Определите количество пара давлением 0 3 МПа

Суммарное количество теплоты, которое необходимо подвести с водяным паром в установку, рассчитываем по формуле:
Q=Qc+Qм+Qпот,
где Qc-расход теплоты на нагревание сиропа, кДж;
Qм-расход теплоты на нагревание материала оборудования, кДж;
Qпот-тепловые потери в установке, кДж.
Расход теплоты на нагревание сиропа определяем по формуле:
Qc=Gc∙cc∙tк-tн,
где Gc-массовый расход сиропа, кг; Gc=150 кг;
сc-удельная теплоемкость сиропа, кДж/(кг·град); сс=3,65 кДж/(кг·град);
tн,tк-начальная и конечная температуры сиропа, град; tн=220С, tк=750С.
Qc=150∙3,65∙75-22=29017,5 кДж
Расход теплоты на нагревание материала оборудования рассчитываем по формуле:
Qм=Gм∙cм∙tкм-tнм
где Gм-масса оборудования которая складывается из массы чаши и массы рубашки, кг; Gм=100+175=275 кг;
см-удельная теплоемкость материала, кДж/(кг·град); принимаем согласно справочных данных для стали см=0,48 кДж/(кг·град);
tнм,tкм-начальная и конечная температуры стенки оборудования, град; принимаем начальную температуру стенок оборудования равной температуре окружающего воздуха, то есть tнм=240С, конечную температуру – равной температуре водяного пара, подаваемого в рубашку варочного котла, то есть tкм=133,540С (при давлении водяного пара 0,3 МПа).
Qм=275∙0,48∙133,54-24=14459,28 кДж
Тепловые потери в установке рассчитываем по формуле:
Qпот=F∙α0∙tст-tвозд,
где -площадь поверхности теплообмена варочного котла, м2;
α0-коэффициент теплоотдачи для аппаратов, имеющих температуру стенки меньше 1500С.
Поверхность теплообмена варочного котла представим в виде выражения:
F=QK∙∆tcp,
где К-коэффициент теплопередачи от водяного пара к продукту, Вт/(м2·град); К=280 Вт/(м2·град);
∆tcp-средняя разность температур в установке, град.
Водяной пар: 133,54→133,540С
Сироп: 22→750С
Δtб=133,54-22=111,540С
Δtм=133,54-75=58,540С
Δtб/Δtм=111,54/58,54=1,9<2
Δtср=(Δtб+Δtм)/2=(111,54+58,54)/2=850С.
Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием и конвекцией определяем по формуле:
∝0=9,74+0,07∙(tст-tвозд)∙10-3;
∝0=9,74+0,07∙(133,54-24)∙10-3=0,017 Вт/(м2∙град)
С учетом вышеизложенного, получим:
Q=29017,5+14459,28+Q280∙85∙0,017∙133,54-24→Q=43480 кДж
Согласно справочным данным, энтальпия водяного пара при давлении 0,3 МПа составляет iп=2725,5 кДж/кг, конденсата – 561,4 кДж/кг.
Расход пара в установке определяем по формуле:
D=Qiп-iк=434802725,5-561,4=20 кг
Ответ: 20 кг