Bases para el diseño de intercambiadores de calor e instalaciones para la preparación de jarabe de azúcar y masa de caramelo

Fundamentos de los cálculos térmicos

Cuando se determina la velocidad de flujo del refrigerante (vapor) y el tamaño de la superficie de calentamiento del intercambiador de calor, las ecuaciones calculadas de balance de calor y transferencia de calor generalmente se compilan.

calor total gastado en calefacción, la disolución y la evaporación de la humedad del producto, teniendo en cuenta la pérdida de calor generalmente expresado por la fórmula (en Joules)

image001

(1-9)

donde Q1, Q2, Q3 - Los artículos relevantes sobre el consumo de calor útil gastado en calentar, disolver y evaporar las partes constitutivas del producto, j;

Qп - pérdida de calor por la superficie exterior del aparato hacia el medio ambiente por radiación y convección, j.

Al calcular el flujo continuo de unidades de calor en todos los aspectos, se calculará en W (J / s) o J / h.

El consumo de calor para calentar cada componente del producto procesado está determinado por la fórmula (en J)

image003 (1-10)

donde G es el número del componente correspondiente de la calefacción, kg;

c - capacidad calorífica específica del componente, J / (kg * K);

tk y tн- Temperatura final e inicial de los componentes, ° С.

La capacidad calorífica de la mayoría de los productos depende de la temperatura. Por ejemplo:

calor específico del azúcar = 1000 + 7,25t J / (kg * K) (1.11)

jarabe específicas de calor = 1714 + 5,76t J / (kg * K). (1.12)

La capacidad térmica de las soluciones de azúcar, incluido el jarabe de azúcar y la masa de caramelo, depende de la temperatura y la concentración. Se puede calcular mediante la fórmula de V. V. Yanovsky [en J / (kg • K)]

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

donde a es la concentración de azúcar en la solución, kg / kg.

La capacidad térmica específica del agua en los cálculos prácticos puede tomarse igual a 4190 J / (kg • K) [1 kcal / (kg • deg)].

El consumo de calor para la disolución de cristales (p. Ej., Azúcar) se determina mediante la fórmula (en J)

Q2= Gqк, (1-14)

donde G es la cantidad de producto, kg;

qk es el calor latente de disolución o cristalización de 1 kg de producto igual al azúcar 4190 j.

Consumo de calor para la evaporación de la humedad (en julios) se determina por la fórmula

Qз =D2r, (1-15)

donde D2 - la cantidad de humedad evaporada, kg;

r - calor de vaporización oculto, J / kg; determinado por la tabla de propiedades termodinámicas del vapor según la temperatura o la presión (consulte el Apéndice).

La cantidad de humedad evaporada (en kg) cuando se cambia la concentración de producto se puede determinar mediante la resolución de ecuaciones equilibrio sólidos

Gc.в=G1a1=G2a2 (1-16)

y la ecuación de balance de materiales

Entonces (1-17) (1-18)image006

donde Gc.в - cantidad de sustancias secas en el producto, kg;

G1 - la cantidad de producto a evaporar, kg;

G2 - cantidad del producto terminado, kg;

a1- el contenido inicial (concentración) de sustancias secas en el producto, kg / kg;

а2 - contenido final de sólidos en el producto terminado, kg / kg.


Si la humedad se evapora de la superficie de la solución sin ningún cambio apreciable en su concentración, la

D2 = 3600KF (р - φр1) τ, (I-19)

donde К - coeficiente de proporcionalidad, dependiendo de la velocidad del aire y las propiedades físicas del producto evaporado, kg / (m X NUMX-s * MPa);

F - área de superficie de evaporación, м2;

τ es la duración del proceso de evaporación, s;

р - la presión de vapor del producto vaporizado, MPa, a temperatura ambiente (determinada de acuerdo con la tabla de la aplicación);

р'- elasticidad de los vapores saturados del producto evaporado, MPa, a temperatura ambiente (determinada de acuerdo con la tabla del anexo);

φ - humedad relativa del aire (cf = 0,65-7-0,75).

El coeficiente de proporcionalidad К El agua puede ser determinada por la fórmula

K= 0,0745 (ʋр)0,8(1-20)

donde ʋ es la velocidad del aire, m / s;

ρ es la densidad del aire, kg / m3.

Tras la evaporación del agua, dependiendo del factor de proporcionalidad K velocidad del aire tiene los siguientes significados:

V0,51,01,52,0
К0,0360,0830,1140,145

Las pérdidas de calor al medio ambiente a través de la pared exterior por radiación y convección, el dispositivo puede determinar la fórmula (en vatios)

Qп = Faαk(tartículo tв) (1-21)

donde Fa - área de la superficie exterior del aparato, m2;

αк- coeficiente de transferencia de calor, W / (m X NUMX * K);

tartículo y tв- Temperatura de la pared y del aire ambiente, ° С.

El coeficiente de transferencia de calor (total), a condición de que la unidad está en el interior y tsiglos no exceda 150 ° C, aproximadamente

calculado según la fórmula [en W / (m2 • K)]

αк - 9,76 + 0,07 (tartículo -tв). (I-22)

La cantidad de vapor de calefacción por ciclo para un lote de dispositivos en los que el vapor se condensa completamente determinado por la fórmula (en kg)

image007(1-23)

donde Qcomún - el consumo total de calor durante un ciclo, incluidas las pérdidas al medio ambiente de dy, j;

i1"y и1'—Consistentemente la entalpía de calentar vapor y condensado, J / kg (ver anexo).

Todo el consumo de vapor para los mismos dispositivos será (en kg / h)

image009 (1-24)

donde τ es el tiempo de ciclo, h

En el templado máquinas que operan con unas condiciones térmicas establecidas, vapor de calefacción sólo se consume para la compensación de las pérdidas de calor en el medio ambiente. Su tasa de flujo (kg / hr) se determina por la fórmula

image011 (1-25)

donde Qп - Pérdida de calor al medio ambiente, W;

i ”- entalpía de vapor de calefacción, J / kg;

i'— entalpia del condensado, J / kg.

El consumo de vapor para los dispositivos continuos (en kg / s) se define por la fórmula (1-23). Pero en este caso, el total de flujo de calor Qcomún calculado en vatios.

El consumo de los fluidos de transferencia de calor (por ejemplo agua) se determina por la fórmula (en kg / s)

image013 (1-26)

donde c es la capacidad calorífica específica del refrigerante, J / (kg-K);

tн y tк- La temperatura inicial y final del refrigerante, ºC.

Superficie de intercambio de calor ayudas se determina a partir de la ecuación de transferencia de calor a través de la pared

Qpiso= FkcrΔtτ (1-27)

donde el área de superficie de transferencia de calor del dispositivo (en m2)

image015 (1-28)

La duración del proceso térmico en el aparato de acción periódica (en s) será

image017 (1-29)

donde Qpiso - consumo de calor útil en el aparato, j;

F: el área de la superficie de intercambio de calor del aparato, m2;

kcf. - coeficiente de transferencia de calor promedio, W / (m2* K);

Ist es la presión de temperatura promedio entre el refrigerante y el medio receptor de calor, ° С.

Al calcular los dispositivos de acción continua, el consumo de calor se calcula en vatios, en la fórmula (1-28) la duración del proceso se toma como τ = 1с.

La diferencia de temperatura media depende de la naturaleza del proceso térmico. Si durante el intercambio de calor entre dos corrientes, las temperaturas inicial y final de una corriente se indican con t1"Y t1', y el segundo - a través de t2'y t2“, El proceso se puede representar gráficamente para los casos de flujo directo y reflujo (Fig. 23).image019

La figura 23. El gráfico del cambio de temperatura de los refrigerantes: a - con flujo hacia adelante; b - con contracorriente; en - - a la condensación del vapor de calefacción.

Con el flujo de avance y la contracorriente, así como a una temperatura constante de uno de los medios, por ejemplo, durante la condensación del vapor de calefacción (Fig. 23, c), la diferencia de temperatura promedio se define como el logaritmo promedio por la fórmula


image021 (1-30)

Dt aquíб y? tм - respectivamente, más o menos presión de temperatura entre los refrigerantes al principio y al final de la superficie de intercambio de calor.

Si <1,8, la diferencia media de temperatura puede ser determinada como la media aritmética

image023 (1-31)

Si en lugar de la fórmula (1-30), puede utilizar la fórmula

image027 (1-32)

El coeficiente de transferencia de calor del medio de calentamiento para calentar través de la pared monocapa [W / (m2 • K)] está determinado por la fórmula

(1-33)

image029(1-33)

donde α1 - coeficiente de transferencia de calor del portador de calor a la pared, W / (m X NUMX-K);

α2 - coeficiente de transferencia de calor de la pared al medio calentado, W / (m X NUMX-K);

s - espesor de la pared, m;

ƛ - coeficiente de conductividad térmica del material de la pared, W / (m * K).

Al hervir el producto en un aparato de lotes debido a cambios en los cambios de concentración del producto y el coeficiente de transferencia de calor, por lo que el cálculo aproximado lote de productos debería ser el coeficiente de transferencia de calor promedio.

Bases para la estación siropovarochnoy

La capacidad requerida de los dispensadores para suministrar componentes del jarabe: azúcar, melaza, agua puede determinarse resolviendo conjuntamente las ecuaciones de balance de materiales especificadas en la receta, n porciones de azúcar y melaza en el jarabe y la ecuación de balance de humedad que toma en cuenta la humedad del jarabe, el azúcar y el jarabe.

La ecuación de balance de materiales para 1 horas para que el caso sea

П = Gsah+Gestancamiento+Gagua (1-34)

donde P es la capacidad del jarabe, kg / s;

Gsah, Gestancamiento, Gagua - respectivamente, el caudal de azúcar, agua y agua suministrados al solvente, en kg / s.

La proporción de sólidos de azúcar en el jarabe de melaza y de acuerdo con la receta

image031 (1-35)

ecuación de equilibrio de la humedad del jarabe de tener una cierta humedad, lo haría

Ωс=Gsahωsah +Gestancamientoωestancamiento +Gaguaωagua (1-36)

donde ωс, ωsahωtiempo ωagua- el contenido de humedad del jarabe, azúcar y melaza, respectivamente; En los cálculos, se pueden tomar dentro de los siguientes límites:с = 16 ÷ 18%, o 0,16 - 0,18 kg / kg; ωsah = 0,14 ÷ 0,15%, o 0,0014 - 0,0015 kg / kgestancamiento= 18 ÷ 22%, o 0,18 - 0,22 kg / kg.

La solución de los últimos tres ecuaciones y sustituyendo en la ecuación (1-36) en lugar de Gestancamiento y Gagua sus expresiones de las ecuaciones (1-34) y (1-35), se obtiene el caudal requerido de azúcar y, en consecuencia, el rendimiento del dispensador (en kg / s)

image033 (1-37)

Según el consumo de azúcar, el consumo de melaza se determina a partir de la ecuación de las proporciones de azúcar y melaza (1-35), y el consumo de agua se determina a partir de la ecuación de balance de materiales (1-34).

La cantidad total de calor necesario para calentar los componentes del jarabe, la disolución de los cristales de azúcar y de compensación de disolvente pérdidas de calor en el medio ambiente se determina por la fórmula (W)

image035 (1-38)

donde Gj - el número de componentes del jarabe suministrado al disolvente, en kg / s;

Δgj- cambio en la entalpía de los componentes del jarabe, J / kg;

Gsah - la cantidad de azúcar suministrada al solvente, kg / s;

gk - Calor latente de disolución de los cristales de 1 kg de azúcar, j / kg (gк = 4190)

QП - Pérdida de calor al medio ambiente por radiación y convección (en W)

definido por las fórmulas (1-21) y (1-22).

Debe tenerse en cuenta que en la fórmula (1-38)

image037(1-39)

donde Gsah, Gestancamiento, Gagua - consumo de azúcar, melaza, agua (determinado por las fórmulas anteriores), kg / s;

Δgsah,? Gestancamiento,? Gagua - respectivamente, cambios en la entalpía de azúcar, melaza y agua a las temperaturas inicial y final, j / kg.image039

Entalpía de dichos productos (J / kg) en la temperatura inicial y final se define como gmendigar = cнtн y gcaballo - conкtк. Para hacer esto, la capacidad de calor del azúcar y la melaza se calcula primero utilizando las fórmulas (1-11) y (1-12) a las temperaturas final (/ k) e inicial (/ n). En este caso, la temperatura inicial del azúcar será la temperatura del aire de la habitación desde la que se suministra; la temperatura inicial de la melaza suministrada dentro de los límites de 55 - 60 ° С, agua 70 - 80 ° С.

La temperatura final de los componentes del jarabe será el punto de ebullición del jarabe, que se determina por el diagrama de temperatura de ebullición desarrollado de los jarabes de caramelo según la humedad deseada del jarabe de caramelo caramс y presión p (Fig. 24) (en este caso, para un aparato abierto con solvente, la presión es atmosférica - 100 kPa). Por ejemplo, a una humedad de 16% de jarabe y presión atmosférica, su punto de ebullición según el programa indicado será aproximadamente 120 ° С.

Al determinar los parámetros de calentamiento de vapor, se debe tener en cuenta que la temperatura del vapor debe ser aproximadamente 15 - 20 ° С por encima del punto de ebullición del jarabe; Así, en este caso, la temperatura del vapor de calefacción será: tп = 120 + 20 = 140 ° С.

El consumo de vapor para el solvente está determinado por la fórmula (1-23), en cuanto al aparato de acción continua. Al calcular la tasa de flujo de vapor en función de la temperatura de vapor de calefacción adoptada, utilizando la tabla de aplicación, primero determine la presión de calentamiento p, y luego use la misma tabla para encontrar la entalpía de vapor de calefacción i "1 y condensado yo '1.

El área superficial del solvente de calefacción se define como la superficie de calentamiento del aparato continuo, y solo se tiene en cuenta el calor útil (sin pérdida para el medio ambiente).

Para este caso, el calor útil para el disolvente de la fórmula (1-38) es (en vatios)


image041(1-40)

Entonces la fórmula para determinar la superficie de calentamiento del solvente será (en m2).

image043(1-41)

donde kн- coeficiente de transferencia de calor cuando se calienta, W / (m X NUMX-K) (puede tomar un promedio de kн = 1500 ÷ 1740);


Ist es la diferencia de temperatura logarítmica promedio entre el portador de calor (vapor de calentamiento y la mezcla - jarabe, ° C; se determina mediante las fórmulas (1-30) y (1-31).

En este caso,

image045 (1-42)

donde Dt1 = tп - tн.see (Donde tн.see - la temperatura media inicial de la mezcla de los componentes del jarabe);

Δt2 = tп- tк.see (Donde tk.sm - punto de ebullición del jarabe);

tп - Temperatura de calentamiento del vapor, ° С.

Debe tenerse en cuenta que la temperatura promedio de la mezcla (en este caso, la mezcla de componentes de jarabe - azúcar, agua y jarabe) cargada en el solvente, se determina a partir de la ecuación del balance de calor de la mezcla o se proporciona en cálculos simplificados.

ecuación de balance de calor para la mezcla en este caso sería br sigue:

image047

o image049(1-43)

donde la temperatura media de la mezcla (en ° C)

image051(1-44)

donde P es la cantidad de la mezcla, kg / s;

Qsah, Qestancamiento, Qagua - en consecuencia, la cantidad de calor introducido en la mezcla por el jarabe de azúcar y el agua, W;

сcm- Capacidad calorífica específica de la mezcla, J / (kg * K).

Los símbolos restantes se cumplan antes.

La potencia del motor necesaria para palas de la mezcladora de agua de disolventes determinados por la fórmula (1-6).

El volumen V geométrica (en m3) Presión atmosférica de azúcar del disolvente se determina por la fórmula

image053(1-45)

donde Gsah y Gagua - Consumo de azúcar y agua, kg / h;

τр - la duración de la disolución, h (pf = 0,5-g-1,0); p es la densidad de la mezcla de azúcar y agua, kg / m X NUMX;

ρ es el factor de relleno (<p = 0,7 - X 0,8).

La longitud de la bobina en la estación de autobuses de 1 bisagra conectado se determina basándose en la duración de la disolución de azúcar

L = ʋcτρ (1-46)

donde ʋc - la velocidad media de la mezcla en el tubo de la bobina, m / s (ʋc = 0,55 ÷ 0,65).

El diámetro del tubo de bobina d (en m) se encuentra a partir de la ecuación P mezcla de accidente cerebrovascular horas a través de su área de sección transversal

image055(1-47)

por lo tanto

image057(1-48)

Bases para la estación karamelevarochnoy

Para calcular la estación de caramelo, primero es necesario determinar su rendimiento teniendo en cuenta las posibles pérdidas de masa de caramelo en todas las secciones de la línea. La secuencia de cálculo aproximada es la siguiente:

1.Opredelenie listo para la línea de caramelo productividad por hora con la línea de tiempo para que el equipo de limpieza (kg / h):

image059(1-49)

donde Pcm - dada la capacidad de la línea de cambio, kg por turno;

τcm - Tiempo de trabajo por turnos (h) menos aproximadamente 15 min (0,25 h) para limpiar el equipo de línea.

2. Determinación de la cantidad de masa de caramelo procesada en la línea por hora para un porcentaje dado de llenado del caramelo terminado (en kg / h),

image061(1-50)

donde Bн - El contenido especificado del relleno en el caramelo terminado,%.

En consecuencia, la capacidad del equipo para preparar el relleno para esta línea, es decir, la cantidad de fruta y relleno de bayas suministrada a la línea, será (en kg / h)

image063 (1-51)

3. Determinación de la cantidad horaria de masa de caramelo procesada en la línea en una materia seca, teniendo en cuenta el contenido de humedad deseado de la masa de caramelo y la pérdida de sustancias secas (en kg / h)

image065(1-52)

donde ωк- humedad dada de la masa de caramelo acabada,%;

α es la tasa de pérdida de masa de caramelo para materia seca en la línea,% (tomada aproximadamente dentro de 1,67 - 1,7%).

De acuerdo con la fórmula (1-52) puede definirse como el rendimiento de secciones o líneas de máquinas y aparatos individuales en vista de la pérdida de producto en la materia seca de la parte final de la línea antes o máquinas.

4. Determinación de la productividad horaria de la estación de caramelo por la masa de caramelo (en kg / h), teniendo en cuenta la humedad dada de la masa terminada

image067(1-53)

5. La determinación a partir de la ecuación del balance de materia seca (1-16) del consumo de jarabe, es decir, la cantidad de jarabe que debe suministrarse desde la estación de jarabe a la bobina de vacío. Dado que la concentración de cualquier solución (en kg / kg) es

a = (100-ω) / 100

donde ω es la humedad de la solución,%,

la ecuación de balance de sólidos para este caso es

Gc (100 - ωс) = Gк (100 - ωк), Donde la cantidad requerida de jarabe de caramelo será

Gc = Gk (100- ωк) / (100 - ωс) (1-54)

aqui ωс - Contenido de humedad del jarabe de caramelo,%.

Cálculo del aparato de vacío bobina continua llevó a cabo en el siguiente orden.

La ecuación de balance térmico de la unidad de bobina de vacío con masa de caramelo hirviendo se

image069 (1-55)

donde Gс, Gк - la cantidad de jarabe suministrada para hervir y la masa de caramelo acabada producida, en kg / s;

сс и ск - Capacidad calorífica específica del jarabe y la masa de caramelo, J / (kg-K)

tc, tk - temperatura del jarabe y masa de caramelo, ° С;

yo1yo1 —Entalpia de calentamiento de vapor y condensado, J / kg;

D2 - la cantidad de humedad evaporada (vapor secundario), kg / s;

i2 - entalpía del vapor secundario, J / kg;

D es el consumo de vapor de calefacción, kg / s;

Qп - Pérdida de calor por el aparato en el medio ambiente, vatios.

El lado izquierdo de la ecuación de balance de calor (1-55) expresa la parroquia de calor:

GсConc, tc - calor introducido en el dispositivo por jarabe, W;

Di1 - calor introducido en el aparato por calentamiento de vapor, W.

Los miembros del lado derecho de la ecuación indican el artículo de este flujo de calor:

GkConk, tk - calor llevado con la masa de caramelo acabada, W;

D2i2 - calor llevado con vapor secundario, W;

Di1- el calor se lleva con el condensado resultante de la condensación del vapor de calentamiento, W;

Qп - Salida de calor en ambiente (pérdidas), W.

El consumo de vapor de calentamiento de la máquina (en kg / s) se determina a partir de la ecuación de balance de calor (1-55)

image071(1-56)

caramelo temperatura jarabe de tсSuministrada a la unidad de la bobina se determina en el calendario (ver. Fig. 24) dependiendo del jarabe de humedad deseado a presión atmosférica (carreras de disolventes cm.).

El punto de la masa de caramelo cocida t de ebulliciónк determinado en el mismo horario, en función de la masa de caramelo de humedad final deseado y de vacío en la cámara de vacío en el aparato. En esta presión residual (kPa)

ρо = 100 - B, (I-57)

donde B es el vacío especificado en la cámara de vacío del aparato, kPa.

La capacidad calorífica de jarabeс y la masa de caramelo conк determinado por la capacidad de calor fórmula (1-13) de soluciones de azúcar.

El número de vapor secundario (agua evaporada) se determina mediante la fórmula de balance de materiales de la ecuación (1-18).

i vapor de Eytalpiya2”Se determina según la presión residual (absoluta) en la cámara de vacío de acuerdo con la tabla de aplicaciones.

Calefacción entalpía de vapor i1”Y condensado i1'está determinado por la misma tabla, dependiendo de la presión adoptada de la temperatura del vapor de calentamiento.

La temperatura del vapor de calentamiento suministrado al espacio de vapor de la parte de calentamiento del aparato de vacío de bobina debe ser 15 - 20 ° С más alta que la temperatura de ebullición de la masa de caramelo que se encontró anteriormente (prácticamente, la temperatura del vapor de calefacción debe ser

límites 158 - 159 ° С, que corresponde a una presión de calentamiento por sobrecalentamiento de hasta 0,6 MPa). Esto debe tenerse en cuenta al determinar los parámetros del vapor de calefacción.

La pérdida de calor a la unidad de medio ambiente Qп determinado por la fórmula (1-21) o llevar a los datos experimentales.

De este modo se determina el valor de todas las variables en la fórmula (1-56), calcular el consumo de vapor.

El área de la bobina de superficie aparato de vacío de transferencia de calor (en m2) cuando el jarabe en ebullición se determina a partir de la ecuación de la transferencia de calor a través de la pared mediante la fórmula (1-28)

image073(1-58)

Qpiso - consumo de calor útil (excluyendo pérdidas), W;

k es el coeficiente de transferencia de calor de la bobina; Establecido por juicio. Para cálculos aproximados, se puede tomar igual dependiendo del diámetro de la bobina 350 - 1000W / (m2 • K);

∆t - diferencia de temperatura promedio entre el vapor de calentamiento, el jarabe y la masa de caramelo, ° С; Está determinado por las fórmulas (1-30) y (1-31).

Una vez determinado el diámetro de la tubería de la bobina mediante la fórmula (1-48) a la velocidad de la pantalla en la tubería ʋ = 1,0 m / s, las dimensiones geométricas de la bobina se determinan a partir del valor encontrado de la superficie de intercambio de calor.

La longitud de la bobina, la especificación de diámetro de la tubería de acuerdo con GOST, se calcula como sigue (en m)

image075(1-59)

donde dн - Diámetro exterior del tubo de la bobina. La longitud de la bobina generalmente se toma dentro de 800 - 1000 de los diámetros de la tubería de la bobina.

Diámetro nominal de la bobina Dcf. = 680 mm y un paso de la bobina se pueden encontrar alrededor de la bobina de esquina de elevación

image077

En este caso, se considera que 5 es 1,5 - 2,0 con? N- La longitud de un bucle de bobina / (en m) será

image079(1-60)

El número de vueltas de la bobina


image081(1-61)

la altura de la bobina (en m) será


image083 (1-62)

donde hconstr - un aditivo constructivo teniendo en cuenta la altura de los fondos estampados.

Diámetro del caso de la parte de calentamiento (VM)

image085(1-63)

Finalmente, el diámetro del cuerpo de la parte de calentamiento del aparato se lleva al diámetro más cercano de los fondos estampados estándar. El volumen geométrico de la cámara de vacío del aparato está determinado por las líneas rectas de su espacio de vapor Rv [en m3/ (h • m3)]

image087(1-64)

D2- cantidad de vapor secundario, kg / h;

ʋ2 - volumen específico de vapor secundario, m3/ Kg;

V - volumen de la cámara de vacío, m3.

A presión atmosférica, Rv = 8000 m3/ (M3 • h). Bajo vacío, la cámara de vacío es Rv = 8000φ, donde φ es un coeficiente que depende de los valores de presión residual en la cámara de vacío (cuando la masa de caramelo hirviendo es aproximadamente 0,85).

A continuación, a partir de (1-64) el volumen de la cámara de vacío (en m3) Será

image089(1-65)

El diámetro interior de la cámara de vacío vivienda dв adoptado por razones estructurales, o en función del diámetro de fondos estampadas estándar.

La altura del cuerpo de la cámara de vacío (a m) es

image091 (1-66)

El espesor de pared (en m) de la carcasa de la parte de calentamiento del aparato tal como un recipiente cilíndrico de pared delgada que opera bajo sobrepresión interna, calculado por la fórmula

image093(1-67)

donde p es la presión en el aparato, MPa;

Dв - diámetro interno de la caja, m;

δz- tensión de tracción admisible, MPa;

φ es el coeficiente de resistencia de la soldadura (cf = 0,7 - g 0,8);

c - aumento de la corrosión, m.

aparato de vacío rendimiento de la masa de caramelo terminado (en kg / h) se puede determinar mediante el siguiente formulario


image095(1-68)

где gс= Cсtc - entalpia de jarabe entrando en ebullición, J / kg;

gk.м = cкtк - entalpía de la masa de caramelo acabada, j / kg;

tп - Temperatura de calentamiento del vapor, ° С.


El proceso de mezcla térmica condensador tiene lugar, que se puede expresar por el equilibrio térmico siguiente ecuación (ver. Diagrama de ris.21)

image097 (1-69)

del flujo de agua de refrigeración en el condensador de mezcla es (en kg / s)

image099(1-70)

donde D2 - la cantidad de vapor secundario condensado, kg / s;

і2 - entalpía del vapor secundario, J / kg;

c es la capacidad calorífica específica del agua, J / (kg-K) (c = 4190);

t y t2K - la temperatura inicial y final del agua de refrigeración, ° С (temperatura final del agua t2K la condensación es la temperatura).

La alimentación al agua W refrigeración del condensador en una cantidad desde una temperatura inicial t como por goteo y la condensación del vapor de agua se calienta a una temperatura final t2K, que en los condensadores de flujo directo en 5 - 6 ° С es inferior a la temperatura del vapor condensado.

El diámetro interno del capacitor (vm) está determinado por la fórmula

image101 (1-71)

donde ρп - Densidad de vapor, kg / m 3;

ʋ - velocidad del vapor en el condensador, m / s (ʋ = 20 25).

La cantidad de aire (en kg / s) bombeada fuera del condensador por una bomba de vacío está determinada por la fórmula

image103 (1-72)

El caudal de aire (en m3/ c) desde el condensador a la bomba se determina por la fórmula

image105(1-73)

donde Gв - la cantidad de aire entrante, kg / s;

288 es la constante de gas para el aire, J / (kg-K);

tв - temperatura del aire, ° С; para condensadores de mezcla de flujo directo TV = t2k . Es decir, la temperatura de salida del agua del condensador .;

рв - Presión de aire parcial, Pa.

la presión parcial de aire (en Pa) se puede definir por la fórmula

Рв = Pа- Pп (I-74)

donde pа - presión absoluta (residual) en la cámara de vacío y el condensador, Pa;

рп - presión parcial de vapor, Pa, que se considera igual a la presión de vapor saturado a temperatura del aire.

En la mezcla de aire y vapor en el condensador, la presión de aire parcial también se puede determinar a partir de la ecuación

image107(1-75)

aquíimage109

Capacidad de la bomba de vacío para bombear mezcla aire-agua (en m3/ No)

image111 (1-76)

en el que el diámetro del pistón de la bomba (en m)

image113(1-77)

donde p es la densidad de la mezcla de aire y agua, kg / m X NUMX;

s - carrera del pistón, m;

W - consumo de agua de refrigeración, kg / s;

D2- cantidad de condensado, kg / s;

Vв - la cantidad de aire de escape m3 / s;

n es el número de trazos dobles por minuto;

ƛ0 - relación de llenado (0 = 0,7 ÷ 0,8).

Al determinar el diámetro del pistón por la carrera del pistón y el número de carreras dobles del pistón, se establece (de acuerdo con las características de la bomba de la literatura o los datos de referencia).

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