ВУЗ:
Составители:
Методики расчета пластинчатого и кожухотрубного
теплообменников рассмотрим на следующих конкретных
примерах.
Пример 1. Рассчитать пластинчатый теплообменник
для пастеризации и охлаждения молока с секцией
регенерации согласно схеме установки и графику
температур, показанных на рис. 1.2б.
Производительность установки G =5000 кг/час,
начальная температура молока t
1
=5ºС, температура
пастеризации t
3
=76 ºС, конечная температура молока t
6
=4
ºС, коэффициент регенерации ε=0,82, начальная температура
горячей воды t
г
=79 ºС, кратность горячей воды n
нг
=4,
начальная температура холодной воды t
вн
=8 ºС, кратность
холодной воды n
в
=3, начальная температура ледяной воды
t
лн
=1 ºС, кратность ледяной воды n
лв
=4. Температура молока
после секции водяного охлаждения
t
5
=10 ºС.
Основные данные пластины П-2; поверхность
теплообмена F=0,2м
2
, рабочая ширина b=0,27м, приведенная
длина потока L
п
=F
1
/b=0,8м, расстояние между пластинами
h=0,0028м, площадь поперечного сечения одного канала
f
1
=0,0008м
2
, эквивалентный диаметр потока d
э
=2*h=0,0056м,
толщина платины δ=0,0012м, теплопроводность платины
λ=16Вт/(м
0
К).
Решение:
1.
Определяем среднюю разность температур в
секциях.
а) Секция регенерации.
Температура сырого молока в конце секции
регенерации по формуле:
t
2
=t
1
+ε(t
3
-t
1
)=5+0,82(76-5)=63,2ºС.
Температура пастеризованного молока после секции
регенерации:
51
t
4
=t
1
+(t
3
–t
2
)=5+76-63,2=17,8ºС.
Разность температур в секции регенерации
∆t
р
=t
3
-t
2
=76-63,2=12,2ºС.
б) Секция пастеризации.
Из баланса теплоты температура горячей воды при
выходе из секции пастеризации:
t
гк
=t
гн
-С
м
(t
3
–t
2
)/ (Сг-n
г
)=79-3850(76-63,2)/(4187*4)=76ºС.
В этом управлении См - теплоемкость молока при
t
ср
=70 ºС, равная 3850 Дж/(кг*К); Сг – теплоемкость воды при t
=70 ºС, равная 4187 Дж/(кг*К);
∆t
б
=t
гк
–t
2
=76-63,2=12,8ºС;
∆t
м
=t
гн
–t
3
=79-76=3ºС;
∆t
б
/∆t
м
=12,8/3=4,27>2.
Средняя разность температур по формуле составить
∆t
п
=(12,2-3)/(2,3lg*4,27)=6,75 ºС.
в) Секция охлаждения холодной водой.
Температуру холодной воды, выходящей из водяной
секции рассчитаем по формуле:
t
вк
=t
вн
+с
м
(t
4
-t
5
)/(c
в
n
в
)=8+3875(17,8-10)/(4187·3)=10,4ºС;
∆t
б
=t
4
-t
вк
=17,8-10,4=7,4ºС;
∆t
м
=t
5
-t
вн
=10-8=2ºС;
∆t
б
/∆t
м
=7,4/2=3,8ºС>2.
Средняя разность температур в секции охлаждения
водой:
∆t
в
=(7,4-2)/2,3 lg3.8=4ºС.
г) Секция охлаждения ледяной водой.
Температура ледяной воды на выходе из аппарата:
t
лк
=t
лн
+С
м
(t
5
–t
6
)/ (С
л
n
л
)=1+3869(10-4)/(4200*4)=2,4ºС;
∆t
б
=t
5
–t
лк
=10-2,4=7,6ºС;
∆t
м
=t
6
–t
лн
=4-1=3ºС;
∆t
б
/∆t
м
=7,6/3=2,53>2.
Средняя разность температур в секции охлаждения
ледяной водой:
52
Методики расчета пластинчатого и кожухотрубного t4=t1+(t3 –t2)=5+76-63,2=17,8ºС.
теплообменников рассмотрим на следующих конкретных Разность температур в секции регенерации
примерах. ∆tр=t3-t2=76-63,2=12,2ºС.
Пример 1. Рассчитать пластинчатый теплообменник б) Секция пастеризации.
для пастеризации и охлаждения молока с секцией Из баланса теплоты температура горячей воды при
регенерации согласно схеме установки и графику выходе из секции пастеризации:
температур, показанных на рис. 1.2б. tгк=tгн-См(t3 –t2)/ (Сг-nг)=79-3850(76-63,2)/(4187*4)=76ºС.
Производительность установки G =5000 кг/час, В этом управлении См - теплоемкость молока при
начальная температура молока t1 =5ºС, температура tср =70 ºС, равная 3850 Дж/(кг*К); Сг – теплоемкость воды при t
пастеризации t3 =76 ºС, конечная температура молока t6 =4 =70 ºС, равная 4187 Дж/(кг*К);
ºС, коэффициент регенерации ε=0,82, начальная температура ∆tб=tгк –t2=76-63,2=12,8ºС;
горячей воды tг=79 ºС, кратность горячей воды nнг =4, ∆tм=tгн –t3=79-76=3ºС;
начальная температура холодной воды tвн =8 ºС, кратность ∆tб/∆tм=12,8/3=4,27>2.
холодной воды nв=3, начальная температура ледяной воды Средняя разность температур по формуле составить
tлн=1 ºС, кратность ледяной воды nлв=4. Температура молока ∆tп=(12,2-3)/(2,3lg*4,27)=6,75 ºС.
после секции водяного охлаждения в) Секция охлаждения холодной водой.
t5 =10 ºС. Температуру холодной воды, выходящей из водяной
Основные данные пластины П-2; поверхность секции рассчитаем по формуле:
теплообмена F=0,2м2, рабочая ширина b=0,27м, приведенная tвк=tвн+см(t4-t5)/(cвnв)=8+3875(17,8-10)/(4187·3)=10,4ºС;
длина потока Lп=F1/b=0,8м, расстояние между пластинами ∆tб=t4-tвк=17,8-10,4=7,4ºС;
h=0,0028м, площадь поперечного сечения одного канала ∆tм=t5-tвн=10-8=2ºС;
f1=0,0008м2, эквивалентный диаметр потока dэ=2*h=0,0056м, ∆tб/∆tм=7,4/2=3,8ºС>2.
толщина платины δ=0,0012м, теплопроводность платины Средняя разность температур в секции охлаждения
λ=16Вт/(м 0К). водой:
Решение: ∆tв=(7,4-2)/2,3 lg3.8=4ºС.
1. Определяем среднюю разность температур в г) Секция охлаждения ледяной водой.
секциях. Температура ледяной воды на выходе из аппарата:
а) Секция регенерации. tлк=tлн+См(t5 –t6)/ (Слnл)=1+3869(10-4)/(4200*4)=2,4ºС;
Температура сырого молока в конце секции ∆tб=t5 –tлк=10-2,4=7,6ºС;
регенерации по формуле: ∆tм=t6 –tлн=4-1=3ºС;
t2=t1+ε(t3 -t1)=5+0,82(76-5)=63,2ºС. ∆tб/∆tм=7,6/3=2,53>2.
Температура пастеризованного молока после секции Средняя разность температур в секции охлаждения
регенерации: ледяной водой:
51 52
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- …
- следующая ›
- последняя »
