Разработка агрегатно-технологической линии производства сливок и расчет теплового узла

Таблица 2

Температура воздуха или воды 0С	Плотность р, кг/м3	Теплоемкость с, кДж/(кг*К)
180 С	0,779	1,022

 

4. Определить количество  теплоты, необходимое для подогрева  продукта в теплообменнике: 

Q= G_н С_рп (t_п2- t_п1), где

G_н -расход продукта через аппарат, кг/с.

С_рп- удельная теплота берем из таблицы 1

Q=75*1,9(70-50)

Q=5700

5. Определить средний  логарифмический температурный  напор, создаваемый в теплообменном  аппарате, при условии движения  теплоносителя прямотоком.

а) больший температурный  напор: ∆tб= t_т-t_п1;  ∆tб=180-30; ∆tб=150⁰С

б) меньший температурный  напор: ∆tм=t_т-t_п2; ∆tм=180-70  ∆tм=110⁰С

где  t_т – температура теплоносителя (воды), ⁰С

Средний температурный  напор рассчитывается по формуле:

∆t_ср= ,⁰С

    

     ⁰С

6) Задать скорость  движения продукта в аппарате  из интервала

W_п^′=(1,5…3) м/с

 W_п^′  =3 м/с.

7)Внутренний и наружный  диаметр теплообменных труб принимаем  равным

dн (м)	0,029
dн (м)	0,025

 

8) Определить необходимое  количество труб в теплообменном аппарате для заданной скорости движения продукта  в аппарате :

n^′= , шт.   где

  - расход продукта, кг/с;

- внутренний диаметр трубок, м; 

-         скорость движения продукта, м/с;

  - плотность продукта, кг/м³ (табл.1).

n^′=

9) Полученное количество  труб  n округляем до целого десятка:

 

n=60 трубок

10) Уточняем скорость  движения продукта в аппарате  по формуле:

, м/с,

- расход продукта, кг/с; 

- внутренний диаметр трубок, м; 

- плотность продукта, кг/м³, 

n – количество трубок в теплообменнике.

 

где: n-округленное значение количество теплообменных труб.

; .

 

11) Определить число  Рейнольдса Rе для движущегося продукта:

Если Re < 10000 то необходимо увеличить скорость движения продукта (пункт 6)

И привести расчет заново до тех пор пока значение Re не станет удовлетворять следующему выражению Re < 10000.

; Re=16724.9

12) Для определения  коэффициента теплоотдачи  рассчитаем критерий подобия Нуссельта N (для турбулентного режима):

Nu=0.0225*

13) Рассчитываем коэффициент  теплоотдачи  по критерию Nu:

14) Рассчитаем площадь поверхности нагрева:

 

 

-коэффициент загрязнения в пределах 0,7…0,9.

.

15) Задаемся числом  ходов продукта в проточной  части аппарата Z, которое может быть 1, 2, 4, 6, берем число 4.

16) Определяем длину  теплообменных труб:

Длина труб не должна превышать 6 метров, если полученная длина труб больше, то необходимо увеличить число ходов (пункт 15) и сделать перерасчет.

17) Полная высота теплообменника  , где h-высота крышек теплообменника, h=0,15÷0,4м, в зависимости от конструкции.

.

18)Определим число  отверстий в трубной  решетке:

 отверстий.

 

19) Определим внутренний диаметр корпуса аппарата.

Внутренний диаметр  теплообменника:

. Где t-расстояние между осями труб при установке с помощью развальцовки t=(1.3÷1.5)

.

20) Определим расход теплоносителя через аппарат:

Для воды или воздуха - где -теплоемкость воды или воздуха.

21) Определим диаметр  патрубка для воздуха и воды:

.

Где - скорость движения пара в пределах 20-30 м/с для воздуха и воды: .

22) Определим диаметр  патрубков для входа и выхода  нагреваемого продукта сахара.  ;  .

            

Расчет экономической  эффективности.

1)Выбираем значение  коэффициента загрязнение на  поверхности труб  .

2)Определить теплоту,  подводящуюся на нагрев продукта для воды:

  

3)Определяем эффективность  работы аппарата:

   

  .

- количество теплоты (кВт), из пункта 4(Тепловой расчет)

- количество теплоты отведенного  от пара.

 

 

 

 

 

Список используемой литературы