ТЕПЛОМАСООБМІННІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ТЕПЛОМАСООБМІННІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Розглянемо ТФХ, пов’язані з фазовими перетвореннями, що помітно впливають на інтенсивність перенесення теплової енергії.

Теплота фазового перетворення – r, кДж/кг – це здатність речовини виділяти або поглинати деяку кількість теплової енергії без зміни температури під час переходу з одного фазового стану до іншого: затвердіння – плавлення, конденсація – випаровування, десублімація – сублімація. Для чистої рідини можна записати:

q = j∙r                                                         (1)

Тут j, кг/(м²·с) – густина потоку маси, що переходить з однієї фази до іншої на 1 (одному) м² тепломасообмінної поверхні за секунду. Для продуктів, компоненти яких переходять з однієї фази до іншої не одночасно, тобто не при фіксованій температурі, використовують вираз:

q  = j∆h                                                    (2)

Таким чином, ентальпію h почасту теж треба відносити до тепломасообмінних ТФХ.

Поверхневий натяг σ, Н/м – це одиниця сили, що виникає на поверхні рідкої фази, яка контактує із газовою (паровою) фазою. Ця ТФХ є актуальною під час розрахунку α при кипінні на стінці або в об’ємі.

Кут змочування θ, рад., визначає форму бульбашки під час кипіння рідини на твердій поверхні, що в свою чергу впливає на коефіцієнт тепловіддачі за цих умов.

Випарна здатність ε_в, – це здатність продукту випаровувати з поверхні вологу у довкілля порівняно із поверхнею чистої води, за однакових умов:

 e_в = j_пр / j_в                                                   (3)

де: j_пр та  j_в,  кг/(м²с)  – густина потоку пари з поверхні продукту та води.

Інформація про цю ТФХ дозволяє використовувати дані про випаровування з поверхні води для підрахунку масообмінного компоненту з поверхні продукту:

q_мп =   e_в·  q_мв                                                     (4)

де: q_мв = r·j_в, а j_в – густина потоку пари з поверхні води.

Характеристика  ε_в  названа в зарубіжній літературі активністю води в продукті і використовується для визначення терміну його зберігання.

За формулою Дальтона

 j_пр = e_в·b·(p_в – p_п)                                              (5)

де: β  – коефіцієнт масовіддачі (аналог α), (кг·с)/Н;

      р_в та р_п – парціальний тиск водяної пари на поверхні води та у повітрі за межами пристінного шару.

Добуток   e_в·b = k_t   називають транспіраційним коефіцієнтом або відносною швидкістю випаровування (прийнята одиниця мг/(кг·с·МПа ). Для практичних розрахунків корисним є також поняття втрати води з випаровуванням, % (доба · Мбар).

До цієї ж групи ТФХ слід віднести теплоту дихання, Дж/(кг·с), а також співвідношення між теплотою, що виділяється внаслідок окислення компонентів продукту, та теплотою дихання. Для продуктів, що «не дихають» наводять теплоту окислення або енергетичну цінність (Eц), Дж/кг .