Тепловые процессы. Николаева Г.И - 25 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

9. Расчет пластинчатого теплообменника
Применяется для пастеризации, стерилизации и
охлаждения молока, пива, фруктовых соков и т.д.
В пастеризационно-охладительной установке
(рис.1.2а) исходное молоко подается в секцию регенерации
III, где оно нагревается в результате охлаждения уже
пастеризованного молока, уходящего из секции
пастеризации II через выдерживатель V. Затем из секции III
молоко поступает в секцию пастеризации IV, где оно
нагревается горячей водой до температуры пастеризации 76-
79ºС.
I II III IV
Рис. 1.2 Схема пластинчатого теплообменника
Далее в течение 20 с молоко проходит через
выдерживатель V. После частичного охлаждения водой в
секции II, оно охлаждается в секции 1 до 4 ºС ледяной водой
или рассолом. Температурный график процесса изображен
на рис. 1.2, б.
49
Эффективность работы секции регенерации
характеризуется коэффициентом регенерации ε,
представляющим собой отношение количества теплоты Qр
переданного молоку в зоне регенерации, к общему количеству
теплоты Q
о
, затраченному на нагревание молока от начальной
температуры tн до температуры пастеризации tп. при
теплоемкости молока c=const получим:
)
,
/()(/)(/
нпнпнпhpop
ttttttСGttСGQQ
−
−
=
−
⋅
−
⋅
=
=
ε
где G – количество молока, кг/с; C– средняя теплоемкость
молока, Дж/(кг*
0
К); t
р
– температура молока после секции
регенерации, ºС.
Через коэффициент регенерации выражают следующие
величины:
а) расход теплоты на пастеризацию с учетом
регенерации:
Q=G⋅С(t
гор
-t
хол
)(1-ε); (1.39)
б) температуру продукта:
t
рн
= t
хол
+ε(t
гор
-t
хол
); (1.40)
t
рк
= t
гор
-ε(t
гор
-t
хол
). (1.41)
Гидравлическое сопротивление секции пластинчатого
теплообменника определяют по формуле:
(
)
(
)
,
2
2
x
u
э
d
п
L
Р
ρ
ζ
=∆
(1.42)
где L
n
- приведенная длина потока, м; d
э
- эквивалентный
диаметр канала, м; ρ - плотность среды, кг/м
3
; u- скорость
потока, м/сек. X– число пакетов в секции; ζ- коэффициент
сопротивления для пластин П – 2 определяют по формуле:
ζ=11,2Re
-0,25
, (1.43)
где Rе – критерии Рейнольдса для потока в секции.
50 
          9. Расчет пластинчатого теплообменника                    Эффективность      работы      секции     регенерации
         Применяется для пастеризации, стерилизации и         характеризуется     коэффициентом        регенерации      ε,
охлаждения молока, пива, фруктовых соков и т.д.               представляющим собой отношение количества теплоты Qр
       В       пастеризационно-охладительной     установке    переданного молоку в зоне регенерации, к общему количеству
(рис.1.2а) исходное молоко подается в секцию регенерации      теплоты Qо, затраченному на нагревание молока от начальной
III, где оно нагревается в результате охлаждения уже          температуры tн до температуры пастеризации tп. при
пастеризованного      молока,    уходящего    из    секции    теплоемкости молока c=const получим:
пастеризации II через выдерживатель V. Затем из секции III          ε =Qp /Qo =G⋅С(tp −th)/G⋅С(tп −tн) =tп −tн /(tп −tн),
молоко поступает в секцию пастеризации IV, где оно
нагревается горячей водой до температуры пастеризации 76-     где G – количество молока, кг/с; C– средняя теплоемкость
79ºС.                                                         молока, Дж/(кг*0К); tр – температура молока после секции
       I      II         III     IV                           регенерации, ºС.
                                                                    Через коэффициент регенерации выражают следующие
                                                              величины:
                                                                    а) расход теплоты на пастеризацию с учетом
                                                              регенерации:
                                                                    Q=G⋅С(tгор-tхол)(1-ε);                    (1.39)
                                                                    б) температуру продукта:
                                                                    tрн= tхол+ε(tгор-tхол);               (1.40)
                                                                    tрк= tгор-ε(tгор-tхол).               (1.41)
                                                                    Гидравлическое сопротивление секции пластинчатого
                                                              теплообменника определяют по формуле:

                                                                     ∆Р = ζ   ( )( )
                                                                              Lп
                                                                              dэ
                                                                                   ρu 2
                                                                                    2
                                                                                          x,                            (1.42)
                                                              где Ln- приведенная длина потока, м; dэ - эквивалентный
      Рис. 1.2 Схема пластинчатого теплообменника             диаметр канала, м; ρ - плотность среды, кг/м3 ; u- скорость
                                                              потока, м/сек. X– число пакетов в секции;     ζ- коэффициент
        Далее в течение 20 с молоко проходит через            сопротивления для пластин П – 2 определяют по формуле:
выдерживатель V. После частичного охлаждения водой в                 ζ=11,2Re-0,25,                              (1.43)
секции II, оно охлаждается в секции 1 до 4 ºС ледяной водой   где Rе – критерии Рейнольдса для потока в секции.
или рассолом. Температурный график процесса изображен
на рис. 1.2, б.
                                49                                                                  50

Страницы