Temat: Badanie procesu wymiany ciepła

Specjalizacja: Inżynieria żywności i organizacja produkcji, Gr. 3:

Piotr Prusaczyk

Małgorzata Ratusznik

Joanna Soszyńska

Mateusz Szczęsny

Sylwia Sztobryn

Adam Szymanowski

Marcin Szymański

Łukasz Śliwiński

Małgorzata Tywonek

Diana Udeh

Małgorzata Wędzik

Beata Wieczorek

Ekaterini Zigoura

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynnika przenikana ciepła w procesie pasteryzacji natryskowej płynów w butelkach oraz określenie wpływu parametrów płynu ogrzewanego na szybkość procesu.

2. Wykonanie ćwiczenia i obliczenia

• Wymiary butelek:

Średnica butelki D = 6 cm

Wysokość butelki L = 15 cm

• Powierzchnia walca butelek (F)

• Masa butelek

- Masa pustych butelek G₁ - dla stężenia 10% = 0,2633 kg

- dla stężenia 60% = 0,2566 kg

- Masa płynu w opakowaniach - dla stęż. 10% = 0,5494 kg

- dla stęż. 60% = 0,6096 kg

- Masa samego płynu
- dla stęż. 10%

- dla stęż. 60%

• Ciepło właściwe

- c₁ = c_w10% = 3947,3 J/(kgK)

- c₁ = c_w60% = 2475,8 J/(kgK)

- c₂ = c_wszkła = 750 J/(kgK)

• Temperatury

t_n = 70°C - temperatura natrysku

t_p - temperatura początkowa - dla stęż, 10% = 22,4°C

- dla stęż. 60% = 22,6°C

t - temperatura chwilowa

• Wyniki

Czas [s]	Wyniki pomiaru		Iloraz(tn-tp)/(tn-t)		ln z ilorazu (tn-tp)/(tn-t)
		tp 10%	tp 60%	Cp 10%	Cp 60%	Cp 10%	Cp 60%
0	22,4	22,6	1	1,00423729	0	0,00422834
20	26,4	22,8	1,09174312	1,01498929	0,087776	0,01487806
40	27,9	23,3	1,13064133	1,0349345	0,122785	0,03433814
60	28,6	24,2	1,14975845	1,06278027	0,139552	0,06088837
80	29,7	25,4	1,18114144	1,0921659	0,166481	0,08816279
100	30,5	26,6	1,20506329	1,15328467	0,186532	0,14261411
120	31,9	28,9	1,24934383	1,17910448	0,222618	0,16475523
140	33,5	29,8	1,30410959	1,23116883	0,265521	0,20796399
160	35,5	31,5	1,37971014	1,2606383	0,321873	0,23161818
180	35,9	32,4	1,39589443	1,2606383	0,333535	0,23161818
200	35,9	32,4	1,39589443	1,28108108	0,333535	0,24770432
220	35,9	33	1,39589443	1,31301939	0,333535	0,27232936
240	36,6	33,9	1,4251497	1,33898305	0,354277	0,29191041
260	36,5	34,6	1,42089552	1,3699422	0,351287	0,31476855
280	36,8	35,4	1,43373494	1,39411765	0,360283	0,3322617
300	37	36	1,44242424	1,41492537	0,366325	0,34707679
320	37,5	36,5	1,46461538	1,42771084	0,381593	0,35607235
340	37,8	36,8	1,47826087	1,44954128	0,390866	0,37124715
360	38,3	37,3	1,50157729	1,47204969	0,406516	0,38665578
380	38,6	37,8	1,51592357	1,48589342	0,416025	0,39601622
400	39	38,1	1,53548387	1,5047619	0,428846	0,40863468
420	39,1	38,5	1,54045307	1,52411576	0,432077	0,42141441
440	39,3	38,9	1,5504886	1,53896104	0,43857	0,43110754
460	39,7	39,2	1,5709571	1,54901961	0,451685	0,43762222
480	40	39,4	1,58666667	1,56435644	0,461635	0,44747452
500	40,2	39,7	1,59731544	1,57475083	0,468324	0,45409706
520	40,4	39,9	1,60810811	1,59060403	0,475058	0,46411384
540	40,6	40,2	1,61904762	1,60677966	0,481838	0,47423197
560	40,8	40,5	1,63013699	1,61774744	0,488664	0,48103471
580	41	40,7	1,64137931	1,63448276	0,495537	0,4913264
600	41,2	41	1,65277778	1,64583333	0,502457	0,49824684
620	41,5	41,2	1,67017544	1,65734266	0,512929	0,50521551
640	41,6	41,4	1,67605634	1,66901408	0,516444	0,51223308
660	41,8	41,6	1,68794326	1,82307692	0,523511	0,60052569
680	41,9	44	1,69395018	1,83011583	0,527063	0,60437926
700	42,1	44,1	1,70609319	1,8372093	0,534206	0,60824774
720	42,3	44,2	1,71841155	1,8515625	0,5414	0,61602988
740	42,6	44,4	1,73722628	1,86614173	0,55229	0,62387305
760	42,7	44,6	1,74358974	1,86614173	0,555946	0,62387305
780	42,9	44,6	1,75645756	1,87351779	0,563299	0,62781783
800	43	44,7	1,76296296	1,88095238	0,566996	0,63177823
820	43,1	44,8	1,76951673	1,88844622	0,570706	0,63575438
840	43,2	44,9	1,7761194	1,8960	0,574431	0,6397464
860	43,4	45	1,78947368	1,8960	0,581922	0,6397464
880	43,5	45	1,79622642	1,90361446	0,585688	0,64375443
900	43,5	45,1	1,79622642	1,91129032	0,585688	0,64777858
920	43,6	45,2	1,8030303	1,91129032	0,589469	0,64777858
940	43,7	45,2	1,80988593	1,91129032	0,593264	0,64777858
960	43,8	45,2	1,81679389	1,91902834	0,597073	0,65181899
980	43,8	45,3	1,81679389	1,91902834	0,597073	0,65181899
1000	43,8	45,3	1,81679389	1,91902834	0,597073	0,65181899
1020	43,8	45,3	1,81679389	0,67714286	0,597073	-0,38987301










• Nachylenie (n) z równania prostej

- dla stęż. 10% = 0,0094

- dla stęż. 60% = 0,0128

• Współczynnik przenikania ciepła (k)




- dla stęż. 10%




- dla stęż. 60%




3. Wnioski

Z wyżej przedstawionych obliczeń wynika, że parametry płynu mają wpływ na szybkość procesu pasteryzacji. W przypadku roztworu o stężeniu 10%, współczynnik przenikania ciepła wynosi
, natomiast dla stężenia 60%
. Stąd możemy stwierdzić, że im wyższe stężenie tym wymiana ciepła zachodzi wolniej. Proces pasteryzacji trwa dłużej.

---