Процесс нагрева молока в кожухотрубном теплообменнике

 

4. Определяем коэффициент  теплоотдачи α2 от стенки трубы к движущейся жидкости

 

 

Физические параметры молока определяются по tср=50◦С

λм=0,518 Вт/м·град - коэффициент теплопроводности молока;

µм=0,85·10-3 Па·сек – коэффициент динамической вязкости молока;

cм=3969 Дж/кг·град – теплоемкость молока;

ρм=1016 кг/м3 – плотность молока

 

     wм-скорость движения жидкости в трубах,м/сек;

Так как общее число труб в пучке без учета сегментов nп=169, - число труб по диагонали шестиугольника. Принимаем, что перегородка в левой крышке располагается по диагонали, в правой – по нормали, тогда

 

 

 

С учетом сегментов (трубы, попавшие под перегородку функционировать не будут).

 

 

 

 

Физические свойства определяются по температуре стенки

 

λм=0,536 Вт/м·град- коэффициент теплопроводности молока;

µм=0,6·10-3 Па·сек-коэффициент динамической вязкости молока;

cм=3992 Дж/кг·град-теплоемкость молока;

 

5. Рассчитываем термическое сопротивление стенки без учета теплоотдачи со стороны пара, полагая α1 постоянным

 

δст=2 мм=0,002 м-толщина стенки;

λст=46,5 Вт/м·град-коэффициент теплопроводности стенки;

    δн=0,3 мм=0,0003 м-толщина слоя накипи;

    λн= 3 Вт/м·град-коэффициент теплопроводности накипи;

 

 

6. Рассчитываем ряд значений тепловой нагрузки по формуле

 

 

1. tст=103,
2. tст=108,
3. tст=113,
4. tст=118,
5. tст=123,

Результаты вычислений q1 и qст приведены в табл. 3.

Таблица 3

tст	123	118	113	108	103
Δt= tпар- tст	10	15	20	25	30
q1	70280	94860	117280	138050	157410
qст	135185	125925	116666	107407	98148

 

Из графика q=f(tст) определяем

 

Рассчитываем величину коэффициента теплоотдачи

 

tпл=132,9-20/2=122,9, тогда A=188,9

7. Рассчитываем коэффициент теплопередачи

 

,-коэффициенты теплопроводности материала стенки и накипи, Вт/(м*К);

,-толщины стенки трубы и накипи(загрязнения),м;

 

 

8. Рассчитываем поверхность  теплоотдачи

 

 

9. Определяется длина трубки в ходу

 

где dт – расчетный диаметр теплопередачи, принимаемый

при

 

 

 

 

10. Ориентировочный расход  греющего пара

 

где Kз=1,15 – коэффициент запаса;

i=2730·103 Дж/кг – энтальпия пара (P=0,3 МПа);

cк=4220 Дж/кг·град – теплоемкость конденсата;

Qк=132◦C – температура конденсата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В курсовой работе были произведены геометрический и тепловой расчеты теплообменного кожухотрубного аппарата для нагревания молока. Кроме того, были исследованы основные типы классификации теплообменных аппаратов, а так же проведен сравнительный анализ рекуперативных теплообменников различных типов используемых в пищевой промышленности, выявлены их положительные и отрицательные качества.

Выполнив данную курсовую работу, мы приобрели навыки, позволяющие осуществить техническую реализацию и инженерные расчеты, связанные с грамотной эксплуатацией теплоиспользующих установок, в том числе касающихся транспортирования жидких пищевых сред по трубопроводам с помощью насосов. В данной работе такой средой является молоко.

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1. Процессы и аппараты  пищевой технологии. Учебник для  вузов /Г.Д. Кавецкий., Б.В Васильев.: 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 2000. - 551 с.

2. Справочник по теплофизическим константам пищевых продуктов и полуфабрикатов. / Чубик И.А., Маслов А.М.  - М.: Пищевая промышленность, 1965. - 184 с.

3. Сборник задач по процессам теплообмена в пищевой и холодильной промышленности / Г. Н. Данилова, В. Н. Филаткин,  
М. Г. Щербов, Н. А. Бучко. - М.: Агропромиздат, 1986

4. Процессы и аппараты пищевых производств /Михеева Н.С., Горбатюк В.И., Васильева А.С., Лазарев В.Д.; под ред. Н.С. Михеевой. – М.: МТИПП, 1972