06 | 12 | 2016
Учебные материалы
Для преподавателей
Работы студентов
Справочная и техническая литература
Статьи по темам

Теплофизические характеристики сушки материала

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 4.00 (1 Голос)

Теплофизические характеристики материала

Тепловые и технологические расчеты, необходимые для термической обработки овощей и плодов, требуют знания их теплофизических характеристик (плотности, удельной теплоемкости, теплопроводности, коэффициента температуропроводности) в зависимости от сорта, влажности, температуры и других определяющих факторов теплофизические характеристики дают количественную оценку теплофизических свойств продуктов и скорости их нагревания.

Для характеристики тепловых свойств пищевых материалов используют общие законы теплопроводности. Величина теплового потока, возникающего в материале, зависит от температурного градиента и выражается законом Фурье.

(12)

где q – плотность теплового потока, Вт/м; λ – теплопроводность, Вт/(м×К); grad T – температурный градиент, К/м.

Для определения температурного поля в любой точке материала необходимо решить дифференциальное уравнение теплопроводности

(13)

где температурные градиенты в трехмерной системе координат; а – коэффициент температуропроводности, м2/с.

Коэффициент температуропроводности а. Определяет скорость изменения температуры в нестационарных тепловых условиях, когда температурное поле меняется во времени, поэтому в сушильных процессах коэффициент температуропроводности имеет большое значение, являясь коэффициентом диффузии тепла.

(14)

здесь см – удельная теплоемкость материала, Дж/(кг×К); r – плотность материала, кг/м3.

При прочих равных условиях быстрее изменится температура тела, имеющего больший коэффициент температуропроводности.

Удельная теплоемкость см выражается количеством теплоты, которое нужно сообщить единице массы вещества для увеличения его температуры на один градус, измеряется в кДж/(кг×К)

см = (15)

где сс и св – удельная теплоемкость сухих веществ материала и воды, св=4,1868 кДж/(кг×К).

Теплоемкость характеризует интенсивность изменения температуры тела при его нагревании (охлаждении ).

Удельная теплоемкость сухих веществ картофеля, моркови, зеленого горошка, столовой свеклы, яблок, айвы, груш, абрикосов 1,424 кДж/(кг×К); капусты, лука – 1,382 кДж/(кг×К); круп гречневой, пшеничной, рисовой, перловой, кукурузной и гороха – 1,550-1,550 кДж/(кг×К), сухого цельного молока – 1,256 кДж/(кг. К ), трав и сена соответственно 1,348 кДж/(кг) и1,294 кДж/(кг).

Удельная теплоемкость при сушке пищевых материалов уменьшается, с повышением температуры - увеличивается.

Коэффициент теплопроводности λ. Выражается количеством теплоты, проходящей в единицу времени через единицу поверхности при изменении температуры на один градус на единицу длины материала, измеряется в Вт/(м·К).

(16)

где λ коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К); Q – количество передаваемой теплоты, кДж; F – площадь поверхности, м2; τ – время, с; Δt – разность температур, К; l – линейный размер, м.

Коэффициент теплопроводности зависит от структуры, плотности, температуры и влагосодержания материала, характеризует способность тела проводить теплоту. С повышением температуры и влагосодержания материала λ возрастает.

Все три коэффициента : l, а и с - называются теплофизическими характеристиками материала.


Теплофизические характеристики сушки материала - 4.0 out of 5 based on 1 vote

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить