Задача 3. Схема для составления теплового баланса:

Схема для составления теплового баланса:

 

 

 

– теплота, выделяемая нагревательным устройством; – теплота, вводимая с исходным продуктом; – теплота, выводимая с готовым продуктом; – потери теплоты; – теплота, выводимая с образовавшимся паром.

 

Тепловой баланс процесса:

 

.

 

Откуда:

 

.

 

Теплоту готового продукта можно представить следующим образом:

 

.

Q_р-ра – теплота исходного раствора при температуре кипения (110⁰С) массой равной ; Q_воды – теплота воды при температуре кипения раствора массой равной количеству испарившейся влаги.

 

Тогда:

 

.

 

– это теплота необходимая для нагрева раствора;

 

– это теплота необходимая для испарения воды из раствора.

 

Следовательно:

 

.

 

Теплота необходимая для нагрева раствора:

 

∙().

– удельная массовая изобарная теплоемкость раствора, – конечная температура раствора, – начальная температура раствора.

Теплота раствора складывается из теплоты растворённых веществ и воды:

, .

 

– масса растворенных веществ, – масса воды в исходном растворе.

 

Табличные величины. Удельная массовая изобарная теплоёмкость воды = 4,19 кДж/(кг ⁰С) – таблица 1 приложений. Удельная массовая изобарная теплоёмкость растворенныхвеществ принять во всех вариантах = 1,5 кДж/(кг ⁰С).

Для исходных данных:

 

кДж,

 

кДж

Следовательно:

 

кДж.

 

Теплота на испарение воды определяется по изменению энтальпии, так как процесс изобарный. Следовательно:

 

.

 

, – энтальпии пара и воды при температуре кипения, , – удельные энтальпии пара и воды при температуре кипения, – масса пара, – удельная теплота парообразования (r = 2230 кДж/кг – таблица 2 приложений).

 

Следовательно:

 

кДж.

 

Полезная теплота процесса . Полезная теплота – это теплота, подведённая к продукту.

 

кДж.

 

Потери теплоты :

 

кДж.

 

Количество теплоты, необходимой для проведения процесса:

 

кДж.

 

Тепловой коэффициент полезного действия пищеварочного котла :