Практическое задание 1 ПАПП. Практическое задание Расчет площади поверхности теплообмена в пастеризационных аппаратах
![]()
|
Практическое задание 1. Расчет площади поверхности теплообмена в пастеризационных аппаратахТема 5. Тепловые процессы Цель – получение навыков расчета основных параметров пастеризатора. Задачи: 1. Изучение конструкции и принципа работы пастеризатора. 2. Расчет основных параметров пастеризатора. Задание. Определите величину поверхностей теплообмена в секциях пастеризации, регенерации и охлаждения пластинчатого пастеризатора при заданных в таблице 1 исходных данных. Вариант задания выбирается по первой букве фамилии студента. Расчет: (Вариант 10) Определите величину поверхностей теплообмена в секциях пастеризации, регенерации и охлаждения пластинчатого пастеризатора при пастеризации виноградного сока при tп = 90 °С, содержащего 18 % сухих веществ и подаваемого с производительностью W= 1,8 кг/с. Начальная температура сока tн = 15 °С, конечная (после охлаждения) tк = 20 °С. Коэффициент регенерации Е = 0,8. Решение: 1. ![]() где ![]() t’p = 15 + 0,8 (90 – 15) = 75 °С 2. ![]() где ![]() Qp = 1,8 · 3,69 (75 – 15) = 1,8 · 221,4 = 398,52 кДж/с 3. ![]() где ![]() Qп = (1 – 0,8) · 1,8 · 3,69 · (90 – 15) = 0,2 · 1,8 · 3,69 · 75 = 99,63 кДж/с 4. ![]() где ![]() Q0 = 1,8 · 3,69 [(90 – 20) – 0,8(90 – 15)] = 66,42 кДж/с 5. ![]() где Fр – площадь поверхности теплообмена секции регенерации, м2; kр – коэффициент теплопередачи в секции регенерации. Для расчета площадей поверхности теплообмена (по секциям) принимаем коэффициенты теплопередачи: kр = 1,65, kп = 1,75, kо = 1,4. Fp = 398,52 / 1,65 (90 – 75) = 398,52 / 24,75 = 16,10 м2 Для расчета площади теплообмена секции пастеризации сначала находим среднюю разность температур в этой секции: ![]() где tкг – конечная температура горячей воды, °С; tнг – начальная температура горячей воды, °С. tkг = 98 – 0,2387 · 3,69 (90 – 75) = 98 – 13,21 = 84,78 ≈ 85 °С ![]() Δtп = (98 – 90) + (85 – 75) / 2 = 9 °С Площадь поверхности теплообмена секции пастеризации: ![]() Fп = 99,63 / 1,75 · 9 = 99,63 / 15,75 = 6,3 м2 Температура сока перед секцией охлаждения: ![]() t’’p = 90 + 15 – 75 = 30 °С где ![]() Средняя разность температур в секции охлаждения: ![]() где tно – начальная температура воды для охлаждения, °С; tко – конечная температура воды для охлаждения, °С. Задаемся начальной и конечной температурой охлаждающей воды: tно = 4 °С, tко = 15 °С. Δt0 = (30 – 15) + (20 – 4) / 2 = 15,5 °С Площадь поверхности теплообмена в секции охлаждения: ![]() F0 = 66,42 / 1,4 · 15,5 = 66,42 / 21,7 = 3 м2 Расход охлаждающей воды: ![]() Удельная теплоемкость воды Своды = 4,19 кДж/(кг∙Град). W0 = 1,8 · 3,69 · (30 – 20) / 4,19 (15 – 4) = 66,42 / 46,09 = 1,44 ![]() Рисунок 1.1 - Схема пластинчатого аппарата Рама теплообменника (Рисунок 1.1) состоит из неподвижной плиты (1), стойки (4), верхней (2) и нижней (7) направляющих, подвижной плиты (3) и комплекта стяжных болтов (8). ![]() Рисунок 1.2 - Сетчато-поточная (а) и ленточно-поточная (б) пластины |