Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Jak obliczyć zużycie pary lub czas przyrostu temperatury?

Koniect 25 Lut 2013 22:27 3078 13
  • #1 25 Lut 2013 22:27
    Koniect
    Poziom 6  

    Witam,

    jako, że poprzedni mój temat został usunięty, na wstępie zaznaczam, że nie chodzi tu o żadne zadanie domowe czy inne zadania ze szkoły czy uczelni.

    Potrzebuję obliczyć, czy kotłownia parowa która jest już zamontowana będzie w stanie wydolić z mocą dla obsłużenia nowego urządzenia, które ma być do niej podpięte. Będzie to komora do gotowania w parze produktów spożywczych.
    Znam wydajność kotłowni, znam ciepło właściwe produktu, wiem ile energii trzeba dostarczyć by podgrzać mój produkt z temperatury początkowej do zadanej. Mogę sobie bez problemu zrobić bilans ciepły.
    Problem jest następujący. Nie wiem jak dojść do zależności zużycia medium grzewczego do czasu w jakim produkt ma być ogrzany, a jestem naciskany, żeby dać odpowiedź, czy kotłownia wydoli by ogrzać produkt w konkretnym czasie!

    Ze w ogole wydoli, to jestem spokojny, ilość ciepła potrzebnego do ogrzania produktu jest dużo mniejsza od ilości ciepła które wytwarza kotłownia(na godzine), ale w momencie gdy mam znacznie przyspieszyć ogrzanie produktu będzie dużo strat, ponieważ produkt ogrzewany jest parą wpuszczaną do komory w której się znajduje.
    Gdy będę chciał przyspieszyc, musze stale dopuszczac swieza pare o wyzszej temperaturze a nadmiar pary wypuszczac na zewnatrz.
    Doswiadczalne zabawy odpadaja, najpierw musze dac odpowiedz, czy urzadzenie sie sprawdzi :/

    Bede wdzieczny za kazda podpowiedz!

  • #2 26 Lut 2013 10:38
    andseg
    Poziom 19  

    Zagadnienie ciekawe, ale nie bardzo widzę szanse teoretycznego rozwiązania takiego zadania. Bilans cieplny to jedna sprawa, ale tu potrzebny byłby parametr typu - jak szybko kawałek kiełbasy o masie q i temp t1 ogrzeje się do temp t2 w otoczeniu pary o temp t3. Myślę, że bez próby, doświadczenia gdzieś "na boku" tego nie da się określić.

  • #3 26 Lut 2013 10:46
    Koniect
    Poziom 6  

    Mało tego, trzeba wziąć pod uwagę, że temperatura pary nie będzie stała, tylko będzie powoli spadać, oddając ciepło na urządzenie, produkt, będzie się wykraplać.
    Też nie widzę możliwości obliczenia tego, ale zawsze jest nadzieja, że znajdzie się jakiś fachowiec, który coś podpowie! :)

  • #4 26 Lut 2013 10:59
    andseg
    Poziom 19  

    Kiedyś istniały biura projektów przemysłu spożywczego - tam projektanci musieli zmagać się z podobnymi problemami. Na pewno mieli do dyspozycji jakieś pomoce, tabele, opracowania empiryczne z których korzystali projektując chociażby takie komory, jak omawiana w Twoim liście. Myślę ze warto było by poszukać w tym kierunku.

  • #5 26 Lut 2013 13:16
    stasziel
    Poziom 2  

    Koniect napisał:
    Gdy będę chciał przyspieszyc, musze stale dopuszczac swieza pare o wyzszej temperaturze a nadmiar pary wypuszczac na zewnatrz.


    Bardzo "ciekawe" rzeczy tu piszesz. Najwięcej ciepła wydziela się przy skropleniu pary, a Ty nieskroploną parę wypuszczasz na zewnątrz.
    Radzę Ci dowiedzieć się czegoś o entalpii pary, przemianach izobarycznych i izochorycznych pary, poznać wykresy I-S i wtedy zobaczysz, że jest to wszystko bardzo proste. Na razie nie mam czasu jaśniej tego opisać.

  • #6 26 Lut 2013 14:25
    saskia
    Poziom 38  

    Do wypowiedzi kolegi stasziel, dodal bym jeszcze ze aby zwiekszyc wydajnosc kotla nalezalo by odzyskiwac cieplo pozostale po ogrzaniu produktu, a mianowicie ogrzewac wode ktora zasila kociol, lub nawet zawracac goraca po skropleniu wode, aby kociol nie tracil ciepla na ogrzewanie zimnej wody.

  • #7 26 Lut 2013 15:25
    Koniect
    Poziom 6  

    Problem jest taki, że jest narzucony czas na ogrzanie produktu, żeby się nie zniszczył, jest to 6 do 10 minut. Azjatycka firma do produkcji tego używa komór do których wpuszcza żywą parę o temperaturze około 112 stopni. Rozumiem, że wypuszczanie pary przed oddaniem całego ciepła generuje straty, że najwięcej ciepła para oddaje przy skraplaniu, ale jest to proces długotrwały, a ja potrzebuje go przyspieszyć. W tym celu chcę wtłaczać duże ilości do komory, przy otwartym wylocie, żeby nie tworzyło się ciśnienie, wówczas część pary się skropli a część ucieknie.

    Jeśli wychodzi mi z wyliczeń, że potrzebuję około 30 kg pary na ogrzanie produktu w godzinę (operuję energią w J, więc rozumiem, ze wychodzi mi ilość w godzinę), to jeśli potrzebuję skrócić czas do 6 minut to muszę to wymnożyć razy 10 i dostarczyć w 6 minut 300 kg pary? Czy moje założenia i rozumowanie jest słuszne?

  • #8 26 Lut 2013 19:52
    stasziel
    Poziom 2  

    Pomijając straty - czy podasz 30kg pary w ciągu godziny, czy w ciągu 6 minut, to dostarczysz tyle samo ciepła, które powinno Ci wystarczyć do ogrzania produktu. Szybkość odbioru ciepła nie zależy (t.zn. zależy w b. małym stopniu) od szybkości przepływu pary, tylko od zdolności przejmowania tego ciepła przez materiał. Korzystne jest stosowanie w tym przypadku pary nasyconej, która skrapla się praktycznie natychmiast. W praktyce powinno to wyglądać tak, że otwierasz zawór parowy i regulując nim ciśnienie w reaktorze czekasz aż materiał osiągnie zakładaną temperaturę. Trzeba tylko odprowadzać kondensat, a wypuszczanie pary na zewnątrz nie tylko nie przyśpieszy ogrzewania a stanie się źródłem całkowicie niepotrzebnych strat.

    Pozdrawiam

  • #9 27 Lut 2013 09:19
    Koniect
    Poziom 6  

    Rozumiem. Tylko, że szybciej zagrzeje się produkt przy większej różnicy temperatur pomiędzy nim a ogrzewającą go parą, stąd pomysł, żeby dopuszczać więcej gorącej pary i nie czekać aż do wykroplenia, żeby ta różnica temperatur pary i produktu była stale jak największa.

  • #10 27 Lut 2013 11:11
    saskia
    Poziom 38  

    W takim razie uzyj pary przegrzanej, np do 150, lub nawet 300 stopni.
    Prawdopodobnie wlasnie o to chodzi, aby produkt podczas ogrzewania nie nasiakal woda, bo to go zniszczy. Podobnie jest przy zamrazaniu, uzywa sie ciekego azotu, aby szybko zmrozic, bez sopli lodu na produkcie.
    Ale zamiast wypuszczac pare na zewnatrz, podgrzewaj nia wode.

  • #11 27 Lut 2013 14:16
    Koniect
    Poziom 6  

    No tutaj sie pojawia sprawa bezpieczeństwa, nie mogę użyć pary o wyższym ciśnieniu niż 0,5 bar i musi to być para czysta, dopuszczona do spożywki.

  • #12 27 Lut 2013 14:27
    mosfetkiler
    Poziom 21  

    Pewnie chodzi o osiągnięcie założonej temperatury w całej masie produktu (także we wnętrzu). Tutaj niestety główną rolę odgrywać będzie przewodność cieplna produktu oraz jego grubość. Przy stałej temperaturze pary czas potrzebny na osiągnięcie założonej temperatury w całym przekroju też będzie praktycznie stały przy stałych wymiarach produktu. Temperatura i czas sterylizacji (bo pewnie o to chodzi) powinna być podana w założeniach technologicznych - wyznaczyć by ją można mierząc czas potrzebny na ogrzanie (termopara w produkcie).

  • #13 27 Lut 2013 18:05
    Koniect
    Poziom 6  

    No właśnie jest podana temperatura i czas w jakim produkt ma dojść do niej i jak długo ma w niej przebywac i pozostaje tylko pytanie czy kotłownia parowa wydoli z ilością pary dla komory parzelniczej żeby te warunki spełnić.

  • #14 27 Lut 2013 20:46
    stasziel
    Poziom 2  

    Nie wiem czy o to Ci chodzi, ale spróbujmy policzyć:

    Temperatura pary nasyconej o nadciśnieniu 0.5bar = 111. 5°C

    Entalpia parowania w tym ciśnieniu = 2224kJ/kg

    Potrzebujesz 30kg pary * 2224kJ/kg = 66720kJ

    Czas dostarczania pary 6min * 60 = 360sek

    Moc, którą musi dysponować kotłownia: 66720kJ / 360s = 185.33kW

    lub 0.0833kg/sek

    lub 0.3t/godz

    Obliczenie uproszczone, ale błąd nie powinien być znaczący.

    I w kwestii wyjaśnienia. Stosowanie przegrzewania pary o wartość większą niż kilka stopni jest niekorzystne, ponieważ para przegrzana do momentu osiągnięcia temperatury pary nasyconej tworzy film na powierzchni materiału ogrzewanego, utrudniający przepływ ciepła. Proszę też wziąć pod uwagę, że temperatura pary nasyconej jest równa temperaturze wody w punkcie wrzenia (w tym przypadku skraplania) i trudno tu mówić o parze gorącej lub chłodnej. Praktycznie cała ilość ciepła zawarta w parze nasyconej przechodzi do materiału w temperaturze skraplania ( w tym ciśnieniu jest to 111.5°C ). Dochodzą jeszcze niewielkie ilości ciepła ze schłodzenia pary to temperatury nasycenia, oraz kondensat może też oddać część swojego ciepła materiałowi. I jeszcze jeden mit: to co jest widoczne jako białe obłoczki pary nie jest parą. Są to kropelki wody zwieszone w parze. Para sucha jest niewidoczna.
    Uff.. :D
    Pozdrawiam

 Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME