Дипломная работа: Сусловарочный аппарат

Масса, кг:

без продукта

с продуктом

5280

15000

2. Расчёт площади поверхности теплопередачи

При расчёте площади поверхности теплопередачи сусловарочного аппарата определяют тепловой поток при наибольшей тепловой нагрузке, которая наблюдается в период выпаривания воды [4]. В этом случае необходимое количество теплоты Q (кДж) определяется по формуле:

, (2.1)

где W _вып – количество выпариваемой воды, кг;

– удельная теплота парообразования, кДж/кг; =2248 кДж/кг

Количество воды, выпариваемой из сусла за время кипячения:

кг (2.2)

где Вн- начальное содержание сухих веществ, % масс.;

Вк- конечное содержание сухих веществ, % масс..

Тогда по формуле (2.1) количество теплоты Q_вып , необходимое для выпаривания 2074,07кг воды равно:

Необходимая площадь поверхности теплопередачи сусловарочного котла (м² ) в зависимости от продолжительности процесса выпаривания (ч) определяют по формуле:

, (2.3)

где К_сусла – коэффициент теплопередачи при кипячении сусла, кВт/(м² ·К);

Δ t _ср – полезная разность температур при выпаривании, ^о С;

τ_ц – продолжительность процесса выпаривания, ч, τ_вып =1,5 ч.

Давление насыщенного пара, применяемого для кипячения сусла:

(2.4)

При данном давлении температура насыщения пара по уравнению интерполяции будет равна [5]:

)

При расчетах поверхности теплообмена принимают, что греющий, насыщенный пары и конденсат отводятся при температуре конденсации т.е.

t _н.п = t _к.п = 138,9^о С .

Средняя разность температур:

, (2.5)

где

1

.

1

Тогда

Коэффициент теплоотдачи от греющего пара к стенке с учетом потерь теплоты за счет образующегося на внутренней поверхности аппарата осадка:

, (2.6)

где α_накл.1 – коэффициент теплопередачи для наклонной стенки аппарата, Вт/(м² ·К);

- коэффициент теплопередачи от поверхности паровой рубашки к кипящему суслу, Вт/(м² ·К);

δ – толщина стенки паровой рубашки, то есть толщина листовой стали, м, δ = 0,014 м;

λ_ст – теплопроводность материала стенки, Вт/(м·К), теплопроводность стали нержавеющей марки 1Х18Н9Т, λ_ст = 16 Вт/(м·К).

– тепловая проводимость загрязнений стенок