ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

В результате изучения главы 4 студент должен:

знать

  • • теоретические основы технологических процессов различных пищевых производств;
  • • фундаментальные законы переноса теплоты, массы и количества движения;
  • уметь
  • • выбирать и проектировать современные аппараты и машины, в наибольшей степени отвечающие особенностям технологического процесса;
  • • подтверждать инженерными расчетами соответствие аппаратов условиям технологического процесса;
  • владеть
  • • методами расчета стационарных и нестационарных технологических процессов;
  • • теоретическими основами и способами практического осуществления процессов, применяемых в пищевой промышленности.

Основные термины и определения

В технологии производства пищевых продуктов широкое применение нашли нагрев (прием телом теплоты) и охлаждение (отдача телом теплоты). Примеры: подогрев молока перед сепариваванием, выпариванием, а также охлаждение молочных продуктов с целью сохранения их качества. Во всех случаях имеет место перенос теплоты. Процесс переноса теплоты называется теплообменом. Движущей силой теплообмена является разность температур между теплоносителями. Тела, участвующие в теплообмене, называются теплоносителями.

Перенос теплоты осуществляется тремя различными способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением [11—13].

Теплопроводность — это перенос теплоты вследствие беспорядочного перемещения микрочастиц, или колебания атомов в кристаллических решетках, или диффузии свободных электронов. В чистом виде теплопроводность наблюдается в твердых телах.

Конвекция — это перенос теплоты вследствие движения макроскопических объемов газа или жидкости. Конвекция всегда сопровождается теплопроводностью и возможна в жидкостях и газах. Различают естественную и вынужденную конвекцию.

Естественная конвекция осуществляется за счет разности плотностей в различных точках объема жидкости (газа), возникающей вследствие разностей температур в этих точках.

Вынужденная конвекция осуществляется при принудительном движении жидкости (перемешивание мешалкой, перекачивание насосом).

Тепловое излучение — это перенос теплоты в виде электромагнитных волн. Данный вид теплообмена возможен между телами любого агрегатного состояния.

В реальных условиях способы переноса теплоты встречаются, как правило, не в обособленном виде, а осуществляются комбинированным путем.

Особое место занимает теплообмен, сопровождающийся изменением агрегатного состояния теплоносителей. К этому виду теплообмена относятся испарение и конденсация.

Теплоотдача — процесс переноса теплоты от стенки к жидкости (газу) или обратно.

Теплопередача — процесс теплообмена между теплоносителями через разделяющую их стенку.

Тепловой поток Q — количества теплоты, прошедшее через поверхность /за время т, Дж, Вт.

Удельный тепловой поток q — поток теплоты, прошедший в единицу времени через единицу поверхности, Дж/м2, Вт/м2.

Различают установившийся и неустановившийся тепловые потоки. Для установившегося (стационарного) температурного поля температура является функцией только координат:

Для неустановившегося температурного поля температура зависит также и от времени т:

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >