Содержание
1. Сущность и назначение процесса нагревания продукта подвакуумом
2. Материальный и энергетический баланс процессавыпаривания
Задача 1
Задача 2
3. Навесные магнитные сепараторы
4. Просыпные или жидкостные магнитные сепараторы
5. Валковые магнитные сепараторы
Задача 1
Задание 2
Список использованной литературы
/>1. Сущность и назначениепроцесса нагревания продукта под вакуумом
Процесс нагревания продукта под вакуумом носит названиесублимация (возгонка).
Сублима́ция (возгонка) — переход вещества из твёрдогосостояния сразу в газообразное, минуя жидкое. Поскольку при сублимацииизменяется удельный объём вещества и поглощается энергия (теплота сублимации),сублимация является фазовым переходом первого рода. Обратным процессом являетсядесублимация или конденсация.
Сублимация характерна, например, для химически чистого йода,который при нормальных условиях не имеет жидкой фазы: голубые кристаллы сразупревращаются (сублимируются) в газообразный йод. Напомним, что медицинский«йод» представляет собой спиртовой раствор.
Хорошо поддается сублимации вода, что определило широкоеприменение данного процесса как одного из способов сушки. При промышленнойсублимации сначала производят заморозку исходного тела, а затем помещают его ввакуумную или заполненную инертными газами камеру. Физически процесс сублимациипродолжается до тех пор, пока концентрация водяных паров в камере не достигнетнормального для данной температуры уровня, в связи с чем избыточные водяныепары постоянно откачивают. Сублимация применяется в химической промышленности,в частности, на производствах взрывоопасных или взрывчатых веществ, получаемыхосаждением из водных растворов.
На этом эффекте основан один из способов очистки твердыхвеществ. При определенной температуре одно из веществ в смеси возгоняется, адругое нет. Пары очищаемого вещества конденсируют на охлаждаемой поверхности. Прибор,применяемый для этого способа, очистки называется сублиматор.
Сублимация также используется в пищевой промышленности: так,например, фрукты после сублимирования весят в несколько раз меньше, авосстанавливаются в воде. Сублимированные продукты значительно превосходятсушеные по пищевой ценности, так как возгонке поддается только вода, а притермическом испарении теряются многие полезные вещества. Недостатком пищевойсублимации является использование заморозки, что приводит к разрушению клеток,расширяющейся при замерзании водой.
Сублимация представляет собой технологию удаления воды изсвежих продуктов вакуумным способом, что позволяет сохранить в получаемыхпродуктах питания до 98% полезных веществ, а также естественные вкусовыеощущения и запах исходных продуктов. При замачивании в воде, сублимированныепродукты быстро возвращаются к естественной форме. Совершенство технологиипозволяет хранить сублимированные продукты до пяти лет.
Сублимированные продукты используются как основа длядиетического и детского питания. И самое важное, что сырьем для производствасублимированных продуктов служат только свежие продукты — иначе они просто невыдерживают сублимации.
Технологический процесс производства пищевых продуктовсублимационной сушки включает следующие стадии:
отбор и предварительная обработка сырья;
замораживание;
сублимационная сушка;
упаковка высушенных продуктов.
В Советском Союзе сублимационную сушку стали использовать впищевой индустрии в 60-х гг., в основном для снабжения армии и флотапродовольствием — легким и не требующим специальных условий хранения. Внебольших объемах сублимированные продукты производили научно-исследовательскиеинституты и научно-производственные объединения, например НИИ пищеконцентратнойпромышленности и специальных пищевых технологий, ориентируясь на узкую группупотребителей — туристов, геологов, подводников и космонавтов. [3]
Сушилка (рисунок 1) представляет собой герметическизакрывающуюся камеру 1, в которую помещают материал на противнях 3. Наблюдаетсятри стадии удаления влаги из материала: самозамораживание, сублимация,испарение остаточной влаги.
/>
Рисунок 1 — Сушилка сублимационная: 1-камера; 2-обогреватели;3 – протвени. [1]
Самозамораживание — это отвод тепла из продукта за счеттеплоты испарения с понижением температуры ниже точки замерзания и образованиякристаллов льда. Эта стадия протекает в процессе достижения в камере 1глубокого вакуума (остаточное давление 1,0/>0,1 мм рт. ст). При этом удаляется10 — 15% влаги.
Сублимация — это удаление основной части влаги (40 — 60%) путемперехода влаги, находящейся в материале в виде льда, в пар, минуя жидкоесостояние. Тепло на испарение влаги подводится к материалу излучением отобогреваемых теплоносителем (горячей водой) полых плит 2. Высушиваемый материалрасполагается на сетчатых противнях 3 между смежными плитами и подвергаетсядвустороннему облучению (сверху и снизу). Сушка производится при осторожном имягком обогреве замороженного материала, т.к количество передаваемого тепла недолжно превышать его расхода на сублимацию льда без его плавления.
Испарение остаточной адсорбционно связанной влаги — этоудаление части влаги, которая не замерзает даже при очень низких температурах. Приэтом температура материала быстро повышается.
Между сушилкой и вакуум-насосом устанавливается конденсатор,охлаждаемый холодильным агентом, например, аммиаком до температуры болеенизкой, чем температура сублимации. Вследствие этого парогазовая смесь из сушилкинепрерывно поступает в конденсатор, где основная масса пара замораживается натеплопередающих стенках, а газы и частично пары воды отсасываютсявакуум-насосом в атмосферу. Установка снабжается двумя конденсаторами, которыепопеременно размораживаются при подаче пара или воды.
Несмотря на применение низкотемпературного теплоносителя (40- 60оС), суммарный расход энергии на молекулярную сушку велик. Поэтому онаприменяется, когда высушиваемый материал (пенициллин, стрептомицин и другиемедицинские препараты, плазма крови и др.) должен продолжительно сохранятьбиологические свойства.
/>
Рисунок 2. Схема сушилки для сублимационной сушки продуктов
Для получения 1 кг сухого продукта необходимо высушить 10 кгсырья. Затраты на традиционную атмосферную сушку в два раза меньше затрат насублимацию.
2. Материальный и энергетический баланс процессавыпаривания
Выпаривание, концентрирование растворов (чаще всего твёрдыхвеществ в воде) частичным испарением растворителя при кипении. При этомповышаются концентрация, плотность и вязкость раствора, а также температура егокипения. При пересыщении раствора растворённое вещество выпадает в осадок. Температуракипения растворов всегда выше температуры кипения растворителей; разность междуними, называется температурной депрессией, растёт с увеличением концентрациирастворённого вещества и внешнего давления.
В. производится за счёт подводимого извне тепла: притемпературе ниже 200°C теплоносителем является водяной пар, выше 200°С — высококипящиежидкости (дифенильная смесь, масло) и топочные газы. Обогрев производится черезстенку аппарата, а при сильно агрессивных средах — барботажем пузырьков газасквозь раствор или распылением последнего в струе газа. [2]
В. ведут при атмосферном, пониженном или повышенном давлении.В большинстве случаев экономически выгодно работать под давлением выше 0,1Мн/м2 (1 кгс/см2), так как в этом случае можно использовать вторичный пар дляобогрева других аппаратов. При работе с термически нестойкими веществамипользуются вакуум-выпаркой, что позволяет снизить температуру кипения растворови уменьшить поверхность нагрева (вследствие увеличения разности температурмежду нагревающими агентами и кипящим раствором). Вакуум в аппаратах создаётсяконденсацией вторичного пара и отсасыванием вакуум-насосомнесконденсировавшейся паровоздушной смеси. Полный расход тепла на стадиивыпаривания можно определить из уравнения теплового баланса: [4]
/>
Qв расход тепла на выпаривание,
сnt`kGn — расход тепла в начале выпаривания
Wib — тепло с водяным паром,
ckt``kGk — тепло в конце стадии выпаривания (расход тепла навыпаривание смеси от начальной температуры кипения t`k до конечной t``k)
Основные уравнения материального баланса:
/>
/>
где /> - массовые расходы начального иконечного раствора, кг/с;
хнач, хкон — массовые долирастворенного вещества в начальном и конечном растворе;
W — массовый расход выпариваемой воды, кг/с:
Уравнение теплового баланса выпарного аппарата:
Q = Qнагр+ Qисп+ Qпот, (3)
где Q — расход теплоты на выпаривание, Вт;
Qнагр — расход теплоты на нагрев раствора до температурыкипения, Вт;
Qисп- расход теплоты на упаривание раствора до конечнойконцентрации, Вт;
Qпот — расход теплоты на компенсацию потерь в окружающую среду,Вт;
Существует более 80 разновидностей выпарных аппаратов спаровым обогревом. В малотоннажных производствах обычно применяют вертикальныеи горизонтальные цилиндрические выпарные аппараты с обогревом змеевиками илинагревательными рубашками; в крупнотоннажных производствах — аппараты свнутренними и выносными нагревательными камерами (рис.1), плёночные аппараты, вкоторых струя пара увлекает вверх тонкую плёнку раствора, в результате чегосоздаются благоприятные условия для В., и аппараты с принудительной циркуляцией(рис.2). Последние применяют при необходимости предотвратить осаждение солей наповерхности нагрева, а также при упаривании вязких растворов.
В однокорпусных аппаратах расход греющего пара составляет1,2-1,25 кг на испарение 1 кг воды. Значительно экономнее многокорпусныевыпарные установки, из которых наиболее распространены прямоточные (рис.3); вних слабый раствор и греющий пар, движущиеся в одном направлении,последовательно поступают в выпарные аппараты. В последнем аппарате, присоединённомк барометрическому конденсатору и вакуум-насосу, создаётся разрежение,вследствие чего давление и температура кипения раствора постепенно понижаютсяот первого корпуса к последнему; благодаря этому осуществляется перетокраствора и его испарение при обогреве вторичными парами. В противоточныхустановках раствор и греющий пар движутся навстречу друг другу, припараллельном питании слабый раствор подаётся одновременно во все корпуса.
На практике число корпусов редко бывает больше пяти, так какдальше полезная разность температур становится очень малой. Расход греющегопара на испарение 1 кг выпариваемой воды составляет для трёхкорпусной установки0,4 кг, а для пятикорпусной 0,25-0,28 кг. Многокорпусные выпарные установкишироко применяются в многотоннажных производствах, потребляющих большоеколичество греющего пара (например, производство сахара). [6]
/>
Рисунок 3. Выпарной аппарат с принудительной циркуляцией: 1- корпус; 2 — циркуляционный насос; 3 — циркуляционная труба; 4 — сепаратор; 5- отбойник.
/>
Рисунок 4. Схема прямоточной многокорпусной выпарнойустановки: 1 — подогреватель; 2 — выпарные аппараты; 3 — конденсатор; 4 — барометрическаятруба.
/>
Рисунок 5. Выпарные аппараты: а — с центральнойциркуляционной трубой; б — с выносной нагревательной камерой; 1 — корпус; 2 — нагревательныетрубки; 3 — циркуляционная труба; 4 — сепаратор; 5 — отбойник. Задача 1
Для скользящего резания при измельчении продуктов графическипредставить форму и два характера движения рабочих инструментов для заданныхкоэффициентов скольжения.
Характер движения:
Вращательный — 0,25
Поступательный — 0,8
Скользящее резание осуществляется лезвием, имеющим скосτ > φ или лезвием, имеющим тангенциальную относительно материаласоставляющую своего перемещения. При скользящем резании равнодействующая силсопротивления R, а следовательно и сила резания всегда отклонены от нормали клезвию на угол трения лезвия о материал φ. Этот угол принято называтьуглом скользящего резания, тангенс его — коэффициентом скользящего резания.
f' = tg/>
или еще можно записать — это отношение касательной силы T кнормальной
/>.
1) Вращательный характер движения
φ = arсtg0,25 = 14,03°
Длянахождения τ воспользуемся выражениемf' = r * tg τ, где r — коэффициент пропорциональности, равный0,176…0,325.
Принимая r равным 0,2, найдем
f' = r * tg τ= 0,25
tg τ= 0,125
τ = arсtg0,125 = 7,12°
/>
Рисунок 6.
2) Поступательный характер движения
φ = arсtg0,8= 38,66°
Длянахождения τ воспользуемся выражениемf' = r * tg τ, где r — коэффициент пропорциональности, равный0,176…0,325.
Принимая r равным 0,2, найдем
f' = r * tg τ= 0,8
tg τ= 4
τ = arсtg4= 75,96°
/>
Рисунок 7Задача 2
Составьте классификационную и конструктивную схему аппаратовдля разделения неоднородных систем из твердых сыпучих материалов. Опишитепринцип работы, отличительные конструктивные и эксплуатационные особенностиаппаратов
Для разделения сыпучих твердых пищевых продуктовпредназначены сортировки, магнитные сепараторы.
Сущность процесса сортировки заключается в разделениисыпучих материалов на группы (классы). Разделение может быть проведено как поразмерам, так и по свойствам материалов, входящих в состав сыпучей системы.
Разделение частиц по их качеству принято называть собственносортировкой, разделение по размерам — калибровкой, отделение от сыпучегопродукта примесей — просеиванием. Сортировка применяется, например приподготовке зерна и различных круп к приготовлению пищи. В этом случаеотсортировывают доброкачественное зерно и крупу от возможных примесей илинеполноценных зерен. Калибровка осуществляется при подготовке овощей и плодов кдальнейшей переработке. Просеивание обязательно при подготовке к переработкетаких продуктов, как мука, крахмал, сахарный песок, когда нужно от сыпучегопродукта отделить инородные частицы.
Сортировки выпускаются пяти типоразмеров. Каждый типоразмерможет быть выполнен в одно (С-1) или двухситовом (С-2) исполнении. Ихтехнические характеристики приведены в таблице.
/>
Рисунок 8. Принципиальная конструктивная схема и техническиехарактеристики сортировок.
Они эффективно работают в различных операциях получениякомбикорма, а именно, удаления посторонних примесей из зерна, контрольнойклассификации дробленой зерновой смеси, гранулированного, экспандированного иэкструдированного комбикорма, мясокостной муки. Сортировки входят в составлиний шелушения ячменя и овса дробильно-сортировочных комплексов. В сравнении сдругими просеивающими машинами сортировки отличаются простотой конструкции ивысокой надежностью. Спиральная траектория движения материала по ситамобеспечивает высокую производительность и точность разделения. Сортировкибесшумны в работе, удобны в эксплуатации. Для исключения пылевыделения вокружающую среду имеют патрубок для присоединения к системе аспирации, при этомих герметичность дополнительно обеспечивается лабиринтными уплотнениями укрытийи резиновыми гофрированными рукавами на загрузочных устройствах. В качествемеханических очистителей сит использованы резиновые шары.
Исходя из условий монтажа, сортировки выпускаются в двухвариантах: с опорной рамой и без нее. В последнем случае их подвескаосуществляется посредством канатов к перекрытиям зданий.
По способу получения магнитного поля сепараторы делятся наэлектромагнитные и сепараторы на постоянных магнитах. В свою очередь сепараторына постоянных магнитах подразделяются по типу магнитных систем:
Ферритовые.
Из сплава. Sm-Co5.
Из сплава Nd-Fe-B.
Электромагнитные сепараторы отличает большая величинадальнодействия и напряженности поля на поверхности (около 1Тл) и невысокийградиент магнитного поля 0,01 Тл/см.
Сепараторы на ферритовых постоянных магнитах создаютмагнитное поле напряженностью 0,15Тл при его градиенте 0,02Тл/см.
Сепараторы с системами из постоянных магнитов типа Sm-Co5характеризуются величиной напряженности магнитного поля 0,6Тл и градиентоммагнитного поля 0,5Тл/см.
Сепараторы с системами на постоянных магнитах из сплаваNd-Fe-B отличает напряженность поля 0.8Тл при градиенте магнитного поля 0,6Тл/см.
Сепараторы для пищевой промышленности на постоянных магнитахиз сплава Fe-Cr-Co не изготавливают в силу низкой коэрцитивной силы данныхтипов магнитов.
Магниты типа ЮНДК наоборот очень широко используются впищевой и кондитерской промышленности, но не в составе сепараторов. Ихиспользуют как простую сборку магнитов навесного типа над пищевым материалом. Этообусловлено сроком начала их серийного производства в нашей стране (50 годы). Всеостальные типы магнитов по времени появились значительно позднее.
По конструкции магнитные сепараторы подразделяются, какнавесные, просыпные, барабанные и валковые.
3. Навесные магнитные сепараторы
Эти сепараторы представляют собой — источник постоянногомагнитного поля, размещенный над потоком пищевого продукта (лотки, транспортеры).Навесные магнитные сепараторы по способу получения магнитного поля могут бытьвсех 6-ти выше приведенных типов (электромагнитные и на всех пяти типахпостоянных магнитов). Навесные магнитные сепараторы отличает следующиедостоинства:
отсутствие контакта с пищевым продуктом, что значительнооблегчает их очистку (отсутствует нарастание пищевых продуктов на сепараторе),
высокое дальнодействие при определенной конструкциимагнитной системы, что позволяет эффективно извлекать крупногабаритныемагнитные предметы.
Этот тип магнитных сепараторов наиболее часто используетсядля защиты оборудования от попадания крупных магнитных предметов.
Однако для очистки пищевых продуктов навесные магнитныесепараторы малоэффективны, так как сепараторы с дальнодействующими магнитнымисистемами характеризуется низкой силой притяжения (низким градиентом магнитногополя) мелких частиц из потока пищевого продукта. Навесные магнитные сепараторыс усиленной высоко градиентной магнитной системой не обладают достаточнымдальнодействием, что приводит к необходимости его установки в поток пищевогопродукта. Проходящий поток пищевого продукта, соприкасаясь с магнитнымсепаратором, сталкивает уловленные магнитные примеси, возвращая их обратно впоток. Кроме того, в силу конструктивных особенностей сепаратора и малогоразмера и веса магнитных частиц извлечь их из-под большого слоя пищевогопродукта не представляется возможным. В результате очищенными остаются тольковерхние слои пищевого продукта.
Таким образом, навесные магнитные сепараторы эффективны длязащиты технологического оборудования и не предназначены для высококачественнойочистки пищевых продуктов от магнитных примесей.
4. Просыпные или жидкостные магнитные сепараторы
Просыпные или жидкостные магнитные сепараторы по способуполучения магнитного поля бывают только на постоянных магнитах ферритовых илиредкоземельных. По внешнему виду она представляет собой конструкцию из труб илипластин, внутри которых собрана магнитная система. Сепараторы представляютсобой магнитоактивную систему, сквозь которую просыпается или проливается потокпищевого продукта. Данный тип сепараторов отличает следующие достоинства:
Пищевой продукт, проходящий сквозь просыпной сепаратор — разрыхляется.Увеличивается эффективная площадь контакта между пищевым продуктом исепаратором, что позволяет эффективно извлекать магнитные примеси из всегообъема, проходящего материала.
Усиленная высоко градиентная магнитная система сепараторапозволяет надежно улавливать и удерживать частицы магнитных примесей.
Конструкция сепаратора в виде системы магнитоактивных трубне позволяет потоку пищевого продукта сбивать уловленные частицы. Частицы,уловленные поверхностью магнитоактивной трубы внутри которой размещенаусиленная высоко градиентная магнитная система, под механическим воздействиемпотока пищевого продукта по поверхности трубы перемещается в ее нижнюю часть,где надежно удерживаются. При этом верхняя часть трубы защищает удерживаемыемагнитные примеси от сбивания их потоком пищевого продукта.
Таким образом, просыпные или жидкостные магнитные сепараторыэффективны как для защиты технологического оборудования, так и длявысококачественной очистки пищевых продуктов от магнитных примесей.
Барабанные магнитные сепараторы.
Барабанные магнитные сепараторы по способу получениямагнитного поля могут быть всех 6-ти выше приведенных типов (электромагнитные ина всех пяти типах постоянных магнитов). Эти сепараторы представляют собойпоследний (приводной) валок транспортера с собранной внутри валка магнитнойсистемой. Поступая на окончание транспортера, пищевой продукт с магнитными примесямипадает с транспортера. Захваченные магнитной системой магнитные примеси — притягиваютсяк транспортерной ленте, а пищевой продукт попадает на другой транспортер либо вемкость. Захваченная магнитная примесь перемещается вниз валка транспортера, гдессыпается под своим весом в бункер приема магнитных примесей. В виду того, чторасстояние от магнитной системы до верха проходящего потока пищевого продуктазначительное, данный тип сепаратора не представляется возможным изготовитьвысоко градиентным. Поэтому данный тип сепаратора отличает, высокоедальнодействие и низкий градиент магнитного поля. Основная область применениябарабанного сепаратора удаление крупных магнитных примесей и случайно попавшихметаллических предметов (болты, гайки и т.д.) при больших объемах проходящегопищевого продукта. Достоинство данного сепаратора то, что он является самоочистным.
Таким образом, магнитные сепараторы барабанного типаэффективны для защиты технологического оборудования и не предназначены длявысококачественной очистки пищевых продуктов от магнитных примесей.
5. Валковые магнитные сепараторы
Валковые магнитные сепараторы по способу получениямагнитного поля бывают только на постоянных магнитах типа ферритовых илиредкоземельных. Сепараторы представляют собой отдельный модуль, состоящий извращающейся тонкостенной трубы, внутри которой собрана неподвижная высокоградиентная магнитная система, Модуль имеет системы подготовки материала кподаче, а также системы съема материала после разделения. Основное преимуществоданного сепаратора — возможность глубокой очистки сепарируемых материалов. Вданном типе сепараторов реализуется следующие достоинства:
Высокая эффективность очистки, недостижимая на навесных ибарабанных сепараторах.
Система само очистки невозможная на просыпных сепараторах.
Определяющим недостатком и ограничением в применении данноготипа сепараторов является его высокая цена.
Таким образом, валковые магнитные сепараторы эффективны какдля защиты технологического оборудования, так и для высококачественной очисткипищевых продуктов от магнитных примесей./>Задача 1
Определить общее количество теплоты, которая отдаетсянаружными поверхностями вертикально расположенного аппарата в окружающую средуза 1 час.
Форма аппарата — цилиндр
Геометрические размеры аппарата
Диаметр — 350 мм
Высота — 1050 мм
Температура наружных поверхностей
Вертикальные — 40
Горизонтальные — 45
Температура окружающей среды равна: 20 С
Степень черноты полного нормального излучения поверхности =0,92
Решение:
Количество теплоты, передаваемой от горячего теплоносителя,прямо пропорционально площади теплопередающей поверхности F, действующейсредней разности температур Δt, продолжительности процесса τ икоэффициенту теплоотдачи />:
/>
Коэффициент теплоотдачи />показывает, какое количествотеплоты передаётся от горячего теплоносителя к холодному через 1 м2поверхности при средней разности температур в 1 градус за 1 с:
/>/>
Коэффициент теплоотдачи зависит от: скорости жидкости />, её плотности />и вязкости />, т.е. переменныхопределяющих режим течения жидкости, тепловых свойств жидкости (удельнойтеплоёмкости ср, теплопроводности />), а также коэффициента объёмногорасширения />,геометрических параметров — формы и определяющих размеров стенки (для труб — ихдиаметр d и длина L), а также шероховатости />стенки.
/>
Вследствие сложной зависимости коэффициента теплоотдачи />отбольшого числа факторов невозможно получить расчётное уравнение для />,пригодное для всех случаев теплоотдачи, поэтому для расчётов используютобобщённые (критериальные) уравнения для типовых случаев теплоотдачи.
Для определения коэффициента теплоотдачи />необходимо знатьтемпературный градиент жидкости у стенки, т.е. распределение температур в жидкости.Исходной зависимостью для обобщения опытных данных по теплоотдаче являетсяобщий закон распределения температур в жидкости, выражаемый дифференциальнымуравнением конвективного теплообмена, которое носит название уравнениеФурье-Кирхгофа:
/>
где />, />
где /> - теплопроводность, с — теплоёмкость, /> - плотность.
Принимаем материал теплообменного аппарата — сталь
Из справочников находим:
Удельная теплоемкость стали равна 460 Дж/кг К
Теплопроводность стали равна 46 Вт/ (мК)
Плотность стали равна: 7,8*103 кг /м3
а = 46/460*7,8*103 = 0,0128*10-3
Тогда количество тепла, отдаваемое в окружающую средугоризонтальными поверхностями равно:
Q1= 0,0128*10-3* 2* S1* (45-20) * 3600 * 0.92 = 815.3*10-3Дж
где S1 -площадькруга (горизонтальных поверхностей)
S1 = 3,14*0,35*0,35/4 =0,096
Количество тепла, отдаваемое в окружающую средувертикальными поверхностями равно:
Q2= 0,0128*10-3* S* (40-20) * 3600 * 0.92 = 997.6*10-3Дж
Площадь поверхности цилиндра (вертикальных поверхностей)
/>
где R — радиус основания цилиндра, H — его высота.
S = 2*3.14*0.35/2*1.05 = 1.153
Общее количество теплоты равно:
Q1 + Q2= 815.3*10-3 + 997.6*10-3 = 1192.610-3 Дж/>Задание 2
Определить коэффициент диффузии заданной система аммиак-вода.Температура среды равна 90 С, давление среды равно 105
Коэффициент диффузии найдем поформуле:
D = 1/3 u * l
Где u — их средняя арифметическая скорость; l — средняя длина свободного пробега молекул
Среднюю длину свободного пробега молекул найдем по формуле:
l = 1/√2πd2n
где n — концентрация молекул аммиака
u = √8RT/πM
M=×17*10-3кг/моль — молярная масса NH3; R =8,31 Дж/ (моль×К) — универсальная газовая постоянная.
Концентрацию молекул можно найти по формуле
P=nkT,
где k =1,38×10-23Дж/K — постоянная Больцмана.
n = P/kT = 105/1.38*10-23/363 = 199.62*1023
Вычислим среднюю арифметическую скорость
u " √8RT/πM = √8*8,31*363/3,14*17*10-3 = 2,91*103м/с
Найдем среднюю длину свободного пробега молекул
l = 1/√2πd2n = 1/√2*3,14* 199.62*1023* (5*10-10)2
Диаметр молекул аммиака равен 3-10-10 м,принимаем равным 5*10-10 м
Тогда D = 1/√2*3,14* 199.62*1023* (5*10-10)2 = 4,51*10-8 м2/с
Список использованной литературы
1. Алексеев Е.Л., Пахомов В.Ф. Моделирование и оптимизация технологическихпроцессов в пищевой промышленности. М.: ВО «Агропромиздат», 1987 г.,272 с.
2. Брык М.Г., Голубев В.Н., Чагаровский А.П. Мембранная технология впищевой промышленности. Киев.: Урожай, 1991 г., 222 с.
3. Гинзбург А.С. Инфракрасная техника в пищевой промышленности. М.: Пищеваяпромышленность, 1966 г., 407 с.
4. Гортинский В.В., Демский А.Б., Борискин М.А. Процессы сепарирования на зерноперерабатывающихпредприятиях. М.: Колос, 1973 г.
5. Кавецкий Г.Д., Королев А.В. Процессы и аппараты пищевых производств. М.:ВО «Агропромиздат», 1991 г., 432 с.
6. Липатов Н.Н. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Экономика,1987 г., 272 с.
7. Машины и аппараты пищевых производств. В 2 книжках. Под ред.В.А. Панфилова.М.: Высшая школа, 2001 г., 680 с.
8. Панфилов В.А., Ураков О.А. Технологические линии пищевых производств. М.:Пищевая промышленность, 1996 г.
9. Рогов И.А., Горбатов А.В. Физические методы обработки пищевых продуктов.М.: Пищевая промышленность, 1974 г., 583 с.
10. Стабников В.Н., Лысянский В.М., Попов В.Д. Процессы и аппараты пищевыхпроизводств. М.: Агропромиздат, 2005 г., 510 с.
11. Сурков В.Д., Липатов Н.Н., Золотин Ю.П. Технологическое оборудованиепредприятий молочной промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1983 г., 431 с.
12. Элмати Э., Эрдели Л., Шарой Т. Быстрое замораживание пищевых продуктов. М.:Легкая и пищевая промышленность, 20011 г., 480 с.