Параметры точек процесса обработки воздуха

Точка	Температура t, °С	Относительная влажность j, %	Влагосодержание d, г/кг	Энтальпия I, кДж/кг
В	12,0		6,6	29,0
П	10,0		6,3	26,2
К	8,5		6,3	24,8

Тепловая нагрузка на оросительную камеру

Q _ор = V r_в(I _в – I _к) = 2×1,2 (29,0 – 24,8) = 10 кВт.

Температуру воды, отводимой из оросительной камеры (t_{w 2}), находим на пересечении линии ВК с границей насыщенного воздуха j = 1. Она составляет t_{w 2} = 7,5 °С. Температура воды, поступающей в оросительную камеру должна быть ниже на 2–3 °С, т. е. t_{w 1} = 7,5–2 = 5,5 °С. Тепловая нагрузка на калориферы

Q _к = V r_в (I _п – I _к) = 2×1,2 (26,2 – 24,8) = 3,5 кВт.

Решим аналогичную задачу при условии использования камеры для целей охлаждения колбас и их сушки. Продолжительность охлаждения батона рассчитаем по методике [8]. Примем следующие параметры: температура поступающей колбасы t _пост = 40 °С; конечная температура в центре батона t _к = 12 °С; температура охлажденного воздуха t _пм = 10 °С; радиус батона колбасы r _б = 0,03 м; теплопроводность колбасы l_б = 0,5 Вт/(м×К) (см. прил. 8); теплоемкость колбасы c _б = 2,5 кДж/(кг×К) (см. прил. 8); плотность колбасы r_б = 900 кг/м³ (прил. 13); температуропроводность колбасы a _б = l_б/(c _бr_б) = = 0,5/(2,5×900) = 0,22×10^–6 м²/с;коэффициент теплоотдачи от поверхности колбасы к воздуху камеры примем a = 7 Вт/(м²×К) (расчет коэффициента теплоотдачи см. [5]). Тогда безразмерная температура для центра батона

q = 1 – (t _к – t _пм)/(t _пост – t _пм) = 1 – (12 – 10)/(40 – 10) = 0,93.

Число Био для данных условий

Bi = ar _б/l_б = 7×0,03/0,5 = 0,4.

Согласно графику (прил. 15) для центра цилиндра значение числа Фурье составит Fo = 5. Отсюда можно определить продолжительность охлаждения батона колбасы до достижения температуры в его центре t _к = 12 °С

t = Fo r _б²/ a _б = 5×0,03²/(0,22×10^–6) = 20 000 с = 6 ч.

Поскольку продолжительность охлаждения колбас и продолжительность загрузки камеры тележками с охлаждаемым продуктом практически одинакова, то теплоприток при охлаждении определим по формуле [5]

Q ₂ = a F _б(t _{пр i} – t _пм).

Для расчета по вышеприведенной формуле необходимо знать температуру поверхности батона в течение первых трех часов после поступления колбасы в камеру. Вычислим числа Фурье для интервалов времени: t₁ = 3600 с, t₂ = 7200 с, t₃ = 10 800 с и определим по графику (см. прил. 13), что для поверхности цилиндра безразмерные температуры: q₁ = 0,55, q₂ = 0,77, q₃ = 0,85. Отсюда же получаем температуру поверхности батона для указанных интервалов времени: t _пр1 = 23 °С, t _пр2 = 17 °С, t _пр3 = 13 °С.

Следовательно, последняя тележка, загруженная в камеру, вызывает теплоприток

Q _к4 = a F _пр(t _пост – t _пм) = 7×14 (40 – 10) = 3 кВт,

где F _пр – площадь поверхности батонов, размещенных на одной тележке, F _пр = fn _б = 120·0,116 = 14 м; f – площадь поверхности одного батона, м², f = p d _б l _б = p×0,06×0,3 = 0,116 м²; n _б – число батонов на тележке (на каждом из трех ярусов тележки подвешены 8 батонов по длине и 5 по ширине), n _б = 40·3 = 120 шт.

Теплопритоки от предыдущих загрузок

Q _к3 = a F _пр(t _пр3 – t _пм) = 7×14 (23 – 10) = 1,3 кВт;

Q _к2 = a F _пр(t _пр2 – t _пм) = 7×14 (17 – 10) = 0,7 кВт;

Q _к1 = a F _пр(t _пр1 – t _пм) = 7×14 (13 – 10) = 0,2 кВт.

Теплоприток в режиме охлаждения от продуктов, загруженных в камеру (три тележки с теплопритоком Q _к1 = 0,2 кВт),

Q ₂ = 3 + 1,3 + 0,7 + 0,2×3 = 5,6 кВт.

Теплоприток от продукта в режиме сушки Q _2с = 0,2×6 = 1,2 кВт.

Общее количество явной теплоты в режиме охлаждения

Q _т.о = Q ₁ + Q ₂ = = 1 + 5,6 = 6,6 кВт,

а в режиме сушки

Q _т.с = Q ₁ + Q _2с = 1+ 1,2 = = 2,2 кВт.

Тепловлажностное отношение в режиме сушки

e = (S Q _т.с + S Wr)/S W = (2,2 + 0,0008×2500)/0,0008 = 5250 кДж/кг.

Повторив аналогичное построение в диаграмме I–d влажного воздуха для тепловлажностного отношения e = 5250 кДж/кг, получим параметры воздуха, которые сведены в табл. 2.

Таблица 2

Дата добавления: 2014-11-20