2.5 Тепловой расчет комплектующего оборудования.

Расчет пластинчатого подогревателя ПП2:

Сыворотка нагревается от 20 ⁰С до 30 ⁰С ее расход равен G_н = 0,9804 кг/с.

Определим тепловую нагрузку:

.

Расход конденсата. Принимаем, что поступает с и охлаждается до .

Средняя разность температур противотока:

Примем коэффициент К_ор = 800 Вт/(м²·К), тогда F_ор = Q/( К_ор·Δt_cp) = 36696/(800·13.2) = 3.5 м².

Рассмотрим пластинчатый теплообменник:

F = 5 м²

f = 0,3 м²

N = 20

Пусть компоновка самая простая 10/10, т.е по одному пакету для обоих потоков. Скорость подогреваемой жидкости в 10 каналах с проходным сечением 0,0011 м² равна:

турбулентный режим

Скорость конденсата в 10 каналах :

турбулентный режим

Сумма термического сопротивления гофриравонной стенки из нержавеющей стали толщиной 1,0 мм и загрязнений состовляют:

Теплообенник нормальной поверхности F = 5 м² подходит с запасом Δ = (5-4,68)100/4,68 = 6,8 %.

Расчет гидравлического сопротивления:

Расчет пластинчатого подогревателя ПП1:

Сыворотка нагревается от 30 ⁰С до 50 ⁰С ее расход равен G_н = 0,9804 кг/с.

Определим тепловую нагрузку:

.

Расход конденсата. Принимаем, что поступает с и охлаждается до .

Средняя разность температур противотока:

Примем коэффициент К_ор = 600 Вт/(м²·К), тогда F_ор = Q/( К_ор·Δt_cp) = 77451/(600·13.7) = 9.4 м².

Рассмотрим пластинчатый теплообменник:

F = 10 м²

f = 0,3 м²

N = 36

Пусть компоновка самая простая 18/18, т.е по одному пакету для обоих потоков. Скорость подогреваемой жидкости в 18 каналах с проходным сечением 0,0011 м² равна:

турбулентный режим

Скорость конденсата в 10 каналах :

турбулентный режим

Сумма термического сопротивления гофриравонной стенки из нержавеющей стали толщиной 1,0 мм и загрязнений состовляют:

Теплообенник нормальной поверхности F = 10 м² подходит с запасом Δ = (10-9,92)100/9,92 = 1 %.

Расчет гидравлического сопротивления:

Расчет кожехотрубного конденсатора:

Пар конденсируется

Определим тепловую нагрузку:

.

Расход холодной воды . Принимаем, что поступает с и нагревается до .

Средняя разность температур противотока:

Примем коэффициент К_ор = 800 Вт/(м²·К), тогда F_ор = Q/( К_ор·Δt_cp) = 694960/(800·18,3) = 47,5 м².

Примем Re = 10000, d_H = 25×2 мм.

В соответствии с соотношением n/z принимаем наиболее близкое к заданному значению теплообменников с диаметром кожуха D = 600 мм, диаметр трубок d_H = 25×2 мм, числом ходов z = 2 и общим числом трубок n =240:

n/z=240/2=120 с длинной трубы L = 3 м и поверхностью теплопередачи F = 57 м².

Требуемая поверхность теплопередачи:

Из приложения подходит с 57 м² подходит с запасом Δ = (57-55,4)100/55,4 = 3 %.