Investigation of the melting of crushed beeswax

Abstract

EN: The article is devoted to increasing the efficiency and stability of beeswax melting by determining the size of the pieces, which allows to reduce energy consumption. The calculation of the melting time of the beeswax depending on the radius of its pieces was carried out on the basis of the joint solution of the heat balance and heat transfer equation using the Fourier criterion. The minimum and maximum sizes of beeswax pieces have been determined: 6 - 12 cm. A 6 cm piece of wax melts for 25-30 minutes, and when melting pieces larger than 15 cm, the melting time is 1.5-2 hours. Periodic stirring speeds up the melting process by increasing the heat transfer coefficient from the liquid, already melted wax by 8 times. It was found that when crushing less than 3.5-4.0 cm and melting in the presence of water, which is provided by the technology, a water-wax emulsion is formed, from which it is very difficult to isolate dry wax. be used in the design and selection of equipment. Empirical dependences of the melting time on the size of the wax pieces have been obtained. UK: Стаття присвячена підвищенню ефективності і стабільності плавлення воску, шляхом визначення величини шматків, яка дозволяє знизити енерговитрати. Одним із шляхів підвищення ефективності і стабільності плавлення воску є його дроблення. Для забезпечення рівномірного плавлення і відповідного дозування витрати теплової енергії запропоновано теоретичне і експериментальне визначення впливу розмірів шматків воску на тривалість процесу плавлення. Розрахунок часу плавлення воску в залежності від радіуса його шматків виконувався на основі спільного рішення рівняння теплового балансу і теплопередачі з використанням критерію Фур'є. Для визначення коефіцієнта температуропровідності воску складена таблиця обліку його основних фізико-механічних і теплофізичних властивостей. Критерій Біо визначали шляхом знаходження коефіцієнта тепловіддачі від зовнішнього середовища, при цьому коефіцієнт теплопровідності воску нам відомий. Визначено мінімальні і максимальні розміри шматків воску. Визначено, що розмір шматків повинен бути в діапазоні 6 - 12 см. Це дозволяє знизити час плавлення і енерговитрати, так як при збільшенні розміру шматків значно збільшується час плавлення. Шматок воску розміром 6 см плавиться 25-30 хвилин, а при плавленні шматків розміром більше 15 см час плавлення становить 1,5-2 години. Визначено коефіцієнт тепловіддачі від воску в зовнішнє середовище дорівнює 5,73 Вт / (м2 • К), а коефіцієнт температуропровідності воску: 7,99 * 10-8м2/с. Проводить періодичне перемішування прискорює процес плавлення за рахунок збільшення коефіцієнта тепловіддачі від рідкого, вже розплавився воску в 8 разів. В експериментах перевірялася можливість максимального подрібнення воску, так як при цьому час і витрати теплової енергії на плавлення воску будуть мінімальними. Однак було виявлено, що при подрібненні до 3,5-4,0 см і плавленні у присутності води, що передбачено технологією, утворюється водно-воскова емульсія, з якої дуже важко виділити сухий віск. Запропонована методика теплового розрахунку визначення часу плавлення воску і експериментальна установка можуть бути використані при проектуванні та підборі обладнання. Отримано емпіричні залежності часу плавлення від розмірів шматків воску. RU: Статья посвящена повышению эффективности и стабильности плавления воска, путем определения величины кусков, позволяющей снизить энергозатраты. Расчёт времени плавления воска в зависимости от радиуса его кусков выполнялся на основе совместного решения уравнения теплового баланса и теплопередачи с использованием критерия Фурье. Определены минимальные и максимальне размеры кусков воска: 6 – 12 см. Кусок воска размером 6 см плавится 25-30 минут, а при плавлении кусков размером более 15 см время плавления составляет 1,5-2 часа. Периодическое перемешивание ускоряет процесс плавления за счет увеличения коэффициента теплоотдачи от жидкого, уже расплавившегося воска в 8 раз. Было обнаружено, что при измельчении до 3,5-4,0 см и плавлении в присутствии воды, что предусмотрено технологией, образуется водно-восковая эмульсия, из которой очень трудно выделить сухой воск Предложенная методика теплового расчета определения времени плавления воска и экспериментальная установка могут быть использованы при проектировании и подборе оборудования. Получены эмпирические зависимости времени плавления от размеров кусков воска.