Табақшалы мұнараның жұмыс істеу принципін сипаттаңыз.
1. Тақырыбы 14: Кептіру.
2. Мақсаты: Студенттерді кептіру процесінің теориялық негіздерімен таныстыру.
3. ДӘРІС ТЕЗИСТЕРІ: Жылулық кептіру әдістері. Теңдік ылғалдылық және ылғалдың материалмен байланысы. Ылғал ауа қасиеттері. I – x диаграмманы тұрғызу.
Кептірудің материалдық және жылулық баланстары. Кептіру процестерін ылғал ауа диаграммасында бейнелеу.
Кептіру процесінің кинетикасы.
Ылғалды қатты материалдан жылулық өңдеу арқылы буландыруды және оны аластауды кептіру деп атайды. Бұл процесте ылғал қатты фазадан газ немесе бу фазаға өтеді. Кептірілетін маериалға жылу беру әдісіне байланысты кептірудің мына түрлерін ажыратады:
Конвективті кептіру – кептіретін материалды кептіру агентімен тікелей жанастыру арқылы кептіру. Кептіру агенті ретінде көбінесе қыздырылған ауа немесе түтін қолданылады.
Жанастыру кептіру – жылу жылутасымалдағыштан ылғал материалға оларды бөліп тұрған қабырға арқылы беріледі.
Диэлектрлік кептіру – ылғал материалды жоғары жиілікті токпен кептіру.
Сублимациялық кептіру – вакуумда мұздату арқылы кептіру.
Кептірудің соңғы үш түрлерін арнайы кептіру деп атайды. Өндірісте көбінесе конвективті кептіру қолданылады.
Конвективті кептіру кезінде кептіру агенті екі функцияларды орындайды: кептіретін материалға жылу береді және одан буланған ылғалды алып кетеді.
Құрғақ ауа мен су буының қоспасын ылғал ауа деп атаймыз. Ол мына негізгі параметрлермен сипатталады: абсолюттік, массалық және салыстырмалы ылғалдылық, энтальпия.
Абсолюттік ылғалдылық – 1 м3 құрғақ ауаның құрамындағы су буы массасы.
Салыстырмалы ылғалдылық (қанығу дәрежесі) - - 1 м3 ылғал ауа құрамындағы су буы массасының сол жағдайда 1 м3 ауада бола алатын су буының ең үлкен массасына қатынасы.
Мұнда - берілген жағдайдағы бу тығыздығы, кг/м3; - қаныққан бу тығыздығы, кг/м3; - берілген жағдайдағы будың үлес қысымы, Па; - қаныққан будың үлес қысымы, Па.
Массалық ылғалдылық – 1 кг құрғақ ауа құрамындағы су буының массасы.
Идеал газдардың күй теңдеуі бойынша:
;
Мұнда МП, МСВ – будың және ауаның молекулалық массалары, кг/моль; R=8314 Дж/(кмоль к) – универсал газ тұрақтысы.
Осы қатынастардан:
(1)
Дальтон заңына сәйкес жалпы қысым ауаның және су буының үлес қысымдарының қосындысына тең.
бұдан
Салыстырмалы ылғалдылықты ескерсек , сондықтан:
(2)
Энтальпия – 1 кг құрғақ ауаның және оның құрамындағы су буының энтальпияларының қосындысына тең.
Дж/кг а.с. возд.
Мұнда ССВ – ауаның жылусыйымдылығы, кДж/(кг К); t – ауа температурасы, 0С; iП – 1 кг будың энтальпиясы:
Сонда ылғал ауа энтальпиясы:
(3)
Мұнда кДж/(кг к) – ауаның жылусыйымдылығы; кДж/(кг к)- будың жылусыйымдылығы; кДж/кг – 00С температурада судың буға айналу жылуы:
кДж/кг.