- •Міністерство освіти і науки, молоді та спорту україни національний університет харчових технологій
- •Двостінний котел
- •1.Вступ
- •2.Порівняльна характеристика аналогічного обладнання
- •Технічна характеристика двостінних котлів
- •3.Опис апаратурно- технологічної схеми двохстінного варильного котла для приготування цукрового сиропу.
- •4.Тепловий розрахунок двостінного котла для приготування цукрового сиропу при виробництві консервів «Компот з груш»
- •1 Фаза - підігрівання
- •2 Фаза - кип'ятіння
- •5.Правила монтажу ,експлуатації та ремонту
- •6.Техніка безпеки та охорона праці
- •7.Висновки
- •8.Список використаної літератури
4.Тепловий розрахунок двостінного котла для приготування цукрового сиропу при виробництві консервів «Компот з груш»
Вихідні дані для розрахунку:
Варильний котел діаметром - 915 мм
Робоча ємкість котла - 500 л
Продукт-цукровий сироп з густиною - ρ= 1094 кг/ м3
Початкова температура сиропу - =18°С
Кінцева температура сиропу - = 98°С
Тиск граючої пари при -
Коефіцієнт тепловіддачі від пари до продукту - К= 564 Вт/(м²*°К)
Сферична частина котла заповнена на 100%
Внутрішня частина виготовлена з міді, парова «сорочка» - сталева
Процес варки складається з двох фаз - підігріву та кипіння.
1 Фаза - підігрівання
І. Витрати тепла на нагрівання апарата.
1.1. Витрати тепла на нагрівання внутрішньої мідної частини апарата:
(1)
де: -маса внутрішньої мідної частини котла, кг;
- питома теплоємність міді; см = 0,394кДх/ кг;
- середня температура між температурою гріючої пари та кінцевою температурою сиропу, °С;
початкова температура сиропу, С.
1.1.2.Маса внутрішньої мідної частини котла:
, кг (2)
де: - радіус котла;R = 0,4575 м;
—товщина мідної частини, м; = 0,006 м; рм- густина міді, кг/м3; рм = 8800кг/ м3.
кг.
Середня температура між температурою гріючої пари та кінцевою температурою сиропу:
, °С (3)
де: — середня температура між температурою гріючої пари та кінцевою температурою сиропу, °С; - температура гріючої пари,°С; = 143°С;- кінцева температура сиропу, °С; = 98°С.
°С
1.2. Витрати тепла на нагрівання зовнішньої сталевої частини:
ж (4)
де: маса зовнішньої сталевої частини котла, кг;
- питома теплоємність сталі; -0,48 кДж/ кг ;
—температура гріючої пари, °С; початкова температура сиропу, °С.
1.2.1. Маса зовнішньої сталевої частини котла:
,, кг (5)
де: R- радіус парової сорочки; R = 0,4575м ;- товщина стінки, м; = 0,05 м ; - густина сталі, кг/м3; - 7900кг/.
ж
2. Витрати теплоти на підігрів продукту:
ж (6)
де: - маса цукрового сиропу, кг; - питома теплоємність цукрового сиропу;= 3,81 кДж/кг ;
кінцева температура сиропу, °С; — початкова температура сиропу, °С.
2.1. Маса цукрового сиропу:
=V**f , кг (7)
де: V- об'єм сферичної частини котла, м3;
- густина продукту, кг/м3; = 1094 кг/м3 ; f - коефіцієнт заповнення сферичної частини котла; f =1.
2.1.1. Об'єм сферичної частини котла:
V = ,м3 (8)
V =м3
ж
3.Витрати тепла на випаровування вологи з поверхні продукту при нагріванні:
=W*r ,кДж (9)
де: W- кількість випареної вологи, кг,
r -теплота пароутворення, кДж/кг;
при =58°С; r= 2363,3кДж/кг .
3.1. Кількість випареної вологи:
W= , кг (10)
де:— кількість вологи, випареної з поверхні продукту в котлі за 1 секунду, кг ( вибираємо в залежності від ).
, °С (11)
°С
Тоді при температурі °С вибираємо - 0,002 кг/(м2 * с) , а з урахуванням фактичної поверхні випаровування при діаметрі котла —0,915 м кількість випареної вологи приймаємо 0,00142 кг/(м2 * с).
кДж.
Втрати тепла у навколишнє середовище:
ж (12)
де: площа зовнішньої поверхні котла, м2 ;
- сумарний коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м2 *К) ;
- середня температура стінки, °С;
—температура повітря, °С;
4.1 Площа зовнішньої поверхні котла:
= , м2 (13)
де: R-зовнішній радіус парової сорочки, м;R= 0,5175 м.
=,68м2
4.2 Сумарний коефіцієнт тепловіддачі:
=(9.3+0.058* )*0.001 , Вт/ (м2 *К) (14)
а0 = (9,3+0,058*143,6)*0,001=0,0176 Вт/(м2 *К);
ж
5. Загальні витрати тепла на підігрів:
,ж (15)
кДж
5.1. Тривалість нагрівання:
ж (16)
де: К - коефіцієнт тепловіддачі від пари до продукту, Вт/(м2 * К); К = 564 Вт/(м2 *К)
середній перепад температур гріючої пари та продуту, °С.
5.1.1. Середній перепад температур гріючої пари та продукту:
Середній перепад температур гріючої пари та продукту розраховують у залежності від відношення початкового температурного перепаду до кінцевого. Якщо це відношення < 2 то розраховують як:
, °С (17)
Тому розраховуємо логарифмічно:
, °С (19)
°С
кДж
61177,82+7,08=74,85
τ=
Приймаємо 14 хв.
Загальні витрати тепла на підігрів:
Дж.
6. Витрати пари на підігрів продукту:
ДП= (20)
де:-ентальпія пари, кДж/кг; = 2735кДж/кг;
- ентальпія конденсату, кДж/кг; = 601,2 кДж/кг .
ДП=
7. Інтенсивність витрати пари на підігрів продукту:
Д1= кг/ год.