Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Расчет пластинчатого теплообменника

Цель работы: изучить устройство, комплектность пастеризационно-охладительных установок; принцип их работы; составить принципиальную схему движения сырья, греющей и охлаждающей жидкости в аппарате; рассчитать потребность тепла для пастеризации и холода для охлаждения продукта; рассчитать экономию тепла и холода в секции регенерации; по заданным параметрам определить поверхность нагрева каждой секции и рассчитать количество пластин для них.

Исходные данные:

Производительность установки:

Вид сырья:

Сухие вещества сырья, %

Начальная температура сырья (t_н), ^оС

Температура пастеризации (t_п), ^оС

Конечная температура сырья (t_к), ^оС

Теплоемкость сырья -

Теплоноситель - горячая вода

Начальная температура горячей воды (t_вгн), ^оС

Хладоагент - холодная вода и рассол

Начальная температура холодной воды (t_вхн), ^оС

Начальная температура рассола (t_рн), ^оС

Порядок выполнения задания:

1. Приводится описание пастеризационно-охладительных установок, их назначение, преимущества и недостатки, перечисляется оборудование, входящее в комплект установки, и указывается его назначение.

2. Составляется график температур.

			t_вгн

		t_вгк
		t_п	t_п
		t_рег2
	t₁	t_вхкt_рег1
t_к	t_вхн
	t_рн	t_н
t_рн

Рисунок 12.1 - График температур установки

3. Определяются недостающие температуры - температура сырья на выходе из секции регенерации при подогреве (t_рег1), температура сырья на выходе из секции регенерации при охлаждении (t_рег2), температура сырья при выходе из секции охлаждения водой (t₁) температура воды горячей конечная (t_вгк), температура холодной воды конечная (t_вхк), температура рассола конечная (t_рк).

Температура сырья на выходе из секции регенерации (t_рег1) рассчитывается на основании коэффициента регенерации (К_рег), который представляет собой отношение количества тепла, отданного холодному сырью горячим в секции регенерации (Q_рег), к общему количеству тепла (Q_п), необходимому для нагрева сырья от начальной температуры до температуры пастеризации

где Q_рег- количество тепла, воспринятое холодным сырьем в секции регенерации, Дж; Q_п- количество тепла, необходимое для пастеризации сырья, Дж; G - производительность аппарата, кг/ч; с - удельная теплоемкость сырья, Дж/кг *град.

Каждому теплообменному аппарату соответствует свой коэффициент регенерации, который колеблется в пределах от 0,6 до 0,82. Принимаем коэффициент регенерации в установленных пределах и определяем температуру сырья на выходе из секции регенерации (t_рег)

t_рег1= t_{н +}К_рег* (t_п- t_н)

Температура пастеризованного сырья на выходе из секции регенерации (t_рег2) определяется из уравнения теплового баланса в секции регенерации:

G₁ * c * (t_рег1 - t_н) = G₂ * c * (t_п - t_рег2)

G₁может быть равен G₂(как в нашем варианте), а может быть и не равен ему. Для нашего варианта при равенстве G и теплоемкости уравнение примет вид: t_рег1 - t_н = t_п - t_рег2

Температура конечная для горячей воды определяется также из уравнения теплового баланса в секции пастеризации:

G * c * (t_п - t_рег) = G_в * c_в * (t_вгн - t_вгк)

Отношение G_в/G = n называется кратностью воды и принимается равным 3-4. Отсюда G_{в =}G_n. Подставив это значение в формулу материального баланса, легко найдем конечную температуру горячей воды:

t_вгк = t_вгн - [c/(n * c_в)] * (t_п - t_рег)

Конечные температуры воды холодной и рассола рассчитываются аналогично из формул теплового баланса в секции охлаждения холодной водой и рассолом.

t_вхк = t_вн + [c/(n * c_в) ] * (t_{рег -}t₁)

Кратность для холодной воды принять равной 3, температуру на выходе молока из секции охлаждения водой принять равной на 2-3 градуса выше начальной температуры холодной воды.

t_рк= t_рн + (c/(n * c_р) * (t₁ - t_к)

Кратность для рассола принять равной 2.

4. Рассчитать поверхность нагрева для каждой секции по формуле:

м²