Міністерство освіти і науки Російської Федерації
Федеральне агентство з освіти
Іркутська державна ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра хімічної технології
Допускаю до захисту
Керівник доцент каф. ХТ
Губанов Н.Д.
І.О.Фамілія
Розрахувати і підібрати двосекційний пластинчастий теплообмінник
для охолодження пивного сусла
найменування теми
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до курсового проекту з дисципліни
Технологічне обладнання
1.000.00.00 ПЗ
позначення документа
Виконав студент групи ТПП-04-1 _______.
шифр підпис І.О.Фамілія
Нормоконтролер ________________.
підпис І.О.Фамілія
Курсовий проект захищений
з оценкой____________
Іркутськ
2008
ЗМІСТ
Введення
1 Технологічний розрахунок
1.1 Загальний тепловий баланс
1.2 Розрахунок орієнтовною поверхні теплопередачі. Вибір теплообмінного апарату
1.3 Уточнений розрахунок теплообмінного апарату
1.3.1 Розрахунок коефіцієнтів тепловіддачі в секції водяного охолодження
1.3.2 Розрахунок коефіцієнтів тепловіддачі в розсільної секції
1.4 Необхідна поверхню теплопередачі
2 Гідравлічний розрахунок
2.1 Розрахунок гідравлічних опорів
2.1.1 Секція водяного охолодження
2.1.2 Секція розсольного охолодження
Список літератури
Введення
Для розрахунку і підбору нормалізувати теплообмінного апарату складемо і розрахуємо тепловий баланс з якого визначимо теплове навантаження теплообмінного апарату і витрата теплоносія. Розрахуємо середню різницю температур, виберемо по досвідченим даним орієнтовний коефіцієнт теплопередачі. Розрахуємо орієнтовний значення поверхні теплообміну і по ньому виберемо стандартний теплообмінник. Зробимо уточнений розрахунок стандартного теплообмінника: уточнимо коефіцієнти тепловіддачі для гарячого і холодного теплоносія і уточнений розрахунок коефіцієнта теплопередачі. Зіставимо поверхні теплообміну розрахункової і нормованою. Зробимо гідравлічний розрахунок.
Теплообмінні апарати застосовуються для проведення теплообмінних процесів (Нагрівання або охолодження). В даному курсовому проекті ми розраховуємо рекуперативного теплообмінник, в якому теплоносії розділені стінкою і теплота передається від одного теплоносія до іншого через розділяє їх стінку.
Запропоновано на розрахунок пластинчастий теплообмінний апарат. Поверхня теплообміну в такому апараті утворена набором штампованих гофрованих пластин. Самі апарати можуть бути розбірними, полуразборнимі і нерозбірними (зварними). ​​
Розбірні теплообмінники можуть працювати при тиску 0,002 - 1,0 МПа і температурі робочих середовищ від -20 до +180 Вє С, полуразборние - при тиску 0,002 - 2,5 МПа і тій же температурі; нерозбірні (зварні) апарати можуть працювати при тиску 0,0002 - 4,0 МПа і температурі від - 100 до +300 Вє С.
Пластинчасті теплообмінники широко використовуються в харчовій промисловості в якості нагрівачів, холодильників, а також комбінованих теплообмінників для пастеризації та стерилізації.
Пластинчасті теплообмінники компактні, володіють великою площею поверхні тепловіддачі, досягає гофрированием пластин.
Ефективність зумовлена ​​великою величиною відносини площі теплопередачі до обсягу теплообмінника. Це досягається високими швидкостями теплоносіїв, а також турбулізації потоків гофрованими поверхнями пластин і низькому термічному опору стінок пластин.
Ці теплообмінники виготовляють у вигляді модулів, з яких може бути зібраний теплообмінник з площею поверхні теплопередачі, необхідної для здійснення технологічного процесу.
До недоліків відносяться складність виготовлення, можливість забруднення поверхні пластин зваженими в рідині твердими частинками.
1 Технологічний розрахунок
1.1 Загальний тепловий баланс
Тепловий потік через пластини водяний секції:
(1.1)
Тепловий потік через пластини розсільної секції:
(1.2)
Приймаємо кінцеву температуру води 40 В° С.
Різниця температур охолоджуваного сусла і води:
Різниця температур охолодженого сусла і води:
Середня різниця температур теплообменівающіхся рідин при протитечії:
Різниця температур охолоджуваного сусла і розсолу:
Різниця температур охолодженого сусла і розсолу:
Середня різниця температур теплообменівающіхся рідин в розсільної секції:
1.2 Розрахунок орієнтовної поверхні теплопередачі
Вибір теплообмінного апарату
Орієнтовне значення коефіцієнта теплопередачі вибираємо на підставі [3]. Вид теплообміну: від рідини до рідини, при вимушеному русі. Приймемо.
Знаючи теплове навантаження апарату, розрахувавши среднею різниця температур і вибравши орієнтовний коефіцієнт теплопередачі, визначимо орієнтовну поверхню теплообміну для водяної секції:
, (1.3)
і для розсільної секції:
За ГОСТ 15518-83, при такій площі теплообміну вибираємо теплообмінний апарат типу Р виконання 3 для секції розсільного охолодження:
f - поверхня теплообміну однієї пластини (f = 0,2 м 2 );
F - поверхню теплообміну (F = 31,5 м 2 );
N - кількість пластин (N = 160шт);
M - маса апарату (M = 1485кг).
За ГОСТ 15518-83, при такій площі теплообміну вибираємо теплообмінний апарат типу Р виконання 3 для секції розсільного охолодження:
f - поверхня теплообміну однієї пластини (f = 0,2 м 2 );
F - поверхню теплообміну (F = 16м 2 );
N - кількість пластин (N = 84шт);
M - маса апарату (M = 1222кг).
Відповідно до [1] пластина з f = 0,2 м 2 , має габаритні розміри:
довжина - 960 мм;
ширина - 460 мм;
товщина - 1,0 мм;
d е. - еквівалентний діаметр каналу (d е. = 8,8 мм = 0,0088 м);
S - поперечний переріз каналу (S = 17,8 О‡ 10 -4 м 2 );
L - приведена довжина каналу (L = 0,518 м);
m - маса пластини (m = 2,5 кг);
d ш - діаметр умовного проходу штуцерів (d ш = 150мм = 0,15 м).
1.3 Уточнений розрахунок обраного теплообмінного апарату
Нехай компоновка пластин найпростіша: Сх: 80/80 і 42/42, тобто по одному пакету (ходу) для обох потоків.
1.3.1 Розрахунок коефіцієнта тепловіддачі для секції водяного
охолодження.
Швидкість сусла в 68 каналах з прохідним отвором 0,00178 м 2 дорівнює
, (1.4)
де - швидкість сусла.
Визначимо тип руху в каналах, для цього знайдемо число Рейнольдса
, (1.5)
де, Re - число Рейнольдса;
- швидкість теплоносія, м/с;
- еквівалентний діаметр, м;
- щільність теплоносія, кг/м 3 ;
- в'язкість теплоносія, Па в€™ с.
У секції водяного охолодження середня температура сусла:
Для сусла при 100 В° С за формулою (1.11)
Режим руху турбулентний.
Критерій Прандтля для потоку сусла:
(1.6)
У секції водяного охолодження середня температура води:
Знайдемо число Рейнольдса з формули (1.6)
Режим руху турбулентний.
Приймемо термічні опори для води середньої якості 1/r З.В. = 2000 Вт/м 2 О‡ К, для...
