Pos
Untuk bisnis gula-gula

Dasar-dasar perhitungan penukar panas dan stasiun untuk persiapan sirup gula dan massa karamel

Dasar-dasar perhitungan rekayasa panas

Saat menentukan laju aliran pembawa panas (uap) dan permukaan pemanas penukar panas, persamaan perhitungan keseimbangan panas dan perpindahan panas biasanya disusun.

Jumlah total panas yang dihabiskan untuk memanaskan, melarutkan produk dan menguapkan kelembaban, dengan memperhitungkan kehilangan panas secara umum, dinyatakan dengan rumus (dalam J)

image001

(1-9)

dimana q1, Q2, Q3 - artikel yang relevan tentang konsumsi panas bermanfaat yang dihabiskan untuk memanaskan, melarutkan, dan menguapkan komponen produk, J;

Qп - Kehilangan panas oleh permukaan luar peralatan ke lingkungan oleh radiasi dan konveksi, J.

Ketika menghitung peralatan kontinu, konsumsi panas untuk semua item dihitung dalam W (J / s) atau J / h.

Konsumsi panas untuk memanaskan setiap komponen produk olahan ditentukan oleh rumus (dalam J)

image003 (1-10)

di mana G adalah jumlah komponen yang sesuai dari produk yang dipanaskan, kg;

s - panas spesifik komponen, J / (kg * K);

tk dan tн- suhu akhir dan awal komponen, ° C

Kapasitas panas sebagian besar produk tergantung pada suhu. Sebagai contoh:

panas spesifik gula c = 1000 + 7,25t J / (kg * K) (1.11)

panas spesifik molase dengan = 1714 + 5,76t J / (kg * K). (1.12)

Kapasitas panas dari larutan gula, termasuk sirup gula dan massa karamel, tergantung pada suhu dan konsentrasi. Itu dapat dihitung sesuai dengan rumus V.V. Yanovsky [dalam J / (kg • K)]

c = 4190 - (2514-7,540t) * a, (1.13)

dimana a adalah konsentrasi gula dalam larutan, kg / kg.

Kapasitas panas spesifik air dalam perhitungan praktis dapat diambil sama dengan 4190 J / (kg • K) [1 kkal / (kg • deg)].

Konsumsi panas untuk melarutkan kristal (mis. Gula) ditentukan oleh rumus (dalam J)

Q2= Gqк, (1-14)

di mana G adalah jumlah produk, kg;

qк - panas laten disolusi atau kristalisasi 1 kg produk, sama dengan gula 4190 J.

Konsumsi panas untuk penguapan kelembaban (dalam J) ditentukan oleh rumus

Qз =D2r, (1-15)

dimana D2 - jumlah uap air yang diuapkan, kg;

r - panas laten penguapan, J / kg; ditentukan oleh tabel sifat termodinamika uap tergantung pada suhu atau tekanan (lihat lampiran).

Jumlah uap air yang diuapkan (dalam kg) ketika mengubah konsentrasi produk dapat ditentukan dengan secara bersama-sama memecahkan persamaan keseimbangan padatan

Gc.в=G1a1=G2a2 (1-16)

dan persamaan keseimbangan material

Lalu (1-17) (1-18)image006

dimana gc.в —Jumlah padatan dalam produk, kg;

G1 - jumlah produk yang akan diuapkan, kg;

G2 - jumlah produk jadi, kg;

a1- konten awal (konsentrasi) padatan dalam produk, kg / kg;

а2 - konten padatan akhir dalam produk jadi, kg / kg


Jika uap air menguap dari permukaan larutan tanpa perubahan konsentrasi yang nyata, maka

D2 = 3600KF (р - φр1) τ, (I-19)

dimana К - koefisien proporsionalitas, tergantung pada kecepatan udara dan sifat fisik dari produk yang diuapkan, kg / (m2-s * MPa);

F - luas permukaan penguapan, m2;

τ adalah durasi proses penguapan, s;

р - elastisitas uap jenuh dari produk yang diuapkan, MPa, pada suhu sekitar (ditentukan oleh tabel aplikasi);

р'- elastisitas uap jenuh dari produk yang diuapkan, MPa, pada suhu sekitar (ditentukan oleh tabel aplikasi);

φ - kelembaban udara relatif (cf = 0,65-7-0,75).

Koefisien proporsionalitas К Untuk air dapat ditentukan oleh formula

K= 0,0745 (ʋр)0,8, (1-20)

di mana ʋ - kecepatan udara, m / s;

ρ - kepadatan udara, kg / m3.

Ketika air menguap, tergantung pada kecepatan udara, koefisien proporsionalitas K memiliki nilai-nilai berikut:

V 0,5 1,0 1,5 2,0
К 0,036 0,083 0,114 0,145

Kehilangan panas ke lingkungan melalui dinding luar peralatan oleh radiasi dan konveksi dapat ditentukan dengan rumus (dalam W)

Qп = Faαk(tSeni tв) (1-21)

dimana fa - luas permukaan peralatan, m2;

αк- koefisien perpindahan panas, W / (m2 * K);

tSeni dan tв- suhu dinding dan udara sekitar, ° С.

Koefisien perpindahan panas (total) dengan ketentuan bahwa peralatan berada dalam ruang tertutup dan tct tidak melebihi 150 ° C, kira-kira

dihitung dengan rumus [dalam W / (m2 • K)]

αк - 9,76 + 0,07 (tSeni -tв) (I-22)

Jumlah uap air pemanas per siklus untuk peralatan batch di mana uap dikondensasi sepenuhnya ditentukan oleh rumus (dalam kg)

image007(1-23)

dimana qtotal - total konsumsi panas per siklus, termasuk kerugian di lingkungan dengan do, J;

i1"dan saya1'—Terlihat jelas, entalpi uap panas dan kondensat, J / kg (lihat lampiran).

Konsumsi uap setiap jam untuk perangkat yang sama adalah (dalam kg / jam)

image009 (1-24)

di mana τ adalah waktu siklus, h

Dalam mesin temper yang beroperasi dengan rezim termal yang stabil, pemanasan uap hanya digunakan untuk mengkompensasi kehilangan panas ke lingkungan. Konsumsinya (dalam kg / jam) ditentukan oleh formula

image011 (1-25)

dimana qп - Kehilangan panas ke lingkungan, W;

i "- entalpi uap pemanas, J / kg;

Saya — entalpi kondensasi, J / kg.

Konsumsi uap untuk peralatan kontinu (dalam kg / dt) ditentukan oleh rumus (1-23). Tetapi dalam hal ini, total konsumsi panas Qtotal diukur dalam watt.

Laju aliran cairan pendingin (mis. Air) ditentukan oleh rumus (dalam kg / s)

image013 (1-26)

di mana c adalah panas spesifik pendingin, J / (kg-K);

tн dan tк- suhu cairan pendingin awal dan akhir, ° С.

Luas permukaan perpindahan panas peralatan ditentukan dari persamaan perpindahan panas melalui dinding

Qlantai= FkMengawinkantτ (1-27)

dari mana permukaan pertukaran panas peralatan berasal (dalam m2)

image015 (1-28)

Durasi proses termal dalam peralatan batch (dalam s) akan

image017 (1-29)

dimana qlantai - konsumsi panas yang berguna dalam peralatan, J;

F - permukaan pertukaran panas peralatan, m2;

kmengawinkan - koefisien perpindahan panas rata-rata, W / (m2* K);

∆t adalah kepala suhu rata-rata antara pembawa panas dan media yang menerima panas, ° С.

Ketika menghitung peralatan kontinu, konsumsi panas dihitung dalam watt, dalam rumus (1-28) durasi proses dianggap τ = 1s.

Perbedaan suhu rata-rata ∆t tergantung pada sifat proses termal. Jika selama pertukaran panas antara dua aliran, suhu awal dan akhir dari satu aliran dilambangkan dengan t1"Dan t1', dan yang kedua sampai t2'dan T2“, Kemudian proses dapat direpresentasikan secara grafis untuk kasus aliran maju dan aliran balik (Gbr. 23).image019

Fig. 23. Jadwal perubahan suhu pendingin: a - selama aliran maju; b - dengan arus berlawanan; di - - pada kondensasi uap pemanas.

Dalam kasus aliran langsung dan aliran balik, serta pada suhu konstan salah satu media, misalnya, selama kondensasi uap panas (Gbr. 23, c), suhu rata-rata kepala ditentukan sebagai rata-rata log dengan rumus


image021 (1-30)

di siniб dan ∆tм - masing-masing, kepala suhu yang lebih besar atau lebih kecil antara pendingin di awal dan akhir permukaan pertukaran panas.

Jika <1,8, maka suhu rata-rata kepala dapat didefinisikan sebagai rata-rata aritmatika

image023 (1-31)

Jika alih-alih rumus (1-30), Anda dapat menggunakan rumus

image027 (1-32)

Koefisien perpindahan panas dari media pemanas ke pemanas melalui dinding lapisan tunggal [dalam W / (m2 • K)] ditentukan oleh rumus

(1-33)

image029(1-33)

dimana α1 - koefisien perpindahan panas dari cairan pendingin ke dinding, W / (m2-K);

α2 - koefisien perpindahan panas dari dinding ke media yang dipanaskan, W / (m2-K);

s adalah ketebalan dinding, m;

ƛ - koefisien konduktivitas termal dari bahan dinding, W / (m * K).

Ketika mendidih produk dalam peralatan batch karena perubahan konsentrasi produk, koefisien perpindahan panas juga berubah, oleh karena itu, dalam perkiraan perkiraan peralatan batch, rata-rata koefisien perpindahan panas harus diambil.

Dasar-dasar menghitung stasiun pembuatan sirup

Kinerja yang diperlukan dari dispenser untuk memasok konstituen sirup: gula, molase, air - dapat ditentukan dengan secara bersama-sama memecahkan persamaan keseimbangan bahan yang diberikan dalam resep untuk porsi gula dan molase dalam sirup dan persamaan keseimbangan kelembaban dengan mempertimbangkan kelembaban molase, gula dan sirup.

Persamaan keseimbangan material untuk 1 jam untuk kasus ini akan menjadi

N = gsah+Gjalan buntu+Gair (1-34)

di mana P adalah produktivitas sirup, kg / s;

Gsah, Gjalan buntu, Gair - masing-masing, laju aliran gula, jalan buntu dan air yang dipasok ke pelarut, kg / s.

Proporsi padatan gula dan molase dalam sirup sesuai resep

image031 (1-35)

Persamaan keseimbangan kelembaban untuk sirup yang memiliki kadar air tertentu akan

Ωс=Gsahωsah +Gjalan buntuωjalan buntu +Gairωair (1-36)

dimana ωс, ωsah, ωjalan buntu ωair—Terlihat jelas, kadar air dari sirup, gula, dan molase; dalam perhitungan, mereka dapat diambil dalam batasan berikut: ωс = 16 ÷ 18%, atau 0,16-0,18 kg / kg; ωsah = 0,14 ÷ 0,15%, atau 0,0014-0,0015 kg / kg ωjalan buntu= 18 ÷ 22%, atau 0,18 - 0,22 kg / kg.

Memecahkan tiga persamaan terakhir bersama-sama dan mengganti dalam persamaan (1-36), bukan Gjalan buntu dan Gair ekspresi mereka dari persamaan (1-34) dan (1-35), kami memperoleh konsumsi gula yang diperlukan, dan karenanya produktivitas dispenser (dalam kg / dt)

image033 (1-37)

Menurut konsumsi gula yang ditemukan, konsumsi molase akan ditentukan dari persamaan untuk proporsi gula dan molase (1-35), dan konsumsi air akan ditentukan dari persamaan keseimbangan material (1-34).

Jumlah total panas yang diperlukan untuk memanaskan bagian-bagian sirup, melarutkan kristal gula dan mengkompensasi kehilangan panas oleh pelarut ke lingkungan ditentukan oleh rumus (dalam W)

image035 (1-38)

dimana gj - jumlah bagian penyusun sirup yang disuplai ke pelarut, kg / s;

.Gj- perubahan entalpi bagian penyusun sirup, J / kg;

Gsah - jumlah gula yang dipasok ke pelarut, kg / s;

gk - panas laten pelarutan kristal 1 kg gula, J / kg (gк = 4190);

QП - Kehilangan panas ke lingkungan dari radiasi dan konveksi (dalam W)

didefinisikan oleh rumus (1-21) dan (1-22).

Harus diingat bahwa dalam formula (1-38)

image037(1-39)

dimana gsah, Gjalan buntu, Gair - konsumsi gula, tetes tebu, air (ditentukan oleh formula di atas), kg / s;

.Gsah, .Gjalan buntu, .Gair - dengan demikian, perubahan entalpi gula, tetes tebu dan air pada suhu awal dan akhir, J / kgimage039

Entalpi produk ini (dalam J / kg) pada suhu awal dan akhir didefinisikan sebagai gmohon = sнtн dan gcon - denganкtк. Untuk ini, kapasitas panas gula dan molase pertama kali dihitung menurut rumus (1-11) dan (1-12) pada suhu akhir (/ c) dan awal (/ n). Dalam hal ini, suhu awal gula adalah suhu udara ruangan dari mana ia dipasok; suhu awal molase yang disajikan dalam bentuk yang dipanaskan adalah dalam kisaran 55-60 ° C, air 70-80 ° C.

Suhu akhir dari konstituen sirup akan menjadi suhu mendidih sirup, yang ditentukan sesuai dengan jadwal yang dikembangkan dari suhu mendidih sirup karamel tergantung pada kadar air yang diberikan sirup karamel ωс dan tekanan p (Gbr. 24) (dalam hal ini, untuk peralatan pelarut terbuka, tekanan atmosfer adalah 100 kPa). Misalnya, dengan kelembaban sirup 16% dan tekanan atmosfer, titik didihnya sesuai dengan jadwal yang ditunjukkan akan sekitar 120 ° C.

Ketika menentukan parameter uap panas, harus diingat bahwa suhu uap harus sekitar 15-20 ° C di atas titik didih sirup; dengan demikian, dalam hal ini, suhu uap panas akan: tп = 120 + 20 = 140 ° C.

Konsumsi uap untuk pelarut ditentukan oleh rumus (1-23), seperti untuk peralatan kontinu. Saat menghitung konsumsi uap dari suhu yang diadopsi dari uap pemanas menggunakan tabel aplikasi, pertama-tama tentukan tekanan yang dibutuhkan uap panas p, dan dari itu menggunakan tabel yang sama temukan entalpi uap panas i ”1 dan kondensat I '1.

Area permukaan pemanas dari pelarut didefinisikan sebagai permukaan pemanas dari peralatan kontinu, sementara hanya panas yang berguna yang diperhitungkan (tanpa kehilangan lingkungan).

Untuk kasus ini, panas yang berguna untuk pelarut dari rumus (1-38) adalah (dalam W)


image041(1-40)

Maka rumus untuk menentukan permukaan pemanasan pelarut adalah (dalam m2).

image043(1-41)

dimana kн— Koefisien perpindahan panas selama pemanasan, W / (m2-K) (dapat diambil rata-rata kн = 1500 ÷ 1740);


Ist adalah perbedaan suhu logaritmik rata-rata pembawa panas (pemanasan uap dan campurannya adalah sirup, ° С; ditentukan dengan formula (1-30) dan (1-31).

Dalam kasus kami

image045 (1-42)

dimana Δt1 = tп - tн.cm (di sini tн.cm - suhu rata-rata awal campuran komponen sirup);

Itu2 = tп- tк.cm (di sini tc. cm - titik didih sirup);

tп - suhu uap pemanas, ° С.

Harus diingat bahwa suhu rata-rata campuran (dalam hal ini, campuran komponen sirup - gula, air dan molase), dimasukkan ke dalam pelarut, ditentukan dari persamaan keseimbangan panas campuran atau ditentukan dengan perhitungan yang disederhanakan.

Persamaan keseimbangan panas untuk campuran dalam hal ini adalah sebagai berikut:

image047

или image049(1-43)

dimana suhu rata-rata campuran (dalam ° C)

image051(1-44)

di mana P adalah jumlah campuran, kg / s;

Qsah, Qjalan buntu, Qair - karenanya, jumlah panas yang dimasukkan ke dalam campuran oleh gula molase dan air, W;

сcm- panas spesifik campuran, J / (kg * K).

Notasi yang tersisa ditemukan sebelumnya.

Daya yang diperlukan dari motor listrik untuk air bilah mixer pelarut ditentukan oleh rumus (1-6).

Volume geometris V (dalam m3) pelarut gula tekanan atmosfer ditentukan oleh formula

image053(1-45)

dimana gsah dan Gair - konsumsi gula dan air, kg / jam;

τр - durasi pembubaran, h (tr = 0,5 -g-1,0); p adalah densitas campuran gula dan air, kg / m3;

ρ adalah faktor pengisian (<p = 0,7-g 0,8).

Panjang gelung di stasiun ShSA-1 ditentukan berdasarkan durasi pembubaran gula

L = ʋcτρ (1-46)

dimana ʋc - kecepatan rata-rata campuran dalam pipa koil, m / s (ʋc = 0,55 ÷ 0,65).

Diameter pipa koil d (dalam m) ditemukan dari persamaan arah jam dari campuran P melalui luas penampangnya

image055(1-47)

karenanya

image057(1-48)

Dasar-dasar menghitung stasiun lebur karamel

Untuk menghitung stasiun lebur karamel, Anda harus terlebih dahulu menentukan kinerjanya, dengan mempertimbangkan kemungkinan hilangnya massa karamel di semua bagian garis. Perkiraan urutan perhitungan adalah sebagai berikut:

1. Penentuan kapasitas jalur per jam untuk karamel jadi, dengan mempertimbangkan waktu untuk membersihkan peralatan saluran (dalam kg / jam):

image059(1-49)

dimana pcm - produktivitas garis shift yang telah ditentukan, kg per shift;

τcm - shift waktu kerja (h) minus sekitar 15 menit (0,25 jam) untuk membersihkan peralatan saluran.

2. Penentuan jumlah massa karamel yang diproses pada saluran per jam dengan persentase tertentu dari pengisian karamel jadi (dalam kg / jam),

image061(1-50)

di manaн - konten yang ditentukan dari pengisian karamel jadi,%.

Dengan demikian, produktivitas peralatan untuk mempersiapkan pengisian untuk jalur ini, yaitu, jumlah pengisian buah dan berry yang akan disuplai ke saluran, akan (dalam kg / jam)

image063 (1-51)

3. Penentuan jumlah karamel per jam yang diproses pada jalur dalam bahan kering, dengan mempertimbangkan kadar air massa karamel yang ditentukan dan hilangnya bahan kering (dalam kg / jam)

image065(1-52)

dimana ωк- mengatur kelembaban massa karamel jadi,%;

α adalah tingkat kehilangan massa karamel pada bahan kering per baris,% (diambil kira-kira dalam kisaran 1,67-1,7%).

Menurut rumus (1-52), produktivitas masing-masing bagian atau mesin dan perangkat jalur juga dapat ditentukan dengan mempertimbangkan hilangnya produk dalam bahan kering dari ujung jalur ke bagian atau mesin ini.

4. Penentuan kapasitas per jam stasiun pembuatan karamel berdasarkan massa karamel (dalam kg / jam) dengan mempertimbangkan kelembaban yang ditentukan dari massa jadi

image067(1-53)

5. Penentuan laju aliran sirup dari persamaan keseimbangan bahan kering (1-16), yaitu jumlah sirup yang harus dipasok dari stasiun sirup ke peralatan vakum koil. Karena konsentrasi larutan apa pun (dalam kg / kg) sama dengan

a = (100-ω) / 100

di mana ω adalah kelembaban larutan,%,

maka persamaan untuk keseimbangan padatan untuk kasus ini akan menjadi

Gc (100 - ωс) = Gк (100 - ωк), dari mana jumlah sirup karamel yang dibutuhkan akan

Gc = Gk (100- ωк) / (100 - ωс) (1-54)

di sini ωс - sirup karamel lembab,%.

Perhitungan peralatan vakum koil kontinu dilakukan dalam urutan berikut.

Persamaan keseimbangan panas untuk peralatan vakum koil ketika massa karamel mendidih akan

image069 (1-55)

dimana gс, Gк - jumlah yang disuplai ke sirup mendidih dan massa karamel jadi yang dihasilkan, kg / s;

сс danк - panas spesifik dari sirup dan massa karamel, J / (kg-K)

tc, Tk - suhu sirup dan massa karamel, ° С;

saya ”1saya1 —Enthalpy pemanas uap dan kondensat, J / kg;

D2 - jumlah uap air yang diuapkan (uap sekunder), kg / s;

i2 - entalpi uap sekunder, J / kg;

D adalah konsumsi uap panas, kg / s;

Qп - Kehilangan panas oleh peralatan ke lingkungan, watt.

Sisi kiri persamaan keseimbangan panas (1-55) menyatakan kedatangan panas:

Gсdenganc, Tc - panas dimasukkan ke dalam aparatus oleh sirup, W;

Di1 - panas dimasukkan ke dalam peralatan dengan memanaskan uap, W.

Anggota sisi kanan persamaan menunjukkan artikel konsumsi panas ini:

Gkdengank, Tk - panas terbawa dengan massa karamel jadi, W;

D2i2 - panas terbawa dengan uap sekunder, W;

Di1- panas terbawa dengan kondensat yang terbentuk sebagai hasil kondensasi uap pemanas, W;

Qп - panas yang dilepaskan ke lingkungan (kehilangan), W.

Konsumsi uap panas untuk peralatan (dalam kg / s) ditentukan dari persamaan keseimbangan panas (1-55)

image071(1-56)

Suhu sirup karamel tсdipasok ke koil peralatan, ditentukan sesuai dengan jadwal (lihat. Gambar 24) tergantung pada kadar air yang diinginkan dari sirup pada tekanan atmosfer (lihat. pelarut pelarut).

Titik didih massa karamel rebus tк ditentukan menurut jadwal yang sama tergantung pada kadar air akhir yang ditentukan dari massa karamel dan vakum B dalam ruang vakum peralatan. Dalam hal ini, tekanan residual (dalam kPa)

ρо = 100 - V, (I-57)

di mana B adalah vakum yang ditentukan dalam ruang vakum peralatan, kPa.

Kapasitas sirup dengan panasс dan massa karamel denganк ditentukan oleh formula (1-13) kapasitas panas larutan gula.

Jumlah uap sekunder (uap yang diuapkan) ditentukan dari persamaan keseimbangan material sesuai dengan rumus (1-18).

Eutalpia dari uap sekunder i2”Ditentukan tergantung pada tekanan residual (absolut) dalam ruang vakum sesuai dengan tabel aplikasi.

Enthalpy uap panas i1"Dan kondensat saya1ditentukan dari tabel yang sama, tergantung pada tekanan yang diadopsi dari suhu uap pemanas.

Suhu uap pemanas yang disuplai ke ruang uap bagian pemanas dari alat vakum koil harus 15-20 ° C lebih tinggi dari suhu didih massa karamel yang ditemukan dengan metode di atas (praktis suhu uap pemanas harus dalam

dalam 158-159 ° C, yang sesuai dengan tekanan berlebih uap panas hingga 0,6 MPa). Ini harus diingat ketika menentukan parameter uap panas.

Kehilangan panas alat pada lingkungan Qп ditentukan oleh rumus (1-21) atau diterima menurut data eksperimen.

Dengan demikian menentukan nilai semua kuantitas yang termasuk dalam formula (1-56), konsumsi uap dihitung.

Pertukaran panas permukaan alat vakum koil (dalam m2) ketika sirup mendidih ditentukan dari persamaan perpindahan panas melalui dinding sesuai dengan rumus (1-28)

image073(1-58)

Qlantai - konsumsi panas yang bermanfaat (tidak termasuk kerugian), W;

k adalah koefisien perpindahan panas koil; didirikan secara eksperimental. Untuk perkiraan perhitungan, dapat diambil sama tergantung pada diameter kumparan 350 - 1000W / (m2 • K);

∆t - perbedaan suhu rata-rata antara uap panas, sirup dan massa karamel, ° С; ditentukan oleh rumus (1-30) dan (1-31).

Setelah menentukan diameter pipa koil menggunakan rumus (1-48) pada kecepatan saringan dalam pipa ʋ = 1,0 m / s, dimensi geometrik koil ditentukan dari permukaan pertukaran panas yang ditemukan.

Panjang koil, menentukan diameter pipa sesuai dengan GOST, dapat ditentukan dengan rumus (dalam m)

image075(1-59)

Dimana dн - diameter luar kumparan pipa. Panjang kumparan biasanya diambil dalam kisaran 800-1000 diameter pipa kumparan.

Mengingat diameter koil Dmengawinkan = 680 mm dan nada gelung berubah, Anda dapat menemukan sudut kenaikan gelung koil

image077

Dalam hal ini, 5 diambil sama dengan 1,5-2,0 detik? N - Panjang kumparan kumparan / (dalam m) akan menjadi

image079(1-60)

Jumlah belitan koil


image081(1-61)

Ketinggian koil (dalam m) adalah


image083 (1-62)

disini hkendala - aditif struktural dengan mempertimbangkan ketinggian bagian bawah yang dicap.

Diameter tubuh bagian pemanas (vm)

image085(1-63)

Akhirnya, diameter selubung dari bagian pemanas dari aparatus dibawa ke diameter terdekat dari dasar yang dicap standar. Volume geometrik ruang vakum peralatan ditentukan langsung dari ruang uapnya Rv [dalam m3/ (h • m3)]

image087(1-64)

D2- jumlah uap sekunder, kg / jam;

ʋ2 - volume spesifik uap sekunder, m3/ kg;

V - volume ruang vakum, m3.

Pada tekanan atmosfer Rv = 8000 m3/ (m3 • h). Ketika ruang vakum dijernihkan, Rv = 8000φ, di mana φ adalah koefisien tergantung pada tekanan residu dalam ruang vakum (ketika mendidihkan massa karamel kira-kira 0,85).

Kemudian dari (1-64) volume ruang vakum (dalam m3) akan

image089(1-65)

Diameter bagian dalam rumah ruang vakum dв diterima untuk alasan desain atau tergantung pada diameter dasar dicap standar.

Ketinggian badan ruang vakum (dalam m) akan menjadi

image091 (1-66)

Ketebalan dinding (dalam m) dari rumahan bagian pemanas aparatus sebagai bejana silinder berdinding tipis yang beroperasi di bawah tekanan berlebih internal dihitung dengan rumus

image093(1-67)

di mana p adalah tekanan dalam peralatan, MPa;

Dв - diameter bagian dalam tubuh, m;

δz- tegangan tarik yang diijinkan, MPa;

φ adalah koefisien kekuatan lasan (cf = 0,7-g 0,8);

s - peningkatan korosi, m.

Kinerja peralatan vakum untuk massa karamel jadi (dalam kg / jam) dapat ditentukan dengan bentuk berikut


image095(1-68)

dimana gс= Cсtc - entalpi sirup yang dimasukkan untuk direbus, J / kg;

gk.м = sкtк - entalpi massa karamel jadi, J / kg;

tп - suhu uap pemanas, ° С.


Proses termal terjadi di kondensor pencampur, yang dapat dinyatakan dengan persamaan keseimbangan panas berikut (lihat diagram pada Gambar. 21)

image097 (1-69)

di mana aliran air pendingin di kondensor pencampuran akan (dalam kg / s)

image099(1-70)

dimana D2 - jumlah steam sekunder yang dapat dikondensasi, kg / s;

і2 - entalpi uap sekunder, J / kg;

s adalah panas air tertentu, J / (kg-K) (s = 4190);

t2H dan t2K - suhu awal dan akhir air pendingin, ° (suhu akhir air t2K sama dengan suhu kondensat).

Air pendingin dipasok ke kondensor dalam jumlah W dengan suhu awal t2H saat mengalir turun dan kondensasi, uap memanas hingga suhu akhir t2K, yang dalam kapasitor aliran langsung 5-6 ° C lebih rendah dari suhu uap kondensasi.

Diameter internal kapasitor (vm) ditentukan oleh rumus

image101 (1-71)

dimana ρп - densitas uap, kg / m3;

ʋ - kecepatan uap dalam kondensor, m / s (ʋ = 20 ÷ 25).

Jumlah udara (dalam kg / s) yang dipompa dari kondensor oleh pompa vakum ditentukan oleh rumus

image103 (1-72)

Aliran udara volumetrik (dalam m3/ s) yang berasal dari kondensor ke pompa ditentukan oleh formula

image105(1-73)

dimana gв - jumlah udara yang masuk, kg / s;

288 - konstanta gas untuk udara, J / (kg-K);

tв - suhu udara, ° С; untuk kapasitor pencampuran aliran langsung tv = t2k yaitu suhu air yang meninggalkan kondensor;

рв - tekanan udara parsial, Pa.

Tekanan udara parsial (dalam Pa) dapat ditentukan oleh rumus

Рв = Pа- Rп (I-74)

dimana pа - tekanan absolut (residual) dalam ruang vakum dan kondensor, Pa;

рп - tekanan uap parsial, Pa, yang diambil sama dengan tekanan uap jenuh pada suhu udara.

Dalam campuran uap-udara yang terletak di kondensor, tekanan parsial udara juga dapat ditentukan dari persamaan

image107(1-75)

di siniimage109

Produktivitas pompa vakum untuk memompa campuran udara-air (dalam m3/ h)

image111 (1-76)

di mana diameter piston pompa (dalam m)

image113(1-77)

di mana p adalah kepadatan campuran udara-air, kg / m3;

s adalah stroke piston, m;

W adalah laju aliran air pendingin, kg / s;

D2- jumlah kondensat, kg / s;

Vв - jumlah udara yang dihisap, m3 / s;

n adalah jumlah pukulan ganda piston per menit;

ƛ0 - rasio pengisian (ƛ0 = 0,7 ÷ 0,8).

Saat menentukan diameter piston, nilai stroke piston dan jumlah stroke piston ganda diatur (sesuai dengan karakteristik pompa dari literatur atau data referensi).

Satu jawaban untuk "Dasar-dasar menghitung penukar panas dan stasiun untuk persiapan sirup gula dan massa karamel"

Tambah komentar

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Обязательные поля помечены *

Situs ini menggunakan Akismet untuk memerangi spam. Pelajari bagaimana data komentar Anda diproses.