Тепловой баланс процесса охлаждения и расчет охладителей - Механизация первичной обработки молока
Тепловой поток, отбираемый хладоносителем от молока, определяется по формуле:
, (1)
Где
Qм - подача молока, кг/с;
См - теплоемкость молока, Дж/ кг-град;
- начальная и конечная температуры молока, соответственно.
Если пренебречь потерями тепла в окружающую среду, то это же количество теплоты приобретает хладагент
, (2)
Где
Qх - подача хладагента, кг/с;
Сх - его теплоемкость, Дж/ кг. град;
- конечная и начальная температуры хладагента, соответственно.
Процесс охлаждения в пластинчатых охладителях идет непрерывно, т. е. подача молока и хладагента осуществляется непрерывно. Но в зависимости от температурного режима охлаждающей жидкости требуется больше, чем охлаждаемой. Отношение расхода хладагента к расходу охлаждаемой жидкости называют коэффициентом кратности расхода хладагента
(3)
.
Подставив (3) в уравнение (2) и приравняв (1) и (2), можно определить коэффициент кратности
. (4)
Практикой установлено, что значение Kk для водяных секций охладителей находится в пределах 2,5...3, для рассольных - 1,5...2,5.
Если охладитель двухсекционный (водяной и рассольный), то общий поток тепла от молока к хладагентам
,
Где
- поток тепла, получаемого водой, Вт;
- поток тепла, получаемого рассолом, Вт.
Эти потоки определяются аналогично зависимости (2).
Поток тепла, проходящий через стенки охладителя, можно выразить уравнением Ньютона
Вт, (5)
Где
K - коэффициент теплопередачи через плоскую стенку, Вт/м2-град;
F - общая теплообменная поверхность;
Дtcp - средний градиент температур между теплообменными средами.
Приравняв (1) и (5), можно определить общую теплообменную поверхность
, м2.
Средний градиент температур или температурный напор определяется как среднее логарифмическое
,
Где и - максимальный и минимальный температурные напоры между теплообменными жидкостями, обычно как для прямотока, так и для противотока максимальный температурный напор наблюдается в начале охлаждения молока, а минимальный - в конце. В противоточных охладителях средний температурный напор всегда выше, чем в прямоточных.
Если, то средний температурный напор можно определить как среднее арифметическое с погрешностью в большую сторону, не превышающей 3 %.
.
Коэффициент теплопередачи зависит от многих факторов (температуры теплообменных жидкостей, конструкции теплообменника, условия течения жидкостей и т. п.) и в каждом конкретном случае определяется экспериментально. Имеется ряд экспериментальных зависимостей для его определения.
Ориентировочно можно принять, что при передаче от воды к воде
K 1000 ккал/м2.ч. град = 4,18 МДж /м2.ч. град.
Число рабочих пластин в секции (теплообменных поверхностей)
,
Где - площадь рабочей поверхности одной пластины.
Чтобы молоко успело охладиться до заданной температуры, оно должно находиться в охладителе определенное время. За это время оно отдает количество тепла, определяемого формулой Ньютона:
Дж. (6)
Это же количество тепла можно представить как необходимое для охлаждения молока, находящегося одновременно в охладителе (количество каналов для молока Zпл / 2)
, (7)
Где
- толщина зазора, по которому протекает молоко в охладителе;
- рабочая площадь пластины
,
Где
B -- ширина пластины;
H - высота пластины.
Приравняв формулы (6) и (7), определим время нахождения молока в охладителе
. (8)
Это же время можно определить по скорости движения молока в охладителе
. (9)
Приравняв (8) и (9), определим скорость движения молока в охладителе
.
Производительность охладителя
кг/с, (10)
Поскольку hb = fпл.
Пользуясь приведенными формулами, по заданной производительности можно определить параметры охладителя.
Уравнение (10) можно было получить из (1) и (5).
Если охладитель многосекционный (водяные секции, рассольные), расчет производится для каждой секции отдельно. При этом конечная температура предыдущей секции является начальной для последующей.
Похожие статьи
-
Охладители молока и принцип их работы - Механизация первичной обработки молока
Как отмечалось, молоко является скоропортящимся продуктом, поэтому охлаждение его является обязательной операцией при первичной обработке. Охлаждение...
-
Для предотвращения бактериального загрязнения сырья необходимо не только соблюдать санитарные и ветеринарные правила получения молока, но и подвергать...
-
Обоснование и расчет теплового баланса - Гигиена содержания сухостойных коров
Тепловой баланс животноводческого помещения рассчитывают по формуле: QЖ = Дt (L * 0,24 +УKF) + WЗд, Где: QЖ - поступление тепла от животных, ккал/ч, Дt -...
-
Расчет теплового баланса - Составление здания птичника на 22 тысячи голов цыплят бройлеров
Тепловой баланс - это соотношение прихода и расхода тепла в животноводческом помещении. Тепловой баланс бывает нулевым, отрицательным и положительным....
-
Структурная рабочая диаграмма процесса сепарирования молока представлена на рисунке 2. Приняты следующие исходные данные: Ферма крупного рогатого скота с...
-
Молоко является полноценным и незаменимым продуктом питания человека, так как содержит все необходимые для его жизнедеятельности вещества и витамины....
-
Расчет теплового баланса - Проектирование свинарника-откормочника
Тепловой баланс - это то количество тепла, которое поступает в помещение (теплопродукция) и то количество тепла, которое теряется из него (теплопотери)....
-
Пониженная температура воздуха в помещениях для животных в сочетании с высокой влажностью и повышенной подвижностью его даже при вполне...
-
Качество молока и молочных продуктов во многом зависит от своевременности их обработки и переработки, так как молоко является скоропортящимся продуктом....
-
Первичная обработка молока в хозяйстве - Обработка и хранение молока
Обработка молока непосредственно на фермах называется первичной. Она включает приемку молока, очистку его от механических примесей и охлаждение, а в...
-
На комплексе хозяйства установлено доильное оборудование фирмы ДеЛаваль. Контроль доения осуществляется с помощью компьютерной программы ALPROTM Windows....
-
?t н. б = Vt - WИСП / ((LCO2 * 0,31) + (? KS)). VT = ?t0* ( 0,31L + ?KS) + WИСП. Ограждения S K K * S Окна одинарные 1,3*1,4* 66 = 120,12...
-
Первичная обработка состоит из приемки, фильтрования и охлаждения молока. Приемку и хранение молока производят в специальных молочных помещениях. Вода,...
-
Энергетический расчет - Механизация процесса доения с разработкой линии сепарации
Энергетический расчет проводим при условии, что все оборудование работает при оптимальной загрузке в указанное расчетное время. Рассчитаем общую...
-
В данном курсовом проекте для выполнения основных работ на лесосеке применяются укрупненные комплексные бригады (УКБ) и функциональные бригады (звенья)....
-
Расчет технологии Примерное количество Qcyт (кг) навоза, получаемое на комплексе за сутки, может быть определено по формуле Годовой выход Qгод навоза...
-
1)Приготовление и раздача кормов. Приготовление кормов производится в отдельных помещениях, раздача кормов производится вручную с помощью универсальной...
-
Расчет экономической эффективности автоматизации процесса сушки зерна Контроль влажности зерна, проводимый на зернопунктах колхозов и совхозов,...
-
Расчет технико-экономических показателей - Механизация процесса доения с разработкой линии сепарации
Основными технико-экономическими показателями, характеризующими эффективность комплексной механизации животноводства являются затраты живого труда на...
-
Расчет электрического освещения - Электрификация и механизация зерноочистительно-сушильных пунктов
Электрическое освещение - важнейший фактор, от которого зависит комфортность пребывания и работы людей. Основные показатели искусственного освещения...
-
Силовым электрооборудованием зерноочистительно-сушильного комплекса является электродвигатели, которые используются в приводах технологического...
-
Обзор и анализ существующих технологий - Механизация процесса доения с разработкой линии сепарации
Доильная установка -- одна из наиболее сложных машин в сельском хозяйстве. По многим технико-экономическим показателям (стоимости, металлоемкости,...
-
Выбор распределительных устройств Распределительные устройства предназначены для приема и распределения электрической энергии внутри помещения. С этой...
-
Обоснование вопроса Бурное развитие сельского хозяйства привели к увеличению продуктивности зернового хозяйства и скоплению на токах крупных колхозов и...
-
Прямой удар молнии в здание и разряда от электростачической индукции облаков, от электромагнитной индукции тока молнии внутри здания могут поразить в нем...
-
Потребность лошадей в свежей, не имеющей запаха и богатой минеральными солями воде очень велика. Они очень чувствительны к недопою, который быстро...
-
Расчет искусственного освещения - Проектирование малой фермы в ТОО "Красная звезда"
При расчете искусственного освещения используется метод светового потока [3]: , лм (2.40) Где - световой поток принятой лампы накаливания, лм; - площадь...
-
Расчет показателей эффективности производства молока С целью определения экономической целесообразности проекта, выгодности его использования,...
-
1. Количество перевозимого корма в течение суток -Зимний период QК=?mI*qI=6000*6,796=40776 кг -Летний период QК=?mI*qI=6000*2,778=16668 кг MI -...
-
Исходя из поголовья согласно заданию, рассчитаем структуру поголовья фермы (таблица 1.2.1) . Таблица 1.2.1 Структура поголовья фермы КРС, % Группы...
-
Внешний вид - однородная жидкость белого цвета со слегка желтоватым оттенком. Цвет молока определяют в стеклянном цилиндре, просматривая его в отраженном...
-
Амортизационные отчисления по агрегату Сумма S , на реновацию и капитальный ремонт определяется как сумма: Sат=(а'*а")*Бт/100*Тг*Wч, где Бт - балансовая...
-
Действительно возможная урожайность (ДВУ) - это урожайность, которая теоретически может быть обеспечена генетическим потенциалом сорта и основным...
-
Для определения годовой потребности в кормах для всего поголовья коров по периодам производственного цикла необходимо определить количество кормомесяцев...
-
Машинно-тракторный агрегат комплектуется с учетом следующих факторов: 1. Наиболее полной используемой мощности трактора. 2. Максимальной...
-
Сущность производства и классификация молочных продуктов - Обработка и хранение молока
Продукты, получаемые из молока в результате молочнокислого брожения (иногда с участием спиртового брожения), называются кисломолочными. Различают...
-
Технологический расчет доильных установок - Механизация доения коров
Технологический расчет машинного доения коров сводится к определению потребного количества аппаратов на оператора, количества операторов для обслуживания...
-
Производительность горизонтального шнекового смесителя определяется, как и обычного шнека, с той лишь разницей, что заполнение смесителя должно быть...
-
Качественную оценку процесса смешивания дают по степени однородности полученной смеси. А. А. Лапшин предлагает оценивать степень однородности по формуле:...
-
Смешивание кормовых материалов друг с другом предусматривает равномерное распределение отдельных частиц данного вида корма среди частиц другого. При этом...
Тепловой баланс процесса охлаждения и расчет охладителей - Механизация первичной обработки молока