Дипломная работа: Вакуумная сублимационная установка для фермерского хозяйства

Требования к нагревателю:

возможность плавной регулировки теплосъёма с нагревателей и снижения теплосъема

с нагревателей до нуля в конце сушки;

нагреватель необходимо изготовить в виде плиты минимальной толщины, чтобы обеспечить небольшой коэффициент использования объёма сублиматора;

-  количество энергии, излучаемой нагревателем вверх и вниз должно быть одинаково, размеры длины должны быть равны размерам противней с продуктом;

-  температура плиты должна быть по возможности более высокой, так как в условиях сублимационной сушки наиболее эффективен подвод тепла излучением;

должно быть обеспечено максимальная равномерность температуры на всей плоскости плиты нагревателя.

Максимальную мощность нагревателей, для одного сублиматора находят из условия

Количество нагревателей в сублиматоре на единицу больше количества рядов, тогда мощность одного нагревателя

Выбирается материал нагревателя НИХРОМ:

удельное сопротивление, при 20С;

= 0.00012 - 0.0004 - температурный коэффициент сопротивления.

Зная U = 220 В определяется ток

Далее определяется потребная температура излучающей  поверхности нагревателя

где , - температура поверхности нагревателя и продукта,°К;

 - площадь обкладки нагревателя, равная площади противней в одном горизонтальном ряду,

 - приведённая степень черноты поверхности степень черноты поверхности продукта и нагревателя

В расчётах принимается =, так как данные по  в литературе отсутствуют.

= 1.2-1.25 - учитывает влияние конвективного теплообмена между нагревателем и продуктом.

Температура нихромовой проволоки ,

где С =0,7-0,8 - величина, учитывающая охлаждение системы.

Далее определяется удельное сопротивление проволоки при данной температуре.

Зная силу тока  и температуру нихромовой проволоки

по справочнику электрических нагревательных приборов определяется диаметр проволоки у 1000°С и 0,94А - 0,1 мм)

Затем определяется потребная длина нагревателя

В результате теоретических и экспериментальных исследований с последующей опытной проверкой в промышленных условиях в качестве основного принципа конструктивного оформления конденсаторов вакуум сублимационных установок принято устройство ступенчатого конденсатора с посекционным включением рабочей поверхности на охлаждение.

Первая особенность конденсатора - его расположение. Конденсатор составляет единое целое с сублиматором, и при расчёте конденсатора практически следует иметь в виду лишь группу трубных секций, каждая из которых включается через определённые промежутки времени.

В этих условиях расчёт конденсатора сводится к определению требуемого числа секций, определение поверхности каждой и разработке графика их включения на охлаждения.

Определение часового влаговыделения.

Зная закономерность влаговыделения с квадратного метра поверхности продукта производительность установки и длительность процесса сушки, легко установить характер влаговыделений походу процесса. Для этой цели следует определить общую поверхность испарения F по формуле:

где  - поверхность протвиней, ;

 - коэффициент, учитывающий проходное сечение противня:

для сетчатого = 1.1, для сплошного  = 0.8;

 - коэффициент, учитывающий степень использования поверхности противня для раскладки продукта = 0.7 - 0.9;

 - коэффициент, учитывающий объёмное выделение влаги, значения даны в таблице

Результат вычислений представлен в таблице.

Определив общую поверхность испарения, определяем максимальное часовое поступление вымораживаемого пара. Для этого воспользуемся усреднённым графиком скорости сушки, составленным на основе опытных данных промышленного использования вакуумно-сублимационных установок.

Максимальная величина площадь испарения F = 6.6

Яблочное пюре, максимальная величина скорости сушки (обычно для 1,2,3,4 - го часа) по усреднённому графику скорости сушки .

Тогда максимальное часовое поступление вымораживаемого пара, M=SF=6.61.2=7.92, кг/ч

Определение тепловой нагрузки на испарительные батареи конденсатора.

Температура поверхности конденсации = - 35°С, выбрана из условия возможности использования для охлаждения конденсатора холодильной машины, работающей на Хладоне-R22.

Полезная тепловая нагрузка на конденсатор:

где  - количество намороженного льда за 1 час;

 - скрытая теплота сублимации льда при

 - теплоёмкость водяного пара;

 - температура конденсации (вымораживания) пара,°С

 - температура входящей парогазовой смеси.

Потери в окружающую среду определяются исходя из ориентировочных размеров конденсатора высоты 800 мм и диаметра 400 мм. Изоляция минеральная вата толщиной 75 мм с коэффициентом теплопроводности Коэффициент теплопередачи стенки с такой изоляцией составляет

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11