Курсовая работа: Обладнання для пастеризації. Ємнісне обладнання ВДП-300, Г2-ОТ2-А, пастеризаційні ванни Г-ОПА-600

t"г = t'_г — (с_м /c_г n_г ) (t₃ – t₂ ),

t"_в = t'_в — (с_м /c_в n_в ) (t₄ – t₅ ),

t"_р = t'_р — (с_м /c_р n_р ) (t₅ – t₆ ),

де t'_г - початкова температура гарячої води, °С (t'r = t₃ +2°C); с_м , с_г с_в , с_р -питома теплоємність відповідно продукту (молоко, вершки, суміш морозива і ін.), що нагрівається, гарячої води, холодної води і розсолу, Дж/(кг*К); п_г , п_в , п_Р - кратність гарячої води (п_г = 4-8), холодної води (п_в - 3), розсолу (п_р = 2-2,5); t'_p - початкова температура розсолу (t'_p = -4, -5 ° С); t_e - кінцева температура пастеризованого молока (t_e = 4° С).

Середній температурний натиск t_cp (у °С) визначають за формулою:

t_cp = (t_б - t_б )/2,3 lg(t_б /t_м ),

де t_б , t_б — відповідно більша і менша різниця між температурами на кінцях теплообмінного апарату, а також на кінцях секцій пластинчастого багатосекційного апарату.

Загальний коефіцієнт теплопередачі k(у Вт/(м² *К) знаходять по формулі:

k =1/(1/₁ + /_{с т} + 1/₂ ),

де ₁ — коефіцієнт тепловіддачі з боку нагріваючого середовища, Вт/(м2*К); 8—товщина стінки, м; _ст — коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки, Вт/(м*К); ₂ — коефіцієнт тепловіддачі з боку середовища, що нагрівається , Вт/(м2*К).

Коефіцієнти ₁ і₂ визначають по формулах:

у апаратах пластинчастого типу для стрічково-потокових пластин

₁ (₂ )= (_ж /d_э )0,1Re^0,7 Pr^0,43 (Pr₁ /Pr₂ )^0.25 ;

для сітчасто-потокових пластин

₁ (₂ )= (_ж *d_э )0,135Re^0,73 Pr^0,43 (Pr₁ /Pr₂ )^0.25 ;

для гладкостінних труб в апаратах трубчастого типу: якщо нагрівання продукту проводиться парою,

якщо потік рідини, що нагрівається, знаходиться в турбулентному режимі,

₂ = (_ж /d_в )0,021Re^0,8 Pr^0,43 (Pr₁ /Pr₂ )^0.25 ;

У формулах: _ж - коефіцієнт теплопровідності рідини, Вт/(м*К); d₃ -еквівалентний діаметр, м [d_э =2 bh/(b+h),де b - робоча ширина пластини, м; h - відстань між пластинами, м]; Re - критерій Рейнольдса (Re = wd/v, де w -швидкість потоку, м/с; v, v_k - коефіцієнти кінематичної в'язкості відповідно рідині і конденсату, м² /с); Рr - критерій Прандтля (Pr=cvp/, де с-теплоємність рідини, Дж/(кг*К); р - густина рідини, кг/м³ ); Pr₁ , Рr₂ - критерії Прандтля відповідно ядра потоку і пристінного шару; _к - коефіцієнт теплопровідності конденсату, Дж/(м*К), - густина конденсату, кг/м³ ; r-

питома теплота конденсації, Дж/кг; d_н - зовнішній діаметр труби для молока, м; t- різниця між температурами насиченої пари та стінки, °С.

Гідравлічний опір багатосекційного пластинчастого апарату визначають як суму гідравлічних опорів всіх секцій. Гідравлічний опір однієї секції P (у Па) можна розрахувати по формулі

P = (L_п /d_э )(pw² /2)N,

де — коефіцієнт гідравлічного опору; L_n — приведена висота пластини, м; (Ln=f/b, деf — робоча поверхня пластини, м² ; b— ширина пластини, м); N— число пакетів в секції.

Коефіцієнт гідравлічного опору визначають по формулах: для стрічково-потокових пластин

=11,2 Re^-0,25 ;

для сітчасто-потокових пластин

= 15 Re^-0,25 .

При розрахунках пластинчастих апаратів величину швидкості потоку молока можна приймати з достатньою точністю в межах 0,4-0,43 м/с,