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Pour l'entreprise de confiserie

Bases pour la conception d'échangeurs de chaleur et installations pour la préparation du sirop de sucre et de masse caramel

Principes de base de calculs thermiques

Lors de la détermination du débit du liquide de refroidissement (vapeur) et de la taille de la surface chauffante de l'échangeur thermique, les équations calculées du bilan thermique et du transfert de chaleur sont généralement compilées.

thermique total passé sur le chauffage, la dissolution et l'évaporation de l'humidité du produit, compte tenu de la perte de chaleur généralement exprimée par la formule suivante (en Joules)

image001

(1-9)

où Q1, Q2, Q3 - les articles pertinents sur la consommation de chaleur utile consacrée au chauffage, à la dissolution et à l'évaporation des éléments constitutifs du produit, j;

Qп - perte de chaleur de la surface extérieure de l'appareil dans l'environnement par rayonnement et convection, j.

Lors du calcul du flux continu d'unités de chaleur à tous égards est calculée en W (J / s) ou J / h.

La consommation de chaleur pour chauffer chaque composant du produit transformé est déterminée par la formule (en J)

image003 (1-10)

où G est le numéro de la composante correspondante du chauffage, en kg;

c - capacité thermique spécifique du composant, J / (kg * K);

tk et tн- températures finale et initiale des composants, ° С.

La capacité calorifique de la majorité des produits dépend de la température. Par exemple:

chaleur spécifique de sucre = 1000 + 7,25t J / (kg * K) (1.11)

sirop spécifiques chaleur = 1714 + 5,76t J / (kg * K). (1.12)

La capacité calorifique des solutions de sucre, y compris le sirop de sucre et la masse de caramel, dépend de la température et de la concentration. Il peut être calculé par la formule de V. V. Yanovsky [en J / (kg • K)]

c = 4190 - (2514 - 7,540t) * a, (1.13)

où a est la concentration de sucre dans la solution, en kg / kg.

La capacité thermique spécifique de l'eau dans les calculs pratiques peut être prise égale à 4190 J / (kg • K) [1 kcal / (kg • deg)].

La consommation de chaleur pour la dissolution des cristaux (par exemple, le sucre) est déterminée par la formule (en J)

Q2= Gqк, (1-14)

où G est la quantité de produit, kg;

qk est la chaleur latente de dissolution ou de cristallisation de 1 kg de produit égale au sucre 4190 j.

La consommation de chaleur pour l'évaporation de l'humidité (en joules) est déterminé par la formule:

Qз =D2r, (1-15)

où D2 - la quantité d'humidité évaporée, en kg;

r - chaleur de vaporisation cachée, J / kg; déterminé par le tableau des propriétés thermodynamiques de la vapeur en fonction de la température ou de la pression (voir annexe).

La quantité d'humidité évaporée (en kg) lors du changement de la concentration du produit peut être déterminée en résolvant les équations de bilan des matières solides

Gc.в=G1a1=G2a2 (1-16)

et l'équation de bilan matières

Puis (1-17) (1-18)image006

où Gc.в - quantité de substances sèches dans le produit, kg;

G1 - la quantité de produit à évaporer, kg;

G2 - quantité du produit fini, kg;

a1- la teneur initiale (concentration) en substances sèches du produit, en kg / kg;

а2 - teneur finale en solides dans le produit fini, kg / kg.


Si l'évaporation de l'humidité de la surface de la solution, sans modification appréciable de sa concentration, le

D2 = 3600KF (р -р1) τ, (I-19)

К - coefficient de proportionnalité, en fonction de la vitesse de l'air et des propriétés physiques du produit évaporé, en kg / (m X NUMX-s * MPa);

F - surface superficielle d'évaporation, M2;

τ est la durée du processus d'évaporation, s;

р - la pression de vapeur du produit vaporisé, MPa, à température ambiante (déterminée selon le tableau de l'application);

р«- élasticité des vapeurs saturées du produit évaporé, MPa, à la température ambiante (déterminée selon le tableau de l'annexe);

φ - humidité relative de l'air (cf = 0,65-7-0,75).

Le coefficient de proportionnalité К L'eau peut être déterminée par la formule

K= 0,0745 (ʋр)0,8(1-20)

où ʋ est la vitesse de l'air, m / s;

ρ est la densité de l'air, kg / m3.

Lors de l'évaporation de l'eau, en fonction du facteur de proportionnalité de la vitesse de l'air K a les significations suivantes:

V 0,5 1,0 1,5 2,0
К 0,036 0,083 0,114 0,145

Les pertes de chaleur à l'environnement à travers la paroi extérieure par rayonnement et par convection, le dispositif peut déterminer la formule (en watts)

F = Qпaαk(tarticle tв) (1-21)

où Fa - surface de la surface extérieure de l'appareil, m2;

αк- coefficient de transfert de chaleur, W / (m X NUMX * K);

tarticle et tв- température du mur et de l'air ambiant, ° С.

Le coefficient (au total) de transfert de chaleur, à condition que l'unité est à l'intérieur et tsiècles ne dépasse pas 150 ° C, environ

calculé selon la formule suivante: [en W / (m2 • K)]

αк - 9,76 + 0,07 (tarticle -tв). (I-22)

La quantité de vapeur de chauffage par cycle pour un lot de dispositifs dans lesquels la vapeur se condense complètement déterminée par la formule suivante (en kg)

image007(1-23)

où Qcommun - consommation totale de chaleur pour un cycle, y compris les pertes dans l'environnement dues à dy, j;

i1 »et i1'- Constamment l'enthalpie de chauffage de la vapeur et du condensat, J / kg (voir annexe).

Toute consommation de vapeur pour les mêmes appareils sera (en kg / h)

image009 (1-24)

où τ est la durée du cycle, h

Dans la trempe des machines fonctionnant avec une des conditions thermiques établies, la vapeur de chauffage est consommé uniquement pour la compensation des pertes de chaleur dans l'environnement. Sa vitesse (kg / h) d'écoulement est déterminé par la formule

image011 (1-25)

où Qп - perte de chaleur dans l'environnement, W;

enthalpie de vapeur de chauffage, J / kg;

enthalpie de condensat, J / kg.

La consommation de vapeur pour les appareils en continu (en kg / s) est définie par la formule (1-23). Mais dans ce cas, le flux de chaleur totale Qcommun calculée en watts.

La consommation de fluides de transfert de chaleur (eau) est déterminée par la formule suivante (en kg / s)

image013 (1-26)

où c est la capacité thermique spécifique du liquide de refroidissement, J / (kg-K);

tн et tк- la température initiale et finale du liquide de refroidissement, en ° C

Surface d'échange de chaleur des auxiliaires est déterminée à partir de l'équation de transfert de chaleur à travers la paroi

Qétage= FkcrΔtτ (1-27)

lorsque le transfert zone du dispositif de surface de chaleur (en m2)

image015 (1-28)

La durée du processus thermique dans l’appareil d’action périodique (en s) sera

image017 (1-29)

où Qétage - consommation de chaleur utile dans l'appareil, j;

F - la surface de la surface d'échange thermique de l'appareil, m2;

kcf. - coefficient de transfert de chaleur moyen, W / (m2* K);

T est la pression moyenne de température entre le liquide de refroidissement et le fluide caloporteur, en ° С.

Lors du calcul de dispositifs à action continue, la consommation de chaleur est calculée en watts. Dans la formule (1-28), la durée du processus est prise comme suit: τ = 1с.

La différence de température moyenne ∆t dépend de la nature du processus thermique. Si, au cours d’un échange de chaleur entre deux flux, les températures initiale et finale d’un flux sont désignées par t1"Et t1'et la seconde - à travers t2'et t2“, Le processus peut être représenté graphiquement pour les cas d’écoulement direct et de reflux (Fig. 23).image019

Fig. 23. Le graphique de la variation de température des liquides de refroidissement: a - avec écoulement direct; b - à contre-courant; dans - à la condensation de la vapeur de chauffage.

En écoulement direct et à contre-courant, ainsi qu'à une température constante de l'un des fluides, par exemple pendant la condensation de la vapeur de chauffage (Fig. 23, c), la différence de température moyenne est définie comme le logarithme moyen par la formule


image021 (1-30)

ici Atб et Atм - respectivement, plus ou moins de pression de température entre les liquides de refroidissement au début et à la fin de la surface d'échange de chaleur.

Si <1,8, la différence de température moyenne peut être déterminée comme étant la moyenne arithmétique

image023 (1-31)

Si au lieu de la formule (1-30), vous pouvez utiliser la formule

image027 (1-32)

Le coefficient de transfert thermique du fluide caloporteur à chauffer à travers la paroi monocouche [W / (m2 • K)] est déterminé par la formule

(1-33)

image029(1-33)

où α1 - coefficient de transfert de chaleur du caloporteur au mur, W / (m X NUMX-K);

α2 - coefficient de transfert de chaleur du mur au milieu chauffé, W / (m X NUMX-K);

s - épaisseur de la paroi, m;

- coefficient de conductivité thermique du matériau du mur, W / (m * K).

Lorsque l'ébullition du produit dans un appareil de traitement par lots en raison de changements dans la concentration des changements de produits et le coefficient de transfert de chaleur, de sorte que le calcul approximatif lot de dispositifs devrait être le coefficient de transfert de chaleur moyenne.

Bases pour la station de siropovarochnoy

La capacité requise des distributeurs pour alimenter les composants du sirop: sucre, mélasse, eau peut être déterminée en résolvant conjointement les équations de bilan matière spécifiées dans la recette, n portions de sucre et de mélasse dans le sirop et l'équation de bilan d'humidité tenant compte de l'humidité du sirop, du sucre et du sirop.

L'équation de bilan matières pour les heures 1 pour que le cas soit

П = Gsah+Gimpasse+Geau (1-34)

où P est la capacité en sirop, en kg / s;

Gsah, Gimpasse, Geau - respectivement, le débit en sucre, en poids et en eau fourni au solvant, en kg / s.

La proportion de solides de sucre dans le sirop et la mélasse selon la recette

image031 (1-35)

équation d'équilibre d'humidité pour le sirop ayant une certaine humidité, serait

Ωс=Gsahωsah +Gimpasseωimpasse +Geauωeau (1-36)

с, Osah, ωtemps ωeau- la teneur en humidité du sirop, du sucre et de la mélasse, respectivement; dans les calculs, ils peuvent être pris dans les limites suivantes:с = 16 ÷ 18% ou 0,16 - 0,18 kg / kg; ωsah = 0,14 ÷ 0,15% ou 0,0014 - 0,0015 kg / kgimpasse= 18 ÷ 22% ou 0,18 - 0,22 kg / kg.

Résoudre les trois dernières équations et son remplacement dans l'équation (1-36) au lieu de Gimpasse и Geau leurs expressions à partir d'équations (1-34) et (1-35), on obtient le débit requis de sucre et, par conséquent, la performance du distributeur (en kg / s)

image033 (1-37)

Selon la consommation de sucre, la consommation de mélasse est déterminée à partir de l'équation des proportions de sucre et de mélasse (1-35), et la consommation d'eau à l'aide de l'équation du bilan matière (1-34).

La quantité totale de chaleur nécessaire pour chauffer les composants du sirop en dissolvant des cristaux de sucre et de solvant compensation des pertes de chaleur dans l'environnement est déterminée par la formule (W)

image035 (1-38)

où Gj - le nombre de composants du sirop fourni au solvant, en kg / s;

Agj- modification de l'enthalpie des composants du sirop, J / kg;

Gsah - la quantité de sucre fournie au solvant, en kg / s;

gk - chaleur latente de dissolution des cristaux de 1, kg de sucre, j / kg (gк = 4190)

QП - déperdition de chaleur dans l'environnement par rayonnement et convection (en W)

définis par les formules (1-21) et (1-22).

Il convient de garder à l'esprit que dans la formule (1-38)

image037(1-39)

où Gsah, Gimpasse, Geau - consommation de sucre, mélasse, eau (déterminée par les formules ci-dessus), kg / s;

Agsah, Agimpasse, Ageau - respectivement, variations de l'enthalpie de sucre, de mélasse et d'eau aux températures initiale et finale, j / kg.image039

Enthalpie desdits produits (J / kg) à la température initiale et finale est défini comme étant gsupplier = cнtн et gcheval - avecкtк. Pour ce faire, la capacité calorifique du sucre et de la mélasse est d'abord calculée à l'aide des formules (1-11) et (1-12) aux températures finale (/ k) et initiale (/ n). Dans ce cas, la température initiale du sucre sera la température de l'air de la pièce à partir de laquelle il est fourni; la température initiale de la mélasse fournie dans les limites de 55 - 60 ° С, eau 70 - 80 ° С.

La température finale des composants du sirop sera le point d'ébullition du sirop, qui est déterminé par le diagramme de température d'ébullition développé des sirops de caramel en fonction de l'humidité souhaitée du sirop de caramelс et pression p (Fig. 24) (dans ce cas, pour un appareil-solvant ouvert, la pression est atmosphérique - 100 kPa). Par exemple, à une humidité de 16% en sirop et à la pression atmosphérique, son point d’ébullition selon le programme indiqué sera d’environ 120 ° С.

Lors de la détermination des paramètres de chauffage à la vapeur, il convient de garder à l’esprit que la température de la vapeur doit être environ 15 - 20 ° С supérieure au point d’ébullition du sirop; Ainsi, dans ce cas, la température de la vapeur de chauffage sera: tп = 120 + 20 = 140 ° С

La consommation de vapeur pour le solvant est déterminée par la formule (1-23), comme pour l'appareil à action continue. Lors du calcul du débit de vapeur basé sur la température de vapeur de chauffage adoptée, utilisez le tableau des applications pour déterminer d’abord la pression de chauffage requise p, puis utilisez le même tableau pour rechercher l’enthalpie de vapeur de chauffage i ».1 et condensat je '1.

La surface du solvant chauffant est définie comme la surface chauffante de l'appareil en continu, et seule la chaleur utile est prise en compte (sans perte pour l'environnement).

Pour ce cas, la chaleur utile pour le solvant de la formule (1-38) est (en watts)


image041(1-40)

Alors la formule pour déterminer la surface chauffante du solvant sera (en m2).

image043(1-41)

où kн- coefficient de transfert de chaleur à la chaleur, W / (m X NUMX-K) (vous pouvez prendre une moyenne de kн = 1500 ÷ 1740);


T est la différence logarithmique moyenne de température entre le caloporteur (vapeur de chauffage et mélange - sirop, ° C), déterminée à l'aide des formules (1-30) et (1-31).

Dans ce cas,

image045 (1-42)

où At1 = tп - tн.Voir (Où tн.Voir - la température moyenne initiale du mélange des composants du sirop);

ôt2 = tп- tк.Voir (Où tk.sm - point d'ébullition du sirop);

tп - température de la vapeur de chauffage, ° С.

Il convient de noter que la température moyenne du mélange (dans ce cas, le mélange des composants du sirop - sucre, eau et sirop) introduite dans le solvant, est déterminée à partir de l'équation du bilan thermique du mélange ou est donnée par des calculs simplifiés.

équation d'équilibre de chaleur pour le mélange dans ce cas serait br suivante:

image047

ou image049(1-43)

où la température moyenne du mélange (en ° C)

image051(1-44)

où P est la quantité de mélange, kg / s;

Qsah, Qimpasse, Qeau - en conséquence, la quantité de chaleur introduite dans le mélange par du sirop de sucre et de l'eau, W;

сcm- capacité thermique spécifique du mélange, J / (kg * K).

Les symboles restants sont remplies avant.

La puissance du moteur nécessaire pour les lames de mélangeur de solvants d'eau déterminés par la formule (1-6).

Le volume V géométrique (en m3) Sucre Pression atmosphérique de fonctionnement du solvant est déterminé par la formule

image053(1-45)

où Gsah и Geau - consommation de sucre et d'eau, kg / h;

τр - la durée de la dissolution, h (pf = 0,5-g-1,0); p est la masse volumique du mélange de sucre et d'eau, en kg / m X NUMX;

ρ est le facteur de remplissage (<p = 0,7 - X 0,8).

La longueur de la bobine dans la station de bus, de la charnière reliée 1 est déterminée en fonction de la durée de dissolution du sucre

L=ʋcτρ (1-46)

où ʋc - la vitesse moyenne du mélange dans le serpentin, m / s (c = 0,55 ÷ 0,65).

Le diamètre de la conduite de la bobine d (en m) se trouve dans le P mélange de course d'une heure d'équation à travers sa surface en coupe transversale

image055(1-47)

par conséquent,

image057(1-48)

Bases pour la station de karamelevarochnoy

Pour calculer la station de caramel, il faut d’abord déterminer ses performances en tenant compte des pertes de masse possibles de caramel sur toutes les sections de la ligne. La séquence de calcul approximative est la suivante:

1.Opredelenie prêt pour toutes les heures ligne de caramel de productivité avec la ligne de temps pour l'équipement de nettoyage (kg / h):

image059(1-49)

où Pcm - capacité donnée de la ligne de changement de vitesse, kg par quart de travail;

τcm - temps de travail posté (h) moins environ 15 min (0,25 h) pour le nettoyage des équipements de ligne.

2: détermination de la quantité de masse de caramel traitée sur la ligne par heure pour un pourcentage donné de remplissage du caramel fini (en kg / h),

image061(1-50)

où Bн - le contenu spécifié de la garniture dans le caramel fini,%.

En conséquence, la capacité de l’équipement pour préparer le remplissage de cette ligne, c’est-à-dire la quantité de remplissage de fruits et de baies fournie à la chaîne, sera de (en kg / h)

image063 (1-51)

3 - Détermination de la quantité horaire de masse de caramel traitée sur la chaîne dans une matière sèche, en tenant compte de la teneur en humidité souhaitée de la masse de caramel et de la perte de matières sèches (en kg / h)

image065(1-52)

к- humidité relative de la masse de caramel finie,%;

α est le taux de perte de masse de caramel pour la matière sèche sur la ligne, en% (pris approximativement dans 1,67 - 1,7%).

Selon la formule (1-52) peut être définie comme étant le rendement des sections individuelles ou des lignes de machines et d'appareils, compte tenu de la perte de produit dans la matière sèche de la partie d'extrémité de la ligne avant ou machines.

4. Détermination de la productivité horaire de la station de caramel par la masse de caramel (en kg / h), en tenant compte de l'humidité donnée de la masse finie

image067(1-53)

5. Détermination à partir de l'équation d'équilibre de la matière sèche (1-16) de la consommation de sirop, c'est-à-dire la quantité de sirop devant être fournie du poste de sirop au serpentin à vide. Comme la concentration de toute solution (en kg / kg) est

a = (100-ω) / 100

où ω est l'humidité de la solution,%,

l'équation du bilan de matières solides pour ce cas est

Gc (100 -с) = Gк (100 -к), Où la quantité requise de sirop de caramel sera

Gc = Gk (100-к) / (100 -с) (1-54)

iciс - teneur en humidité du sirop de caramel,%.

Calcul de l'appareil à vide de la bobine continue réalisée dans l'ordre suivant.

L'équation d'équilibre thermique pour l'unité de vide de la bobine bouillant masse caramel

image069 (1-55)

où Gс, Gк - la quantité de sirop fournie pour l'ébullition et la masse de caramel fini produite, en kg / s;

сс etк - capacité thermique spécifique du sirop et de la masse de caramel, J / (kg-K)

tc, Tk - température du sirop et de la masse de caramel, en ° C;

je "1je '1 —Entalpia de vapeur de chauffage et de condensat, J / kg;

D2 - la quantité d'humidité évaporée (vapeur secondaire), kg / s;

i2 - enthalpie de vapeur secondaire, J / kg;

D est la consommation de vapeur de chauffage, kg / s;

Qп - perte de chaleur de l'appareil dans l'environnement, watts.

Le côté gauche de l'équation du bilan thermique (1-55) exprime la paroisse de chaleur:

GсAvecc, Tc - chaleur introduite dans l'appareil par le sirop, W;

Di1 - chaleur introduite dans l'appareil par chauffage à la vapeur, W.

Les membres du côté droit de l'équation indiquent l'article de ce flux de chaleur:

GkAveck, Tk - chaleur emportée avec la masse de caramel finie, W;

D2i2 - chaleur emportée par la vapeur secondaire, W;

Di1- chaleur entraînée par le condensat résultant de la condensation de la vapeur chauffante, W;

Qп - chaleur quittant l'environnement (pertes), W.

La consommation de vapeur de chauffage de la machine (en kg / s) est déterminée à partir de l'équation du bilan thermique (1-55)

image071(1-56)

caramel température du sirop tсLivré à l'unité de bobine est déterminée sur le calendrier (voir. Fig. 24) en fonction du sirop d'humidité souhaitée à la pression atmosphérique (cm. Courses de solvants).

Le point du bonbon cuit masse t d'ébullitionк déterminé selon le même schéma, en fonction de la masse finale souhaitée de l'humidité de caramel et de vide dans la chambre à vide dans l'appareil. Dans cette pression résiduelle (kPa)

ρо = 100 - B, (I-57)

où B est le vide spécifié dans la chambre à vide de l'appareil, en kPa.

La capacité calorifique du siropс et la masse caramelк déterminé par la formule (1-13) capacité thermique des solutions de sucre.

Le nombre de vapeur secondaire (eau évaporée) est déterminée à partir de la formule de bilan matières de l'équation (1-18).

vapeur Eytalpiya i2”Est ​​déterminé en fonction de la pression résiduelle (absolue) dans la chambre à vide conformément au tableau des applications.

Chauffage enthalpie de vapeur i1Et le condensat i1'est déterminé par le même tableau, en fonction de la pression adoptée de la température de la vapeur de chauffage.

La température de la vapeur chauffante fournie à l’espace vapeur de la partie chauffante de l’appareil à vide à serpentin doit être supérieure de 15 - 20 ° С à la température d’ébullition de la masse de caramel trouvée plus tôt (pratiquement, la température de la vapeur

limite 158 - 159 ° С, ce qui correspond à une pression de chauffage surchauffée pouvant atteindre 0,6 MPa). Ceci doit être pris en compte lors de la détermination des paramètres de la vapeur de chauffage.

La perte de chaleur dans l'unité d'environnement Qп déterminé par la formule (1-21) ou de prendre les données expérimentales.

Ainsi déterminé la valeur de toutes les variables de la formule (1-56), calculer la consommation de vapeur.

La superficie de l'appareil à vide de la bobine de surface de transfert de chaleur (en m2) lorsque le sirop d’ébullition est déterminé à partir de l’équation du transfert de chaleur à travers la paroi par la formule (1-28)

image073(1-58)

Qétage - consommation de chaleur utile (à l'exclusion des pertes), W;

k est le coefficient de transfert de chaleur de la bobine; établi par procès. Pour des calculs approximatifs, il peut être pris égal en fonction du diamètre de la bobine. 350 - 1000W / (m2 • K);

T - différence de température moyenne entre la vapeur de chauffage, le sirop et la masse de caramel, ° С; est déterminé par les formules (1-30) et (1-31).

Après avoir déterminé le diamètre du tube de serpentin par la formule (1-48) à la vitesse de tamisage dans le tuyau = 1,0 m / s, les dimensions géométriques de la bobine sont déterminées à partir de la valeur trouvée de la surface d’échange de chaleur.

La longueur de la bobine, en spécifiant le diamètre du tuyau selon GOST, est calculée comme suit (en m)

image075(1-59)

Où dн - diamètre extérieur du tuyau de serpentin. La longueur de la bobine dépend généralement du diamètre du tube de la bobine 800 - 1000.

Diamètre nominal de la bobine Dcf. = 680 mm et un pas de la bobine peut être trouvé autour de la bobine coin de levage

image077

Dans ce cas, 5 est considéré comme étant 1,5 - 2,0 avec? N- La longueur d’une boucle de bobine / (en m) sera

image079(1-60)

Le nombre de tours de la bobine


image081(1-61)

la hauteur de la bobine (en m) seront


image083 (1-62)

où hconstr - un additif de construction prenant en compte la hauteur des fonds estampés.

Diamètre du boîtier de la partie de chauffage (VM)

image085(1-63)

Enfin, le diamètre du corps de la partie chauffante de l'appareil est pris au diamètre le plus proche des fonds estampés standard. Le volume géométrique de la chambre à vide de l'appareil est déterminé par les droites de son espace de vapeur Rv [en m3/ (h • m3)]

image087(1-64)

D2- quantité de vapeur secondaire, kg / h;

ʋ2 - volume spécifique de vapeur secondaire, m3/ Kg;

V - volume de la chambre à vide, m3.

A la pression atmosphérique, Rv = 8000 m3/ (M3 • h). Sous vide, la chambre à vide est Rv = 8000φ, où est un coefficient dépendant des valeurs de pression résiduelle dans la chambre à vide (lorsque les masses de caramel en ébullition correspondent approximativement à 0,85).

Ensuite, à partir de (1-64) le volume de la chambre à vide (en m3) Sera

image089(1-65)

Le diamètre intérieur de la chambre à vide carter dв adopté pour des raisons structurelles ou en fonction du diamètre des fonds emboutis standard.

La hauteur du corps de la chambre à vide (en m) sera

image091 (1-66)

L'épaisseur de la paroi (en m) du boîtier de la partie chauffante de l'appareil comme une cuve cylindrique à paroi mince fonctionnant sous une surpression interne, calculée par la formule:

image093(1-67)

où p est la pression dans l'appareil, MPa;

Dв - diamètre interne du boîtier, m;

δz- contrainte de traction admissible, MPa;

φ est le coefficient de résistance de la soudure (cf = 0,7 - g 0,8);

с - augmentation de la corrosion, m.

appareil à vide de la performance de la masse de caramel fini (en kg / h) peut être déterminée en utilisant le formulaire ci-dessous


image095(1-68)

où gс= Cсtc - enthalpie du sirop entrant dans l'ébullition, J / kg;

gk.м = cкtк - Enthalpie de la masse de caramel finie, j / kg;

tп - température de la vapeur de chauffage, ° С.


Le processus de mélange thermique du condenseur a lieu, qui peut être exprimé par le bilan thermique de l'équation suivante (voir. Schéma de ris.21)

image097 (1-69)

à partir du débit d'eau de refroidissement dans le condenseur de mélange est (en kg / s)

image099(1-70)

où D2 - la quantité de vapeur secondaire condensée, en kg / s;

і2 - enthalpie de vapeur secondaire, J / kg;

c est la capacité thermique spécifique de l'eau, J / (kg-K) (c = 4190);

t et t2K - la température initiale et finale de l'eau de refroidissement, en ° C (température finale de l'eau t2K condensation est la température).

L'alimentation de l'eau de refroidissement du condenseur W en une quantité allant d'une température initiale t en goutte à goutte vers le bas et à condenser la vapeur d'eau est chauffée à une température finale T2Kqui, dans les condenseurs à écoulement direct sur 5 - 6 ° С, est inférieur à la température de la vapeur condensée.

Le diamètre interne du condensateur (vm) est déterminé par la formule

image101 (1-71)

où ρп - densité de vapeur, kg / m 3;

- Vitesse de la vapeur dans le condenseur, m / s (ʋ = 20 ÷ 25).

La quantité d'air (en kg / s) pompée du condenseur par une pompe à vide est déterminée par la formule

image103 (1-72)

débit d'air (en m3/ c) du condenseur à la pompe est déterminée par la formule

image105(1-73)

où Gв - la quantité d'air entrant, en kg / s;

288 est la constante des gaz pour l'air, J / (kg-K);

tв - température de l'air, ° С; pour condensateur mélangeur à flux direct TV = t2k . Ie température de sortie d'eau du condenseur .;

рв - pression atmosphérique partielle, Pa.

la pression partielle de l'air (en Pa) peut être définie par la formule:

Рв = Pа- Pп (I-74)

où pа - pression absolue (résiduelle) dans la chambre à vide et le condenseur, Pa;

рп - pression partielle de vapeur, Pa, prise comme égale à la pression de vapeur saturée à la température de l'air.

Dans le mélange vapeur-air du condenseur, la pression d'air partielle peut également être déterminée à l'aide de l'équation

image107(1-75)

iciimage109

Capacité de la pompe à vide pour pomper le mélange air-eau (en m3/ Non)

image111 (1-76)

où le diamètre du piston de la pompe (en m)

image113(1-77)

où p est la masse volumique du mélange air-eau, en kg / m X NUMX;

s - course du piston, m;

W - consommation d'eau de refroidissement, kg / s;

D2- quantité de condensat, kg / s;

Vв - la quantité d'air évacué m3 / s;

n est le nombre de coups doubles par minute;

ƛ0 - taux de remplissage (0 = 0,7 ÷ 0,8).

Lors de la détermination du diamètre du piston par la course du piston et du nombre de doubles courses du piston, il est défini (en fonction des caractéristiques de la pompe figurant dans la littérature ou les données de référence).

Une réponse à "Bases du calcul des échangeurs de chaleur et des stations pour la préparation de sirops de sucre et de masse de caramel"

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