double arrow
Процессы нагревания и охлаждения. Теплопроводность, теплоотдача, теплопередача

Нагреванием называется процесс повышения температуры мате­риалов путем подвода к ним теплоты. Широко распространенными методами нагревания в пищевой технологии являются нагревание горячей водой или другими жидкими теплоносителями, насыщен­ным водяным паром, топочными газами и электрическим током.

Для этих целей применяют теплообменники различных кон­струкций.

Нагревание водойиспользуют для повышения температуры и пастеризации пищевых продуктов при температурах ниже 100 °С.

Другим способом нагревания горячими жидкостями является обогрев с помощью обогревательных бань, представляющих собой аппараты с рубашками. Рубашка нагре­вается топочными газами, с помощью электрообогрева или насы­щенным водяным паром высокого давления, подаваемым в змеевик.

Нагревание водяным насыщенным паромполучило широкое распространение, что объясняется следующими его достоинствами: большим количеством теплоты, выделяющейся при конденсации водяного пара (2024...2264 кДж на 1 кг конденсирующегося пара при абсолютных давлениях соответственно 0,1... 1,0 МПа); высоким коэффициентом теплоотдачи от конденсирующего пара к стенке — порядка 20 000...40 000 кДж/м2 )равномерностью обогрева.

Нагревание топочными газами,образующимися при сжигании твердого, жидкого или газообразного топлива в специальных печах, используется, например, для обогрева сушилок.

Нагревание электрическим токомосуществляется в электричес­ких печах сопротивления прямого и косвенного действия.




В печах прямого действия тело нагревается при прохождении через него электрического тока.

Нагревание токами высокой частоты осно­вано на том, что при воздействии на диэлектрик переменного элект­рического тока молекулы диэлектрика приходят в колебательное движение, при этом часть энергии затрачивается на преодоление трения между молекулами диэлектрика и превращается в теплоту, нагревая тело.

Охлаждение — процесс понижения температуры материалов путем отвода от них теплоты.

Охлаждение водойосуществляется в теплообменниках, в кото­рых теплоносители разделены стенкой либо обмениваются тепло­той при смешивании. Например, газы охлаждают разбрызгиванием в них воды.

Охлаждение льдомприменяют для охлаждения ряда продуктов, например мороженого, до температуры, близкой к нулю.

Теплопередача— теплообмен между двумя теплоносителями через разделяющую их твердую стенку.



Теплоноситель— движущаяся среда (газ, пар, жидкость), ис­пользуемая пля пеоеноса теплоты.

Теплопроводностью называется процесс переноса тепловой энер­гии от более нагретых участков тела к менее нагретым в резуль­тате теплового движения и взаимодействия микрочастиц. В резуль­тате теплопроводности температура тела выравнивается.

Основной закон теплопроводности,установленный Фурье (1768—1830) и названный его именем, гласит, что количество теп­лоты dQ, переданное теплопроводностью, пропорционально гради­енту температуры dt/dl, времени dt и площади сечения dF, перпен­дикулярного направлению теплового потока:

гдеλ. — коэффициент теплопроводности среды, Вт/(м-К).

Коэффициент теплопроводности веществ зависит от их природы и агрегатного состояния, температуры и давления.

Теплоотдачейназывается процесс теплообмена между поверхно­стью тела и окружающей средой.

Интенсивность теплоотдачи характеризуется коэффициентом

теплоотдачи, равным отноше­нию плотности теплового пото­ка на поверхности раздела к тем­пературному напору между по­верхностью теплообмена и сре­дой (теплоносителем).

Основной закон теплоотдачи — закон Ньютонагласит: количе­ство теплоты dQ, переданное от поверхности теплообмена к потоку , жидкости (газа) или от потока к поверхности теплообмена, прямо пропорционально площади поверхности теплообмена F, разности температур поверхности tст и ядра потока tf (или наоборот) и продол­жительности процесса dt:

36.Электроосаждение и конструкция электрофильтра. Назначение, устройство, принцип действия и область
применения.Простейший электрофильтр— это два электрода, один из кото­рых — анод — выполняется в виде трубы или пластины, а другой — катод — в виде проволоки, которая натянута внутри трубчатого анода либо между пластинчатыми анодами, выполненными из про­волочной сетки. Анолы заземляют.

Газовая смесь поступает внутрь трубчатых электродов или между пластинчатыми. Благодаря высокой разности потенцилов на электродах и неоднородности электрического поля в слое газа у отрицательного электрода — катода — образуется поток электронов, направленный к аноду. В результате соударений электронов с нейтральными молекулами газа газ иони­зируется. Такая ионизация называется ударной. Признаком иониза­ции газа является образование «короны» у катода, поэтому катод называют коронирующим. Частицы пыли или тумана оседают на аноде, покрывая его слоем осадка.

Трубчатый сухой электрофильтрПыль илидым поступают в нижнюю часть фильтра под решетку 6, в которой закреплены электроды, и рас­пределяются по трубчатым электродам — анодам. Внутри трубчатых электродов располо­жены коронирующие электро­ды — катоды. Электроды закре­плены на общей раме, опира­ющейся на изоляторы. Под дей­ствием электрического поля происходит электроосаждение взвешенных в газе частиц. Осев­шие на аноде частицы периоди­чески стряхиваются ударным приспособлением и собираются в конической нижней части

Трубчатый электрофильтр:

1 — встряхивающее устройство, 2 — изолятор,

3 — рама, 4 — коронирутощий электрод, 5 —

Трубчатый электрод — анод, 6 — решетка, 7

сборник для пыли

фильтра.

В электрофильтре с пластинчатыми электродамианодами слу­жат пластины, а коронирующими электродами (катодами) — прово­лока, натянутая между пластинами.Степень очистки газа в электрофильтрах зависит от электропро­водности пыли: если взвешенные частицы хорошо проводят ток, то частица заряд отдает моментально и приобретает заряд электрода. В этом случае возникает кулоновая сила отталкивания, что приво­дит к уносу частиц с газом из фильтра и снижает степень очистки. При плохой проводимости тока частицы образуют на электроде плотный слой отрицательно заряженных частиц, который противо­действует основному электрическому полю.При высокой концентрации взвешенных частиц в газе степень его очистки тоже снижается из-за осаждения ионов на частицах, что приводит к снижению количества перенесенных зарядов и, следова­тельно, силы тока.






Сейчас читают про: