МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для выполнения лабораторно-практических занятий по дисциплине «Теоретические основы технологии пищевых производств»

Количество переданной теплоты может быть найдено из уравнения (15.4).

Q = , (15.4)

Где: Ср - удельная теплоемкость спирта (жидкости);

TК - конечная температура;

TН - начальная температура.

Площадь поверхности теплообменника определится из соотношения (15.5).

S=, (15.5)

Где: К - коэффициент теплоотдачи;

∆tср - средняя разность температур теплоносителей.

В свою очередь ∆tср может быть найдено из уравнения (15.6).

∆TСр= , (15.6)

Где: T1 - начальная температура охлаждения жидкости (воды);

T2 - конечная температура жидкости (воды);

T3- начальная температура нагреваемой жидкости (спирта).

При этом коэффициент теплоотдачи находится из уравнения (15.7).

К = , (15.7)

Где: α1 - коэффициент теплоотдачи от воды к стенкам труб;

δ - диаметр трубы;

λст - теплопроводность стенок труб;

=1/α = 1/1500 - частное термическое сопротивление;

α2 - коэффициент теплоотдачи спирта.

15.3. Задания по выполнению работы

Задача №1. Определить теоретическую мощность, затрачиваемую холодильной установкой, работающей по циклу Карно и отводящей 18500 Дж/с при температуре кипения, равной «-»18°С. Температура конденсации равна +14°С. (Ответ. ε = 7,97; N=2,32 Вт).

Задача №2. Определить минимальную теоретическую мощность компрессора, работающего по циклу Карно, аммиачной холодильной установки и массовый расход воды в конденсоре при выработке 500 кг льда в час из чистой воды, имеющей температуру 0°С. Аммиак кипит при температуре «-» 7°С, а конденсируется при 21°С, Вода в конденсаторе нагревается от 12°С до 16°С. (Ответ. Q0 = 438 Bт; Nт=46,1 кВт; Gв=3.108 кг/с).

Задача №3. Определить площадь поверхности охлаждения теплообменнинка, количество труб и их длину для нагревания 10% этилового спирта при массовом расходе 9 т/ч от 20 до 45°С водой, протекающей в межтрубном пространстве, которая охлаждается от 80°С до 45°С. Диаметр труб 25*2,5 мм. Коэффициент теплоотдачи от воды к стенкам труб (α1) равен 800 Вт/(м2*К); термическое тепловое сопротивление стенок с обеих сторон 0,00067 (м2*К)/Вт; средняя температура поверхности стенок со стороны спирта 43°С. (Ответ: S = 2,66 м2; l = 5,47м; n =16 шт.).

16. Практическая работа №9

Тема. Расчет технологических параметров ректификационных колонн

16.1. Цель и задачи работы. Целью данной работы является ознакомление с методикой расчета основных технологических параметров ректификационных колонн.

В задачу данной работы входит расчет полученного дистиллята, плотность пара в колонне, общий расход теплоты и др.

16.2. Теоретические сведения по выполнению работы

Количество полученного дистиллята может быть рассчитано по формуле (16.1), а именно.

Gd = Gr , (16.1)

Где: Gr - массовый расход, поступающего на ректификацию раствора;

АF - концентрация этилового спирта в исходном растворе;

АW - концентрация этилового спирта в кубовом остатке;

АD - концентрация этилового спирта в дистилляте.

Количество кубового остатка определится из уравнения (16.2).

Gw = Gr - Gd (16.2)

Рабочая высота колонны определится из уравнения (16.3).

Н = H(NG - 1) , (16.3)

Где: H - высота между тарелками;

Ng - количество тарелок.

Диаметр колонны определяется из формулы (16.4).

Дк = (16.4)

Где: Vу - расход пара в колонне;

Vр - рабочая скорость пара в колонне.

Рабочая скорость пара в колонне определяется по уравнению (16.5), а именно.

Vp=0,05 , (16.5)

Где: ρж - средняя плотность жидкости;

ρп - то же для пара.

16.3. Задание по выполнению работы

Задача № 1. Рассчитать ректификационную колонну непрерывного действия для разделения смеси «этиловый спирт - вода», если массовый расход поступающего на ректификацию раствора Gf=800кг/ч; концентрация этилового спирта в исходном растворе ώ=20 мас.%; концентрация этилового спирта в дистилляте ώd=92 мас.%; концентрация этилового спирта в кубовом остатке аw= 2.6 мас.%; расстояние между тарелками h=200 мм, количество тарелок 32, расход пара в колонне Vy=0.07 м3/с, рабочая скорость пара равна 1,11 м/с. Определить количество дистиллята, кубового остатка, высоту колонны, диаметр колонны.

(Ответ. Gd=157.4 кг/ч; Gw=642.6 кг/ч; Н=6.2 м; Дк=0.291 м).

17. Практическое занятие №10

Тема. Расчет технологических параметров процессов сушки

17.1. Цель и задачи работы. Целью данной работы является освоение методики расчета основных технологических параметров процессов сушки продуктов питания.

В задачу данной работы входит определение расхода воздуха и теплоты в калорифере, а также давление греющего пара и др.

17.2. Теоретические сведения по выполнению работы