WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Проект змієвикового теплообмінника для охолодження цукрового розчину продуктивністю 1800 кг/год (пояснювальна записка) - Реферат

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

Пояснювальна записка

до курсового проекту на тему:

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

Завдання:

Q = 1800 кг/год.

tр = 45˚C

tр =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

tр = 45˚C

tр =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:

Δt = ; (3.1.2)

де Δt, Δt - різниці температур між теплоносіями на кінцях теплообмінника;

Δt = t΄р– ; Δt = – ; (3.1.3.)

Δt =45-41 = 4˚С;

Δt =21-19 = 2˚С.

Δt = =2,9˚С;

Середня температура рідини, яку охолоджують:

t =0,5*( t΄с + ) = 0,5*(45+21) = 33˚С

При середній температурі t визначаємо теплофізичні параметри розчину): [2, Д.1-4]

в'язкість =2,84*10-3Па*с;

густину цукрового розчину визначаємо за формулою:

; кг/м (3.1.4.)

= 1144 кг/м;

СР = 33,0%;

t = 33 ˚С;

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

Теплоємність с = 4190-(2520-7,5* t)*; (3.1.5.)

с = 4190-(2520-7,5*33)* = 3440,1 Дж/кг*К

коефіцієнт теплопровідності рідини:

; (3.1.6.)

де - 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

= 0,817*0,622*(1-556*10*33,0)= 0,414 Вт/(м*К)

Pr = = = 23,6 (3.1.7.)

Теплове навантаження з урахуванням теплових витрат:

Q = x*G с *c с *(t΄с -); Вт (3.1.8.)

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

х = 0,950,97

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);

t΄в, - початкові температури відповідно охолодної води і цукрового розчину, ˚С;

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

G = =0,48 кг/с;

Загальний коефіцієнт теплопередачі визначаємо за формулою:

К = ; (3.1.10.)

де - 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);

Коефіцієнт тепловіддачі визначається залежно від режиму руху цукрового розчину.

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

Re = ; (3.1.11.)

де dв – діаметр трубок; d = 0,03м.

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

Loading...

 
 

Цікаве