Процессы нагревания и охлаждения. Теплопроводность, теплоотдача, теплопередача.

Нагреванием наз процесс повышения t материалов путем подвода к ним теплоты. Широко распр-ми методами нагрев-я в пищ технологии явл-ся нагревание горяч водой или др жидкими теплоносителями, насыщ водяным паром, топочными газами и эл током. Для этих целей применяют теплообменники различных конструкций. Нагрев-е водой используют для повышения t и пастеризации пищ прод-в при t-х ниже 100 °С.

Др способом нагревания горяч жидкостями является обогрев с помощью обогревательных бань, представляющих собой аппараты с рубашками. Рубашка нагревается топочными газами, с помощью электрообогрева или насыщ водяным паром высокого давления, подаваемым в змеевик.Нагрев-е водяным насыщ паром получило широкое распр-е, что объясняется следующи его достоинствами: большим кол-вом теплоты, выделяющейся при конденсации водян пара (2024..2264 кДж на 1 кг конденсирующегося пара при абсолютных давлениях соотв-но 0,1... 1,0 МПа); высоким коэффициентом теплоотдачи от конденсирующего пара к стенке — порядка 20 000...40 000 кДж/м² )равномерностью обогрева.Нагревание топочными газами, образующимися при сжигании твердого, жидкого или газообразного топлива в специальных печах, используется, например, для обогрева сушилок.Нагревание электрическим током осуществляется в электричес­ких печах сопротивления прямого и косвенного действия.В печах прямого действия тело нагревается при прохождении через него электрического тока.

Нагревание токами высокой частоты осно­вано на том, что при воздействии на диэлектрик переменного элект­рического тока молекулы диэлектрика приходят в колебательное движение, при этом часть энергии затрачивается на преодоление трения между молекулами диэлектрика и превращается в теплоту, нагревая тело.

Охлаждение — процесс понижения температуры материалов путем отвода от них теплоты.

Охлаждение водой осуществляется в теплообменниках, в кото­рых теплоносители разделены стенкой либо обмениваются тепло­той при смешивании. Например, газы охлаждают разбрызгиванием в них воды.

Охлаждение льдом применяют для охлаждения ряда продуктов, например мороженого, до температуры, близкой к нулю.Теплопередача — теплообмен между двумя теплоносителями через разделяющую их твердую стенку.

Теплоноситель — движущаяся среда (газ, пар, жидкость), ис­пользуемая пля пеоеноса теплоты.Теплопроводностью называется процесс переноса тепловой энер­гии от более нагретых участков тела к менее нагретым в резуль­тате теплового движения и взаимодействия микрочастиц. В резуль­тате теплопроводности температура тела выравнивается.

Основной закон теплопроводности, установленный Фурье (1768—1830) и названный его именем, гласит, что количество теп­лоты dQ, переданное теплопроводностью, пропорционально гради­енту температуры dt/dl, времени dt и площади сечения dF, перпен­дикулярного направлению теплового потока:

гдеλ. — коэф теплопроводности среды, Вт/(м-К). Коэффициент теплопроводности веществ зависит от их природы и агрегатного сост-я, t и давления. Теплоотдачей наз процесс теплообмена между поверхностью тела и окруж средой. Интенсивность теплоотдачи характеризуется коэффициентом теплоотдачи, равным отношению плотности теплового потока на поверхности раздела к температурному напору между поверхностью теплообмена и средой (теплоносителем). Основной закон теплоотдачи—закон Ньютона гласит: кол-во теплоты dQ, переданное от поверхности теплообмена к потоку, жидкости (газа) или от потока к поверхности теплообмена, прямо пропорционально площади поверхности теплообмена F, разности температур поверхности t_ст и ядра потока t_f (или наоборот) и продолж-ти процесса dt:

Дата добавления: 2015-11-16