироотделителя будет равен αконд =20122,34 Вт/м2К. [2 с.185]
2.3 Определение коэффициента теплопередачи от греющего пара к бульону.
Определим коэффициент теплопередачи от греющего пара к бульону через разделяющую их стенку
, (2.3.1)где
- коэффициент теплоотдачи со стороны бульона к стенке рубашки жироотделителя, = 205,56 Вт/м2К. 
- коэффициент теплоотдачи со стороны конденсирующегося пара к стенке рубашки жироотделителя, 
= 20122,34 Вт/м2К. 
2.4 Расчет температуры в центре кости.
Определим коэффициент теплоотдачи от кости к бульону. Для этого примем, что процесс передачи теплоты между бульоном, паром и костным остатком является стационарным, следовательно, плотности теплового потока равны
.Тогда,
, (2.4.2)где
- температура греющего пара, = 383К; 
- температура на стенки кости, 
= 358К. 
. (2.4.3)Найдем величину безразмерного температурного напора. Исходя из уравнения нестационарной теплопроводности (при постоянстве теплофизических характеристик нагреваемого тела) и с учетом начальных и граничных условий 3-го рода имеем
, (2.4.4)где
- температура кости на входе в жироотделитель, ˚С ; 
=400С; 
- температура внутри кости, ˚С ; 
- критерий Фурье; 
- критерий Био. [4 с.43] 
, (2.4.5)где ак – коэффициент температуропроводности, м2/с, ак = 2*10-6; [3 с.57]
- время нагревания кости, 
=660 с; l – линейный размер кости, м; l=0,006м. [6]Рассчитаем Fo через каждые 60 с нагрева кости:
, 
, 
, 
,
,
,
,
,
,
Найдем критерий Био:
, (2.4.6)где
- коэффициент теплопроводности кости, Вт/мК; = 0,217 Вт/мК; [1] 
Правая часть уравнения безразмерного температурного напора (см. выше) является сложной функцией критериев Фурье и Био. Для расчета его представим кубик кости как три друг к другу прилегающие пластины. В этом случае температура тела будет являться функцией только одной координаты, т.е. толщины пластины. При этом сток теплоты через торцы пластины не будет искажать профиль температуры в поперечном направлении. Также будем считать, что в процессе нагревания температура среды остается неизменной. Тогда