Файл: Рогов И.А. Физические методы обработки пищевых продуктов.pdf

210

Расход газа V (Н-м3/ч) определяют следующим образом:

где QjJ — низшая теплотворная способность газа.

Площадь сечения форсунки / (мм2) можно определить по уравнению

______ у„У • IQ3

( I I — 3 2 )

3 6 0 0 р с V 2 g v r {ру — р„)

где (pi— ро) — разность давления газа перед соплом и в окружающей среде;

уг — объемный вес газа при давлении рх; v0— то же, при нормальных условиях; р,с— коэффициент расхода сопла ([ic> 0.9).

ОТРАЖАТЕЛИ

При использовании инфракрасных излучателей, осо­ бенно ламповых, большое внимание следует уделять использованию от­ ражательных устройств, с помощью которых удается значительно повы­ сить эффективность работы излучателей.

Рис. 62. Отражатели:

а — сферические (2<рмаКс<180°); б — параболические (2фмакс= = 180°); в — гиперболические (2фмакс>180°).

Источник излучения устанавливают в главном фокусе отражателя, представляющем собой точку, в которой сходятся все лучи при освеще­ нии отражателя параллельным потоком излучения.

Английская фирма «GEC» рекомендует установку на рефлекторах жа­ люзийных створок. Этими створками молено легко регулировать плотность теплового потока, а следовательно, и интенсивность на различных участках поверхности.

Отражатели бывают различных видов (рис. 62): сферические, пара­ болические, гиперболические, эллиптические и пр. Наиболее распростра­ нены сферические и параболические отражатели [3, 24]. Влияние формы сечения отражателя на плотность теплового потока молено установить из данных, приведенных ниже.

211

В реальном отражателе нельзя получить параллельный поток излу­ чения как вследствие аберрации, так и в результате того, что в реальном источнике, имеющем конечные размеры, каждый элементарный участок излучения создает поток, параллельный оптической оси, а это приводит к образованию расходящего лучистого потока.

Угол расхождения пучка лучен а зависит от линейных размеров ис­ точника. Для цилиндрического источника радиусом г при сферическом

Наибольшее расхождение наблюдается при <р = 0.

Часто угол расхождения выражают через угол рассеивания пучка р:

р = 2а. (II—35)

Для получения наибольшего отражательного эффекта следует мак­ симально точно изготовлять корпус рефлектора, а кроме того, распола­ гать источник излучения строго в фокусе отражателя. Кварцевые лампы и открытые спирали полностью не отвечают этим требованиям при работе

•с рефлекторами. Эти источники обладают значительными геометрически­ ми размерами, что затрудняет образование параллельного пучка, кроме того, размещать источник излучения (спирали) в фокусе отражателя

•очень трудно. При работе нить излучателя нагревается и провисает, что приводит к неравномерному распределению лучистого потока по высоте рефлектора.

На рис. 63 показано семейство кривых, полученных с помощью ра­ диометра, характеризующих изменение относительной энергии излуче­

ния — по высоте рефлектора I при различных расстояниях объекта

Рмакс

нагрева от источника излучения [3]. В качестве источника излучения использована кварцевая лампа. Из графиков следует, что интенсив­ ность лучистого потока наиболее резко изменяется вблизи источника и то мере удаления от него эпюры распределения энергии становятся

212

■все более равномерными. На эпюрах хорошо заметен сдвиг максиму­ ма излучения вниз от оптической оси отражателя, что вызывается ■тепловым провисанием металлической спирали.

Отражатели могут быть металлические и стеклянные. Материал ме­ таллических отражателей должен обладать высоким коэффициентом от-

гРис. 63. График распределения относительной энергии излучения по высо­ те отражателя:

ражения, поэтому очень часто прибегают к различным покрытиям, обес­ печивающим максимальное отражение. Покрытие должно быть однород­ ным и обладать высокой химической стойкостью. В качестве покрытия используют хром, алюминий, серебро, золото. Особенно удобно употреб­ лять алюминий, так как коэффициент отражения для него остается прак­ тически постоянным в широком диапазоне длин волн. В последнее время ■большое распространение получил анодированный алюминий. Очень вы­ сокими отражательными качествами обладают позолоченные рефлекторы.

коэффициенты отражения характеризуют лишь чистую поверхность. Царапины, повреждения и загрязнения рефлектора резко снижают отра­ жательную способность. Для предотвращения механических поврежде­ ний рефлектор можно защитить сеткой с крупной ячеей. Капельки жира и бульона, попавшие на рефлектор, со временем могут уменьшить коэф­ фициент отражения в 2 раза.

213

Стеклянные рефлекторы изготовляют двух типов — с внутренним! и внешним отражающим слоями. У рефлекторов с внутренним отражаю­ щим слоем наблюдаются потери энергии в стекле, кроме того, стекло непропускает волны с длиной более 2,5 мкм, что делает их практически, непригодными в этой области. Рефлекторы с внешним отражающим слоем' можно использовать в любом диапазоне длин волн. Эти рефлекто ры обла­ дают высокой степенью сохранения приданной им формы, но они очень, хрупкие.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИНФРАКРАСНЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ

Создание равномерного теплового потока на по­ верхности продукта гарантирует стабильность технологического' процесса. С этих позиций энергетические характеристики ИКизлучателей имеют первостепенное значение. Одной из основных характеристик источника ИК-излучения является энергетическая освещенность, или плотность лучистого потока, падающего на поверхность изделия. В ИК-областн спектра все основные фор­ мулы фотометрии остаются в силе, если в них заменить фотомет­ рические единицы на энергетические.

Освещенность объекта точечным источником вычисляют па формуле

На практике часто приходится пользоваться такими источ­ никами, размеры которых не малы по сравнению с расстоянием' z. Такие источники не являются точечными и для их расчета использовать соотношение (II—36) нельзя. Вследствие неправиль­ ной формы излучателя зависимость E(z) может иметь весьма сложный вид. Однако можно рассчитать эту зависимость для некоторых простейших случаев (например, для круглых излу­ чателей). Такие зависимости будут больше приближаться к дей­ ствительным, чем зависимость в виде формулы (II—36) [I].

Пусть круглый плоский излучатель помещен на некотором расстоянии от плоского освещаемого объекта, причем плоскости излучателя и объект параллельны (рис. 64, а). Найдем освещен­ ность элементарной площади dS, расположенной против центра излучателя О, причем радиус излучателя R0 будем считать из­ вестным.

Каждый излучатель; можно характеризовать значением яр­ кости В, которая зависит от свойств поверхности излучателя и направления. Для большинства излучателей можно считать

214