Тепловой баланс.

В пищевой промышленности применяют два типа теплообменников:

-поверхностные (теплота от холодного теплообменника к горячему передается через разделяющую их стенку): кожухотрубные, пластинчатые, змеевиковые, спиралные и др. теплоообменники.

-смешения (горячий и холодный теплоносители перемешиваются друг сдругом)

Рассмотрим тепловой баланс теплообменника типа труба в трубе:

 

 

Примем допущение, что 1-это горячий теплоноситель, тогда поток теплоты передается от 1 теплоносителя к 2.

Поток переданной теплоты будет равен

, Вт (1)

(2)

где - энтальпия теплоносителей Дж/кг

Энтальпия зависит от температуры и давления теплоносителя, и является табличной величиной также ее можно рассчитать, как произведение удельной теплоемкости жидкости с, Дж/кг град. на температуру в ^оС.

(3)

Таким образом зная колличество жидкости (массовый расход кг/с), которое необходимо нагреть, можно найти расход горячего теплоносителя.

(4)

Как правило, в пищевой промышленности горячим теплоносителем является пар, т.к. он обладает очень большой теплоемкостью и при его конденсации выделяется огромное кол-во энергии. И ищут расход именно пара.

Различают влажный, насыщенный и перегретый пар

Для этого вводят понятие степень сухости - (5)

При пар называют влажным

пар насыщенный(см. рисунок)

Если пар на линии насыщения еще больше нагрет, он будет называться перегретым.

В таблицах даны значения энтальпии воды и пара на линии насыщения при различных температуре и давлении. Для расчета энтальпии влажного пара применяют зависимость:

(6)

Весьма удобно пользоваться диаграммами влажного пара.

Максимальное количество энергии насыщенный пар отдает при своей полной конденсации, в таком случае уравнение теплового баланса принимает вид

(7)

где - расход пара, кг/с

- удельная теплота паробразования

- энтальпия насыщенного пара и воды на линии насыщения, Дж/кг