Расчет сусловарочного аппарата

 

       Рассчитаем площадь поверхности теплопередачи сусловарочного аппарата с полезной вместимостью V=6,5 м³, если начальное количество сусла G_s=6000 кг.

 

Общее количество выпариваемой воды

 

W=G_s(1- ), (3.1)

 

W=6000(1- )=1142,8 кг

 

где G_s - начальное количество сусла G_s = 6000

концентрация сухих веществ B_H=8,5% повышается до B_K=10,5%

 

Тогда за 1 ч будет выпариваться

 

W₁=W(), (3.2)

 

W₁=1142,8()=761,8 кг

 

где τ - работа аппарата τ=1,5ч

 

Содержание влаги в начальном сусле

 

W_H=100- B_H, (3.3)

 

W_H=100-8,5=91,5%

 

Удельная теплоемкость сусла

 

c_s=c₀ +c_B , (3.4)

 

c_s=1,42 +4,19 =3,95 кДж/(кг∙К)

 

где c₀ - удельная теплоемкость сухих веществ сусла c₀=1,42 кДж/(кг∙К) и воды c_B=4,19кДж/(кг∙К)

 

Часовой расход греющего пара с учетом КПД аппарата

 

D= , (3.5)

 

D= =1019,4 кг/ч

 

где t_H - начальная температура сусла t_H=78, конечная t_K=100°С

I_п - удельная энтальпия греющего пара I_п=2731,5 кДж/кг

I_BT - удельная энтальпия вторичного пара I_BT=2674,5 кДж/кг

I_K - удельная энтальпия конденсата I_K=419 кДж/кг

η=0,95КПД аппарата

 

 

Тепловая нагрузка на поверхность теплопередачи

 

Q= , (3.6)

 

Q= =654822,9 Bт

 

Температура греющего пара и кипящего сусла в течение всего времени кипячения остается неизменной:

 

Δt=t_П-t_K, (3.7)

Δt = 138,2-100=38,2°С

 

где t_П – температура греющего пара t_П=138,2°С

 

Температура стенки определяется по известному уравнению:

 

t_CT= , (3.8)

t_CT= =126°С

 

где k – коэффициент теплопередачи k=1860 Вт/(м²∙К)

α - коэффициент теплоотдачи α=5800 Вт/(м²∙К)

 

Коэффициент теплопередачи от греющего пара находят с учетом значений корней, входящих в формулу:

α₁=c_п (3.9)

 

α₁= =21220 Вт/(м²∙К)

 

где с_п – коэффициент пропорциональности с_п=0,533

λ – коэффициент теплопроводности конденсата, Вт/(м∙К)

g – ускорение силы тяжести g=9,8 м/с²

r – скрытая теплота парообразования, Дж/кг

μ – динамический коэффициент вязкости конденсата, Па∙с

Н – высота стенки Н=1,5 м

Величины  принимают по средней температуре пленки конденсата, а  – по температуре насыщенного пара

 

Таблица 2