акуум-камера,
5 - пастка для карамельної маси,
6 - вакуум-насос,
7 - конденсатор.
3. Розрахункова частина
Дані для розрахунку
- продуктивність П = 850 кг/год
- вологість сиропу W з = 16%
- вологість готової карамельної маси W до = 3%
- розрядження в вакуум-камері р вак = 74,7 кПа
- діаметр витка змійовика (Середній) D зм = 0,6 м
- втрати тепла в навколишнє середовище Q п = 18600 Вт
Інші дані прийняти за літературними джерелами та відповідно до промисловими конструкціями.
3.1 Теплотехнічний розрахунок апарату
Складаємо розрахункову схему гріючої частини апарату (рис.1) позначенням теплових потоків і концентрації сиропу і готового продукту:
а з - концентрація сиропу,%;
а до - концентрація готового продукту,%;
q н , q до - відповідно початкове і кінцеве питомий теплосодержание уварюється маси, Дж/кг;
Q п - втрати тепла в навколишнє середовище конвекцією, Вт;
D - потрібне кількість пари, кг;
i 1 ', i 1 '' - питомий теплосодержание гріє пари і конденсату, Дж/кг;
G з - кількість вихідної сиропу, кг;
G до - кількість одержуваної карамельної маси, кг;
D 2 - кількість випареної вологи (вторинної пари), кг/с;
i 2 '' - теплосодержание вторинної пари, Дж/кг
В
Малюнок 3.1 - Розрахункова схема гріючої частини апарату
Складаємо рівняння теплового балансу:
G з q з + Di 1 '' = G до q до + D 2 i 2 '' + Di 1 ' + Q п [1.c62, ф1]
або при q = ct, G до = П
G з c з t 1 + Di 1 '' = П c до t до + D 2 i 2 '' + Di 1 '+ Q п [1.c62, ф2] Вт
Визначаємо необхідний кількість вихідного сиропу з рівняння матеріального балансу сухих речовин:
G з a з = G до a до ; [1.c62, Ф3]
G з = [1.c62, Ф4] кг/кг
G до = 850 кг/год;
G до =
а з =,
а з =
a до =
a до =
G з =.
Визначаємо температуру кипіння карамельного сиропу за графіком температур [4, с.47] при W з = 16% і тиску р а = 98 кПа (Атмосферному):
t з = 122 В° С
Т з = t з + 273,15; Т з = 395,15 В° К
Визначаємо по тому ж графіком температуру кипіння карамельної маси t до у залежності від заданої вологості W до = 3% і тиску (абсолютному) у вакуум-камері Р а , визначаємо за формулою:
Р а = Р 0 + (-Р вак ) [1.c63, ф8]
Р а = 98 - 74,7 = 23,3 кПа
t до = 118 В° С
Т до = 391,15 В° К
Визначаємо питому теплоємність сиропу З з і карамельної маси З до за формулою В.В. Яновського [4, с.43] для цукристих речовин, у тому числі і для цукрово-патокового сиропу, що має загальний вигляд:
С = 4190 - (2514 - 7,54 t) а [1.c63, ф9] Дж/(КГК)
Для сиропу:
З з = 4190 - (2514 - 7,54 t з ) а з [1.c63, Ф10]
З з = 4190 - (2514 - 7,54 В· 122) В· 0,84 = 2850 Дж/(КГК)
Для карамельної маси:
З до = 4190 - (2514 - 7,54 В· t до ) а до [1.c64, Ф11]
З до = 4190 - (2514 - 7,54 В· 118) В· 0,97 = 2614 Дж/(КГК)
Кількість утворився вторинної пари визначаємо з рівняння матеріального балансу:
G з = G до + D 2
або G з = П + D 2
G з а з = Па до
Вирішуючи спільно останні два рівняння, отримаємо:
D 2 =
D 2 =
Тепломісткість вторинної пари i 2 '' визначається за абсолютним тиску у вакуум-камері апарату за таблицею М.П. Вукаловича "Термодинамічні властивості водяної пари ":
i 2 '' = 2620 кДж/кг.
...
