Bài tập quá trình và thiết bị nhiệt

Đề bài: Vẽ sơ đồ cấu tạo nguyên tắc làm việc và dự tính kích thước cơbản của thiết bị rán dùng hơi ( chỉ thiết bị và bộ phận đun nóng), để rán cácó năng suất 600 kg/h, thời gian rán 10 phút, số lượng nguyên liệu ở mỗikhay 7kg, nhiệt độ đun nóng 150oC, bề mặt đun nóng riêng f(s) 5,8. Tínhnhiệt và hơi.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài tập quá trình và thiết bị nhiệt BT quá trình và thiết bị nhiệtĐề bài: Vẽ sơ đồ cấu tạo nguyên tắc làm việc và dự tính kích thước cơbản của thiết bị rán dùng hơi ( chỉ thiết bị và bộ phận đun nóng), để rán cácó năng suất 600 kg/h, thời gian rán 10 phút, số lượng nguyên liệu ở mỗikhay 7kg, nhiệt độ đun nóng 150oC, bề mặt đun nóng riêng f(s) 5,8. Tínhnhiệt và hơi. Bài làm: 1. Nguyên tắc làm việc. Đưa nguyên liệu vào các khay rán bằng hệ thống băng tải. Đun dầu, mỡ lên đến nhiệt độ cần rán 150oC, mục đích loại bỏ hơi nước có thể có ở trong dầu và một số mùi vị lạ và tạo ra chênh lệch nhiệt độ cao giữa sản phẩm và dầu để giảm thời gian gia nhiệt, rán. Khi nhiệt độ dầu đạt tới nhiệt độ cần rán thì cho nguyên liệu vào, đun nguyên liệu tăng đến nhiệt độ rán. Sau khi nguyên liệu đã được rán, nhờ băng tải đưa ra khỏi thùng rán và được làm nguội ngay trong khoang làm nguội. Sau khi làm nguội, sản phẩm được sử lý lựa chọn các cá thể hưhỏng. Chú ý nhiệt độ của lớp gối nước không được vượt quá 60oC bằng cách cho nước lạnh luân chuyển. Sau một khoảng thời gian nhất định do chất lượng của dầu giảm và tiêu hao nên cần bổ xung thêm dầu mới và thay dầu trong thiết bị rán. Tính toán kích thước cơ bản đối với thiết bị.2. - Số lượng khay đồng thời chứa đồng thời nguyên liệu rán ở trong thiết bị rán: G.τ 600.10 ≈ 15 khay. n = q.60 = 7.60 Trong đó: G: năng suất thiết bị rán [kg/h]. τ : thời gian rán [ phút] Q: lượng nguyên liệu cá chứa trong một khay [kg]. - Giả sử cấu tạo của khay rán dài 1(m), rộng 0,37(m), cao 0,1(m) và khoảng cách giữa các khay là 30(mm) = 0,03(m). - Chiều dài của thiết bị rán: l = ( 0,37+ 0,03).15 = 6,0 (m). - Khoảng cách khay rán đến thành thiết bị 50(mm). Chiều rộng của thiết bị là: b = 1000 + 50.2 = 1100 (mm) = 1,1 (m) - Diện tích mặt thoáng của dầu: Fd = 6,0.1,1 = 6,6 (m2) - Diện tích tổng cộng của bộ phận đun nóng: Fs = Fd.fs = 6,6.5,8 = 38,28 (m2). - Cấu tạo thiết bị rán có 3 giàn ống truyền nhiệt. Do đó bề mặt đun nóng của mỗi giàn ngắn là: Fn = Fs/3 = 38,28/3 = 12,76 (m2) - Bộ phận đun nóng là các ống hình ovan có: + đường kính ngoài tương đương: 40 (mm). + trục ngắn tiêu chuẩn: a = 20 (mm) - Chu vi ống: P = π.dtd = 3,14.40 = 125,6 (mm) - Phần thẳng thuộc trục lớn của ống ovan xác định bằng công thức: 2.b = P – π.a = 125,6 – 3,14.20 = 62,8 Suy ra b = 31,4 (mm) - Trục lớn của ống ovan: B = b + a = 31,4 + 20 = 51,4 (mm) Kết luận: ống truyền nhiệt có B = 51,4 (mm), a = 20 (mm), bán- kính phần tròn hai đầu R = 10 (mm).- Chiều dài ống xác định như sau: Các ống xếp thành hai hàng, khoảng cách giữa các ống s = 13 (mm), khoảng cách từ mép ngoài cổ góp đến thành thiết bị là 75 (mm) và khoảng cách giữa hai dàn truyền nhiệt là 85 (mm), chiều dài của một dàn ống là: l − (75.2 + 80.2) 6000 − (75.2 + 80.2) ≈ 1897 (mm) l1 = = 3 3 Cổ góp có tiết diện truyền nhiệt là 100 × 140 (mm) được hàn với hai- hàng ống ovan, chiều dài mỗi dàn ống không kể cổ góp: l2 = l1 – 2.100 = 1897 – 200 = 1697 (mm).- Chiều rộng của bộ phận truyền nhiệt lấy C = 1000 (mm), bằng chiều rộng và khoảng cách từ mép đầu ống đến thành thiết bị lấy 50 (mm).- Số lượng ống ( xếp 1 hàng) theo bề rộng: C − s.( k − 1) k= a s: khoảng cách giữa các ống lấy là 13 (mm). a: trục nhỏ ống ovan bằng 20 (mm) C: chiều rộng của bộ phận truyền nhiệtSuy ra: 1000 − 13.(k − 1) ⇔ 20k = 1000 – 13k + 13 20 k=⇔ 33k = 1013 ⇔ k ≈ 30 ống. Số lượng ống truyền nhiệt cho dàn N = 30.2 = 60 ống-- Bề mặt đun nóng của một dàn ống xác định: F1 = P.l2.N = 0,1256.1,697.60 = 12,79 (m2)- Bề mặt của mỗi cặp cổ góp của bộ phận truyền nhiệt: F2 = 2.[2.( f1 + f2 + f3) – fn – N.fo] Trong đó: f1: bề mặt mỗi thành nằm ngang của cổ góp. f2: bề mặt mỗi thành đứng của cổ góp. f3: bề mặt mỗi thành bên của cổ góp. fn: diện tích bề mặt của ống tháo nước ngưng và cung cấp hơi, chọn fn = 0,03 (m2) fo: diện tích phần một ống gắn vào cổ góp là đầu tròn có R = 10 (mm). F2 = 2.[ 2.(0,1.1 + 0,14.1 + 0,1.0,14) – 0,03 – 60.3,14.0,012] Nên: ...