Зміст
Введення
1. Вихідні дані
2. Тепловий розрахунок
Визначення середньої різниці температур
Визначення критерій Рейнольдса
Визначення критерій Нуссельта
Розрахунок коефіцієнта тепловіддачі від стінок труб до розчину соняшникової олії.
Розрахунок коефіцієнта тепловіддачі від насиченого пара трубок: визначення температури плівки конденсату, визначення різниці температур, визначення критерій Галілея, визначення критерію при конденсації, критерію Нуссельта, числа трубок в одному ході, середнього коефіцієнта тепловіддачі (від пари до продукту), визначення теплового навантаження на апарат , поверхні теплообміну, довжини труб, витрата пари, що гріє
3. Конструкторський розрахунок
Визначення діаметра окружності, що описує пучок труб;
Визначення діаметра патрубка, що підводить гріючий пар;
Визначення діаметра патрубка для відводу конденсату;
Визначення діаметра патрубка для підведення соняшникової олії;
Визначення діаметра патрубка для відводу соняшникової олії;
Розрахунок товщини кришки плаваючої головки;
Розрахунок шпильок, що кріплять кришку плаваючої головки;
Визначення товщини трубної решітки плаваючої головки;
4. Розрахунок теплоізоляції.
Введення
Тепловикористовуючі апарати, застосовувані в харчових виробництвах для проведення теплообмінних процесів, називають теплообмінниками. За принципом дії теплообмінники діляться на рекуперативні, регенеративні і змішувальні.
У рекуперативних теплообмінниках теплоносії оброблене стінкою і теплота передається від одного теплоносія до іншого через роздільну стінку.
В регенеративних теплообмінниках одна і та ж теплообмінна поверхню омивається поперемінно гарячим і холодним теплоносіями. Теплообмінна поверхню акумулює теплоту гарячого теплоносія, а потім віддає його холодного теплоносія.
У змішувачах апаратах передача теплоти відбувається за безпосередньої взаємодії теплоносіїв.
Рекуперативні теплообмінники в залежності від конструкції діляться на кожухотрубні, типу «труба в трубі», змієвикові, пластинчасті т. д.
Кожухотрубні найбільш поширені в харчових виробництвах, завдяки своїй компактності, простоті у виготовленні та надійності в роботі. Кожухотрубний теплообмінник складається з циліндричного корпусу, який з двох сторін обмежений трубними решітками із закріпленими в них гріють трубами. Пучок труб ділить весь об'єм корпусу теплообмінника на трубне і міжтрубний простору. Для введення теплоносіїв корпус і кришки мають патрубки. Теплообмін між теплоносіями здійснюється через стінки труб.
З метою інтенсифікації теплообміну в кожухотрубних теплообмінниках пучок труб секціонувального, тобто поділяють на кілька секцій (ходів), за якими теплоносій проходить послідовно. При цьому відповідно до числа ходів збільшується швидкість руху середовища, а отже, і коефіцієнт тепловіддачі, зменшується потребная поверхню теплообміну та геометричні розміри теплообмінника. Розбивка труб на ряд ходів досягається за допомогою перегородок у кришках.
Кожухотрубні теплообмінники використовуються для теплообміну між конденсуючими парою і рідиною. Рідина пропускається по трубах, а пар в міжтрубному просторі.
Перевага кожухотрубних теплообмінників полягає в компактності, невисокій витраті металу, легкості отчистки труб зсередини. Недоліки цих теплообмінників: складність досягнення високих швидкостей теплоносіїв, за винятком багатоходових теплообмінників, труднощі очищення міжтрубного простору, недоступність його для огляду і ремонту, складність виготовлення з металів, що не піддаються розвальцьовування зварюванням.
1. Вихідні дані
2. Тепловий розрахунок
2.1 Визначення середньої різниці температур
Середня температура соняшникової олії:
2.2 Визначення критерію Рейнольдса
Де V 2 - c Швидкісь руху хлористого натрію при V 2 = 1м / с
d вн - внутриними діаметр трубок; d вн = 0,021 м;
V 2 - коефіцієнт кінематичної в'язкості хлористого натрію при t 2 = 65.5 c
2.3 Визначення критерію Нуссельта
2.4 Критерій Pr 2 при t 2 = 106,6 ° C
2.5 Коефіцієнт тепловіддачі від стінок труб до соняшниковій олії
2.6 Коефіцієнт тепловіддачі a 1 від насиченої пари n 2 до трубок:
2 .6.1 Температура плівки конденсату
2 .6.2 Різниця температур
2.6.3 Критерій Галілея
2 .6.4 Критерій Куттеладзе
2.6.5 Критерій Нуссельта для розрахунку тепловіддачі до одного ряду горизонтальних труб
Коефіцієнт тепловіддачі для верхнього ряду трубок
2.6.6 Число труб в одному ході (пучок)
2.6.7 Число трубок по зовнішній стороні шестикутника визначаємо із залежності
2.6.8 Середній коефіцієнт тепловіддачі для всього пучка труб
2.6.9 Теоретичний коефіцієнт від пари до соняшниковій олії
2.6.10 Приймаються коефіцієнт використання поверхні теплообміну j = 0,9. Тоді розрахунковий коефіцієнт теплопередачі
2.6.11 Теплове навантаження апарату
2 .6.12 Поверхня теплообміну
2.6.13 Довжина трубок
2.6.14 Дійсна поверхню теплообміну
2.6.15 Витрата пари, що гріє
3. Конструкторський розрахунок
Основні розміри кожухотрубного теплообмінного апарата з нерухомими трубними решітками приймаємо за ГОСТами 15119-79, 15120-79, 15121-79, 15122-79.
Розміщення отворів під труби в трубних гратах і основні розміри приймаємо по ГОСТ 15118-79.
3.1 Визначення діаметра окружності, що описує пучок труб
3.2 Визначення діаметра патрубка, що підводить гріючий пар
3.3 Діаметр патрубка для відводу конденсату
3.4 Визначення діаметра патрубка для підведення соняшникової олії
3.5 Визначення діаметра патрубка для відводу олії
Коефіцієнт гідравлічного опору пучка одного ходу труб:
Розрахунок на міцність деталей теплообмінника
Приймаються матеріал кришки сталь IXI 8 H 9 T [s] = 1251 кг / см І
3.6 Товщина кришки плаваючої головки
3.7 Розрахунок шпильок, що кріплять кришку плаваючої головки.
Зусилля, що діє на шпильки
3. 8 Діаметр трубної решітки
4. Розрахунок теплоізоляції виходячи з температури повітря приміщення
4.1 Приймаються теплоізоляційний матеріал. Найбільш підходящим є Савелій. Питома вага g = 450 кг / мі, коефіцієнт теплопровідності l = 0,098 Вт / м, ° К
4.2 Товщина шару ізоляції
4.3 Визначення товщини обичайки