WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Проектуванню системи управління розcтойною шафою у міні-пекарні - Дипломна робота

Проектуванню системи управління розcтойною шафою у міні-пекарні - Дипломна робота

середовища. Воно практично не залежить ні від тиску, ні від температури. Оскільки коефіцієнт температуропровідності а = / (з ),
то Pr = з / ,
де з - теплоємність середовища;
- густина середовища;
- коефіцієнт теплопровідності середовища.
Оскільки ми маємо справу з тепловіддачою в потоці рухомого середовища, то окрім теплової подібності, повинні бути дотримані умови гідромеханічної подібності. Критерії гідромеханічної подібності виділяються з диференціального рівняння руху нестискуваної в'язкої рідини Навье-Стокса. Це те ж число Рейнольдса, а також число Грасгофа:
Gr = g l3 t/ 2,
де g - прискорення вільного падіння;
t - температурний перепад між середовищем і омиваною нею поверхнею;
- функція, що зв'язує зміну густини середовища з температурою.
Число Грасгофа Gr характеризує вільний конвективний рух середовища.
Критерійне рівняння теплопередачі конвекцією будується по типу:
Nu = f ( Re, Gr, Pr )
Тут Nu містить в собі шукану величину і є невизначальним критерієм, тоді як критерії Re, Gr, Pr - визначаючими.
Для газів однакової атомності і, зокрема, для повітря, коли Pr = const, матимемо:
Nu = F ( Re, Gr ).
А при вимушеному турбулентному русі газу, що має місце в розтойній шафі при обтіканні потоком повітря нагрівачів, коли природною конвекцією можна нехтувати, випадає число Грасгофа:
Nu = F ( Re ).
Значення критичної швидкості, при якій відбувається перехід від ламінарного режиму перебігу повітря до турбулентного, відповідне числу Рейнольдса Re = 2200, рівно:
кр = 2200 / d.
При роботі розстойної шафи в сталому режимі в ньому відбуваються постійні коливання температури у встановлених межах. Це пояснюється роботою системи управління. Тобто не тільки при прогріванні, але навіть в сталому режимі коефіцієнти тепловіддачі поверхонь ТЕНів, візків і стінок не є постійними і не підлягають однозначному точному математичному опису.
Ще більшу проблему представляє знаходження коефіцієнта тепловіддачі поверхонь тістових заготовок. Це пов'язано з тим, що під час вступу тістових заготовок в розстойну шафу вони прогріваються значно повільніше, ніж циркулююче в камері шафи пароповітряне середовище. Коли температура заготовок виявляється менша температури точки роси пароповітряного середовища, на їх поверхні конденсується волога, багато разів збільшуючи коефіцієнт тепловіддачі і інтенсифікуючи процес теплопередачі від пароповітряного середовища до поверхні тістових заготовок, внаслідок чого швидкість прогрівання їх поверхні збільшується. Волога, що покриває тістові заготовки, також запобігає їм від затвердіння і від утворення тріщин при збільшенні тістових заготовок. Конденсація вологи припиняється після досягнення поверхнею тістових заготовок температури точки роси (у свою чергу залежної від постійно змінних температури і вологості циркулюючої в камері розстойної шафи повітря). Коефіцієнт тепловіддачі поверхні тістових заготовок при цьому зменшується, що спричиняє за собою зменшення інтенсивності їх прогрівання. Таким чином, строгий математичний опис коефіцієнта тепловіддачі поверхні тістових заготовок не представляється можливим.
2.1.3. Модель підтримки заданої вологості повітря
Відносна вологість повітря в розстойній шафі знаходиться по рівнянню:
возд = п / max,
де max - максимально можлива абсолютна вологістю повітря при даній температурі;
п - дійсна абсолютна вологість ненасиченого повітря, швидкість зміни якої (d п/dt)може бути виражена як:
,
де Vпов - об'єм циркулюючог вологого повітря;
Gвитрат - витрата пари на конденсацію на стінках камери розстойної шафи і на поверхні тістових заготовок;
Gпар - витрата пари на зволоження повітря в камері розстойної шафи:
Gпар = Ртен вл / r,
де r - теплота паротворення води;
Ртен вл - потужність ТЕНів, використовуваних для підігріву і випаровування води, з метою зволоження повітря в розстойній шафі.
У зв'язку з тим, що в процесі розстойки необхідно підтримувати задану вологість, дані ТЕНи включені тільки поки відносна вологість повітря в камері менша заданої. Як тільки відносна вологість повітря перевищує задану межу система управління подає сигнал на відключення ТЕНів зволоження. При цьому Ртен вл = 0. При падінні відносної вологості нижче граничною, система управління подає сигнал на включення ТЕНів зволоження.
При цьому Ртен вл = Ртен вл зад,
де Ртен вл зад - номінальна потужність ТЕНів зволоження.
Максимально можлива абсолютна вологості повітря ( max) залежить від температури циркулюючої в камері шафи повітря, а теплота пароутворення води (r) залежить від температури води. І якщо остання в сталому режимі роботи розстойної шафи практично незмінна, то температура повітря міняється в заданому діапазоні і в сталому режимі роботи розстойної шафи.
А max досить істотно залежить від температури повітря. Тобто навіть в сталому режимі роботи розстойної шафи
max істотно мінятиметься і ці зміни не описуються з великою точністю математично.
Втрати пари на конденсацію (Gвтрат) відбуваються не завжди, а тільки за умови, що внутрішня поверхня стінок камери розстойної шафи або поверхня тістових заготовок мають температуру меншу, ніж температура точки роси (tр) за даних умов.
Конденсацію пари на стінках можна практично запобігти зробивши достатньою теплоізоляцію стінок шафи. Навпаки, конденсація пари на поверхні тістових заготовок є невід'ємною частиною технологічного процесу розстойки тістових заготовок, напряму впливаючої на якість готової продукції, і відбувається в першій половині процесу розстойки, до моменту досягнення поверхнею тістових заготовок температури точки роси. У свою чергу, температура точки роси залежить від вологості і температури повітря в камері розстойної шафи. Таким чином, математичний опис втрат пари на конденсацію не представляється можливим.
Зі всього вищевикладеного стає ясно, що повна математична модель не придатна для написання по ній алгоритму програми і самої програми для ЕОМ з метою моделювання процесів протікаючих в розстойній шафі і вибору параметрів системи управління, задовільняючих заданим вимогам.
2.2. Розробка і ідентифікація спрощеної математичної моделі процесів в розстойній шафі
2.2.1. Прийняті спрощення і допущення
У формулах конвекційної теплопередачі присутні коефіцієнти тепловіддачі . Як було показано раніше, коефіцієнти тепловіддачі залежать від багатьох чинників: від температур поверхні і оточуючого її середовища, швидкості руху останньої, її теплопровідності, в'язкості, густини і теплоємності, від конфігурації і стану поверхні. У зв'язку з неможливістюматематичного опису даних коефіцієнтів, для їх знаходження користуються експериментальними даними, широко використовуючи теорію подібності, що дозволяє до певної міри узагальнити одержані результати.
Але використовувані для знаходження коефіцієнтів тепловіддачі критерійні рівняння містять критерії подібності (Nu, Ре, Re, Pr, Gr), які залежать
Loading...

 
 

Цікаве