.

Проект змієвикового теплообмінника для охолодження цукрового розчину продуктивністю 1800 кг/год (пояснювальна записка)

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
1 4053
Скачать документ

Пояснювальна записка

до курсового проекту на тему:

Проект змієвикового теплообмінника для охолодження цукрового розчину
продуктивністю 1800 кг/год.

Завдання:

Q = 1800 кг/год.

р = 45?C

р =21?C

tв.п. = 19?C

tв.к = 41?C

Концентрація цукрового розчину 33 %

ЗМІСТ

Вступ

1.Описання проектованого апарата

2.Місце та призначення апарата в технологічній схемі

3. Розрахунки

3.1.Тепловий розрахунок

3.2.Конструктивний розрахунок

3.3.Гідравлічний розрахунок

3.4.Розрахунок теплової ізоляції

3.5 Техніко-економічні розрахунки

Список використаної літератури

ВСТУП

Теплообмінні апарати різних конструкцій широко використовують в
харчовій і інших галузях промисловості.

Теплообміном називають процес передачі теплоти від одного тіла
до другого. Необхідною і достатньою умовою для теплообміну є різниця
температур між цими тілами. Мірою теплообміну вважають кількість
переданої теплоти.

Речовини, які беруть участь у процесі теплообміну, називають
теплоносіями. Речовину з вищою температурою називають гарячим
теплоносієм, а речовину з нижчою температурою – холодним. Як гарячі
теплоносії в харчовій промисловості найчастіше використовують водяну
пару, гарячу воду, нагріте повітря, димові гази і гарячі мінеральні
масла, а як холодні теплоносії – воду, повітря, ропу ( розсол), аміак і
фреони.

Процеси теплообміну відбуваються повсюди, де необхідно нагрівати
або охолоджувати те чи інше середовище з метою його обробки або для
утилізації тепла. Для передачі тепла від середовища з високою
температурою до середовища з низькою використовують теплообмінні апарати
різних конструкцій.

Вимоги до промислових теплообмінних апаратів в залежності від
конкретних умов використання досить різноманітні. Основними з них є:
забезпечення найбільш високого коефіцієнта теплопередачі при можливо
меншому гідравлічному опорі; компактність і найменша витрати матеріалів
на одиницю теплової потужності апаратів; надійність і герметичність у
поєднанні з розбірністю і доступністю до поверхні теплообміну для
механічного очищення від забруднень Ії.

Через велику різноманітність вимог до теплообмінних апаратів,
економічно невигідно, а часто і зовсім недоцільно обмежитись будь-якою
однією конструкцією теплообмінників.

За способом передачі тепла теплообмінні апарати ( їх часто
називають теплообмінниками) можна поділити на дві основні групи:
поверхневі теплообмінники і теплообмінники змішування.

В поверхневих теплообмінниках передача тепла від одного середовища
до іншого відбувається звичайно через металеву стінку, яку умовно
прийнято називати поверхнею теплообміну.

В теплообмінниках змішування передача тепла відбувається в процесі
безпосереднього з’єднання і перемішування середовищ , що ,вочевидь,
допустимо лише за певних умов, які значно обмежують використання
апаратів такого типу.

1.Описання проектованого апарата

В залежності від конструктивного виконання поверхневі
теплообмінники

поділяють на трубчаті, пластинчасті, спіральні, теплообмінники з
рубашкою і теплообмінники з оребреною поверхнею. Трубчаті теплообмінники
зустрічаються кожухотрубні, типу ”труба в трубі”, зрошувальні та
змієвікові.

Змієвикові теплообмінники за класифікацією відносять до заглибних
теплообмінників.

Такий теплообмінник являє собою корпус 2 , закритий вгорі кришкою
. Змійовик 3 занурений у рідину, яку охолоджують.( див. креслення) Для
підводу розчину слугує патрубок Б, виходу розчину – патрубок В.
Охолодна вода подається через патрубок Г і виходить відпрацьована вода
через патрубок Д.

Коефіцієнт теплопередачі в цих теплообмінниках порівняно низький ,
але через простоту виготовлення вони набули значного поширення.

На рис.1.1 наведена схема руху теплоносіїв в змійовиковому
теплообміннику

Рис. 1.1 Схема заглибного змійовикового теплообмінника

І – цукровий розчин; ІІ – охолодна вода

1 – витіснюваний стакан;

2 – корпус;

3 – змійовик.

2. Місце та призначення апарата в технологічній схемі

Даний курсовий проект передбачає охолодження цукрового розчину у
виробництві батонів . За цією схемою цукровий сироп перед подачею
в тістомісильну машину охолоджується в теплообміннику 24 до
температури 21?С. Сюди ж подається сіль , борошно, дріжджі і вода.
Замішене тісто поступає в бункер 7, звідки подається на тістоділитель
22, потім шматки тіста закруглюються на тістозакруглювачі 20 і ковшовим
транспортером 19 подаються в тістозакаточну машину з відбраковщиком
шматків тіста 18. Потім заготовки поступають у шафу остаточного
розшарування тіста 8 і надходять в тунельну піч 9. Випечені батони
конвеєром –транспортером 17 подаються в конвеєрну шафу для охолодження
хліба 10, звідки через циркуляційний стіл 16, укладаються в
контейнери для хліба 11 і завантажувачем 13 транспортуються в машини і
до споживача.

3. Розрахунки

Вихідні дані:

Q = 1800 кг/год. = 0,5кг/с

р = 45?C

р =21?C

tв.п. = 19?C

tв.к = 41?C

Концентрація цукрового розчину СР= 33 %

3.1. Тепловий розрахунок

Середню різницю температур між розчином і охолодною водою визначаємо як
середньологарифмічну різницю:

(3.1.2)

– різниці температур між теплоносіями на кінцях теплообмінника;

; (3.1.3.)

=45-41 = 4?С;

=21-19 = 2?С.

=2,9?С;

Середня температура рідини, яку охолоджують:

) = 0,5*(45+21) = 33?С

визначаємо теплофізичні параметри розчину): [2, Д.1-4]

=2,84*10-3Па*с;

густину цукрового розчину визначаємо за формулою:

; кг/м? (3.1.4.)

= 1144 кг/м?;

СР = 33,0%;

= 33 ?С;

= 1144-(0,4+0,0025*33,0)(33-20) =1137,7кг/м?.

; (3.1.5.)

= 3440,1 Дж/кг*К

коефіцієнт теплопровідності рідини:

; (3.1.6.)

– теплопровідність води при заданій температурі tв =(19+41)/2 = 30?С ,
Вт/(м*К);

= 0,622 Вт/(м*К). [2,табл.Д10]

– коефіцієнт, визначаємо[2,табл.Д3] методом інтерполяції при

СР = 33%

= 0,817

*33,0)= 0,414 Вт/(м*К)

= 23,6 (3.1.7.)

Теплове навантаження з урахуванням теплових витрат:

); Вт (3.1.8.)

де х – коефіцієнт, що враховує втрати теплоти в навколишнє середовище;

0,97

приймаємо х = 0,95

G – витрата розчину, кг/с;

G = 1800 кг/год = 0,5кг/с;

с – теплоємність цукрового розчину, Дж/(кг*К); визначили з
формули (3.1.5.)

с = 3440,1Дж/(кг*К)

Q = 0,95*0,5*3440,1*(45-21) =39217,14Дж/с

Витрата охолодної води, кг/с:

(3.1.9.)

де G – маса розчину, кг/с;

св, ср – питомі теплоємності відповідно охолодної води і цукрового
розчину, кДж/(кг*К);

– початкові температури відповідно охолодної води і цукрового
розчину, ?С;

– кінцеві температури відповідно охолодної води і цукрового розчину,
?С;

=0,48 кг/с;

Загальний коефіцієнт теплопередачі визначаємо за формулою:

; (3.1.10.)

– коефіцієнт тепловіддачі від води до стінки, Вт/(м?*К);

– товщина стінки, м;

– теплопровідність стінки, Вт/(м*К);

Приймаємо , що матеріал трубок – сталь ;

= 46 Вт/(м*К);

– коефіцієнт тепловіддачі від стінки до рідини, Вт/(м?*К);

визначається залежно від режиму руху цукрового розчину.

Визначимо критерій Рейнольдса, який характеризує гідродинамічний
режим руху розчину, за формулою:

;
(3.1.11.)

де dв – діаметр трубок; d = 0,03м.

Приймаємо швидкість руху цукрового розчину 0,6м/с:

=7210

Оскільки 2320

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2019