مقاله فرآیندهای حالت ناپایدار و Batch در پخت و نرم کردن با روغن

این مقاله در مورد فرآیندهای حالت ناپایدار و Batch در پخت در کوره و نرم کردن با روغن داغ است و به بررسی انتقال حرارت، مبدل ها، Batchهای تکان داده شده و کنترل دما می پردازد.

مقدمه
فرآیندهای حالت ناپایدار و Batch در صنایع پخت و نرم کردن مواد با روغن، نمونه ای از سیستم های دینامیکی پیچیده هستند که کنترل دقیق دما و زمان در آنها اهمیت ویژه ای دارد. این فرآیندها بر اساس تغییرات زمانی دما، جریان مایع و توزیع حرارت در مواد عمل می کنند و برخلاف فرآیندهای پایدار، پارامترهای آنها با گذر زمان تغییر می کند. در بسیاری از کاربردها، مانند پخت در کوره یا نرم کردن با روغن داغ، درک رفتار حرارتی مواد و واسطه های انتقال حرارت اهمیت بالایی دارد و بهبود راندمان حرارتی و یکنواختی محصول به شدت وابسته به طراحی و بهره برداری صحیح سیستم های Batch است.

Batchهای تکان داده شده، مایعات گرم کننده و سردکننده، کویل ها و مبدل های حرارتی از جمله تجهیزات کلیدی در این فرآیندها هستند. نحوه جریان سیال، موقعیت و پوشش کویل ها، و نوع واسط حرارتی، مستقیماً بر نرخ انتقال حرارت و توزیع دما در ماده اثر می گذارد. استفاده از مبدل های جریان متقابل و تدریجی در تانک ها، امکان تنظیم دقیق دماهای ایزوترمال و غیرایزوترمال را فراهم می کند و موجب افزایش یکنواختی گرمایش یا سرمایش مواد می شود. همچنین، ترکیب روش های خنک کردن و گرم کردن بدون تلاطم، همراه با مبدل های جریان متقابل خارجی، شرایطی را ایجاد می کند که تغییرات دما در کل حجم ماده به صورت کنترل شده و قابل پیش بینی رخ دهد.

علاوه بر مایعات، جامدات و دیوارهای گرم شونده نیز نقش مهمی در کنترل حرارت دارند. دیوارهای با ضخامت نامتناهی یا متناهی، که با سیال گرم شده یا با مقاومت تماسی هدایت حرارت می کنند، الگوهای متنوعی از توزیع دما ایجاد می کنند. روش های تحلیلی مانند روش نیومن، تعیین تصویر و بررسی مقاومت تماسی، امکان پیش بینی دقیق توزیع دما-زمان در مواد را فراهم می آورند. تغییرات دمای متناوب و استفاده از پس سازها (رژنراتورها) نیز ابزارهایی هستند که در فرآیندهای پیشرفته برای مدیریت انرژی و بهینه سازی انتقال حرارت به کار می روند.

از سوی دیگر، انتقال حرارت در مواد دانه ای بسترها، محاسبات مربوط به کوره ها، بویلرهای بخارساز و کوره های پالایش نفت، و عوامل انتقال حرارت تابشی، زمینه های گسترده ای از کاربردهای صنعتی را تشکیل می دهند که طراحی دقیق آنها نیازمند بررسی کامل رفتار حالت ناپایدار است. حتی در چاه های حرارتی، درک روندهای گرمایش و سرمایش و نحوه برخورد با واسطه های حرارتی، برای دستیابی به عملکرد مطلوب ضروری است.

فرآیندهای حالت ناپایدار و Batch در پخت و نرم کردن با روغن، ترکیبی از اصول انتقال حرارت، طراحی تجهیزات و تحلیل دینامیکی مواد است که مطالعه و شناخت دقیق آنها امکان بهینه سازی فرآیند و کنترل دقیق دما در صنایع مختلف را فراهم می کند.

فهرست مطالب :
فرآیندهای حالت ناپایدار و batch (پخت در کوره) (نرم کردن با روغن داغ)
مایعات سرد کننده و گرم کننده
۱)batch دمای مایع
مقدمه
batchهای تکان داده شده خنک ساز و گرم کن
Batchهای تکان داده شده خنک ساز یا گرم کننده جریان متقابل
کویل در تانک یا محفظه پوشانده شده، واسطه خنک سازی ایزوترمال
کویل در تانک یا محفظه پوشانده شده، واسط گرم ساز غیر ازوترمال
کویل در تانک، واسط خنک ساز غیر ایزوترمال
مبدل حرارت خارجی، واسط گرم کننده ایزوترمال
مبدل خارجی مایع تدریجاً اضافه شده به تانک، واسط خنک کننده ایزوترمال
مبدل خارجی، مایع تدریجاً اضافه شده ه تانک، واسط خنک کننده ایزوترمال
مبدل خارجی ۲-۱، گرم کردن
مبدل خارجی ۲-۱، مایع تدریجاً اضافه شده به تانک، خنک سازی
خنک کردن و گرم کردن بدون تلاطم (تکان دادن)
مبدل جریان متقابل خارجی، واسط گرم کننده ایزوترمال
مبدل جریان مقابل خارجی، واسط خنک کننده ایزوترمال
مبدل جریان متقابل خارجی، واسط گرم کننده غیر ایزوترمال
مبدل جریان مقابل خارجی، واسط خنک کننده غیر ایزوترمال
مبدل ۲-۱ خارجی، خنک سازی و گرم کردن
مبدل خارجی ۴/۲ گرم کردن و سرد کردن
دوباره گرم ساز و چگالنده
جامدات خنک کننده و گرم کننده
۲a)دمای میانی ثابت
-دیوار با ضخامت نامتناهی، گرم شده روی یک طرف
دیوار با ضخامت متناهی از یک طرف گرم شده
دیوار با ضخامت متناهی، گرم شده از هر دو طرف
دیوار با ضخامت متناهی که به وسیله یک سیال با
مقاومت تماسی گرم شده است
شکلهای متناهی و نیمه متناهی گرم شده بوسیله سیال با مقاومت تماسی
روش نیومن برای شکلهای رایج و ترکیبی
تعیین تصویر برای توزیع دما- زمان
توزیع دما- زمان با مقاومت تماسی
۲b. دماهای متغیر به صورت متناوب
تغییر متناوب دمای سطح
c-پس سازها (رژنراتورها)
مقدمه
تغییرات دما در پس سازها
۲d- انتقال حرارت مواد دانه ای بسترها
فصل ۱۹
محاسبات کوره
بویلرهای بخارساز
کوره های پالایش نفت
عوامل انتقال حرارت تابشی
چاه حرارتی