Определение массы исходного продукта, которую можно загрузить в варочный сосуд котла

Страницы работы

Содержание работы

Исходные данные:

Варочный  сосуд  пищеварочного  котла  цилиндрической  формы  имеет диаметр  d =0,6 м  и  объем  V =0,15 м3. В  котле  осуществляется  процесс  производства  концентрированного  бульона  путем  выпаривания  из  него  воды  в  процессе  кипения.  Массовое  содержание (доля) растворенных веществ в исходном продукте  xисх=20%.  Массовое  содержание (доля)  растворенных  веществ  в  готовом  продукте  xгот  =50%  Температура  исходного  продукта  Тн= 25▫С. Температура  конечного  продукта  Тк.=10825▫С.  Плотность воды (ρводы) – 1 000 кг/м3. Плотность растворенных веществ (ρс.  в) – 1 400 кг/м3. Потери теплоты Qпот=45%.  При этом 80 % потерь идут на нагрев конструкций, а 20 % составляют потери через теплоизоляцию. Потери  через теплоизоляцию  распределяются  пропорционально  времени  работы  котла (время разогрева – τраз=0,75 ч., время кипения – τкип =1,5 ч.).

Задачи расчета:

1. Определить массу исходного продукта, которую можно загрузить в варочный сосуд котла.

2. На основе материального баланса процесса определить: какое количество воды необходимо испарить для доведения продукта до конечной концентрации? Следует помнить, что материальный баланс можно составлять как для всех веществ, так и для отдельных компонентов (например, для растворенного вещества). Определить выход готового продукта в процентах (отношение массы готового продукта к массе исходного продукта).

3. На основе теплового баланса процесса определить количество теплоты, необходимой для проведения процесса. Теплоту, выводимую с образующимся водяным паром, в тепловые потери не включать, так как, в конечном счете, эта теплота подведена к продукту, при  этом испарение  воды  является  сущностью процесса. Определить  тепловой  коэффициент  полезного  действия  пищеварочного котла. 

4.  Определить  необходимую  мощность  нагревательного  устройства: в  режиме  разогрева  продукта (доведения  до  кипения)  и  в  режиме  испарения влаги (выпаривания).  При  этом  потери  тепла  на  нагрев  конструктивных  элементов  аппарата  имеют  место  только  в  режиме  разогрева.  Испарением  воды в режиме разогрева пренебречь. Определить  необходимую  скорость  протекания  теплового  процесса  (плотность  теплового  потока,  передаваемого  через  стенку  варочного  сосуда к продукту) в каждом из режимов.  Определить производительность пищеварочного котла по  готовому продукту,  если  время  вспомогательных  операций (загрузка,  выгрузка)  в  сумме составляет 20 мин.

Решение:

Задача 1

Плотность смеси (ρсм) может быть рассчитана по плотностям и массовым долям компонентов по формуле

Похожие материалы

Информация о работе