Розрахунок кількості пари на виробничі потреби

Для технологічних цілей пара застосовується як теплоносій (нагрівання апаратів, що використовують тепло), для створення тиску в судинах.

Як теплоносій на рибообробних підприємствах застосовується насичена або перегріта водяна пара тиском 1,1-12 атм (0,11-1,2 Мпа).

При визначенні витрати пари на виробничі потреби послідовно розглядають всі технологічні операції, на яких витрачається пара. Для кожної операції встановлюється, у якому вигляді, за яких параметрів і протягом якого часу витрачається пара, і визначаються витрати пару. Кількість матеріалу, що нагрівається парою, береться за даними продуктового розрахунку, тривалість теплової обробки приймається на основі режиму роботи обладнання.

На рибообробних підприємствах тепло витрачається на наступні потреби:

а) нагрівання матеріалів;

б) зміна агрегатного стану речовини (розморожування риби, випарювання рідини, висушування);

в) компенсація втрат у навколишнє середовище.

Витрати пари на нагрівання матеріалу від початкової температури до кінцевої визначається за формулою:

де	питома теплоємність матеріалу, кДж/(кг∙ К); маса матеріалу, що нагріває, кг. питома теплота конденсації пари, що залежить від його тиску, кДж/кг.

Теплоємність продукту може бути визначена як сума теплоємкостей окремих речовин, що входять до складу продукту (води, жиру й густих речовин), з врахуванням їх відносного вмісту за формулою:

де	питома теплоємність води (у середньому – 4182 Дж/(кг∙ К); питома теплоємність жиру (у середньому – 2100 Дж/(кг∙К); питома теплоємність щільних речовин (у середньому – 1450 Дж/(кг∙К); вміст вологи, жиру й густих речовин у продукті відповідно, у десяткових частках одиниці.

Питома теплоємність суміші матеріалів визначається за формулою:

де	питомі теплоємності компонентів суміші, Дж/(кг∙К); відносний вміст компонентів у суміші, %.

Витрата тепла (у Дж) на зміну агрегатного стану речовини визначається за формулою:

де	маса матеріалу, кг; прихована теплота конденсації, плавлення або випаровування матеріалу, Дж/кг.

Теплота плавлення льоду приймається рівною 335200 Дж/кг, для жиру - 13400 Дж/кг.

Кількість розчинника, що випаровується, при зміні концентрації продукту визначається за формулою:

де	маса продукту, що випаровуванню, кг; початковий і кінцевий вміст сухих речовин у продукті, %.

При проведенні технологічних процесів в апаратах з відкритою або закритою поверхнею сполучених з атмосферою за допомогою витяжних труб, кількість рідини, що випаровується в одиницю часу, визначається за формулою:

де

коефіцієнт пропорційності, що залежить від швидкості руху повітря й фізичних властивостей рідини, кг/(м^2∙ з∙ Па); площа поверхні випаровування, м^2; пружність насичених парів рідини при температурі середовища, Па; пружність насичених парів рідини при температурі навколишнього повітря, Па; відносна вологість повітря (0,65-0,70).

Для води, значення коефіцієнт пропорційності визначається за формулою:

де	швидкість повітря, м/с; щільність повітря, кг/м^3.

Також можна користуватися практичними даними про кількість вологи, що випаровується з 1 м² дзеркала води протягом години (при середній швидкості повітря 1 м/с).

Температура,^оС
Випаровування, кг/(м^2·ч)	0,9	1,5

Втрати тепла в навколишнє середовище за рахунок конвекції та випромінювання визначаються за формулою:

де	площа поверхні тепловіддачі, м^2; тривалість тепловіддачі, с; сумарний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією й випромінюванням, Вт/(м^2∙ K); температура поверхні стінки, ; температура навколишнього повітря, .

де	коефіцієнт тепловіддачі конвекцією; коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням.

Сумарний коефіцієнт тепловіддачі для апаратів, установлюваних у приміщенні, при температурі стінки апарата ( 50-350⁰С приблизно можна визначити за формулою:

Часто тепло, що йде на компенсацію втрат, не розраховують, а приймають рівним 5-10% тепла, необхідного для проведення технологічного процесу.

Витрати насиченої водяної пари для працюючих під тиском апаратів, у яких пара повністю конденсується, визначається за формулою:

де	загальна витрата тепла, кДж; питома теплота конденсації пари, кДж/кг; теплоємність (ентальпія) пари та конденсату відповідно, кДж/кг.

Витрата пари на помірне перемішування приймається, виходячи із практичних даних, у кількості 0,25 кг/хв на 1 м² поперечного перерізу апарату.

Звичайно для апаратів безперервної дії розраховують витрата пари за 1 год, а для апаратів періодичної дії – за цикл роботи.

При роботі обладнання періодичної дії витрата пари на проведення окремих стадій (періодів) процесу і на весь процес виходить нерівномірним, тому для кожного споживача пари відповідно до його режиму роботи необхідно знайти погодинні витрати.

Дата добавления: 2014-12-07