Расчет теплообменной установки шкаф пекарский (стр. 2 из 4)

Рис. 3 Калорифер:

1 - правый коллектор; 2 - левый коллектор; 3 – ребра.

3.3 Пароувлажнительное устройство

В пекарной камере устанавливаются пароувлажнительные устройства разных конструкций, которые включают в себя одну или несколько перфорированных труб, расположенных в зоне увлажнения. Количество пара, поступающего в увлажнительное устройство, регулируется вручную при помощи вентилей, располагаемых в наиболее доступном месте.

Пар подводят (рис. 4) от паропроводов 1 и 2, оснащенных вентилем 10 и манометром 11, по перфорированным трубам 4 через боковую поверхность пекарной камеры.

Рис. 4 Пароувлажнительное устройство:

1, 2 – пароотвод; 3 – манометр; 4 - перфорированные трубы; 5 – рукоятка; 6 – кран для регулирования подачи пара; 7 – водоотделитель; 8 – конденсатопровод; 9 – центробежный водоотделитель.

Снаружи печи установлен водоотделитель 7, к которому присоединены перфорированные трубы. Каждая паровая труба имеет кран 6 для регулирования подачи пара и рукоятки 5, с помощью которых можно поворотам трубы придать струям пара нужное направление. Давление пара в трубах 4 контролируется с помощью манометра 3.

Расположение пароувлажнительного устройства в зоне, где верхние греющие поверхности имеют температуру 300…400

, приводит к перегреву пара и увеличению его расхода, ухудшению его условий конденсации и качества большинства видов изделий.

В ряде конструкций для устранения перегрева пара в зоне расположения паровых труб верхний обогрев отсутствует. Для удаления конденсата, образовавшегося в паропроводах, у входа пара в печь имеется центробежный водоотделитель 9, соединенный с конденсатопроводом 8.

4 Расчетная часть

Для определения расхода тепла аппарата, теплопотерь и расчета основных параметров калорифера необходимо знать параметры воздуха, продукта и параметры оборудования. Данные представлены в таблице 1.

Таблица 1. Исходные данные

Параметры воздуха						Параметры продукта		Произво- дительность оборудо- вания , кг/ч	Габаритные размеры оборудо- вания, мм			Диа- метр калори фера, мм
Относи- тельная влажность, %		Темпера- тура,				Нача льная влаж ность, , %	Конеч ная влаж ность к,%
j0	j2								дли на	шири на	высо та
73	24	20		200	67				80	30	5		800	710	550	300

Далее представлен порядок расчета. Исходя из начальных параметров продукта и теплоносителя, составляем материальный баланс теплового процесса.

Целью составления материального баланса теплового процесса является определение массы влаги W, удаляемой при тепловом воздействии.

(1)

По всему материалу, подвергаемому тепловой обработке, начальное количество продукта (производительность по поступающему на тепловую обработку продукту):

(2)

По абсолютно сухому веществу в обрабатываемом материале:

(3)

Производительность по готовому продукту определяется следующим образом:

кг/ч, кг/с (4)

= 1,428571 кг/ч = =3,96 × 10 ^-4 кг/с

кг/ч, кг/с (5)

кг/ч =

= 9,92× 10 ^-4 кг/с

(6)

=3,571428 кг/ч = = 9,92× 10 ^-4 кг/с

5 = 1,428571+3,571428

Пусть на тепловую обработку поступает воздух с влагосодержанием

(%) сухого воздуха, а L – расход абсолютно сухого воздуха (кг/ч). Из теплообменного аппарата (при отсутствии потерь воздуха) выходит такое же количество абсолютно сухого воздуха, а влагосодержание меняется до (%) сухого воздуха. Масса влаги, испаряющейся из материала в теплообменном аппарате, составляет W (кг/ч).

Далее по диаграмме Рамзина (приложение 1) находим следующие параметры:

a) парциальное давление воздуха

= =1,8 кПа,

b) парциальное давление воздуха

=6,5 кПа,

c) влагосодержание сухого воздуха

= 0,011 кг/

d) энтальпию сухого воздуха

= 48 кДж/

e) влагосодержание влажного воздуха

=0,044 кг/

f) энтальпию влажного воздуха

=183 кДж/кг

g)

=233 кДж/кг

Исходя из этих параметров, определяем удельный расход воздуха на испарение из материала 1 кг влаги по формуле:

(7)

e =

= 30,3 кг/кг

Далее определяем расход абсолютно сухого воздуха при приготовлении продукта:

L = W×e, кг/ч, кг/с, (8)

где W – масса влаги, 3,571428 кг/ч

e – удельный расход воздуха, 30,3 кг/кг

тогда, L = 3,571428 × 30,3 = 108,2142684кг/ч =

= 0,030059кг/с

Далее производим расчеты параметров продукта:

1) Для начальной влажности продукта:

а) Теплоемкость: с₁ = 41,87 × [0.3+(100 - а)], Дж/кг×град,

где а=Х_н – начальная влажность, 80%; с₁=с_п

тогда, с₁ = 41,87×[0.3+(100-80)] = 849,961 Дж/кг×град

б) Плотность продукта: р₁ =10× [1,42× а +(100-а)], кг/м³

тогда, р₁ = 10×[1,42×80 + (100-80)] = 1336 кг/м³

в) Теплопроводность: l = 1,16×(0,51- ), Вт/м×град

тогда, l = 1,16×(0,51-

= 0,33437 Вт/м×град.

2) Для конечной влажности продукта:

а) Теплоемкость: с₂ = 41,87×[0,3 + (100-а_к)], Дж/кг×град,

где а_к = Х_к – конечная влажность, 30%

тогда, с₂ = 41,87×[0,3 + (100-30)] = 2943,461 Дж/кг×град.

б) Плотность продукта: р₂ =10× [1,42× а_к +(100-а_к)], кг/м³

тогда, р₂ =10× [1,42× 30 +(100-30)] = 1126 кг/м³

в) Теплопроводность: l = 1,16×(0,51-

), Вт/м×град.

тогда, l = 1,16×(0,51-

) = 0,438641 Вт/м×град

Производим составление теплового баланса:

1. Приход тепла:

а) с наружным воздухом:

Q₁ = L×I₀, Дж/ч, Дж/с., (9)

где L – расход абсолютно сухого воздуха, 108,2142684 кг/ч

I₀ – энтальпия сухого воздуха, 48 кДж/кг, 48×10³ Дж/кг

тогда, Q₁ =108,2142684 × 48 × 10³ = 5194284,8832 Дж/ч =

= 1442,8569 Дж/с

b) с влажным материалом:

Q₂ = G_н×t_н × с_н , Дж/ч, Дж/с., (10)

где G_н – производительность оборудования, кг/ч.

t_н = t₀ – температура, 20 град.

с_п = с₁ – теплоемкость продукта, 849,961 Дж/(кг×град )

тогда, Q₂ = 5 × 20 × 849,961 = 84996,1 Дж/ч =

= 23,61002 Дж/с

с) в основном калорифере: