Основы теплотехнических расчетов
При определении расхода теплоносителя (пара) и величины поверхности нагрева теплообменника обычно составляются расчетные уравнения теплового баланса и теплопередачи.
Общее количество тепла, затрачиваемого на нагрев, растворение продукта и выпаривание влаги, с учетом потерь тепла в общем виде выражается формулой (в Дж)
(1-9)
где Q1, Q2, Q3 — соответствующие статьи расхода полезного тепла, затрачиваемого на нагрев, растворение и выпаривание составных частей продукта, Дж;
Qп — потери тепла наружной поверхностью аппарата в окружающую среду лучеиспусканием и конвекцией, Дж.
При расчете аппаратов непрерывного действия расход тепла по всем статьям исчисляется в Вт (Дж/с) или Дж/ч.
Расход тепла на нагрев каждого из компонентов обрабатываемого продукта определяется по формуле (в Дж)
(1-10)
где G -количество соответствующего компонента нагреваемого продукта, кг;
с—удельная теплоемкость компонента, Дж/(кг*К);
tk и tн— конечная и начальная температуры компонента, °С.
Теплоемкость большинства продуктов зависит от температуры. Так, например:
удельная теплоемкость сахара с = 1000+7,25t Дж/(кг*К) (1.11)
удельная теплоемкость патоки с = 1714+5,76t Дж/(кг*К). (1.12)
Теплоемкость сахарных растворов, в том числе сахаро-паточного сиропа и карамельной массы, зависит от температуры и концентрации. Ее можно подсчитать по формуле В. В. Яновского [в Дж/(кг • К)]
с = 4190 — (2514—7,540t)*а, (1.13)
где а —концентрация сахара в растворе, кг/кг.
Удельную теплоемкость воды в практических расчетах можно принимать равной 4190 Дж/(кг • К) [1 ккал/(кг • град)].
Расход тепла на растворение кристаллов (например, сахара) определяется по формуле (в Дж)
Q2=Gqк, (1-14)
где G — количество продукта, кг;
qк — скрытая теплота растворения или кристаллизации 1 кг продукта, равная для сахара 4190 Дж.
Расход тепла на выпаривание влаги (в Дж) определяется по формуле
Достарыңызбен бөлісу: |