1. Основная часть

Перед выполнением расчета необходимо произвести обоснованный выбор наиболее целесообразного типа аппарата.

При выборе типа теплообменного аппарата следует учитывать назначение аппарата, цель тепловой обработки, свойства обрабатываемого продукта, свойства теплоносителя, давление, при котором осуществляется процесс, производительность, возможность, механической или химической чистки поверхности нагрева от накипи и загрязнений. Часто не последнюю роль при выборе типа аппарата играют традиции, сложившиеся в той или иной отрасли промышленности, а, следовательно, опыт эксплуатации определенных типов аппаратов.

Так же необходимо определиться с направлением движения теплоносителей с учетом их свойств и температур, с целью более полного использования рабочей среды (горячего теплоносителя или хладагента), для обеспечения более интенсивного процесса, минимальных потерь тепло (или холода) и удобства чистки аппарата.

Выбор материала для изготовления аппарата следует производить с учетом свойств пищевой среды или теплоносителя и обеспечения наиболее интенсивной передачи теплоты.

На принципиальной схеме аппарата необходимо показать движение обоих теплоносителей.

Первым этапом при выполнении проектного расчета аппарата нужно определить площадь поверхности нагрева, сделать, так называемый, тепловой расчет. Вторым этапом выполняется конструктивный расчет, который имеет свои особенности для каждого типа аппарата.

Третий этап- обоснование и расчет теплоизоляции.

Четвертый этап- гидравлический расчет- определение потерь энергии, возникающих при прохождении теплоносителя через аппарат. Этот расчет позволяет оценить оптимальность режима работы и выбранной конструкции аппарата.

Основная часть курсовой работы включает в себя тепловой, конструктивный, гидравлический расчеты и расчет тепловой изоляции. Все эти расчеты ведутся по отношению теплообменника конструкции «труба в трубе» и представлены в соответствующих подразделах ниже.

Я выбрала данный теплообменник, так как он чаще других применяется для охлаждения или нагревания продуктов питания. Его преимущества состоят в том что:

• он имеет высокий коэффициент теплоотдачи

• пригоден для нагрева или охлаждения сред при высоком давлении

• прост при монтаже и обслуживании

Данные:

1) кинематическая вязкость продукта (масло соевое):

₂ =10,0 10^-6, ;

2) плотность продукта (масло соевое): ₂ =930 ;

3)удельная теплоёмкость продукта (масло соевое):

= 1,9 ;

4)теплопроводность продукта (масло соевое): =0,16 ;

5) Объемный расход продукта(масло соевое): V2=1,5 .

6) начальная температура продукта (масло соевое) = 21 ;

7) конечная температура продукта (масло соевое): = 85 ;

8) начальная температура теплоносителя (масло соевое): = 93 ;

9) массовый расход теплоносителя (масло соевое): М₁ = 1840 .

Независимо от типа аппарата площадь поверхности нагрева определяется из основного уравнения теплопередачи:

(1)

откуда, поверхность нагрева (в м²)

(2)

где Q –тепловой поток,переданный холодному теплоносителю, Вт;

k − коэффициент теплопередачи, Вт/(м²град);

– средний температурный напор, °С.

Количество тепла, которое необходимо сообщить пищевой среде производится по уравнению теплового баланса. Так как в нашем случае теплоносителе является жидкость, то уравнение теплового баланса имеет вид: