Проектирование установки Н10-ИДЦ для горячего копчения рыбы

l = 1/( X2  - X0),                                                                                (1.10)

l = 1/(0,028 – 0,015) = 77 кг/кг;

Отношение Δ/l = 34,9 кДж/кг;

    Откладываем на У-х–диаграмме отрезок СС1 , соответствующий Δ/l, и через точку С проводим линию У = const до пересечения с линией

Xсм = const, в месте пересечения линий получаем точку

Д –  параметры воздуха после калорифера (У1 = 145 кДж/кг;

t1 = 77 °C).

Найдем  степень рециркуляции воздуха

n = Xсм – X0/ X2 – Xсм,                                                                       (1.11)

qк  = l (n + 1)( У1 - Усм),                                                                    (1.12)

Qк – расход тепла на нагрев и испарение влаги из рыбы, рассчитывается по формуле

Qк = qк ∙ W1                                                                                       (1.13)

n = 0,026 – 0,015/(0,028 – 0,026) = 5,5;

qк = 77∙(5,5 +1)(145 - 110) = 17517,5 кДж/кг;

Qк = 17517,5 ∙ 0,0115 = 201,45 кВт.

    Установленная мощность нагревателей Nц  = 135 кВт. Таким образом расход тепловой энергии в первом режиме меньше установленной мощности.

Расчет  установки при работе во втором режиме.

    Для того, чтобы найти расход  тепла во втором режиме, необходимо так же как и в первом режиме, найти У1 и Усм.

    Нанесем на У-х–диаграмму параметры дыма после дымогенератора (точка Д’’) и дымовоздушной смеси на входе в камеру копчения (точка Д’). Соединим эти точки линией (рисунок 6). Отложим на полученной прямой отрезок Д’’ Д, равный ¼ отрезка Д’’ Д’. Параметры точки Д:

Ук = 210 кДж/кг; t1 = 115 °C; Xсм = 0,034 кг/кг.

Определим внутренний тепловой баланс камеры по формуле

Δ = Cвtр2 - (qм + qт + qп  + qст)                                        (1.14)

    В правой части уравнения внутреннего  теплового баланса для второго  режима температура стенок камеры  меньше температуры дымовоздушной  смеси, поэтому в отличие от  первого режима требуется тепло  qст  на подогрев стенок камеры  до средней температуры дымовоздушной смеси, циркулирующей в ней.

qм  = [((Gp 1 – Wц1 - W2)/ τц2) (C2 (tр2  - tр1))]/W2;                              (1.15)

qт   = ((Σ Мт)/ τц2) Cт (tт2  - tт1)/W2;                                                    (1.16)

qп  = Qп/ W2 = [Fα(tст  - tв) ]/W2;                                                        (1.17)

qст = (Мм / τц2 )[Cт (tм2 – tм1)]/W2;                                                        (1.18)

Cв  - теплоемкость воды;

tр1  = 40 °C - температура рыбы в конце первого режима подсушки;

Gp1  = 680 кг – единовременная загрузка рыбы в камеру;

Wц2 = 183,6 кг – количество влаги, удаляемое во втором режиме, определяется по формуле

Wц2 = Gp1·Xⁿ2,                                               (1.19)

где Xⁿ2 = 0,27 -  потери на общую массу рыбы во втором режиме;

τц2  = 7000 с – продолжительность 2-ого режима;

C2  - теплопроводность рыбы (3,0-3,6 кДж/(кг∙C°));

где Мт  = 400 – масса металлических частей клетей с рыбой;

Cт  = 480 Дж/(кг∙C°) – теплоемкость металла;

tт2 - конечная температура металлических частей клетей, рассчитывается по формуле

tт2 = (t’1 + t2)/2                                                  (1.20)

tт1 - начальная температура металлических частей клетей;

W2 = Wц2 /τц2  = 0,0268 кг/с -  производительность камеры по испаренной влаге;

F = 40 м²  поверхность камеры;

α = 9,76 + 0,07(tст  - tв),                                                                     (1.9)

tст = 82 °C – температура поверхности изоляции во 2-м режиме;

tв = 20 °C – температура воздуха в помещении цеха;

qст – дополнительный расход тепла от металлических частей камеры;

Мм = 4000 – масса металлических частей камеры; 

Расчет

Wц2 = 690·0,28  = 193,2 кг;

tт2 = (100 + 92)/2 = 96°C;

qм =[((690 – 20,7 – 193,2)/7200)(3500(85 - 40))]/0,0268= 387873,1 Дж/кг;

qт   =  (400/7200)·480(96 - 52)/ 0,0268 = 43343,3 Дж/кг;

qп  =   40 · 11,65(52 - 25)/0,0268 = 469477,6 Дж/кг;

qст =  (4000/7200) 480(80-52)/0,0268 = 275820,9 Дж/кг;

Cвtр2 = 85·4180 = 355300 Дж/кг;

Δ=355300–(387873,1+43343,3+469477,6+275820,9)=-821,2 кДж/кг;

    Продолжим построение процесса  на У-х–диаграмме. Из точки Д’ проведем вниз линию X = const. На этой линии возьмем произвольную точку f и через нее проведем отрезок, перпендикулярный этой линии, до пересечения с У = const, проходящей через точку Д’. Точку пересечения обозначим l. Отрезок fl равен 20 мм. Отложим вниз (Δ < 0) от точки l отрезок lЕ.

lε = lf Δ Mx/My,                                                                                  (1.21)

где Mx и My - масштабные коэффициенты диаграммы.

lε = 20 · 821,2 · (0,45 10 ³/0,57).

    Пересечение линии Д’Е с изотермой, равной t2 = 94 °C, дает точку

С –  параметры дымовоздушной смеси  на выходе из камеры,

X2 =  0,048 кг/кг.

    Соединив точку С с точкой  А (t0 = 25 °C; φ0 = 75 %), получим линию процесса смешения воздуха с дымовоздушной смесью перед калорифером.

l = 1/( X2  - X0),                                                                                  (1.10)

l = 1/(0,048 – 0,0115) = 27,4 кг/кг;

    Пересечение отрезка АС с линией X = const, проходящей через точку Д, дает точку В – параметры воздуха на входе в калорифер

(Усм = 152 кДж/кг; t1 = 67 °C; Xсм = 0,032).

n = Xсм – X0/ X2 – Xсм = 0,032 – 0,0115/(0,048 – 0,032) ≈ 1.3

Расход  циркулируемой смеси на калорифер  рассчитываем по формулам

lсм = (l + ln),                                                                                        (1.11)

qк2  = lсм ( У1 - Усм),                                                                            (1.12)

Qк = qк2 W2,                                                                                                         (1.13)

Тогда