Файл: Михелев, А. А. Печи хлебопекарного и кондитерского производств. (Устройство и эксплуатация).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 103
Скачиваний: 3
тепла с уходящими газами q2. Последняя величина определяет изме нение расхода топлива, не связанное непосредственно с нагрузкой печи. Таким образом, задача определения экономической нагрузки печи сводится, главным образом, к установлению точной либо при ближенной зависимости
tyx = tyx(G). |
(29) |
В печах с рециркуляцией продуктов сгорания — наиболее рас пространенном типе тоннельных печей — с повышением нагрузки температура tyx увеличивается, с понижением — уменьшается [23].
Увеличение температуры уходящих газов с ростом производитель ности печи объясняется тем, что при повышении величины G требу ется соответствующее изменение теплового потока в рабочую ка меру печи. Это изменение происходит в результате увеличения рас хода топлива и повышения начальной температуры греющих газов. При этом рост суммарной энтальпии газов опережает увеличение теплоотдачи от них, что и приводит к росту температуры уходящих
газов |
ty%. |
|
|
|
|
Расход топлива при произвольной нагрузке печи можно пред |
|||||
ставить так: |
о?о G 4- 20, |
|
|
||
|
|
|
|
||
|
В = Tip1! , у ~ /---- |
кг (л3)/!£ (се/с)> |
(3°) |
||
|
|
^Сух*ух |
|
|
|
где |
qu2 — расход тепла |
на выпечку и перегрев пара в рабочей |
|||
|
камере, ккал/кг\ |
|
потери |
||
|
2Q,- — потери тепла |
в рабочей камере (включая |
|||
|
тепла на нагрев вентиляционного воздуха, конвей |
||||
|
ера и потери в окружающую среду через огражде |
||||
|
ния печи), ккал1ч; |
|
|
||
Рсу^ух — энтальпия уходящих газов, ккал/м3(кг). |
|
||||
Разделив выражение (30) на G, |
получим соотношение для опреде |
||||
ления величины Ь: |
|
|
|
|
|
|
|
В_ |
|
£ Qi |
|
|
Ь |
|
G |
(31) |
|
|
G |
|
ух^ух |
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Из соотношения (31) видно, что удельный расход топлива явля
ется функцией двух аргументов |
|
|
|
|
(32) |
так как /у* изменяется вместе |
с нагрузкой. Для |
произвольной |
зависимости |
— / (G) |
(33) |
t y x |
40
выражение (31) примет вид
Щ
G (34>
Q P - V C y J ( G )
С целью определения входящих в выражение (34) величин, а также функции (33) для тоннельных хлебопекарных печей с рецирку ляцией продуктов сгорания было проведено исследование работы при переменных режимах печи БН-50, получившей наибольшее распро странение среди хлебопекарных печей такого типа (так как различные типы тоннельных хлебопекарных печей с рециркуляцией продуктов сгорания близки между собой по некоторым параметрам, то полу ченные результаты могут быть распространены и на некоторые ана логичные типы печей). Испытания проводились при выпечке подового хлеба массой 1 кг из муки II сорта во всем практически целесообраз
ном для этой печи диапазоне изменения производительности, |
G = |
|||
= 1090—1490 |
кг/ч, или |
в |
процентах G = 100,0— 136,7, |
если |
за 100% принята нагрузка G = |
1090 кг!ч. В топках печей сжигался |
|||
природный газ с низшей |
теплотой сгорания сухого газа, равно» |
|||
Qh = 8500 ккал/м3. |
характеризующие работу исследованной, |
|||
Основные |
параметры, |
|||
печи БН-50, приведены ниже.
|
Параметры работы печи БН-50 |
|
||
|
Показатель |
Значение |
||
Длительность выпечки т вып, |
м и н ..................................... |
39 |
||
Средний |
упек, отнесенный |
к |
массе горячего |
хлеба, |
W„cn, % .................................................................................. |
|
|
8,7 |
|
Расход |
насыщенного пара |
с |
абсолютным давлением |
|
1,1 ата Gn, кг/m ..................................................................... |
|
|
170 |
|
Максимальная температура среды пекарной камеры tc, °С |
270 |
||||||
Среднее |
влагосодержание среды |
пекарной камеры X, |
|
||||
кг/кг ............................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
0,5 |
Температура подогрева сетки Д7сет, град ......................... |
100 |
||||||
Усредненная |
по |
поверхности |
температура обшивки |
30 |
|||
печи W |
°С |
.............................................................. |
|
|
|
|
|
Средний коэффициент расхода воздуха: |
1,2 |
||||||
на выходе из топок :а т ..................................................... |
обогрева аУм |
||||||
л |
л |
л |
I контура |
3,5 |
|||
» |
л |
л |
II |
л |
л |
а ................. |
4 |
Приведенные параметры практически сохраняли свои значения' в исследованном диапазоне нагрузок печи.
Некоторые параметры работы исследованной печи, которые и з-' менялись вместе с изменением ее нагрузок, приведены в табл. 3..
41
Зти параметры приведены для обоих контуров обогрева печи БН-50 и характеризуют динамику ее работы в условиях изменяющихся
■нагрузок. |
3 |
приведены параметры только для четырех характер |
||||||||||
В табл. |
||||||||||||
ных режимов |
(в действительности таких режимов было исследова- |
|||||||||||
Динамика работы печи БН-50 |
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Контур обогрева |
|
|
|
|
|
|
Параметр |
|
I |
II |
I |
И |
I |
11 |
1 |
II |
|
|
|
|
|
|
||||||||
■Нагрузка G, % (кг/ч) |
100 |
(1090) |
117 |
(1275) |
132,2(1440) |
136,7 (1490) |
||||||
Расход |
топлива В, м3/ч |
32,3 |
36,1 |
39,6 |
41,9 |
|||||||
Температура рабочих га |
530 |
|
552 |
420 |
580 |
|
595 |
|
||||
зов /р, °С |
|
|
400 |
430 |
435 |
|||||||
Температура уходящих |
325 |
165 |
340 |
170 |
350 |
175 |
360 |
180 |
||||
•газов )уХ, °С |
|
|
||||||||||
Коэффициент расхода воз |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
духа |
в |
рабочих |
газах |
2,9 |
3,15 |
2,86 |
3,1 |
2,82 |
3,09 |
2,8 |
3,08 |
|
<Хр |
|
|
рецирку |
|||||||||
Коэффициент |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ляции г |
рециркулирую |
2,74 |
2,28 |
2,59 |
2,1 |
2,36 |
2,07 |
2,28 |
2,05 |
|||
Объем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
щих |
газов |
Крц, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м3/м3 топлива |
|
94 |
89 |
89 |
82 |
81 |
81 |
78 |
80 |
|||
Потери тепла с уходя |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
щими газами q„, % |
42,8 |
24,4 |
44,9 |
25,1 |
46,2 |
25,8 |
47,7 |
26,6 |
||||
Теплоотдача продуктов |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
сгорания Д/, |
ккал/м3 |
4860 |
6440 |
4700 |
6380 |
4580 |
6320 |
4460 |
6250 |
|||
но значительно больше [23]), лежащих на границах и в середине исследованного диапазона производительностей и при экономиче ской (см. ниже) нагрузке. Расчетные параметры определялись сле дующим образом.
Коэффициент рециркуляции г — из баланса воздуха и энталь пий в камере смешения:
|
г |
ctp — а т |
ш |
(35) |
|
« у х - « Р |
’ |
||
|
|
|
||
|
Г |
/р /уХ |
|
(36) |
|
|
|
|
|
■где / у* — энтальпия |
уходящих газов, |
ккал/м3-, |
|
|
/ р — энтальпия |
рабочих газов, |
ккал/м3. |
|
|
42
Объем рециркулирующих газов определялся из соотношения
УРц = г [V? + (аух - 1) V0] м3/м3, |
(37) |
|
где У? — теоретический |
объем продуктов сгорания, получаемый |
|
от сжигания единицы топлива при коэффициенте расхода |
||
воздуха в топке, равном единице, м3/м3\ |
единицы |
|
У0 — объем воздуха, |
необходимый для сгорания |
|
топлива при коэффициенте расхода воздуха в топке, равном единице (теоретически необходимый для сгора ния объем воздуха), м31м3.
Потеря тепла с уходящими газами: |
|
q2= — т г 2— • 100%, |
(38) |
где Усух — теплоемкость уходящих газов на 1 м3топлива, ккал/м3-°С. Теплоотдача продуктов сгорания в рабочую камеру с учетом потерь тепла в окружающую среду через ограждения печи опреде лялась как разность между теплотой сгорания топлива и энталь
пией уходящих газов
Д/ = С 5 -/ ух , |
(39) |
либо как произведение |
|
Л/ = (г -f- 1) (/р — Iух). |
(40) |
В результате анализа характера изменения температуры ухо дящих газов и потерь тепла с ними при изменении нагрузки печи установлено [23], что для обоих контуров обогрева зависимости
(33) и
<7. = ПО ) |
(41) |
оказались линейными. При этом средняя температура уходящих из печи газов с учетом производительности горелки в каждом контуре обогрева (в опытах, в среднем, при любых нагрузках в топке первого контура обогрева печи сгорало примерно 30%, а в топке второго контура — примерно 70% от общего расхода топлива на печь) хорошо аппроксимируется следующей расчетной линейной зависи мостью
tyx = 156 + 0,05170. |
(42) |
В работе [23] показано, почему зависимость (33) оказалась линейной.
На основании экспериментальных данных были рассчитаны составляющие теплового баланса печи. Результаты вычислений приведены ниже. Приведенная величина потерь тепла на нагрев
43
вентиляционного воздуха в исследованном диапазоне определялась при средней нагрузке печи G = 118,3%.
|
|
Составляющие теплового баланса печи БН - 50 |
|||
|
|
Показатель |
|
|
Величина |
Расход тепла на выпечку, ^"•к, к к а л /к г ......................... |
|
107 |
|||
Расход тепла на перегрев пара q™'K, |
кка л /кг................ |
13,3 |
|||
Суммарный расход тепла на выпечку |
и перегрев |
пара |
|||
i?™, к к а л /к г ......................................................................... |
|
|
|
120,3 |
|
Расход тепла на нагрев вентиляционного |
воздуха |
Q 3, |
|||
ккал/ч |
|
|
|
40 500 |
|
Расход тепла ................на нагрев конвейера Qv ккал!ч |
7 550 |
||||
Потери тепла в окружающую среду |
через |
ограждения |
|||
печи |
Q5, ..................................................................... |
|
|
|
12 000 |
Q3 + |
Qj + ................................................. |
кка л !ч |
|
|
60 050 |
Используя приведенные данные и соотношение (42), из форму лы (34) получаем в явном виде зависимость удельного расхода топ лива от нагрузки печи:
|
120,3 _|_ ^0050 |
|
||
Ь = |
8500 — Усух (156 + 0,0517G) ’ |
|
||
где 8500 — низшая теплота сгорания сухого газа, ккал/м3\ |
||||
Ксух = О.ЗКсух, + |
0,7VcyXt (при определении теплоемкости ухо |
|||
дящих газов производили такое же усреднение, как и |
||||
при выводе соотношения |
(42). |
Индексы 1 и 2 |
означают, |
|
что величины относятся |
к I |
и II контурам |
обогрева). |
|
По формуле (43) были произведены вычисления, по которым по строена расчетная зависимость Ъ = /у (G), приведенная на рис. 5. При расчетах теплоемкость уходящих газов принималась средней
(су* = 0,33 ккал/м3 |
• °С). Объем уходящих газов в каждом контуре |
||
обогрева определялся из соотношения |
|
||
|
Fyx = ^ |
+ ( a y x - l) P . |
(44) |
Экстремальный |
характер |
расчетной зависимости |
b = /у (G) |
объясняется тем, что с ростом G существенное влияние вначале оказывает уменьшение второго слагаемого в числителе выражения (43), которое и приводит к уменьшению Ъ. Затем, начиная с G = G3K, уменьшение знаменателя вследствие увеличения вычитаемого (увеличения температуры уходящих газов tyx) оказывается решаю
щим |
и приводит к росту величины Ь. При |
некоторой нагрузке |
G = |
G3Kфункция b = /х (G) имеет экстремум |
— минимум. |
44