Расчет теплообменного пластинчатого аппарата А1-ОКЛ-2,5

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Пластинчатые теплообменники являются наиболее совершенными и широко применяются в молочной промышленности. Аппараты отличаются компактностью, высокой производительностью, универсальностью, высокими технологическими показателями. Контроль и регулирование параметров в данных аппаратах автоматизированы.

Пластинчатые теплообменники являются универсальными и чаще всего их используют для пастеризации и охлаждения молока, сливок, смеси мороженого в непрерывном потоке.

В одном аппарате можно выполнить весь комплекс операций тепловой обработки молока и одновременной раздельной обработки двух и более продуктов (молока, сливок, обезжиренного молока) при различных режимах. Пластинчатые аппараты, в случае необходимости, могут быть перекомпанованы с целью изменения теплового режима. Важным достоинством этих аппаратов является также большая производительность при сравнительно небольших габаритных размерах. У них нет движущихся деталей для воздействия на движение жидкостей в аппарате. Для пластинчатых аппаратов характерны небольшие скорости потока жидкости, что позволяет применять их для тепловой обработки сравнительно вязких продуктов, а также незначительный температурный перепад в 1-2°С.

Недостатком пластинчатых аппаратов является наличие большого количества резиновых уплотнительных прокладок, которые изнашиваются, и их периодически следует менять, так как при износе прокладок происходит утечка жидкости.

1. Основные компоненты пластинчатых теплообменников

Пластинчатые теплообменники состоят:

1. Неподвижная плита

2. Верхняя штанга

3. Нажимная плита

4. Стойка

5. Пластина с уплотнителем

6. Пакет пластин

7. Нижняя штанга

8. Шпильки

На рисунке для более ясного изображения потоков рабочих сред показаны только шесть пластин в раздвинутом положении. В рабочем положении пластины плотно прижаты друг к другу, и пространство канала, образующегося между пластинами, уплотнено резиновыми прокладками. Красная стрелка - греющая среда; синяя стрелка - нагреваемая среда.

Каждая пластина на лицевой стороне имеет резиновую контурную прокладку, ограничивающую канал для потока рабочей среды и охватывающая два угловых отверстия (по одной стороне пластины или диагонали), через которые проходит поток рабочей среды в межпластинный канал и выходит из него, а два других отверстия, изолированные дополнительно малыми кольцевыми прокладками, встречный теплоноситель проходит транзитом. Вокруг этих отверстий имеется двойная прокладка, которая гарантирует герметичность каналов. Она сконструирована таким образом, что в случае ее повреждения, протечки, связанные с отклонениями в технологическом процессе (например, резкое повышение давления в результате гидравлического удара), приводят к тому, что жидкость заполняет мертвое пространство, образуемое двойным уплотнением, с последующим выводом вытекающей жидкости наружу через дренажные каналы, делая таким образом утечку и ее источник видимыми, и позволяет заменить прокладку за короткое время.

Данная конструкция полностью исключает смешивание греющей и нагреваемой сред.

Уплотнительные прокладки разборного теплообменника крепятся на пластине таким образом, что после сборки и сжатия пластины в аппарате образуют две системы герметичных межпластинных каналов, изолированных друг от друга металлической стенкой и прокладками: одна - для греющей среды. Другая - для нагреваемой. Обе системы межпластинных каналов соединены со своими коллекторами и далее со штуцерами для входа и выхода рабочих сред (теплоносителей), расположенными на неподвижных опорных плитах.

Нагреваемая среда входит в аппарат через штуцер, расположенный на неподвижной плите и через верхнее угловое отверстие первой пластины попадает в продольный коллектор, образованный кромками пластин с угловыми отверстиями после их сборки.

Нагреваемая среда по коллектору доходит до пластины, распределяется по межпластинным каналам, которые сообщаются (через один) с угловым коллектором, благодаря соответствующему расположению больших и малых резиновых прокладок.

При движении по межпластинному каналу нагреваемая среда обтекает волнистую поверхность пластин, обогреваемых с обратной стороны греющей средой. Нагреваемая среда затем попадает в продольный коллектор и выходит из аппарата через другой штуцер.

Греющая среда движется в аппарате навстречу нагреваемой и поступает в штуцер, проходит через нижний коллектор, распределяется по каналам и движется по ним. Через верхний коллектор и штуцер греющая среда выходит из теплообменника.

Основным узлом теплообменника является теплопередающая пластина. Общий вид пластины с прокладкой приведены на рисунке. Внешний вид («рисунок» пластины) - это визитная карточка любого теплообменника. «Рисунок» должен обеспечивать равномерное распределение потока по всей поверхности пластины, высокую турбулентность потока даже при малых его скоростях, и в то же время обеспечить необходимую жесткость пластины.

Пластины собираются в пакет таким образом, что каждая последующая пластина повернута на 180° относительно смежных, что создает равномерную сетку пересечения и взаимных точек опор вершин гофр.

Между каждой парой пластин образуется щелевой канал сложной формы, по которым и протекает рабочая среда. Такие каналы получили наименование сетчато - поточных. Жидкость при движении в них совершает пространственное трехмерное извилистое движение, при котором происходит турбулизация потока.

Особенностью каналов является то, что суммарная площадь поперечного сечения межпластинного канала, перпендикулярного основному направлению движения потока жидкости, остается постоянной по всей длине пластины, за исключением участков входа и выхода. Расположение коллекторных отверстий для входа и выхода рабочей среды на углах пластины - одностороннее (левое или правое).

Вид гофрирования пластин и их количество, устанавливаемое в раму, зависят от эксплуатационных требований к пластинчатому теплообменнику

Пластины штампуются из коррозийно-стойкого листового металла, марок Aisi-316, Aisi-321, титан и другие.

По контуру пластины расположен паз для резиновых уплотняющих прокладок. Угловые отверстия для прохода рабочей среды имеют форму, обеспечивающую снижение гидравлических сопротивлений на входе в канал и выходе из него, снижение отложений на этих участках и позволяющую более рационально использовать всю площадь пластины для теплообмена.

2. Теоретические основы теплопередачи

Теплообмен - необратимый самопроизвольный процесс переноса теплоты от более нагретых тел (или участков тел) к менее нагретым.

Теплота (количество теплоты) - энергетическая характеристика процесса теплообмена, равная количеству энергии, отдаваемой или получаемой телом в процессе теплообмена.

К теплообменным относятся такие технологические процессы, скорость которых определяется скоростью подвода или отвода теплоты: нагревание, испарение (в том числе выпаривание), охлаждение, конденсация. Аппараты, в которых протекают эти процессы, называют теплообменными.

Движущей силой процесса теплообмена является разность температур.

Общие сведения о процессах теплообмена

Теплопередача - теплообмен между двумя теплоносителями через разделяющую их твердую стенку.

Теплоноситель - движущаяся среда (газ, пар, жидкость), используемая для переноса теплоты.

В процессах теплопередачи участвует не менее двух сред (веществ) с различными температурами. Среда с более высокой температурой, отдающая теплоту в процессе теплообмена, называется горячим теплоносителем, среда с более низкой температурой, воспринимающая теплоту, - холодным теплоносителем (хладагентом). Теплоносители и хладагенты должны быть химически стойкими, не вызывать коррозии аппаратуры, не образовывать отложений на стенках аппаратов.

В качестве теплоносителей в пищевой промышленности наибольшее распространение получили насыщенный водяной пар, вода, дымовые газы, а в качестве хладагентов - аммиак, фреоны, рассол хлорида кальция, воздух, азот.

Выбор теплоносителя или хладагента определяется их назначением, температурами процесса, стоимостью.

Передача теплоты может осуществляться как при непосредственном соприкосновении теплоносителей, так и через теплопроводящую стенку (поверхность теплообмена) и является основным расчетным конструктивным параметром теплообменных аппаратов.

Различают стационарные (установившиеся) и нестационарные (неустановившиеся) теплообменные процессы.

При стационарных процессах, характерных обычно для непрерывно действующих теплообменных устройств, температура в каждой точке рабочего объема (тела) не меняется во времени.

При нестационарных процессах, характерных для периодически действующего оборудования, температура, напротив, меняется во времени.

Совокупность значений температур во всех точках объема (тела) называется температурным полем. Кроме трехмерного температурного поля, в зависимости от условий проведения процесса и числа используемых координат могут рассматриваться двумерные, и одномерные температурные поля.

Так же, как тепловые процессы, температурное поле может быть стационарным и нестационарным.

Изотермическая поверхность в температурном поле - поверхность, объединяющая точки с одинаковыми температурами. Из-за отсутствия разности температур теплота вдоль такой поверхности не распространяется.

Теплота в температурном поле, таким образом, может распространяться только между изотермическими поверхностями. При этом степень интенсивности изменения температуры характеризуется температурным градиентом, выраженным пределом отношения приращения температуры к расстоянию между изотермическими поверхностями, направленным по нормали к этой поверхности.

Основными кинематическими характеристиками процесса теплопередачи являются средняя разность температур, коэффициент теплопередачи, количество передаваемой теплоты.

Способы передачи теплоты

Тепло может передаваться тремя способами:

* Излучение. При теплообмене излучением энергия передается посредством

электромагнитного излучения. Здесь примером может служить нагревание поверхности земли солнцем.

* Кондукция. Передача тепла в твердом теле.

* Конвекция. При конвективном теплообмене энергия передается благодаря контакту одной части среды с другой. Существует два типа конвекции:

a) естественная (свободная) конвекция, при которой движение среды целиком зависит от разностей ее плотностей и температур, выравнивающихся во время процесса теплообмена;

б) принудительная (вынужденная) конвекция, при которой движение среды целиком или частично зависит от результатов внешнего воздействия на эту среду; здесь примером может служить работа насоса, перекачивающего жидкость.

3. Устройство теплообменных пластинчатых аппаратов

Существует два типа теплообменников.

* Теплообменник прямого действия, где обе среды, между которыми происходит теплообмен, находятся в непосредственном контакте.

* Теплообменник непрямого действия, в котором теплообмен происходит через стенку, разделяющую две среды.

По принципу действия теплообменники делят на рекуперативные, регенеративные и смесительные.

В рекуперативных теплообменниках теплоносители разделены стенкой, через которую теплота предается от одного теплоносителя к другому.

В регенеративных теплообменниках одна и та же теплообменная поверхность омывается попеременно горячим и холодным теплоносителями. При омываниии горячим теплоносителем поверхность нагревается за счет его теплоты, при омываниии поверхности холодным теплоносителем она охлаждается, отдавая теплоту. Таким образом, теплообменная поверхность аккумулирует теплоту горячего теплоносителя, а затем отдает ее холодному.

В смесительных аппаратах передача происходит при непосредственном взаимодействии теплоносителей.

Пластинчатый теплообменник относится к типу рекуперативных.

Эти теплообменные аппараты монтируют на рамке, состоящей из верхнего и нижнего несущих брусов, образовывающих собой стойку с неподвижной плитой.

По направляющим стяжным шпилькам перемещается подвижная плита. Между неподвижной и подвижной плитами располагается пакет стальных штампованных гофрированных пластин, в которых имеются каналы для прохода теплоносителей. Уплотнение пластин достигается с помощью заглубленных прокладок, выдерживающих высокие рабочие давления.

Теплообмен происходит в противотоке, причем каждый теплоноситель движется вдоль одной стороны пластины.

В большинстве применений наиболее эффективным считаются пластинчатые теплообменники. Обычно применение теплообменника этого типа предполагает лучшее решение проблем, связанных с теплопередачей, в самых широких диапазонах рабочих давлений и температур при ограничениях, накладываемых на эти параметры используемым производственным оборудованием. Наиболее значительные преимущества пластинчатого теплообменника перечислены ниже.

* Компактность конструкции, благодаря которой теплообменник этого типа требует гораздо меньшего пространства производственного участка для установки, чем традиционный кожухотрубный теплообменник.

* Применение тонкого металла для изготовления теплопередающих пластин этого теплообменника позволяет обеспечить оптимальную теплопередачу, так как теплу легче проходить сквозь стенку очень малой толщины.

* Высокая турбулентность течения среды создает хорошие условия для более интенсивной конвекции или для более эффективного теплообмена между жидкостями. Из этого следует более высокий коэффициент теплопередачи на единицу площади поверхности теплообмена, что позволяет получить не только исключительно компактный, но и более эффективно работающий теплообменник. Высокая турбулентность потока среды создает также эффект самоочистки. Более того, теплопередающие поверхности пластинчатого теплообменника гораздо меньше подвержены загрязнению (образованию отложений) по сравнению с обычным кожухотрубным теплообменником. Это означает, что пластинчатый теплообменник может значительно дольше находиться в работе между циклами его мойки.

* Простота применения. Пластинчатый теплообменник состоит из рамы и определенного числа пластин, имеющих теплопередающие поверхности. Посредством добавления некоторого количества пластин теплообменник этого типа легко нарастить для увеличения его производительности. Более того, он может легко разбираться для чистки.

Описание проектируемого объекта

Пастеризационно - охладительная установка А1-ОКЛ - 2,5 используется для пастеризации смеси мороженого с последующим охлаждением.

Пластинчатый аппарат этой установки скомплектован на базе ленточно-поточных пластин П-2.

Техническая характеристика пастеризационно - охладительной установки А1-ОКЛ - 2,5:

Производительность 2500 л/ч;

Температура смеси мороженого, поступающей в аппарат 40-45°С;

Температура пастеризации смеси мороженого 86-90°С;

Температура охлаждения смеси мороженого в аппарате 4-8°С;

Температура водопроводной воды на входе в аппарат не более 12°С;

Температура рассола (начальная) - (5-7)°С;

Начальная температура горячей воды 95°С;

Время выдерживания смеси мороженого при температуре пастеризации не менее 60 с;

Рабочее давление в аппарате не более 12 кПа;

Кратность рассола до 4;

Кратность холодной воды до 3;

Потребление пара 36 кг/ч;

Потребление электроэнергии 1,6 кВт;

Потребление воды на предварительное охлаждение 2,5 м/ч;

Коэффициент регенерации теплоты 80%;

Установленная мощность 3,0 кВт;

Число пластин в аппарате 112 шт.;

Занимаемая площадь 7,3 м;

Масса 1400 кг.

5. Расчет теплообменного пластинчатого аппарата А1-ОКЛ - 2,5

Под технологическим расчетом проектируемого объекта обычно понимают совокупность расчетов, связанных непосредственно с параметрами, видом и особенностями технологического процесса, осуществляемого этим объектом.

Основной целью технологического расчета является определение исходных параметров, необходимых при выполнении графической конструкторской проработки проектируемого объекта.

Задачи, решаемые при проведении технологического расчета, обычно сводятся к определению основных технологических конструктивных и энергетических факторов.

Тепловой расчет аппарата

Целью теплового расчета теплообменника является определение коэффициентов теплоотдачи, теплопередачи и поверхности теплообмена.

Определение средней разности температур в секциях

а) Секция регенерации

Определение температуры смеси мороженого в конце секции регенерации:

t=t + (t-t), (5.1)

где t - температура пастеризации смеси мороженого,°С; - коэффициент регенерации теплоты; t - начальная температура смеси мороженого,°С

t= 40 + 0,8 (90 - 40) = 80°С

Определение температуры пастеризованной смеси мороженого после секции регенерации:

t = t + (t- t), (5.2)

t = 40 + 90 - 80 = 50°С

Определение разности температур в секции регенерации:

t = t - t, (5.3)

t = 90 - 80 = 10°С.

б) Секция пастеризации

Определение температуры горячей воды при выходе из секции пастеризации:

t = t - , (5.4)

где t-начальная температура горячей воды,°С; с - теплоемкость смеси мороженого [при t = 85°С равна 3,85 кДж/(кг*К)]; с - теплоемкость воды [при t = 85°С равна 4,224 кДж/(кг*К)]; n- кратность расхода горячей воды.

t = 95 - =93°С,

t = t- t,

t = 93-80 = 13°С,

t = t- t,

t = 95-90 = 5°С,

==2,6 >2

Определение средней разности температур:

t = , (5.5)

t ==8,37°С.

в) Секция охлаждения водой

Определение температуры холодной воды, выходящей из водяной секции:

t = t +с*, (5.6)

где t - температура холодной воды, выходящей из водяной секции,°С; n - кратность расхода холодной воды; t - температура смеси мороженого после секции водяного охлаждения,°С; t - начальная температура холодной воды,

t = 12+3,85 (50-8)/(4,224*3)=25°С,

t = t- t= 50-25=25°С,

t = t- t = 8-25 = -17°С,

==1,5 <2

Определение средней разности температур в секции охлаждения водой:

t = , (5.7)

t= = 21°С

г) Секция охлаждения рассолом

Определение температуры рассола на выходе из аппарата:

t = t + , (5.8)

где t - начальная температура рассола,°С; n - кратность рассола;

t - конечная температура смеси мороженого,°С; с - теплоемкость рассола, кДж/(кг*К).

t= -5+= 2°С,

t= t- t = 4 - (-5) = 9°С,

t = t- t= 8-2=6°С,

==1,5 <2

Определение средней разности температур в секции охлаждения ледяной водой:

t = , (5.9)

t= =1,5°С.

Определение скорости потоков в секциях

Определение объемной производительности (м/с) по смеси мороженого:

V=C/3600, (5.10)

где С - производительность аппарата, л/час (по заданию2500 л/час).

V=2,5/3600 = 0,0007 м/с

Определение числа каналов m в пакете при скорости смеси мороженого:

=0,44 м/с

m = , (5.11)

где f - площадь поперечного сечения одного канала.

m = =2,65.

Принимаем m = 3, тогда действительная скорость смеси мороженого

=0,44*2,65/3=0,39 м/с

Скорость холодной воды принимаем равной скорости молока

==0,39 м/с

скорость горячей и ледяной воды принимаем

==0,75 м/с

Определение теплофизических свойств смеси мороженого и рабочих жидкостей

а) Секция регенерации теплоты

Определение средней температуры сырой смеси в секциях (сторона нагревания):

t= 0,5 (t + t,), t= 0,5 (40+80)= 60°С (5.12)

Теплофизические свойства смеси:

= 0,518 Вт/(м*К); = 705,6*10 Па*с; = 1011,1 кг/м;

с = 3,850 кДж/(кг*К); Pr = 5,35.

Определение средней температуры пастеризованной смеси (сторона охлаждения):

t= 0,5 (t + t,), t= 0,5 (90+50) = 70°С (5.13)

Теплофизические свойства смеси:

= 0,524 Вт/(м*К); = 617,4*10 Па*с; = 1005,2 кг/м;

с = 3,850 кДж/(кг*К); Pr = 4,65.

б) Секция пастеризации

Определение средней температуры горячей воды (сторона охлаждения):

t= 0,5 (t + t,), t= 0,5 (95+93) = 94°С (5.14)

Теплофизические свойства воды:

= 0,68 Вт/(м*К); = 314,6*10 Па*с; = 965,3 кг/м;

с = 4,228 кДж/(кг*К); Pr =1,95.

Определение средней температуры смеси (сторона нагревания):

t = 94 - t, t = 94 - 8,37=85,63°С (5.15)

Теплофизические свойства смеси:

= 0,530 Вт/(м*К); = 558,6*10Па*с; = 996 кг/м;

с = 3,85 кДж/(кг*К); Pr =4,12.

в) Секция охлаждения смеси водой

Определение средней температуры холодной воды (сторона нагревания):

t= 0,5 (t + t,), t= 0,5 (12+25)= 18,5°С (5.16)

Теплофизические свойства воды:

= 0,599 Вт/(м*К); = 999,6*10 Па*с; = 998,2 кг/м;

с = 4,207 кДж/(кг*К); Pr = 7,06.

Определение средней температуры смеси (сторона охлаждения):

t = 18,5 + t, t = 18,5 + 21 = 39,5°С (5.17)

Теплофизические свойства смеси:

=0,506 Вт/(м*К); = 1078,0*10 Па*с; = 1020,9 кг/м;

с = 3,910 кДж/(кг*К); Pr =7,50.

г) Секция охлаждения смеси рассолом

Определение средней температуры рассола (сторона нагревания):

t= 0,5 (t + t,), t= 0,5 (-5+2)= -1,5°С (5.18)

Теплофизические рассола:

= 0,551 Вт/(м*К); = 1788,5*10 Па*с; = 1080 кг/м;

с = 3,676 кДж/(кг*К); Pr =28.

Определение средней температуры смеси (сторона охлаждения):

t= 0,5 (t + t,), t= 0,5 (8+4)= 6°С (5.19)

Теплофизические свойства смеси:

= 0,430 Вт/(м*К); = 2965,6*10 Па*с; = 1031 кг/м;

с = 3,879 кДж/(кг*К); Pr =26,6.

Определение критерия подобия Рейнольдса

Rе = (5.20)

где - скорость потока, м/с; d - эквивалентный диаметр канала, м; - плотность среды, кг/м; - динамическая вязкость среды, Па*с.

а) Секция регенерации теплоты

Для холодной смеси Rе = =1968. (5.21)

Для горячей смеси Rе = =2487. (5.22)

б) Секция пастеризации

Для смеси Rе = =3746. (5.23)

Для горячей воды Rе = =5934. (5.24)

в) Секция охлаждения водой

Для смеси Rе = =2179. (5.25)

Для воды Rе = =1149. (5.26)

г) Секция охлаждения рассолом

Для смеси Rе = =801. (5.27)

Для рассола Rе = =1389. (5.28)

Определение коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи

Определение коэффициентов теплоотдачи и для пластин:

пластинчатый теплообменник хладагент

=. (5.29)

а) Секция регенерации теплоты

При охлаждении пастеризованной смеси

==4300 Вт/(м*К). (5.30)

При нагревании сырой смеси

==3652 Вт/(м*К). (5.31)

Определение коэффициента теплопередачи с учетом отложений молочного камня на пластинах при коэффициенте использования =0,9:

К=, (5.32)

К==1548 Вт/(м*К).

б) Секция пастеризации молока

При охлаждении горячей воды коэффициент теплоотдачи равен:

==6725 Вт/(м*К). (5.33)

При нагревании молока коэффициент теплоотдачи равен:

== 5239 Вт/(м*К). (5.34)

Определение коэффициента теплопередачи с учетом отложений молочного камня на пластинах при коэффициенте использования =0,85:

К=, (5.35)

К== 2050 Вт/(м*К).

в) Секция охлаждения смеси водой

При охлаждении смеси

== 4429 Вт/(м*К). (5.36)

При нагревании воды

== 3264 Вт/(м*К). (5.37)

Определение коэффициента теплопередачи с учетом отложений молочного камня на пластинах при коэффициенте использования =1:

К=, (5.38)

К== 1647 Вт/(м*К).

г) Секция охлаждения молока рассолом.

При охлаждении смеси

== 3220 Вт/(м*К). (5.39)

При нагревании воды

== 6201 Вт/(м*К). (5.40)

Определение коэффициента теплопередачи с учетом отложений молочного камня на пластинах при коэффициенте использования =0,9:

К=, (5.41)

К== 1651 Вт/(м*К).

Конструктивный расчет

Определение рабочих поверхностей теплопередачи и числа пакетов в секциях

Так как общая площадь поверхности теплообменника равна 7,3 м рекомендуемая площадь одной пластины 0,3 м

а) Секция регенерации теплоты

F=, (5.42)

где G - количество смеси, кг/с.

F== 13,9 м.

Число пластин в секции: n===47 (5.43)

При числе каналов в пакете m=4 число пакетов:

x===5,875. (5.44)

Принимаем x=6.

б) Секция пастеризации смеси

Определение рабочей поверхности теплопередачи секции:

F=, (5.45)

F== 3,1 м.

Определение числа пластин в секции: n===11 (5.46)

Определение числа пакетов в секции на стороне смеси:

x===1,375. (5.47)

Принимаем x= 2.

в) Секция охлаждения водой

Определение рабочей поверхности теплопередачи секции:

F=, (5.48)

F == 6,45 м.

Определение числа пластин в секции: n===21,5. (5.49)

Принимаем n= 22.

Определение числа пакетов в секции на стороне смеси:

x===2,75. (5.50)

Принимаем x= 3.

г) Секция охлаждения рассолом

Определение рабочей поверхности теплопередачи секции:

F= (5.51)

F == 8,58 м.

Определение числа пластин в секции: n===28,6 (5.52)

Принимаем n=29.

Определение числа пакетов в секции на стороне смеси:

x===3,625. (5.53)

Принимаем x= 3.

Определение общего числа пластин в теплообменнике

n = n+n+n+n

n=47+11+22+29=109

Данное число хорошо согласуется с числом пластин в типовом теплообменнике (n =112)

Гидравлический расчет аппарата и подбор насоса

Определение гидравлического сопротивления теплообменника

а) Секция регенерации теплоты (x=6)

Для потока нагреваемой смеси при Rе=1968

=11,2 Re,

= 11,2 *1968=1,68.

Определение гидравлического сопротивления секции на стороне горячей смеси:

р=**, L=,

где L-приведенная длина потока, м; F-поверхность теплообмена, м; b-рабочая ширина, м;

р==105 кПа.

Определение потока горячей охлаждаемой смеси при Rе=2487:

= 11,2 *2487=1,59.

Определение гидравлического сопротивления секции на стороне горячей смеси:

р== 99 кПа.

б) Секция пастеризации смеси (x= 2)

Для потока пастеризуемой смеси при Rе=3746

= 11,2 *3746=1,43.

Определение гидравлического сопротивления секции:

р== 29 кПа.

в) Секция охлаждения смеси водой (x= 3)

Для потока охлаждаемой смеси при Rе=2179

= 11,2 *2179=1,64.

Определение гидравлического сопротивления секции:

р== 52 кПа.

г) секция охлаждения смеси рассолом (x= 3)

Для потока смеси при Rе=801

= 11,2 *801=2,1.

Определение гидравлического сопротивления секции:

р== 67 кПа.

Определение общего гидравлического сопротивления теплообменника по линии движения смеси:

р = р+р+р+р+р.

р = 105 + 99 +29 + 52 + 67 =352 кПа.

р 36 м вод. ст.

По общему напору и производительности аппарата из приложения выбираем центробежный насос марки 50МЦ 25-31.

Список литературы

1. Барановский Н.В. Пластинчатые теплообменники пищевой промышленности/ Н.В. Барановский. - М.: Машгиз, 1962. - 142 с.

2. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии/ Г.Д. Кавецкий, Б.В. Васильев. - 2-е изд., перераб. И доп. - М.:колос, 2000. - 551 с.

3. Коваленко Л.М. Пластинчатые теплообменные аппараты/ Л.М. коваленко. - М.: Издательский центр «Академия», 1986. - 40 с.

4. Лисин П.А. Современное технологическое оборудование для тепловой обработки молока и молочных продуктов/ П.А. Лисин, К.К. Полянский, Н.А. Миллер - СПб.: ГИОРД, 2009. - 136 с.

5. Сурков В.Д. Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности / В.Д. Сурков, Н.Н. Липатов, Ю.П. Золотин. - 3-ое изд., перераб. и доп. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 432 с.

Размещено на Allbest.ru