Журнал спостережень

Таблиця 1.

№ досліду	Маса стакану   Gп, кг	Маса стакану з водою Gп+Gв,кг	Маса води в стакані Gв, кг	Почат кова темпе ратура води tв',°С	Трива лість барботу- вання τ,с	Маса стакану з водою після барботу- вання Gп+Gв+G,кг	Тиск пари Р, Мпа	Температура води після барботу вання tв",°C

4.3. Дотримуючись правил техніки безпеки, відкрити кран подавання пари, прогріти всю комунікацію, випускаючи пару деякий час в допоміжну посудину.

4.4. Опустити змійовик в стакан з водою, одночасно запустивши секундомір. При цьому необхідно слідкувати, щоб пухирці пари конденсувались повністю і не досягали поверхні рідини.

4.5. Зняти показання манометра.

4.6. Через 60 сек перекрити кран подавання пари, зважити стакан, виміряти температуру води. Дані занести в журнал спостережень.

4.7. Обчислити витрати вологої насиченої пари по різниці ваги стакана з водою до та після барботування за формулою (2)

4.8. Опрацювати дані досліду відповідно до п.5. Розрахувати абсолютну, середню та квадратичну похибку вимірювань. Дані занести в таблицю 3.

5. Опрацювання результатів визначення витрат та параметрів вологої насиченої пари. Розрахунок загальної похибки

До основних параметрів, які характеризують стан вологої насиченої пари, що подається в пекарну камеру хлібопекарської печі відносяться : температура, тиск, ступінь сухості пари.

Ступінь сухості пари показує яка доля сухої насиченої пари знаходиться в загальній масі вологої насиченої пари, тобто:

X=G" / (G'+G"), (3)

де X – ступінь сухості пари, дол.;

G' - маса рідини в вологій насиченій парі, кг;

G"- маса сухої насиченої пари , кг;

(G'+G") – загальна маса вологої насиченої пари, кг.

Оскільки, ми не можемо визначити абсолютні значення G' та G",тому ступінь сухості пари визначимо із рівняння теплового балансу .

Рівняння теплового балансу матиме такий вигляд:

(GпCп+GвCв)(tв"-tв')=(G'+G")X(i"-i')+(G'+G")(1-X)(i'-i), (5)

де Gп – маса посудини, кг;

Cп – питома теплоємність матеріалу посудини ( для скла Сп = 0,9 кДж/кг К);

Gв – маса води в стакані до барботування, кг;

Cв – питома теплоємність води , (Св=4,187 кДж/кг К);

tв"- температура води після барботування, °С;

tв' – температура води до барботування. °С;

G'+G" – маса сконденсованої в воді вологої насиченої пари, кг;

i" – ентальпія сухої насиченої пари, яка входить в склад вологої насиченої пари (визначається в залежності від тиску Таблиця 4., кДж/кг;

i' – ентальпія води, яка знаходиться в складі вологої насиченої пари (визначається в залежності від тиску Таблиця 1), кДж/кг;

i – ентальпія води після барботування і=Св∙tв", кДж/кг.

Ліва частина рівняння – це тепло, яке прийняла посудина з водою в процесі барботування пари, права – це тепло, яке віддала волога насичена пара зі ступенем сухості Х при конденсації і охолодженні до температури води в стакані. Втратами тепла в навколишнє середовище ми нехтуємо.

З рівняння теплового балансу визначаємо ступінь сухості пари:

Х =( (GпCп+Gв)(tв"-tв')-G(i'-Cвtв")) / (G(i"-2i'+Cвtв")), (6)

де G – маса вологої насиченої пари , яка сконденсувалася в воді при барботуванні, кг.

Після визначення ступеню сухості пари можемо визначити невідомі складові G' і G" :

G"=Х G; (7)

G'= G - G". (8)

Дані опрацювання занести в журнал результатів

Журнал результатів

Таблиця 2.

№ досліду	Ентальпія на лінії насичення	Ентальпія води після барботування i, кДж/кг	Ступінь сухості Х	Маса рідини в парі G',кг	Маса сухої пари G", кг	Витра- та пари Gгод., кг/год
Пари i", кДж/кг	води i', кДж/кг
1. 2. 3.

Визначивши середню арифметичну та квадратичну похибки можемо зробити висновок про точність проведених вимірювань.

При визначенні ступеня сухості пари середнє арифметичне відхилення Хсер. від фактично отриманих при цьому значень Х1 , Х2,..., Хn визначимо із співвідношення:

Хсер. = (Х1 + Х2 + ... + Хn)/ n, (9)

де n – число вимірювань.

Для оцінки розбіжностей між середнім і абсолютним значенням визначимо середню абсолютну арифметичну похибку вимірювання ∆Хсер. за формулою:

∆Хсер=((Хсер.- Х1) + (Хсер.- Х2) + ... + (Хсер.- Х n ))/ n, (10)

та середню квадратичну похибку :

∆Хсер²= + √((Хсер.- Х1)² + (Хсер.- Х2)² + ... + (Хсер.- Х n )²)/ (n-1) (11)

Середнє арифметичне значення ступеня сухості пари, а також середня арифметична і квадратична похибки дозволяють робити висновок про саму величину, яку ми вимірюємо та точність її вимірювання.

За формулами 9, 10,11 розраховуємо абсолютну, середню арифметичну та квадратичну похибку за результатами вимірювань всіх підгруп. Дані заносимо в таблицю.

Таблиця 3.

№ п.п.	Значення ступеня сухості пари,   Х	Абсолютна похибка,   Хсер.	Середня арифметична похибка, ∆Хсер	Середня квадратична похибка, ∆Хсер²
1. 2. 3.

Таблиця 4.

Параметри насиченої пари і води на лінії насичення в залежності від тиску

Темпе- ратура, t,°С	Тиск Р,   МПа	Питомий   об′єм,м³/кг	Густина пари, кг/м³	Єнтальпія, МДж/кг	Схована теплота пароутво- рення,r, МДж/кг
води V′	пари V′′	води t′	пари t′′

90 0,702 0,00104 2,361 0,423 0,377 2,659 2,282

100 1,033 0,00104 1,673 0,598 0,419 2,676 2,257

11О І,46 0,00105 1,210 0,826 0,461 2,691 2,230

120 2,024 0,00106 0,892 1,І2І 0,504 2,707 2,203

130 2,754 0,00107 0,668 1,496 0,546 2,720 2,174

140 3,685 0,00108 0,509 1,966 0,589 2,734 2,145

150 4,854 0,00109 0,393 2,55 0,632 2,746 2,114

160 6,302 0,00110 0,307 3,26 0,675 2,757 2,082

170 8,076 0,00111 0,243 4,12 0,719 2,768 2,049

180 10.22 0,00113 0,І94 5,16 0,763 2,778 2,015

190 12,80 0,00114 0,156 6,39 0,808 2,787 1,979

200 15.86 0,00116 0,127 7,86 0,852 2,793 1,941

210 19,46 0,00117 0,104 9,59 0,898 2,798 1,900

220 23,66 0,00119 0,086 11,62 0,944 2,802 1,858

230 28,53 0,00120 0,071 13,99 0,99 2,803 1,813

240 34,14 0,00123 0,06 16,76 1,037 2,803 1,766

250 40,56 0,00125 0,05 19,98 1,086 2,801 1,715

260 47.87 0,00128 0,042 23,72 1,135 2,796 1, 661

270 56,14 0,00130 0,036 28,09 1,185 2,789 1,604

280 65,46 0,00133 0,03 33,19 1,237 2,780 1,543

290 75,92 0,00137 0,026 39,151,290 2,766 1,476

300 87,61 0,00140 0,022 46,21 1,345 2,749 1,404

310 100,6 0,00І45 0,018 54,58 1,402 2,727 1,325

320 ІІ5,1 0,00150 0,015 64,72 1,462 2,700 1,238

330 131,2 0,00156 0,013 77,10 1,526 2,666 1,140

6. Аналіз отриманих результатів. Висновки та рекомендації

Проаналізувати результати, отримані при виконанні лабораторної роботи: витрати пари, значення параметрів насиченої пари. Зробити висновки про можливість та доцільність використання насиченої вологої пари для гігротермічної обробки тістових заготовок при випіканні.

7. Запитання для самоконтролю

1. Що таке процес гігротермічної обробки тістових заготовок ? На якій стадії процесу випікання вона проводиться і чому ?

2. Як впливає гігротермічна обробка на якісні показники хлібобулочних виробів ?

3. Як впливає гігротермічна обробка на тривалість випікання і величину упікання ? Чому ?

4. Чому необхідно знати витрати пари на зволоження середовища пекарної камери ? Розрахуйте або наведіть довідкові дані витрат теплоти на випікання 1 кг хліба та випаровування 1 кг води. Порівняйте їх значення.

5. Які методи та пристрої застосовують для визначення витрат пари та її параметрів ?

6. Поясніть суть конденсаційного методу визначення витрат пари.

7. Яку пару називають вологою насиченою парою ?

8. Якими параметрами характеризується стан вологої насиченої пари ?

9. Дайте визначення ступеню сухості вологої насиченої пари. Чи залежить температура пари від ступеню сухості ?

10. Яким методом визначаємо витрати пари в лабораторній роботі ?

11. Як відрізняється ентальпія вологої насиченої пари з різними ступенями сухості ?

12. Поясніть суть теплового балансу процесу за рівнянням (5).

13. Розкажіть порядок виконання лабораторної роботи.

14. Чому важливо щоб пухирці пари не досягали поверхні рідини при барботуванні ?

15. Яких правил техніки безпеки необхідно дотримуватись при виконанні лабораторної роботи ?

Список літератури

1. Михелев А.А., Ицкович Н.М., Сигал М.Н., Володарский А.В. Расчет и проектирование печей хлебопекарного и кондитерского производства.- М.: Пищевая промышленность, 1979.- 322 с.

2. Михелев А.А., Володарский А.В. Практикум по курсу «Промышленные печи хлебопекарного и кондитерского производства».- М.: Пищевая промышленность, 1974. – 288 с.

3. Маклюков И.И. Маклюков В.И. Промышленные печи хлебопекарного и кондитерского производства. – М.: Лег. И пищ. пром-сть, 1983.- 272 с.

4. Гинзбург А.С. Теплофизические основи процесса выпечки. М.: Пищепромиздат, 1955.- 474с.

5. Вукалович М.П., Новиков И.И. Техническая термодинамика. М.: Госэнергоиздат, 1963.- 567 с.

6. Голубев Н.А.,Кузнецов И.В., Маклюков И.И. Промышленные испытания хлебопекарных печей. М.: ГосИНТИ, 1968.-68с.