Д6725 Федоров КМ Процессы и аппараты контр раб 1-2

при 10 000 > Re > 2320

Nu

0,008 Re0,9

Pr0,43 ,

(1.8)

при Re < 2320

Nu

0,17 Re0,8

Pr0,43 Gr0,1,

(1.9)

тогда коэффициент теплоотдачи для воды

2

Nu в

.

(1.10)

dвнутр

Re

k dэ

k

.

(1.11)

k

При эквивалентном диаметре межтрубного пространства

dэ

Dвнутр

dнар .

(1.12)

Тогда коэффициент теплоотдачи для конденсата

1

Nu k

.

(1.13)

dэ

7. Коэффициент теплопередачи

K

1

,

(1.14)

1

1

F

Q

,

(1.15)

K t

где K – коэффициент теплопередачи,

Вт (м2 К ) ;

t – средняя (по-

лезная) разность температур между средами, o C.

t , C

tk1

tk 2

tв2

tм

tв1

F , м2

Рис. 1. График изменения температуры носителей по площади аппарата:

tб – большая разность температур;

tм – меньшая разность температур

Если

tб

tм

2 , то среднюю разность температур

t нахо-

дят как среднелогарифмическую разность

t

tб

tм

.

(1.16)

2,3 lg

tб

tм

Если

tб

tм

2 , то t – находят как среднеарифметическую

разность

t

tб

tм

.

(1.17)

2

F

n

dcpl .

(1.18)

чальная температура молока t

, o C ,

температура пастеризации

t ,

1

3

o C , коэффициент регенерации

, конечная температура молока tк ,

o C .

Основные данные пластины П-2 теплообменника: поверхность

теплообмена F

0,2 м2 , рабочая ширина b

0,27

м , приведѐнная

длина

потока

Lп

F b

0,8

м , расстояние между пластинами

h

0,0028

м ,

площадь поперечного сечения одного канала

f

0,0008

м2 ,

эквивалентный диаметр потока

d

э

2 h 0,0056 м ,

1

толщина пластины

0,0012 м , теплопроводность пластины

16

Вт (м2

К) .

Варианты

№

t1 ,

o

C

t3 ,

o

C

tк ,

o

C

G , кг ч

варианта

1

5

76

4

0,82

5000

2

10

80

6

0,81

5500

3

7

73

7

0,80

6000

4

5

71

3

0,79

4000

5

8

74

5

0,78

4500

6

7

75

4

0,76

3000

7

6

72

5

0,75

3500

8

8

78

6

0,84

65000

9

9

79

3

0,83

25000

10

6

77

7

0,77

2000

tp

tб

tм

,

(2.1)

2,3lg

tб

tм

при условии

tб

2 .

tм

Если это условие не выполняется, то

tp рассчитывают как

среднеарифметическую разность температур

tp

tб

tм

.

(2.2)

2

Температура сырого молока на выходе из секции регенерации

t2

t 1 (t3

t1 ) .

(2.3)

t4

t1 (t3 t2 ) .

(2.4)

V

G

,

(2.5)

при t

t3 tk

кг м3 (прил., табл. 6).

2

При скорости молока

м

0,46 м с число каналов в пакете

m

V

.

(2.6)

f1

м

Принимаем mд как ближайшее целое число к m . Тогда дейст-

вительная скорость молока

0,46

m

.

(2.7)

д

mд

3. Определим

теплофизические характеристики

молока

( , ' ,

м , λм' , ρ, ρ' , c, c' , Pr, Pr' )

для средней температуры сырого мо-

лока t

cp

t1 t2

и средней температуры пастеризованного молока в

2

'

t3 t4

секции регенерации tcp

(прил., табл. 6).

2

4. Число Рейнольдса для сырого молока

Re

д dэ

.

(2.8)

Аналогично рассчитывается Re '

для пастеризованного молока.

5. Коэффициент теплоотдачи

и

для пластин П-2

0,1

м Re0,7Pr0,43

.

(2.9)

dэ

Коэффициент теплопередачи K ,

Вт (м2 К)

Kp

1

,

(2.10)

1

1

Fp

Gcм (t2

t1 )

,

(2.11)

Kp

tp

где

F

– рабочая поверхность

м2 ; c

м

– теплоѐмкость молока при

p

температуре t

t1

t2

.

2

Число пластин в секции

np

Fp

.

(2.12)

F

Величину np

принимают ближайшим целым числом.

При числе каналов в пакете mд

число пакетов

xp

np

.

(2.13)

2mд

7. Гидравлическое сопротивление в секции регенерации, кПа

Lп

2

P

xp ,

(2.14)

dэ

2

где – коэффициент сопротивления, для пластин П-2

11,2 Re 0,25.

(2.15)

Аналогично рассчитывается гидравлическое сопротивление для

охлаждаемого молока P' .

№

G ,

xн ,

W1 ,

W2 ,

W3 ,

W4 ,

варианта

кг с

%

кг с

кг с

кг с

кг с

1

24

11

4

3

2

3,56

2

26

12

5

4

3

3,58

3

28

13

6

5

4

3,60

4

30

14

7

6

5

3,62

5

32

15

8

7

6

3,64

6

34

16

8

6

5

3,66

7

36

17

9

5

4

3,68

8

38

18

6

4

3,9

3,7

9

40

19

6

5

4

3,72

10

42

20

5

4

3,8

3,74

W G 1

xн

,

(3.1)

xк

Wn

n

W W1 W2

Wi .

(3.2)

i

1

Конечная концентрация раствора xк

в любом n-корпусе уста-

новки

xк

Gxн

.

(3.3)

n

Gн , кг ч , раствора концентрацией xн

сухих веществ сгущаются до

xк . Давление греющего пара Pг.п , бар;

давление в аппарате Pа 1,17

бар; температура исходного раствора

t

, o C ;

средняя теплоѐмкость

1

раствора

c

p

, Дж/(кг·К); теплопотери x 5 % ( x

1, 05 ). Высота аппа-

рата H = 2 м . Рассчитать температурную депрессию.

Варианты

№

Gн ,

xн ,

xк ,

Pг.п ,

t1 ,

cp ,

варианта

кг ч

%

%

бар

o C

Дж (кг К)

1

11000

5

25

2,50

88

4000

2

12000

9

29

2,70

92

4200

3

13000

11

27

2,55

89

3800

4

14000

13

32

2,65

86

4500

5

15000

7

30

2,75

90

4100

6

16000

14

34

2,80

94

4400

7

17000

6

26

2,90

91

3600

8

18000

8

33

2,60

87

4300

9

19000

12

31

2,85

95

3900

10

20000

10

28

3,00

93

3700

[G с (t

кип

t ) W (i''

с t

в.п.к

)]

D

н p

1

вп

в

x ,

(3.4)

i

''

с t

к

гп

к

расход раствора, кг/с; t1

и tкип – температуры раствора до сгущения

и температура кипения,

o C ; iгп''

и iвп'' – энтальпии греющего и вто-

ричного пара, Дж кг ; ск

и св – теплоѐмкости конденсата для грею-

щего и вторичного пара,

Дж (кг К) ; tк – температура конденсата; x

– тепловые потери. Величина ct

i' при искомой температуре; x –

W G 1

xн

,

(3.5)

н

xк

tк tгп (2 3) ,

(3.6)