Розрахунок. Розміри трубчастого апарата

Розміри трубчастого апарата

Необхідний геометричний об’єм трубчатки знаходимо за формулою [2, с.174]:

м³,

де G – кількість замісу, що розварюється, кг/год;

τ – час розварювання, годин; для трубчастого апарата τ = 0, 03 – 0, 05 год;

φ – коефіцієнт заповнення апарата; для трубчастого апарата φ = 0, 32;

ρ – густина замісу, кг/м³; при змішуванні помелу зерна і води 1: 3 ρ = 1100 кг/м³.

Діаметр трубчатки можна визначити з рівності

,

де V – об’ємна витрата розварюваної маси, м³/с;

w – швидкість руху розварюваної маси в апараті, м/с; для трубчас­того апарата w = 0, 13 м/с;

d – діаметр труб, м.

Діаметр труб трубчатки

м або 80 мм.

Довжина трубчатки:

м.

Витрата гострої пари на розварювання

Кількість тепла, потрібна для нагрівання замісу від 85 до 165 °С [3, с.40]:

кДж/год,

де с – питома теплоємність замісу, кДж/(кг·К).

Для замісу із пшениці з співвідношенням води і помелу 3: 1 питома теплоємність дорівнює

кДж/(кг· К),

де с_п – теплоємність сухих речовин пшениці, кДж/(кг·К);

с_в – теплоємність води, кДж/(кг·К).

Витрата гострої пари

кг/год,

де – тепловміст гострої пари при тиску 0, 85 МПа, кДж/кг;

– тепловміст конденсату пари при температурі 165 °С, кДж/кг.

Кількість вторинної пари, утвореної в розварнику

Внаслідок конденсації нагрівної пари кількість розварюваної маси збільшується

кг/год.

При збільшенні кількості води в замісі питома теплоємність замісу зміниться й буде дорівнювати

кДж/(кг· К).

Кількість тепла, що звільнюється при зниженні температури маси від 165 до 145°С

кДж/год.

Частина цього тепла втрачається через стінки апарата в оточуюче повітря випромінюванням і конвекцією. Сумарний коефіцієнт тепловід­дачі (випро-мінюванням і конвекцією) можна визначити за наступною фор­мулою:

Вт/(м²· К),

де Δ t – різниця температур між стінкою апарата і оточуючим повітрям.

Приймаємо, що температура поверхні ізольованих стінок апарата дорівнює 50 °С, температуру оточуючого повітря 15 °С, тоді

Вт/(м²· К).

Поверхня тепловіддачі трубчастого розварника дорівнює

м².

Втрати тепла в навколишнє середовище складуть

Вт або 23270 кДж/год.

Інша кількість тепла, що звільнюється при пониженні температури роз­вареної маси, йде на утворення вторинної пари:

кДж/год.

За рахунок цього тепла утворюється вторинна пара в кількості

кг/год,

де r ₁=2130 кДж/кг – теплота пароутворення при 145 °С.

Кількість вторинної пари, утвореної в паросепароторі

При переході розвареної маси із розварника в паросепаратор її темпе­ратура знижується від 145 до 111 °С, внаслідок чого звільнюється значна кількість тепла для пароутворення.

Із розварника в паросепаратор переходить маса:

кг/год.

При зменшенні кількості води в замісі на 91, 5 кг/год питома теплоємність замісу зміниться:

кДж/(кг· К).

Кількість звільненого тепла в паросепараторі

кДж/год.

При цьому утворюється вторинної пари

кг/год,

де r ₂ = 2227 кДж/кг – теплота пароутворення при 111 °С;

0, 95 – коефіцієнт, який враховує втрати тепла паросепаратором в оточуюче середовище.

Загальна кількість тепла вторинної пари

Загальна кількість тепла вторинної пари, яка може бути використана для попереднього нагрівання замісу, дорівнює

кДж/год,

де 0, 95 – коефіцієнт, який враховує втрати тепла в оточуюче середовище паросепаратором і паропровідами.