 |
Смешивание и сортировка сыпучих и пластичных материалов
|
|
|
|
Смешивание – для получения однородных по составу систем и смесей.
Продолжительность перемешивания: 
Где к – постоянная, экспериментальный параметр,
Х1 и Х2 – начальная и конечная концентрация компонента.
При длительном перемешивании наблюдается расслоение, поэтому оптимальное время перемешивания: 
Где m – количество перемешиваний, n – число оборотов.
Также как при перемешивании жидкостной системы важное значение имеют интенсивность и степень перемешивания, а также коэффициент однородности: 
Где хнк – начальная концентрация,
Dх – отклонение концентрации в пробе от начальной.
Смесители (периодически и непрерывно действующие):
1) лопастной, 2) шнековый, 3) барабанный
 |
Рисунок 4.4 – Смесители
Разделение или сортировка используется для разделения продуктов по каким-либо признакам:
1) Сортирование – по качеству
2) Калибровка – по величине
3) Просеивание – отделение продуктов от примесей
4) Триерирование – разделение по форме
5) Сепарирование – по плотности
6) Магнитное сепарирование – по магнитным свойствам
Аппараты (рисунок 4.5):
1) Сита 2) Грохоты (механические сита)
3) Гидравлические сепаратор 4) Веялки
5) Дисковый сепаратор 6) Электромагнитный сепаратор
 | |||||
 | |||||
 |
Рисунок 4.5 – Аппараты для разделения сыпучих продуктов
Пропускная способность сита характеризуется его живым сечением:
где S0 – площадь отверстий,
S – площадь всего сита.
Для характеристики размеров частиц используют обозначение плюс, минус. Например, частица проходит через отверстие 3 мм и задерживается на отверстии 2 мм. Ее класс крупности обозначают – 3 + 2.
|
|
|
ЛЕКЦИЯ 10
ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ
Общие положения
Тепловые процессы: 1) нагревание, 2) охлаждение.
Цель: технологическая обработка для получения специальных свойств продукта и санитарно-гигиеническая.
Классификация тепловой обработки по способу подвода теплоты:
1) поверхностная – подвод теплоты к поверхности (традиционный), 2) радиационная – инфракрасные лучи, 3) объемная – высоко- (ВЧ) и сверхвысокочастотная обработка (СВЧ), 4) комбинированная
или
1) объемная, 2) поверхностная, 3) промежуточная.
Источники тепловой энергии:
- естественный: солнечные лучи,
- искусственный: топливо, электроэнергия.
Теплоносители:
- греющие агенты: пар, вода, топочные газы, воздух, расплавленный соль и металлы.
- охлаждающий: вода, воздух, растворы NaCl, CaCl, фреоны, жидкий аммиак.
Широко применяются промежуточные теплоносители: топочные газы нагревают воду, а вода – продукт. Нагрев теплооборудования может быть от теплоносителей, электрической и огневой.
Теоретические основы
Виды теплообмена:
1.Теплопроводность – перенос тепла микрочастицами в фазе (среде): 
(закон Фурье)
; 
- градиент температуры
- количество тепла, Дж; 
- коэффициент теплопроводности, Вт/м град, S – площадь теплообмена, м2; 
- время, с.
плоская стенка: 
; 
- толщина стенки, м
цилиндрическая стенка: 
; 
R – термическое сопротивление стенки, 
- внутренний и наружный диаметры стенки, м.
шаровая стенка: 
; 
2. Конвекция – перенос теплоты макрообъемами вещества. Теплообмен между твердой поверхностью и жидкостью или газом - теплоотдача:
(закон Ньютона-Рихмана)
3.Лучистый теплообмен: 
(закон Стефана-Больцмана)
Теплообмен излучением между двумя телами рассчитывают:
- степень черноты тела (изменяется от 0 до 1), СП =5,67 Вт/м2К4 – излучательная способность абсолютно черного тела.
|
|
|
Смешанный теплообмен: 
4.Теплопередача – теплообмен между двумя жидкостями (газами) через разделяющую их стенку:
гс – горячая среда, нс – нагреваемая среда
Коэффициент теплопередачи, Вт/м2град:
Основное уравнение теплопередачи: 
когда 
для многослойной стенки: 
Коэффициент теплоотдачи рассчитывают с помощью критериев теплового подобия. Критерии теплового подобия:
1.Нуссельта: 
соотношение конвекции и теплопроводности
- определяющий линейный размер (для трубы диаметр)
2.Фурье: 
для неустановившихся процессов
- коэффициент температуропроводности, определяемый из справочной литературы.
3.Пекле: 
для конвективного теплообмена
4.Прандтля: 
при естественной конвекции
Значения Nu= f (критерии для различных тепловых процессов) определяют из справочной литературы для различных случаев теплоотдачи. Например:
1.Свободная конвекция:
2. Вынужденная конвекция:
3. Конденсация пара:
критерий теплового подобия при изменении агрегатного состояния: 
4. Кипение жидкости: 
(для воды)
р – давление, q – плотность теплового потока через трубу.
Рассчитав по приведенным выше уравнениям значение критерия Нуссельта, находят коэффициент теплоотдачи:
ЛЕКЦИЯ 11
|
|
|
