Читать онлайн «Расчет теплопередачи в пищевой аппаратуре: методические указания к практическим занятиям»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» Кафедра машин и аппаратов химических и пищевых производств С. Ю. СОЛОВЫХ, В. П. ПОПОВ, В. П. ХАНИН, В. А. МАЛЫШКИНА РАСЧЕТ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ В ПИЩЕВОЙ АППАРАТУРЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» Оренбург 2005 УДК 66 – 5:664 (07) ББК 36. 81 – 5 я 7 Р 24 Рецензент доктор технических наук, профессор В. Ю. Полищук Р 24 Соловых С. Ю. Расчет теплопередачи в пищевой аппаратуре [Текст]: методические указания к практическим занятиям/ С. Ю. Соловых, В. П. Попов, В. П. Ханин, В. А. Малышкина. - Оренбург: РИК ГОУ ОГУ, 2005 – 30 с. Методические указания предназначены для проведения практических занятий по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств» (раздел - теплопередача в пищевой аппаратуре) для студентов специальностей 170600, 271300, 270500, 271200, 271400 ББК 36. 81 – 5 я 7 © Соловых С. Ю. , 2005 © Попов В. П. , 2005 © Ханин В. П. , 2005 © Малышкина В. А. ,2005 © РИК ГОУ ОГУ, 2005 2  Введение Одним из наиболее распространенных процессов на предприятиях пищевой промышленности является тепловая обработка материалов, которая в зависимости от характера и цели технологического процесса обеспечивает поддержание температуры на определенном уровне, нагревание, охлаждение или замораживание продуктов, конденсацию паров и т. п. Важным показателем этих процессов является коэффициент теплопередачи, величина которого при проектировании аппаратов определяет их габаритные размеры, а при эксплуатации – интенсивность процесса. Не менее важными показателями прохождения процесса теплопередачи является также: коэффициенты теплоотдачи от горячего теплоносителя к поверхности теплопередачи (стенке) и от стенки к холодному теплоносителю; расходы теплоносителей; расход теплоты в окружающую среду. 3  1 Основные зависимости и расчетные формулы 1. 1 Основное уравнение теплопередачи Q = k ⋅ F ⋅ ∆tср (1) где Q – расход теплоты (тепловой поток, тепловая нагрузка аппарата), Вт; k – коэффициент теплопередачи, Вт/(м 2 ⋅ К ) ; F – площадь теплопередающей поверхности аппарата (поверхность нагрева), м2; ∆tср – средняя разность температур теплоносителей, 0С . 1. 2 Тепловой баланс теплообменного аппарата Без изменения агрегатного состояния теплоносителей: Q = G1 ⋅ c1 ⋅ (t1н − t1к ) = G2 ⋅ c2 ⋅ (t 2к − t 2н ) + Qпот (2) С изменением агрегатного состояния одного теплоносителя: Q = Dr + Dcконд ⋅ (t п − Θ конд ) = G2 ⋅ c 2 ⋅ (t 2к − t 2н ) + Qпот (3) где G1 и G2 – соответственно расход горячего и холодного теплоносителей, кг/с; c1 , c2 и c конд – соответственно теплоемкость горячего, холодного теп- лоносителей и конденсата греющего пара, Дж /(кг ⋅ К ) ; t1н , t1к , t 2н , t 2к –соответственно температуры начальные и конечные горячего (индекс «1») и холодного (индекс «2») теплоносителей, °С; D – расход греющего пара, кг/с; r – удельная теплота парообразования, Дж/кг (см.