где - потери тепла через стенки аппарата в окружающую среду, кДж;
- потери тепла через крышку аппарата в окружающую среду, кДж;
- потери тепла через дно аппарата в окружающую среду, кДж.
Потери тепла в окружающую среду через отдельные элементы поверхности оборудования определяются по формуле:
Qср = ;
где F - площадь поверхности теплообмена (крышка, стенки), м2;
a0 - коэффициент теплоотдачи от поверхности ограждения в окружающую среду, кДж/м20С;
tп - средняя температура поверхности ограждения, 0С;
t0 - температура окружающей среды, 0С;
t - продолжительность периода тепловой обработки в часах.
В процессе отдачи тепла ограждением в окружающую среду имеет место теплоотдача конвекцией и лучеиспусканием, поэтому коэффициент теплоотдачи в данном случае определяется по формуле:
a0 = aк + aл,
где aк - коэффициент теплоотдачи конвекцией, кДж/м2 0С;
Dt - перепад температур между ограждением и воздухом
.
При свободной конвекции в неограниченном пространстве критериальное уравнение имеет вид:
Nu = c (Gr×Pr) n,
Определяющей температурой является полусумма температур рабочего тела (воздуха) и стенки.
По величине определяющей температуры воздуха выбираем по таблице физические параметры воздуха: коэффициент температуропроводности а, коэффициент теплопроводности l, коэффициент кинематической вязкости v, затем находят произведение (Gr×Pr), с и n и численную величину критерия Nu.
По значению критерия Нуссельта определяется коэффициент теплоотдачи конвекцией
,
Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием aл определяется по формуле Стефана-Больцмана:
aл = ,
где Е - степень черноты полного нормального излучения поверхности, для различных материалов (для стали шлифованной Е=0,58)
С0 - коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела, Вт/ (м2×К4);
С0 = 5,67 Вт/ (м2×К4);
tп - средняя температура теплоотдающей поверхности, 0С;
t0 - температура окружающего поверхность воздуха, 0С;
Тп - абсолютная температура поверхности ограждения, К
Тп = tп+273 Т0 - абсолютная температура окружающей среды, 0К
Т0 = t0+273
Нестационарный режим
Для расчета потерь тепла в окружающую среду можно пользоваться формулой:
,
где t¢ - время разогрева жира, час;
- коэффициент теплоотдачи от поверхности ограждения в окружающую среду, кДж/м2час0С;
- средняя температура поверхности ограждения за время разогрева, 0С
,
tК - температура поверхности ограждения к концу разогрева, 0С;
tН - начальная температура поверхности ограждения принимается равной температуре окружающей среды, 0С.
Температуру отдельных поверхностей аппарата к концу разогрева можно принять:
а) для вертикальных поверхностей tк = 60 - 650С;
б) для изолированной крышки жарочного оборудования tк = 700С;
При определении коэффициента теплоотдачи конвекцией определяющая температура для воздуха, окружающего корпус (ограждение) будет равна:
,
Потери через крышку
Размеры крышки 188х188 мм (Fкр = 0,035344 м2)
0,5 (90+20) =550С -
это определяющая температура воздуха вблизи крышки, по ней принимаем следующие величины: