Материал: 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 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
Аналогично рассчитывается критерий Нуссельта для конденса-
та, где
|
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 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 2
где 
– толщина стенки внутренней трубы; 
– теплопроводность внутренней трубы, 
16 Вт
(м К) .
8. Необходимая поверхность теплообмена для установившегося процесса F , м2
21
F |
Q |
, |
(1.15) |
|
K t |
||||
|
|
|
||
где K – коэффициент теплопередачи, |
Вт (м2 К ) ; |
t – средняя (по- |
||
лезная) разность температур между средами, o C. |
|
|||
Средняя разность температур – это разность температур между температурами конденсата и воды на входе и выходе из аппарата (рис.
1).
t , C |
tk1 |
|
tб
|
|
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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
22
t |
tб |
tм |
. |
(1.17) |
|
2 |
|||
|
|
|
|
9. Число секций в теплообменнике
|
F |
|
n |
dcpl . |
(1.18) |
где dср . dн 2 dв
23
2. ПЛАСТИНЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК
Задача. Рассчитать секцию регенерации пластинчатого теплообменника для молока. Производительность установки G , кг
ч , на-
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 |
|
|
|||
24
Расчётные формулы
1. Средняя разность температур в секции рекуперации
|
|
|
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) |
|||||
Температура пастеризованного молока на выходе из секции регенерации
t4 |
t1 (t3 t2 ) . |
(2.4) |
2. Скорость потока в секции регенерации рассчитывается следующим способом.
Объѐмная производительность установки по молоку, м3
с
V |
G |
, |
(2.5) |
|
где G – производительность установки кг
с ; 
– плотность молока
при t |
|
t3 tk |
кг м3 (прил., табл. 6). |
|||
2 |
||||||
|
|
|
|
|||
|
При скорости молока |
м |
0,46 м с число каналов в пакете |
|||
|
|
|
|
|
||
25