- •Процессам и Аппаратам
- •Возникновение и развитие науки о процессах и аппаратах. Классификация процессов пищевой технологии.
- •Барботажные массообменные аппараты с колпачковыми, клапанными и чешуйчатыми тарелками. Назначение, устройство, принцип действия и область применения.
- •Основные свойства пищевых продуктов, сырья, воды, пара и влажного воздуха. Физические и теплофизические параметры.
- •Виды отстойников и их схемы. Производительность отстойника. Назначение, устройство, принцип действия и область применения.
- •Законы сохранения массы и энергии. Законы равновесия системы. Принцип движущей силы и законы переноса массы и энергии.
- •Адсорберы с подвижным слоем адсорбента. Назначение, устройство и принцип действия.
- •Современные методы исследования процессов и аппаратов. Понятие о подобии.
- •Оборудование для мокрой очистки газов. Схемы. Назначение, устройство, принцип действия и область применения.
- •Три теоремы подобия. Пи - теорема.
- •Мешалки. Назначение, устройство, принцип действия и область применения.
- •Установление вида критериев, входящих в уравнение подобия. Примеры.
- •Классификация теплообменников. Кожухотрубный теплообменник. Назначение, устройство и область применения.
- •Классификация неоднородных систем. Методы разделения неоднородных систем.
- •Конвективные сушилки: туннельные и ленточные. Назначение, устройство и принцип действия.
- •Кинематика отстаивания. Формула Стокса. Влияние формы частиц и их концентрации на процесс отстаивания.
- •Кондуктивные сушилки. Назначение, устройство и принцип действия.
- •Фильтрование. Виды фильтрования.
- •Теплообменники смешения. Назначение, устройство и область применения.
- •Теория фильтрования с образованием осадка.
- •Барабанные сушилки. Назначение, устройство и принцип действия.
- •Кристаллизаторы. Назначение, устройство и принцип действия.
- •Перемешивание. Способы перемешивания в жидкой среде.
- •Адсорберы с псевдоожиженным слоем адсорбента. Назначение, устройство и принцип действия.
- •Расчет расхода энергии при механическом перемешивании.
- •Гидроциклоны и аэроциклоны. Назначение, устройство, принцип действия и область применения.
- •Фильтры для неоднородных газовых систем. Схемы. Назначение, устройство, принцип действия и область применения.
- •Процессы нагревания и охлаждения. Теплопроводность, теплоотдача, теплопередача.
- •Электроосаждение и конструкция электрофильтра. Назначение, устройство, принцип действия и область применения.
- •Выпаривание и область его применения. Изменение свойств раствора при сгущении.
- •Способы выпаривания.
- •Сепараторы. Классификация и схемы. Назначение, устройство, область применения и принцип действия. Производительность сепаратора.
Установление вида критериев, входящих в уравнение подобия. Примеры.
Критерии подобия носят названия по фамилиям выдающихся ученых, известных своими работами в соответствующей области наук. Полученный выше критерий характеризует механическое подобие и называется критерием Ньютона.
Получение критериев подобия из дифференциального уравнения сводится к следующим операциям: 1) составляется дифференциальное уравнение процесса; 2) дифференциальное уравнение приводится к безразмерному виду делением обеих частей уравнения на правую или левую часть или делением всех слагаемых на один из членов с учетом его физического смысла; 3) вычеркиваются символы дифференцирования. Символы степеней дифференциалов сохраняются.
При проведении процесса физические величины в различных точках рабочего объема могут иметь различные значения. В этом случае в критериях подобия фигурируют усредненные значения, и тогда пользуются усредненными критериями (числами) подобия.
Кроме критериев подобия, получаемых из дифференциальных уравнений, используются также параметрические критерии, представляющие собой отношение двух одноименных величин и вытекающие непосредственно из условии задачи исследования.
Например, при изучении движения жидкости в канале процесс будет зависеть от соотношения длины трубы и диаметра l/d=Г2 (где Г — геометрический критерий подобия), относительной шероховатости и диаметра трубы Δ/d=Г2. Линейный размер, входящий в эти критерии подобия, называется определяющим размером.
Все критерии подобия можно разделить на определяющие и определяемые. Определяющие критерии состоят только из физических величин, входящих в условия однозначности. Критерии подобия, в состав которых входит хотя бы одна величина, не входящая в условия однозначности, называются определяемыми.
Для обеспечения подобия необходимо равенство определяющих критериев. Равенство определяющих критериев является достаточным условием подобия.
Неопределяющие критерии являются однозначной функцией определяющих критериев.
Классификация теплообменников. Кожухотрубный теплообменник. Назначение, устройство и область применения.
Теплоиспользующие аппараты, применяемые в пищевых производствах для проведения теплообменных процессов, называют теплообменниками. Теплообменники характеризуются разнообразием конструкций, которое объясняется различным назначением аппаратов и условиями проведения процессов.
По принципу действия теплообменники делятся на рекуперативные, регенеративные и смесительные (градирни, скрубберы, конденсаторы смешения и т. д.).
В рекуперативных теплообменниках теплоносители разделены стенкой и теплота передается от одного теплоносителя к другому через разделяющую их стенку.
В регенеративных теплообменниках одна и та же теплообменная поверхность омывается попеременно горячим и холодным теплоносителями. При омывании горячим теплоносителем поверхность нагревается за счет его теплоты, при омывании поверхности холодным теплоносителем она охлаждается, отдавая теплоту. Таким образом, теплообменная поверхность аккумулирует теплоту горячего теплоносителя, а затем отдает ее холодному теплоносителю.
В смесительных аппаратах передача теплоты происходит при непосредственном взаимодействии теплоносителей.
Рекуперативные теплообменники в зависимости от конструкции разделяются на кожухотрубчатые, типа «труба в трубе», змеевиковые, пластинчатые, спиральные, оросительные и аппараты с рубашками. Особую группу составляют трубные выпарные аппараты.
Кожухотрубные теплообменники наиболее широко распространены в пищевых производствах.
Кожухотрубный вертикальный одноходовой теплообменник с неподвижными трубными решетками (рис. 14.11,а) состоит из цилиндрического корпуса, который с двух сторон ограничен приваренными к нему трубными решетками с закрепленными в них греющими трубами. Пучок труб делит весь объем корпуса теплообменника на трубное пространство, заключенное внутри греющих труб, и межтрубное. К корпусу прикреплены с помощью болтового соединения два днища. Для ввода и вывода теплоносителей корпус и
Рис. 14.11. Схема вертикального одно-ходового кожухотрубного теплообменника с неподвижными трубными решетками и размещение труб в трубной
решетке:
/ — корпус, 2 — трубная решетка, 3 — греющая труба, 4 — патрубок, 5 — днища, 6 — опорная лапа; 7 — болт; 8 — прокладка, 9 — обечайка
Теплообмен между теплоносителями осуществляется через стенки труб.
Греющие трубы соединены с трубной решеткой сваркой либо развальцованы в ней (см. узел Б на рис. 14.11,а). Греющие трубы изготовляют из стали, меди или латуни.
Размещают греющие трубы в трубных решетках несколькими способами: по сторонам и вершинам правильных шестиугольников (в шахматном порядке), по сторонам и вершинам квадратов (коридорное) и по концентрическим окружностям. Такие способы размещения обеспечивают создание компактной конструкции теплообменника. Шаг размещения труб зависит от внешнего диаметра трубы.