6.1. Tính nhiệt – hơi
6.1.3. Tính cho nồi nấu chín
6.1.3.1. Lượng nhiệt đun nóng vỏ nồi.
Q1 = G1×C1×(t2 – t1)
G1= F× ×f - Khối lượng vỏ nồi
F = n × ( F1 + F2): Diê ̣n tích bề mă ̣t trao đổi nhiê ̣t của nồi (m2) n: Số nồi F1: Diện tích phần thân trụ F1 = D × mH2O(2)=m2¿13 100= 0,97=85×M×13 100=0,128×M × h1 = 2,098× 3,14 × 10,496 = 69,145 (m2)
Trong đó: Đường kính D = 2,098 (m), chiều cao trụ h1 = 10,496 (m). F2: Diện tích đáy chỏm cầu
F2 = 2× mE= mTB2 1000= 0,719×M 1000=7,19×10 −4×M ×(D2 +4× h22) =2× mE(3)=30 100×mE=30 100×7,19×10 −4×M=2,157×M×10−4 ×( 2,0982 + 4 × 0,3492) = 7,398 (m2) Trong đó: Đường kính D = 2,098 (m), chiều cao đáy và nắp h2 = 0,349 (m). Có 2 nồi nấu chín do đó:
F = 2×(F1 + F2 ) = 2×( 69,145 + 7,398) = 153,085 (m2) = 0,003 m - Bề dày vỏ thép
f = 7850 kg/m2 - Khối lượng riêng của thép [10, tr 8] G1= 153,085 ×0,003×7850 = 3605,149 (kg)
Ở áp suất 3 at thì nhiệt độ hơi đốt là 133oC [9, tr315]
C1- Nhiệt dung riêng của thép ở nhiệt độ 133oC, C3 = 0,112 (kcal/kg.độ) Q1= 3605,149 ×0,12×(133 - 25) = 46722,725 (kcal)
6.1.3.2. Lượng nhiệt nâng dịch nấu từ 94oC – 105oC
Q 2 = G2×C2×(t1 – t2)
G2 - Lượng nguyên liệu nấu trong 1 ngày.
G2 = m3=(m2+X)×(100−1)
100=(0,985×M+X)× 99
100 = 500222 (kg/ngày) C2 - Nhiệt dung riêng của khối nấu
C2 = 4186×(1 - x) = =0,975×M+0,99×X = 3432,52 (J/kg.độ)
x =18% Nồng độ chất hịa tan phần khối lượng Q 2 = G2×C2×(t1 – t2) = 500222×3432,52×(105 - 94)
= 18887226166,809 (J) = 4511998,607 (kcal).
6.1.3.3. Lượng nhiệt để giữ khối nấu ở 105oC
Q3 = F×T3××(tbm - tkk)
- Hệ số cấp nhiệt từ thiết bị ra khơng khí xung quanh = 9,3 + 0,085×tbm (W/m2.độ) [8, tr 41]
tbm - Nhiệt độ bề mặt của thiết bị , tbm = mTB3=
mTB2×(100−1)
100 =
0,719×M×99
100 =0,712×M (oC)
= 9,3 + 0,058×65 = 13,07 (W/m2.độ)
T3 - Thời gian giữ nhiệt 1 ngày. Thời gian nấu chín là 30 phút gồm 5 phút để nâng nhiệt từ 94oC lên 105oC và 25 phút giữ ở 105oC. Vậy thời gian giữ nhiệt trong một ngày là:
T3= 25/30 × 60 × 60 × 24 = 86400× 25/30= 72000 (s)
F: Diê ̣n tích bề mă ̣t trao đổi nhiê ̣t của nồi (m2); F = 153,085 (m2) Q3 = F×T3× ×(tbm - tkk) = 153,085 × 72000×13,07×(65 – 25 )
= 5762359171,572 (J/ngày)= 1376578,875 (Kcal/ngày)
6.1.3.4. Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh
Q4 = F×T4× ×(tbm - tkk) + 20%Q2
F: Diê ̣n tích bề mă ̣t trao đổi nhiê ̣t của nồi (m2); F = 153,085 (m2) tbm = mCK3=mCK2×(100−1)
100 = 0,857×M×99
100 =0,848×M 79(0C)
T4 - Thời gian tổn thất nhiệt trong quá trình giữ nhiệt
T4 = 60×60×24× mH2O(3)=(mH 2 O(2)+X)×(100−1) 100=(0,128×M+X)× 99 100 = 72000 (s) = 9,3 + 0,058×79 = 13,882 (W/m2.độ)
Q4= 153,085 ×72000 ×13,882×(79 - 25)
= 8262482366,235 (J/ ngày) = 1973837,163 (kcal/ ngày)
6.1.3.5. Lượng nhiệt cần bốc hơi nước
Q5= W×r
r = 576,5 (kcal/kg) Ẩn nhiệt hóa hơi của nước ở =0,127×M+0,99×X = 62,5o [7,tr 312]. W - Lượng ẩm bốc hơi. W= k×F×(P-P’×j)×T + k: Hệ số bốc hơi, k = 0,036 + m4=m3×(100−0,5) 100 =(0,975×M+0,99×X)× 99,5 100 , diện tích bốc hơi Chọn đường kính ống thốt hơi bằng 1/50 Sbh = =0,970×M+0,985×X = mCK4=mCK3×(100−0,5) 100 = 0,848×M×99,5 100 =0,844×M = 0,069 (m2) Đường kính ống thốt hơi: Dbh = mTB4=mTB3×(100−0,5) 100 = 0,712×M×99,5 100 =0,708×M mH 2 O(4)=mH 2O(3)¿(100−0,5) 100 =(0,127×M+0,99×X)× 99,5 100 0,088 (m2) Suy ra: F = =0,126×M+0,985×X = 0,006 m2
+ P - Áp suất hơi bão hòa ở 62,5oC, P =174,08 mmHg [7, tr312] + j - Độ ẩm tương đối của khơng khí, j = 80%
+ P’ - Áp suất hơi bão hòa ở nhiệt độ xung quanh, P’=24,55 mmHg + T - Thời gian nấu ở một nồi. T= 24 giờ
W= 0,036×0,006×(174,08 - 24,55×0,8)×24 = 0,801 (kg) Suy ra: Q’ = 0,801 × 576,5 = 461,556 (Kcal)
Vì có 2 nồi nấu chín nên Q5 = 2× Q’ = 2× 461,556 = 923,111 (kcal/ngày). Vậy tổng lượng nhiệt cần dùng cho q trình nấu chín trong 1 ngày là: Qtieuhao= Q1 + Q2 + Q3 +Q4+ Q5
= 46722,725 + 4511998,607 + 1376578,875 + 1973837,163 + 923,111 = 7910060,481 (kcal/ngày).
6.1.3.6. Tính chi phí hơi
Di = mH
2O(N)
(kg) ihn: nhiệt lượng riêng của hơi nước.
t = 133oC thì ihn = 651,6 (kcal/kg) [7, tr313] in: nhiệt lượng riêng của nước
t = 133oC thì in = 133,4 (kcal/kg) [7, tr 313]
D3 = 50
100 = 651,6−133,47910060,481 = 15264,493 (kg/ngày)