Міністерство освіти і науки України

Кафедра процесів і апаратів

харчових виробництв

та технології консервування

Розрахунково – пояснювальна записка

до курсового проекту на тему

« Проект теплообмінника типу «труба в трубі» для охолоджування бульйону »

Київ НУХТ 2010

Зміст

1. Вступ…………………………………………………….......4

2. Описання проектованого апарата………………………….6

3. Місце і призначення апарата в технологічній схемі……...8

4. Розрахунки

   1. Тепловий розрахунок………………………………...10

   2. Конструктивний розрахунок………………………...14

   3. Гідравлічний розрахунок…………………………….16

   4. Розрахунок теплової ізоляції………………………...18

5. Техніко-економічні показники роботи апарата………….19

6. Розрахунок оптимального режиму і конструкції апарата……………………………………………………...20

7. Умови безпечної експлуатації апарата і питання екології……………………………………………………..22

8. Література………………………………………………….25

Вступ

Температура є одним з найважливіших технологічних та економічних факторів більшості промислових виробництв. Підтримання у апаратах необхідної температури майже завжди поєдну­ється з необхідністю підводу, або відводу тепла з метою на­грівання або охолодження речовин, які обробляються. В усіх цих випадках, як наслідок, необхідно виконати перенос тепла із одно­го місця виробництва в інше — від теплоносіїв до речовин, що нагріваються, від речовин, що охолоджуються до холодоагентів, від однієї частини тіла до іншої його частини. Процес переносу тепла називається теплообміном, його рушійною силою є різниця температур. Перенос тепла здійснюється трьома різними способами: теплопровідністю, конвекцією та випромінюванням. Кожний з цих способів має свої закономірності, які складають предмет теорії теплопередачі.

До теплових процесів належать нагрівання, охолодження, конденсація, випаровування. Нагрівання — підвищення темпера­тури матеріалів, що переробляються, шляхом підводу до них теп­ла. Охолодження — зниження температури матеріалів, що пере­робляються, шляхом відводу від них тепла. Конденсація — зрі­дження пари будь-яких речей шляхом відводу від них тепла. Ви­паровування — перевід у газоподібний стан якої-небудь рідини шляхом підводу до неї тепла.

Таким чином, у теплових процесах взаємодіють не менше, ніж два середовища з різними температурами.

Основна характеристика будь-якого теплового процесу - кі­лькість

тепла, що передається: від цієї величини залежать розміри теплообмінних апаратів. Основним розміром теплообмінного апарата є теплопередача поверхні (поверхня теплообміну).

Описання проектованого апарата

Теплообмінник типу «труба в трубі» належить до поверхневих. В таких теплообмінниках обидва теплоносії відокремлені один від одного твердою стінкою, яка бере участь в процесі теплообміну й утворює так звану поверхню теплообміну (поверхню нагріву).

Теплообмінник типу «труба в трубі» належить також до рекуперативних. В ньому один бік поверхні теплообміну весь час омиває гарячий теплоносій, а другий – холодний. Теплота від одного теплоносія до другого передається крізь стінку з теплопровідного матеріалу, що їх розділяє. Напрямок теплового процесу в стінці лишається незмінним.

Теплообмінник типу «труба в трубі» належить до протитечій них, тобто обидва теплоносії рухаються в протилежних напрямках назустріч один одному.

Теплообмінник типу «труба в трубі» складається з кількох послідовно з`єднаних елементів, утворених двома концентрично розміщеними трубами. Один теплоносій рухається у внутрішніх трубах, а другий – у кільцевому зазорі між внутрішніми і зовнішніми трубами. Внутрішні труби окремих елементів з`єднані послідовно колінами, а зовнішні патрубками. Завдяки невеликому поперечному перерізу в теплообмінниках «труба в трубі» досягають високих швидкостей руху теплоносіїв і високої інтенсивності теплообміну. Проте ці теплообмінники дуже громіздкі та металомісткі. Тому їх використовують лише при малих об`ємних витратах теплоносія і незначних поверхнях теплообміну.

При значних кількосях теплоносіїв теплообмінник складають з

декількох паралельних секцій, що приєднуються до загальних колекторів.

Переваги теплообмінників "труба в трубі":

- високий коефіцієнт теплопередачі в наслідок великої швидкості обох теплоносіїв;

- простота виготовлення.

Недоліки цих теплообмінників:

- громіздкість;

- висока вартість зважаючи на велику витрату металу на зовнішні труби, що не беруть участь в теплообміні;

- складність очищення міжтрубного простору.