34. Фильтры для неоднородных газовых систем. Схемы. Назначение, устройство, принцип действия и область применения.

В зависимости от вида фильтровальной перегородки фильтры бывают с мягкими, полужесткими и жесткими пористыми перего­родками.

Фильтры с мягкими фильтровальными перегородками — рукав­ные, или мешочные, широко применяют для очистки газов от пыли. Мягкие пористые перегородки выполняют из тканевых материалов, нетканых волокнистых материалов, пористых листовых материалов (металлоткани, пористые пластмассы и резины).

Батарейный рукавный фильтр с фильтру­ющими элементами из различных тканевых материалов изображен на рис. 9.6. Рукава и мешки подвешивают в прямоугольном корпусе к общей раме. Запыленный газ поступает снизу внутрь рукавов в открытые торцевые отверстия Проходя через боковые цилиндри­ческие поверхности рукавов, газ фильтруется, а пыль оседает на внутренней поверхности рукавов.

В процессе эксплуатации слой пыли растет и сопротивление фильтра увеличивается. Для регенерации фильтра рукава или мешки периодически встряхивают специальным механизмом 2, смонтированным на крышке фильтра. Иногда применяют обратную продувку газом или воздухом фильтрующих элементов фильтра. Осевшая пыль собирается в коническом днище фильтра, откуда выгружается шнеком.

В ряде случаев используют секционные фильтры. Каждая секция в таком фильтре имеет свой встряхивающий механизм, что позво­ляет последовательно проводить регенерацию фильтрующих эле­ментов без отключения всего фильтра.

34. Процессы нагревания и охлаждения. Теплопроводность, теплоотдача, теплопередача.

Нагреванием называется процесс повышения температуры мате­риалов путем подвода к ним теплоты. Широко распространенными методами нагревания в пищевой технологии являются нагревание горячей водой или другими жидкими теплоносителями, насыщен­ным водяным паром, топочными газами и электрическим током.

Для этих целей применяют теплообменники различных кон­струкций.

Нагревание водой используют для повышения температуры и пастеризации пищевых продуктов при температурах ниже 100 °С.

Другим способом нагревания горячими жидкостями является обогрев с помощью обогревательных бань, представляющих собой аппараты с рубашками. Рубашка нагре­вается топочными газами, с помощью электрообогрева или насы­щенным водяным паром высокого давления, подаваемым в змеевик.

Нагревание водяным насыщенным паром получило широкое распространение, что объясняется следующими его достоинствами: большим количеством теплоты, выделяющейся при конденсации водяного пара (2024...2264 кДж на 1 кг конденсирующегося пара при абсолютных давлениях соответственно 0,1... 1,0 МПа); высоким коэффициентом теплоотдачи от конденсирующего пара к стенке — порядка 20 000...40 000 кДж/м² )равномерностью обогрева.

Нагревание топочными газами, образующимися при сжигании твердого, жидкого или газообразного топлива в специальных печах, используется, например, для обогрева сушилок.

Нагревание электрическим током осуществляется в электричес­ких печах сопротивления прямого и косвенного действия.

В печах прямого действия тело нагревается при прохождении через него электрического тока.

Нагревание токами высокой частоты осно­вано на том, что при воздействии на диэлектрик переменного элект­рического тока молекулы диэлектрика приходят в колебательное движение, при этом часть энергии затрачивается на преодоление трения между молекулами диэлектрика и превращается в теплоту, нагревая тело.

Охлаждение — процесс понижения температуры материалов путем отвода от них теплоты.

Охлаждение водой осуществляется в теплообменниках, в кото­рых теплоносители разделены стенкой либо обмениваются тепло­той при смешивании. Например, газы охлаждают разбрызгиванием в них воды.

Охлаждение льдом применяют для охлаждения ряда продуктов, например мороженого, до температуры, близкой к нулю.

Теплопередача — теплообмен между двумя теплоносителями через разделяющую их твердую стенку.

Теплоноситель — движущаяся среда (газ, пар, жидкость), ис­пользуемая пля пеоеноса теплоты.

Теплопроводностью называется процесс переноса тепловой энер­гии от более нагретых участков тела к менее нагретым в резуль­тате теплового движения и взаимодействия микрочастиц. В резуль­тате теплопроводности температура тела выравнивается.

Основной закон теплопроводности, установленный Фурье (1768—1830) и названный его именем, гласит, что количество теп­лоты dQ, переданное теплопроводностью, пропорционально гради­енту температуры dt/dl, времени dt и площади сечения dF, перпен­дикулярного направлению теплового потока:

гдеλ. — коэффициент теплопроводности среды, Вт/(м-К).

Коэффициент теплопроводности веществ зависит от их природы и агрегатного состояния, температуры и давления.

Теплоотдачей называется процесс теплообмена между поверхно­стью тела и окружающей средой.

Интенсивность теплоотдачи характеризуется коэффициентом

теплоотдачи, равным отноше­нию плотности теплового пото­ка на поверхности раздела к тем­пературному напору между по­верхностью теплообмена и сре­дой (теплоносителем).

Основной закон теплоотдачи — закон Ньютона гласит: количе­ство теплоты dQ, переданное от поверхности теплообмена к потоку , жидкости (газа) или от потока к поверхности теплообмена, прямо пропорционально площади поверхности теплообмена F, разности температур поверхности t_ст и ядра потока t_f (или наоборот) и продол­жительности процесса dt: