Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

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 (tн ), оС

Температура пастеризации (tп ), оС

Конечная температура сырья (tк ), оС

Теплоемкость сырья -

Теплоноситель - горячая вода

Начальная температура горячей воды (tвгн ), оС

Хладоагент - холодная вода и рассол

Начальная температура холодной воды (tвхн ), оС

Начальная температура рассола (tрн), 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.

    tвгн
       
    tвгк  
  tп tп
    tрег2  
t1 tвхк tрег1  
tк tвхн    
tрн tн  
tрн      

Рисунок 12.1 - График температур установки

3. Определяются недостающие температуры - температура сырья на выходе из секции регенерации при подогреве (tрег1 ), температура сырья на выходе из секции регенерации при охлаждении (tрег2 ), температура сырья при выходе из секции охлаждения водой (t1 ) температура воды горячей конечная (tвгк ), температура холодной воды конечная (tвхк ), температура рассола конечная (tрк ).

Температура сырья на выходе из секции регенерации (tрег1 ) рассчитывается на основании коэффициента регенерации (Крег) , который представляет собой отношение количества тепла, отданного холодному сырью горячим в секции регенерации (Qрег ), к общему количеству тепла (Qп ), необходимому для нагрева сырья от начальной температуры до температуры пастеризации

где Qрег - количество тепла, воспринятое холодным сырьем в секции регенерации, Дж; Qп - 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 (tрег )

tрег1 = tн + Крег * (tп - tн )

Температура пастеризованного сырья на выходе из секции регенерации (tрег2 ) определяется из уравнения теплового баланса в секции регенерации:

G1 * c * (tрег1 - tн) = G2 * c * (tп - tрег2 )

G1 может 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: tрег1 - tн = tп - tрег2

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

G * c * (tп - tрег) = Gв * cв * (tвгн - tвгк )

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

tвгк = tвгн - [c/(n * cв)] * (tп - tрег)

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

tвхк = tвн + [c/(n * cв) ] * (tрег - 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.

tрк = tрн + (c/(n * cр ) * (t1 - tк)

Кратность для рассола принять равной 2.

4. Рассчитать поверхность нагрева для каждой секции по формуле:

м2

где Fc - поверхность нагрева секции, м 2 ,

G - производительность аппарата, кг/с;

с - удельная теплоемкость сырья, Дж/ кг * град;

К - коэффициент теплопередачи, вт/м2 * град (для пластинчатых теплообменников он равняется 2000 - 2500, вт/ м 2 * град);

DТ - средняя логарифмическая разность температур секции.

Среднюю логарифмическую разность температур для каждой секции можно рассчитать по формуле:

где - большая разность температур между теплоносителем и продуктом;

- малая разность температур между теплоносителем и продуктом.

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...