Расчет Сушилка.яблок

q_пола=q¹·F/U,                                                                (3.24)

где F – площадь пола; равна 30,8 м².

q_пола=43·30,8/283,3=4,67 кДж/кг

Теперь рассчитаем общее количество потерь в окружающую среду:

q_сред=q_бок.+q_пот+q_{торц.ст.}+q_дв+q_пол=28,39+13,82+2,55+5,65+4,67=55,08 кДж/кг

 

 

 

4. Рассчет потерь теплоты на нагрев материала и транспорта.

 

Потери тепла на нагрев материала рассчитывают по формуле (3.25):

q_м=(g₂/24U)c_м2(θ₂-θ₁) ,                                                 (3.25)

где g₂/U – масса высушенного материала, приходящаяся на 1кг испаренной влаги;

       с_м2 – удельная теплоемкость высушенного материала, кДж/(кг·К);

       θ₂ и θ₁ – температура материала в зоне загрузки и выгрузки.

Удельная теплоемкость определяется по формуле (3.26):

с_м2=(с_влW₂+С_с.в.(100-W₂))/100,                                         (3.26)

где с_вл – удельная теплоемкость влажного материала, кДж/(кг·К);

      с_с.в. – удельная теплоемкость сухого вещества материала, кДж/(кг·К).

                       с_м2=(4,19·22+1,67(100-22))/100=2,2 кДж/(кг·К).

Принимаем согласно экспериментальным  данным температуру высушенного  материала θ₂=80°С, а θ₁=t_в=15°С.

Тогда по формуле (3.25):

                  q_м=(2040/24·283,3)2,2(80-15)=42,9 кДж/кг.

Потери тепла на нагрев транспорта (кДж/кг) рассчитываются по формуле (3.27):

q_тр=(g_тр/U)с_тр(θ_тр2 –θ_тр1),                                               (3.27)

Масса транспорта g_тр, проходящего в час через сушильную камеру определяется по формуле (3.28):

g_тр=(n(g_в + g_кас))/τ,                                                            (3.28)

где g_в – масса вагонетки, равная 85 кг;

       g_кас – масса кассеты, равная 3,36 кг; количество кассет в вагонетке 25;

n – число вагонеток, равное 12.

                   g_тр=(12(85 + 2,73·25))/12=153,25 кг/ч

По формуле (3.27):

                   q_тр=(153,25/283,3)0,482(80 –15)=16,95 кДж/кг

Рассчитаем величину ∆:

∆=(q_доб +с_вл·θ₁) – (q_м + q_тр + q_сред.)=(0+4,19·15)-(42,9+16,95+55,08)=

=-52,08 кДж/кг

Термодинамические потери рассчитываются следующим образом:

q_терм=0,23(Т₁+Т₂)=0,23(75+273+85+273)=162,38 кДж/кг.

Если учитывать эти потери, то величина ∆_общ≈ - 214,46 кДж/кг.

 

5. Построение процесса в I-d диаграмме.

 

Принимаем параметры воздуха сушильного цеха: t_о=15°С; φ_о=70%; I₀=34,12 кДж/кг; d₀=7,56 г/кг. Параметры отработанного воздуха по заданному режиму: t₂=85°С; φ₂=30%; I₂=293,4 кДж/кг; d₂=82,6 г/кг. Температура воздуха при входе в сушильную камеру t_суш=75°С.

Рассчитаем количество свежего воздуха по формуле (3.29):

l=1000/(d₂-d₀)=1000/(82,6-7,56)=13,4 кг/кг.                                (3.29)

Для построения диаграммы откладываем  вверх от точки С отрезок СС^’(приложение 1).

СС^’=-∆/l·2,09=214,46/13,4·2,09=7,66 мм.

Через точку С^’проводим линию I₁=const, получаем точку В, которую соединяем с точкой С. Пересечение линии ВС с заданной линией t_см=75°С дает точку В^’.

Пересечение этой линии с линией АС дает точку М, характеризующую  параметры смеси. Процесс сушки  изображен ломаной линией АМВ^’С.

При расчете были использованы следующие данные:

точка А: t=15°С; φ=70%; 

точка С: t=85°C; φ=30%;

 

 

6. Рассчет расхода теплоты и воздуха.

 

Расход теплоты легко определить аналитическим путем, не прибегая к  I-d диаграмме, по формуле (3.30):

q=l(I₂-I₀)-∆                                                              (3.30)

                    q=13,4(293,4-34,12)+173,54=3647,89 кДж/кг.

Расход циркуляционного воздуха определяется по формуле (3.31):

l_n=1000/(d₂-d_см),                                                     (3.31)

где d_см – влагосодержание смеси, г/кг; равное 65 г/кг.

                              l_n=1000/(82,6-65)=57,0 кг/кг

Определим кратность циркуляции по формулам (3.32) и (3.33):

n=(d_см-d₀)/(d₂-d_см)=(65-7,56)/(82,6-65)= 3,26                            (3.32)

n=(I_см-I₀)/(I₂-I_см)=(231,06-34,12)/(293,40-231,06)≈3,25           (3.33)

Приведем развернутый тепловой баланс сушильной установки в таблицах 3.1 и 3.2:

Таблица 3.1 Тепловой баланс. Приход.

Статья баланса	Приход теплоты
	расчет	кДж/ч
Теплота с воздухом	I0·l·U=34,12·13,4·283,3	129527,026
Теплота, сообщенная в калорифере	q·U=3647,89·283,3	1033447,24
Теплота с влагой материала	свл·θ1·U=4,19·15·283,3	17805,405
Теплота с материалом	g2·cм2·θ1=(2040/24)·1,87·15	2384,25
Теплота с транспортом	gтр·cтр·θтр1=153,25·0,482·15	1108,0
Потери в окружающую среду	-	-
Термодинамические потери	-	-
Итого:		1185379,92

 

 

Таблица 3.2 Тепловой баланс. Расход.

Статья баланса	Расход теплоты
	расчет	кДж/ч
Теплота с воздухом	I2·l·U=293,4·13,4·283,3	1113810,95
Теплота, сообщенная в калорифере	-	-
Теплота с влагой материала	-	-
Теплота с материалом	g2·cм2·θ2=(2040/24)·1,87·80	12716
Теплота с транспортом	gтр·cтр·θтр2=153,25·0,482·80	5909,32
Потери в окружающую среду	qокр·U=55,08·283,3	15604,164
Термодинамические потери	qтер·U=162,38·283,3	46002,254
Итого:		1194042,69

 

Рассчитаем объемы воздуха. Они  необходимы для подбора вентилятора и расчета скорости воздуха в сушильной камере и калорифере.

Объем (в м³/ч) рассчитывается по формуле (3.34):

V=L·υ₀=l·U·υ₀                                                     (3.34)

Для наглядности результаты расчета приведены в таблице 3.3:

Таблица 3.3 Объем воздуха 

Наименование	l, кг/кг	υ0, м3/кг	Расчет l·U·υ0	V, м3/ч
Воздух, входящий в сушильные камеры (после калорифера)	57,0	0,9	57,0·0,9·283,3	14533,29
Воздух, выходящий из сушильной камеры	57,0	1,25	57,0·1,25·283,3	20125,12
Смесь воздуха перед калорифером	57,0	1,05	57,0·1,05·283,3	16955,5
Часть отработанного воздуха, выбрасываемого наружу	13,4	1,25	13,4·1,25·283,3	4745,27
Свежий воздух	13,4	0,843	13,4·0,843·283,3	3200,21

Заключение

 

Изучение и проектирование аппаратов  пищевых производств для инженера является одной из важнейших задач. На практике цениться знание того или  иного аппарата, умение чертить чертежи  и читать их.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                       Список литературы

 

1. Расчеты и задачи по процессам и аппаратам пищевых производств /С.А. Гребенюк, Н.С. Михеева, Ю.П. Грачев и др. – М.: Агропромиздат, 1987. – 304с.
2. Стахеев И.В. Пособие по курсовому проектированию процессов и аппаратов пищевых производств. – М.: «Высшая школа», 1975.
3. Харламов С.В. Практикум по курсу «Рассчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств». –Ленинград, «Машиностроение», 1971.
4. Гришин М.А. и др. Установки для сушки пищевых продуктов: Справочник /М.А. Гришин, В.И. Атаназевич, Ю.Г. Семенов. – М.:Агропромиздат, 1989. – 215с.
5. Гинзбург А.С. Расчет и проектирование сушильных установок пищевой промышленности. – М.: Агропромиздат, 1985. – 336с.
6. Атаназевич В.И. Сушка пищевых продуктов /Справочное пособие. – М.: ДеЛи, 2000. – 296с.
7. Гинзбург А.С., Громов М.А., Красовская Г.И. Теплофизические характеристики пищевых продуктов. Справочние. – М.: Агропромиздат, 1990. – 287с.
8. Проектирование процессов и аппаратов пищевых производств./ под ред. В.Н. Стабникова. Киев: «Вища школа», 1982.
9. Гинзбург А.С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов. –М.: «Пищевая пром-ть», 1973.