Расчет термокамеры

Подставляя данные в формулу (3) получаем:

Тогда удаляемая влага составит:

3.2 Тепловой расчёт проектируемого аппарата

3.2.1 Определение основных параметров влажного воздуха

Для поддержания определённого режима сушки необходимо знать основные параметры влажного воздуха - температуру t, относительную влажность ц, удельное влагосодержание x и энтальпию I:

1. температура t₀=9⁰C

2. относительная влажность воздуха ц=72%

Удельное влагосодержание воздуха x, кг/кг рассчитывают по формуле (4):

, (4)

где 0,622 -отношение мольных масс водяного пара и воздуха;

В -барометрическое давление воздуха, Па;

В=745 мм рт. ст.=99100 Па (для стран Европейской части СНГ);

Р_нас -давление насыщенного водяного пара при данной температуре воздуха, Па;

При 9⁰С Р_нас=8,61мм рт. ст.=8,61*133,3 Па=1147,713Па /9 ,с.536/

Подставляя данные в формулу (4) получаем:

Т.к. подогрев воздуха в калорифере происходит при неизменном влагосодержании воздуха, то удельное влагосодержание воздуха на входе в калорифер то же, что и на входе в сушилку. Тогда получаем:

Энтальпию влажного воздуха I, кДж/кг представляют как сумму энтальпий сухого воздуха и водяного пара, приходящегося на 1 кг сухого воздуха и рассчитывают по формуле (5):

, (5)

где с_с.в. -средняя удельная теплоёмкость сухого воздуха;

(при t<200⁰C с_с.в=1,004 кДж/(кг*К);

t -температура влажного воздуха, ⁰С t=9⁰

x -удельное влагосодержание воздуха, кг/кг с.в.;

i_п -удельная энтальпия перегретого пара, кДж/кг.

С достаточной степенью точности i_n, кДж/кг рассчитывается по формуле (6):

, (6), где

r₀ -удельная теплота парообразования воды; (при 0⁰С r₀=2500 кДж/кг);

C_n -удельная теплоёмкость водяного пара;

C_n=1,842 кДж/(кг*К).

При подстановке значений в формулу (6) получаем:

,

Таким образом энтальпия влажного воздуха на входе в калорифер I, кДж/кг равна:

,

Энтальпия воздуха на входе в сушилку I₁, кДж/кг рассчитывается по формуле (7):

, (7)

где -теплоёмкости воздуха и пара.

Подставляя значения получаем:

3.2.2 Тепловой расчёт сушилки

Запишем уравнение внутреннего теплового баланса сушилки (8):

, (8)

где Д -разность между удельным приходом и расходом тепла непосредственно в сушильной камере, кДж/кг влаги;

-теплоёмкость влаги во влажном материале, кДж/(кг*К);

при температуре 9⁰С =4,19 кДж/(кг*К) /9,Т XXXIX/

-удельный дополнительный подвод тепла в сушилку, кДж/кг влаги;

при работе сушилки по нормальному сушильному варианту =0;

-удельные затраты теплоты на нагревание материала, кДж/кг влаги;

-удельные затраты теплоты на нагревание транспортных устройств, кДж/кг;

-удельные потери теплоты в окружающую среду, кДж/кг.

Рассчитаем все потери, входящие в уравнение (8).

Теплоёмкость высушенного материала с_м, кДж/(кг*К) определяется по формуле (9):

, (9)

где с_м -теплоёмкость высушенного материала, кДж/(кг*К);

с_абс.с -теплоёмкость абсолютно сухого материала, кДж/(кг*К);

с_абс.с=1250+10*69=1940 Дж/(кг*К)=1,940 кДж/(кг*К) /3, с.121,

W_к -конечная влажность продукта, %;

W_к=30% / 14,с.169/

с_ж -теплоёмкость воды, кДж/(кг*К);

с_ж=4,19 кДж/(кг*К) /9,Т.XXXVIII, с.536/.

Подставляя значения в формулу (9) получаем:

Расход тепла на нагревание материала Q_м,(кДж/ч), определяется по формуле (10):

, (10)

где с_м -теплоёмкость высушенного материала, кДж/(кг*К);

-температура материала после сушки, ⁰С.

Подставляя значения в формулу (10) получаем:

Удельный расход тепла в сушилке с высушиваемым материалом q_м, кДж/кг влаги, определяется по формуле (11):

(11)

Подставляя значения в формулу (11) получаем:

Удельные потери тепла на нагрев транспортных средств обусловлены потерями, связанными с нагревом рам q_рамы и нагревом палок, которые вешаются на рамы q_палки, на которых размещается материал.

Удельные потери тепла q_тр, кДж/кг, рассчитывается по формуле (12):

, (12)

где q_рамы -потери, связанные с нагревом рамы, кДж/кг;

q_рамы , кДж/кг влаги, рассчитывается по формуле (13):

, (13)

где G_рамы -масса рамы, кг;

G_рамы=80 кг /12/

с_рамы -удельная теплоёмкость материала, из которого изготовлена рама, кДж/(кг*К);

с_рамы= с_палки=0,5 кДж/(кг*К) /12/;

-температура транспортных устройств (рам) на входе в сушильную камеру и на выходе из неё;

_; /14/;

W -количество испарённой влаги, кг/ч.

Подставляя значения в формулу (13) получаем:

Далее находим q_палки , кДж/кг влаги по формуле (14):

, (14)

где G_рамы -масса палки, кг;

G_палки=9 кг /12/

С_палки -удельная теплоёмкость материала, из которого изготовлена рама, кДж/(кг*К);

с_рамы= с_палки=0,5 кДж/(кг*К) /12/;

-температура транспортных устройств (рам) на входе в сушильную камеру и на выходе из неё;

_; /14/;

W -количество испарённой влаги, кг/ч.

Подставляя значения в формулу (14) получаем:

Так как на одной раме три палки, то общие потери тепла одной рамой составят (формула(15)):

(15)

Подставляя значения в формулу (15) получаем:

Потери тепла рамой, с учётом трёх палок, определяем по формуле (16):

(16)

Так как в камере 5 рам, то удельные потери тепла на нагрев транспортных средств определяются по формуле (17):

(17)

Подставляя данные получаем:

Удельные потери теплоты в окружающую среду при достаточной герметизации камеры, исключающей утечку воздуха, обусловлены главным образом потерями через ограждения сушильной камеры.

Удельные потери теплоты в окружающую среду обычно представляют как сумму потерь через боковые и торцовые стенки и потолок, определяемых из основного уравнения теплопередачи Q, кДж/ч, формула (18):

(18)

где б -коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²*К);

б=6 Вт/(м²*К) /9, с.171/

F -площадь камеры;

F_общ=F_ст1+F_ст2+F_ст3+F_ст4+F_{потолка}

F_общ=4*(6,025+1,55)+6,025*1=43,38 (м²);

Принимаем t_ст=52⁰С, подставляя полученные значения в формулу (18) получаем:

Тогда удельные потери тепла в окружающую среду q_ос, кДж/кг влаги, рассчитываются по формуле (19):

(19)

Разность между удельным приходом и расходом тепла в камере:

Построение процесса в I-d диаграмме для теоретической сушилки.

По заданным значениям температуры окружающей среды t₀=9?C и относительной влажности ц₀=72%, на диаграмме определили положение точки A, характеризующей состояние свежего воздуха перед поступлением в калорифер. Процесс нагревания свежего воздуха в калорифере изображается линией d=const.

Далее определяем положение точки B.

Так как задана температура t₁, до которой необходимо нагреть воздух, то точка B соответствует состоянию воздуха на выходе из калорифера, находится на пересечении линии d₀= const и t₁=const. При теоретическом сушильном процессе, когда энтальпия воздуха постоянна(I₂=I₁), процесс, протекающий в сушильной камере, изображается линией I=const. Точка С, характеризующая состояние воздуха на выходе из сушильной камеры, находятся на пересечении линии I=const и t₂=const; t₂=85?С, соответствующей заданному значению конечной температуры воздуха. /18/

Процесс, протекающий в теоретической сушильной установке, изображается ломаной линией ABC (Приложение А).

Запишем уравнение рабочей линии (20):

(20) или

Зададимся произвольным значением x, пусть x=0,01 кг/кг с.в. (I?114,42 кДж/кг), тогда

x_{2 реальное}=0,0101 кг/кг с.в.

3.2.3 Расчёт расхода воздуха в сушильной установке

В процессе сушки влага из поступившего в сушильную камеру материала испаряется и уносится сушильным агентом (воздухом). Расход абсолютно сухого воздуха L, кг/с в сушильной установке (21):

 (21)

Удельный расход абсолютно сухого воздуха l, кг возд/кг влаги, т.е. количество воздуха, затраченное на испарение 1 кг влаги рассчитывают по формуле (22):

(22)

Средняя температура воздуха в сушилке t_ср ,⁰С, определяется по формуле (23):

(23)

Среднее влагосодержание воздуха в сушилке x_ср ,кг/кг, определяется по формуле (24):

(24)

Средняя плотность водяных паров с_ср, кг/м³, определяется по формуле (25):

(25)

Средняя плотность воздуха с_ср, кг/м³, определяется по формуле (26):

(26)

Расход тепла на нагревание воздуха в калорифере Q, кДж/ч, рассчитывают по формуле (27):

(27)

Объёмный расход влажного воздуха (на входе в калорифер) V, м³/с, определяется по формуле (28):

, (28)

где -удельный объём влажного воздуха, приходящегося на 1 кг абсолютно сухого воздуха, м³/кг;



где R_в -универсальная газовая постоянная;

R_в=287 Дж/(кг*К)

Т_возд -абсолютная температура воздуха, К.

В=99100 Па

Подставляя значения получаем:

Тогда объёмный расход влажного воздуха составит:

Объёмный расход влажного воздуха (на входе в сушилку) V, м³/с, определяется аналогично по формуле (28).

Примем P_н=1,033*9,81*10⁴=101337,3 Па /9/

ц=2,2% (при 100?С)

Тогда объёмный расход влажного воздуха составит:

Объёмный расход влажного воздуха (на выходе из сушилки) V, м³/с, определяется аналогично по формуле (28).

Примем P_н=0,590*9,81*10⁴=57879 Па /9/

ц=3,9% (при 85?С)

Тогда объёмный расход влажного воздуха составит:

3.3 Конструктивный расчёт проектируемого аппарата

Сушильная камера термокамеры представляет собой удлинённую камеру (туннель), в которой в продольном направлении перемещаются рамы с продукцией (рулеты из свинины). Высушиваемый материал помещают на рамы с помощью палок. Загружают и выгружают продукцию через определённые промежутки времени. Таким образом, перемещение рам осуществляется периодически, а горячий воздух подаётся непрерывно. Направление движения воздуха примем прямоточное.

Зная, что один рулет из свинины весит в среднем 830 грамм или 0,83 кг /12/ и производительность по исходному продукту 800 кг/ч, простым делением определяем, что количество рулетов в термокамере составит 964 батона (800/0,83=964 шт).

Приняв ширину 1 батона рулета 8 см (0,08 м) и длину - 25 см (0,25м) рассчитаем габаритные размеры одной рамы (рисунок 17) с учётом расстояния между рулетами на палки (принимаем 3 см), расстояние от стенки рамы - 5 см, расстояние между палками, на которых висят рулеты - 5 см, расстояние от верхней границы рамы - 5 см, расстояние до нижней границы - 5 см, а также длина колёс - 10 см.

Рисунок 17 - Рама для термокамеры

Ширину рамы b, м, рассчитаем по формуле (29):

b=0,08*8 +0,03*7+0,05*2=0,95 (м) (29)

Будем считать, что рама квадратная, тогда высота рамы h, м, будет составлять

h=0,25*4+0,05*5+0,10=1,35 (м) (30)

На одной палке будет помещаться 8 батонов рулетов, а на одной раме три полки, тогда на трёх полках разместится 192 рулета (3*8*8=192), а масса одной рамы составит 159, 36 кг (192*0,83=159,36 кг). Зная производительность камеры определяем, что в камере помещается 5 рам (5*159,36=796,8 кг).

Определив вместимость камеры и рассчитав вместимость одной рамы вычисляем габаритные размеры термокамеры.

Длина термокамеры определяется по формуле (31):

, (31)

где -длина рамы, м;

k -количество рам, шт;

-расстояние между рамами, м;

=20 см=0,2 м;

-расстояние между рамами и стенами установки, м;

=0,5*=0,475 м.

Подставляя данные в формулу (31) получаем:

Высота термокамеры h, м, определяется по формуле (32):

, (32)

где -высота рамы, м;

Подставляя данные в формулу (32) получаем:

Ширина термокамеры b, м, определяется по формуле (33):

, (33)

где -ширина рамы, м;

Подставляя данные в формулу (33) получаем:

4. Технические расчёты комплектующего оборудования

4.1 Тепловой расчёт комплектующего оборудования

4.1.1 Расчёт и подбор калорифера

При помощи калориферов происходит нагревание приточного воздуха в системе вентиляции и сушильных установках. Калорифер устанавливается в вентиляционной системе, как в качестве отдельного модуля, так и в составе моноблочных вентиляционных установок. Калорифер представляет собой устройство для теплообмена, в котором источник тепла нагревает проходящий через калорифер поток воздуха посредством его соприкосновения с нагревающими элементами калорифера.

Стальные спирально-навивные калориферы КФБО по сравнению с пластинчатыми калориферами типа КФС и КФБ имеют более высокие теплотехнические показатели. По таблице 7 принимаем к установке калорифер КФБО - 11 для которого:

1. Площадь поверхности нагрева F_к =71,06 м²

2. Площадь живого сечения по воздуху f_к=0,475 м²

Таблица 7 - Технические данные калориферов марки КФБО

Модель и номер калорифера	Площадь поверхности нагрева, м2	Площадь живого сечения, м2	Масса с оцинковкой, кг
		по воздуху	по теплоносителю
КФБО-2	13,02	0,0913	0,0081	62,5
КФБО-3	16,28	0,112	0,01	77,8
КФБО-4	20,68	0,143	0,011	94,5
КФБО-5	26,88	0,182	0,0132	121
КФБО-6	32,55	0,222	0,0132	142
КФБО-7	40,06	0,271	0,0163	152,2
КФБО-8	47,04	0,318	0,0163	174,8
КФБО-9	55,86	0,375	0,0193	206,5
КФБО-10	64,29	0,431	0,0193	230,2
КФБО-11	71,06	0,475	0,0213	258

Площадь поверхности теплопередачи F, м², рассчитывается по формуле (34):

, (34)

где Q -расчётное количество теплоты, необходимое для подогрева воздуха, кВт;

Q_.=2404,4 кВт;

k -коэффициент теплопередачи от греющего теплоносителя к воздуху, Вт/(м²*К);

к=10*(х_к с)^0,68

х_к с -массовая скорость воздуха в живом сечении калорифера, кг/(м²*с)

Принимаем х_к с=12 кг/(м²*с) /18, с.112/

к=10*(12)^0,68=54,18 Вт/(м²*К)

Дt_ср -средняя разность температур греющего теплоносителя и воздуха, ?С.

, ?С (35)

где Дt' -большая разность температур между

температурами греющего пара и воздуха, ?С;

Дt'' -меньшая разность температур между температурами греющего пара и воздуха, ?С;

Для подогрева воздуха в калорифере используется греющий пар, имеющий при давлении 0,3 МПа, температуру 133,54 ?С /13/

Дt'=133,54-9=125,54 ?С

Дt''=133,54-100=33,54 ?С

?С

Тогда площадь поверхности теплопередачи составит:

(м²)

Количество параллельно установленных калориферов x, шт, определяется по формуле (36):

, (36)

где L -расход воздуха, кг/с.

шт

Принимаем к установке 5 штук.

Уточняем массовую скорость воздуха х_к с, кг/(м²*с), в живом сечении калорифера по формуле (37):

(37)

Количество последовательно установленных калориферов y, шт, определяется по формуле (38):

(38)

, шт

Принимаем к установке 2 единицы.

Установочная площадь поверхности теплопередачи F_уст, м², калориферной батареи определяется по формуле (39):

(39)

, м²

Конструктивные размеры калорифера КФБО - 11 представлены в

таблице 8.

Таблица 8 - Конструктивные размеры калориферов марки КФБО

Модель и номер калорифера	Размеры	Трубная резьба штуцера, дюймы	n1	n2
	А	А1	А2	А3	Б	Б1	Б2	Б3
КФБО-2	560	600	620	760	375	390	412	290	1 Ѕ	3	4
КФБО-3	560	600	620	780	500	510	532	390	2	4	4
КФБО-4	710	750	770	930	500	510	532	390	2	4	5
КФБО-5	710	750	770	930	625	640	662	520	2	5	5
КФБО-6	860	900	920	1080	625	640	662	520	2	5	6
КФБО-7	860	900	920	1100	720	760	782	630	2 Ѕ	6	6
КФБО-8	1010	1050	1080	1250	710	760	782	630	2 Ѕ	6	7
КФБО-9	1010	1050	1080	1250	842	880	902	752	3	7	7
КФБО-10	1160	1200	1230	1400	842	880	902	725	3	7	9
КФБО-11	1160	1200	1230	1420	926	1010	1032	870	3	8	9

Сопротивление калорифера КФБО - 11 ДP_кал', Па, рассчитывается по формуле (40):

(40)

, (Па)

Сопротивление калориферной батареи ДP_кал, Па, рассчитывается по формуле (41):

(41)

(Па)

4.1.2 Расчёт и подбор дымогенератора

Количество сгоревшего топлива в, кг/кг, необходимого для получения дыма из 1 кг опилок определяется по формуле (42):

, (42)

где q -удельный расход теплоты на сухую перегонку, кДж/кг;

по опытным данным и расчётам q зависит от влажности топлива и t дымогенерации и лежит в пределах 400…500 кДж/кг /10/

з?0,75 -коэффициент полезного использования теплоты.

Низшая теплота сгорания топлива Q, кДж/кг, определяется по формуле:

, (43)

где С, Н, О, W -соответственно содержание в топливе углерода, водорода, кислорода и воды, % W=12 % /6/

кДж/кг

Количество теплоты J, кДж/кг, уносимой продуктами полного сгорания 1 кг топлива определяется по формуле (44):

, (44)

где L₀ -теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива, кг/кг;

t₁ -температура отходящих газов;

t₁=295?C;

d -влагосодержание продуктов полного сгорания 1 кг топлива, приведённое к 1 кг сухого воздуха, г/кг

(45)

при t_oc=9?С и ц=72% d₀=0,00523 г/кг

б -коэффициент избытка воздуха;

Принимается равным 1,1.

, кг/кг

, г/кг

Полученные данные подставляем в формулу (44):

, кДж/кг

Тогда

, кг/кг

Полный расход дымообразующего топлива М_т, кг/ч, определяется по формуле (46):

, (46)

где M_т⁰ -расход дымообразующего топлива, кг/ч; M_т⁰=10…15 кг/ч /6/

Подставляя значения в формулу (46) получаем:

, кг/ч

Площадь колосниковой решётки F, м², определяется по формуле (47):

, (47)

где g -удельная загрузка опилок, кг/(м²*ч);

g=6…12 кг/(м²*ч).

,м²

Расход воздуха L₀' , кг/кг на сгорание в кг топлива, приведённый к 1 кг топлива определяется по формуле (48):

(48)

, кг/кг

Масса дымовоздушной смеси L_Д, кг/кг, получаемой от перегонки 1 кг топлива и покидающей дымогенератор определяется по формуле (49):

(49)

, кг/кг

Масса водяных паров W_п , кг/кг, в дымовоздушной смеси определяется по формуле (50):

 (50)

, кг/кг

Объём смеси V_Д ,м³/кг, покидающей дымогенератор, отнесённый к 1 кг топлива определяется по формуле (51):

, (51)

где с_В -удельный объём влажного воздуха, м³/кг

Парциальное давление насыщенного водяного пара при 9?С:

P_п'=0,01178 кгс/см² /17/

или P_п'=0,01178*9,81*10⁴ Па=0,1156*10⁴Па

Парциальное давление водяного пара:

Р_п=ц* P_п'=0,72*0,1156*10⁴=84,816 (Па)

Плотность:

(кг/м³)

Р_б=745 мм рт.ст.=745*133,322 Па=99,32 кПа /3/

, м³/кг

Объём смеси V_д', м³/кг, с учётом продуктов полного сгорания топлива, отнесённый к 1 кг всего топлива определяется по формуле (52):

(52)

, м³/кг

5. Гидравлический расчёт установки

5.1 Гидравлический расчёт продуктовой линии

Для гидравлического расчёта разобьём всю длину линии на три участка, основываясь на изменении температуры воздуха на каждом участке. Рассчитаем сопротивление на каждом участке. В качестве исходных данных принимаем, что массовый расход воздуха L, кг/с, равен 26,078

Участок №1

На этом участке свежий воздух подаётся в калорифер. Принимаем длину данного участке равной 1,3 м (). На основании значений, приведённых в списке /4, с.16/, принимаем скорость движения среды .

Тогда диаметр трубопровода d, м, будет рассчитываться по формуле (53):

, м (53)

где V -объёмный расход воздуха, м³/с.

Рассчитывается по формуле (54):

, м³/с (54)

где R_в -универсальная газовая постоянная;

R_в=287 Дж/(кг*К)

Т_возд -абсолютная температура воздуха, К.

В - барометрическое давление;

В=99100 Па

-давление насыщенных паров.

Подставляя данные в формулы определяем объёмный расход и диаметр трубопровода.

, м³/с

, м

Из ряда стандартных диаметров /1, с.144/ принимаем с толщиной стенки 1,1 мм, тогда внутренний диаметр . Тогда фактическая скорость воздуха в трубе щ, м/с, составит:

, м/с

, м/с

При 9?С

плотность:

, кг/м³

где =1,293 /3/

вязкость:

Па*с /9/

Рассчитываем число Рейнольдса по формуле (55):

(55)

Из перечня ориентировочных значений абсолютной шероховатости труб Д /4, с.14/ принимаем для нашего случая абсолютную шероховатость Д=0,2 мм=0,2*10^-3м, тогда относительная шероховатость e, м, определяется по формуле (56):

, м (56)

, м

Так как число Рейнольдса лежит в интервале, описывающем зону смешанного трения (, а именно ), то коэффициент , Вт/м²*К, определяют по формуле (57):

, Вт/м²*К (57)

, Вт/м²*К

Далее рассчитываем потери:

1. Потери на трение ДР_тр, Па, рассчитываются по формуле (58):

, Па (58)

, Па

2. Потери на местные сопротивления ДР_м.с., Па, рассчитываются по формуле (59):

, Па (59)

где -коэффициент местного сопротивления

=0,5+1=1,5 /4, с.14/

, Па

Общие потери напора на участке №1 определяются как сумма найденных потерь по формуле (60):

, Па (60)

, Па

Участок №2

На этом участке два потока среды движутся по направлению к термокамере. Рассмотрим первый случай (пункт А), когда среда выходит из калорифера и движется по направлению к термокамере. Принимаем длину данного участке равной 2 м ().

В целях экономии денежных средств принимаем все трубопроводы одинакового диаметра, т.е. .

Находим объёмный расход:

, м³/с

Тогда фактическая скорость воздуха в трубе щ, м/с, составит:

, м/с

При 100?С

плотность:

, кг/м³

где =1,293 /3/

вязкость:

Па

*с Рассчитываем число Рейнольдса

Из перечня ориентировочных значений абсолютной шероховатости труб Д /4, с.14/ принимаем для нашего случая абсолютную шероховатость Д=0,2 мм=0,2*10^-3м, тогда относительная шероховатость e, м, составит:

, м

Так как число Рейнольдса лежит в интервале, описывающем зону смешанного трения, то коэффициент , Вт/м²*К, составит:

, Вт/м²*К

Далее рассчитываем потери:

1. Потери на трение ДР_тр, Па, составят:

, Па

2. Потери на местные сопротивления ДР_м.с., Па, составят

, Па

где -коэффициент местного сопротивления

=0,5+1+0,15+0,60=2,25 /4, с.15 - 16/

Общие потери напора на участке №2 (пункт А) составят:

, Па

Далее рассматриваем второй случай (пункт Б), когда среда (дым) выходит из дымогенератора и движется по направлению к термокамере. Принимаем длину данного участке равной 9 м ().

В целях экономии денежных средств принимаем все трубопроводы одинакового диаметра, т.е. .

Объём смеси, покидающей дымогенератор, составляет 7,14м³/с (м³/с)

Тогда фактическая скорость воздуха в трубе щ, м/с, составит:

, м/с

При 45?С /6, с.350/

плотность:

, кг/м³

где =1,293 /3/

вязкость:

Па

*с Рассчитываем число Рейнольдса

Из перечня ориентировочных значений абсолютной шероховатости труб Д /4, с.14/ принимаем для нашего случая абсолютную шероховатость Д=0,2 мм=0,2*10^-3м, тогда относительная шероховатость e, м, составит:

, м

Так как число Рейнольдса лежит в интервале, описывающем зону смешанного трения, то коэффициент , Вт/м²*К, составит:

, Вт/м²*К

Далее рассчитываем потери:

1. Потери на трение ДР_тр, Па, составят:

, Па

2. Потери на местные сопротивления ДР_м.с., Па, составят

, Па

где -коэффициент местного сопротивления

=0,5+1+0,15+0,60=2,25 /4, с.15 - 16/

Общие потери напора на участке №2 (пункт Б) составят:

, Па

Общие потери напора на участке №2 составят:

, Па

, Па

Участок №3

На этом участке среды движется по направлению к выходу из термокамеры. Принимаем длину данного участке равной 4,5 м ().

В целях экономии денежных средств принимаем все трубопроводы одинакового диаметра, т.е. .

Находим объёмный расход:

, м³/с

Тогда фактическая скорость воздуха в трубе щ, м/с, составит:

, м/с

При 85?С

плотность:

, кг/м³

где =1,293 /3/

вязкость:

Па*

Рассчитываем число Рейнольдса

Из перечня ориентировочных значений абсолютной шероховатости труб Д /4, с.14/ принимаем для нашего случая абсолютную шероховатость Д=0,2 мм=0,2*10^-3м, тогда относительная шероховатость e, м, составит:

, м

Так как число Рейнольдса лежит в интервале, описывающем зону смешанного трения, то коэффициент , Вт/м²*К, составит:

, Вт/м²*К

Далее рассчитываем потери:

1. Потери на трение ДР_тр, Па, составят:

, Па

2. Потери на местные сопротивления ДР_м.с., Па, составят

, Па

где -коэффициент местного сопротивления

=1+0,5=1,5 /4, с.14/

Общие потери напора на участке №3 составят:

, Па

Общие потери напора на всех участках составят:

, Па

Тогда полное гидравлическое сопротивление системы составит:

, Па

Средняя объёмная производительность по воздуху составит:

, м³/с

, м³/с

5.2 Подбор нагнетательного оборудования

Основываясь на полученных данных объёмной производительности и полного гидравлического сопротивления, принимаем к установке четыре центробежных вентилятора среднего давления марки В - Ц14 - 46 - 8К - 02 со следующими характеристиками - Q=6,94 м³/c, сgh=2450 Па, n=16 c^-1, з_н=0,70 и электродвигателем к нему типа АО2 - 82 - 6 з_дв=0,90 /4, таблица 9, с.42/.

Полезная мощность вентилятора , Вт, определяется по формуле:

(61)

Мощность электродвигателя N, Вт, рассчитывается по формуле (62):

, Вт (62)

где -к.п.д. центробежного вентилятора при непосредственном соединении валов вентилятора и двигателя;

=1 /4 , с.21/

-к.п.д. центробежного вентилятора;

=0,6 /4, с.21/

, кВт

Заключение

В результате курсовой работы была рассчитана термокамера для сушки свиных рулетов с W_н=70 %. Производительность по исходному продукту 800 кг/ч.

В результате расчёта получили термокамеру с загрузкой на пять рам. Готовые свиные рулеты из сушилки выходят с W_к=30% .

Для данной установки подобрали калориферную батарею, состоящую из 10 калориферов КФБО-11 с F_к=71,06 м², f=0,475 м².

Рассчитали дымогенератор.

Трубопровод для воздуха сделали круглого сечения. Для подачи воздуха, по полезной мощности, подобрали 4 вентилятора: марка В-Ц14-46-8К-02 с Р= 2450 Па и Q= 6,94 м³/с, электродвигатель: марка АО2-82-6.

Список использованных источников

1. Гинзбург А.С. Расчёт и проектирование сушильных установок пищевой промышленности, Москва, «Агропромиздат», 1985 г.

2. Гинзбург А.С., Гранов М.А., Красовская Г.И. Теплофизические характеристики пищевых продуктов. Справочник, Москва, «Пищевая промышленность», 1980 г.

3. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию, Москва, Химия, 1983 г. 272 с.

4. Журнал «Мясные технологии», №2/2005

5. Ивашов В.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности, пособие для вузов, Ч.2 Оборудование для переработки мяса и мясопродуктов - М.: КолосС, 2007 г.

6. Каталог патентов [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.findpatent.ru/patent/244/2442426.html

7. Общие требования и правила оформления учебных текстовых документов: СТП СМК 4.2.3-01-2011. - Введ. 2011-04-07. - Могилев.: Могилевск. гос. ун-т продовольствия, 2011. - 43с.

8. Павлов К.Ф. Романков П.Г. Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической промышленности.

9. Панфилов В.А.. Машины и аппараты пищевых производств - Книга 2, 2007 г.

10. Пелеев А.И., Бражников А.М., Гаврилова В.А. Тепловое оборудование колбасного производства, издательство «Пищевая промышленность», Москва, 1970.

11. Продукты из свинины копчёно-варёные ТУ[Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.vsegost.com./Catalog/29/29186/shtml

12. Ривкин С.Л. Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара. Справочник, Москва, Энергоатомиздат, 1984 г.

13. Рогов И.А. Общая технология мяса и мясопродуктов. Часть 2/ - о2-е изд. - Москва: Колос, 2009.- 397с.

14. Рогов И.А., Жаринов А.И. Биотехнология мяса и мясопродуктов. Курс лекций - Москва: ДеЛипринт, 2009 г.

15. Сажин В.С. Основы техники сушки. - М: 84 г.

16. Справочное пособие влажный воздух АВОК [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.complex doc.ru/ntdpdf/546141/vlgzhnyi - vozdukh.pdf

17. Стабников В.Н. Проектирование процессов и аппаратов пищевых производств, Киев, В. школа, 1982 г.

18. Стахеев И.В Пособие по курсовому проектированию процессов и аппаратов пищевых производств, Минск, Вс. школа, 1975 г.

19. Шаршунов В.А., Кирик И.М. Технологическое оборудование мясоперерабатывающих предприятий, Минск, Мисанта, 2012

Размещено на Allbest.ru

...