Курсовая работа: Проект теплообмінного апарату типу "труба в трубі"

Процес згущення протікає наступним чином:

Бульйон всмоктується у вирівнюючий бак 1 і з нього насосом 22 подається через фільтри 21 в теплообмінник типу «труба в трубі» 3.

Із теплообмінника нагрітий бульйон подається в паровідділювач 4 циклонного типу. Звільнений від вторинної пари бульйон стікає по скляному трубопроводі до насосу 18, яким направляється на рециркуляцію у вирівнюючий бак 1. Визначений рівень рідини в паровідділювачі автоматично піддержується регулятором 9.

Шляхом регулювання кількості напрямленого на рециркуляцію згущуваного продукту за допомогою клапана 20, а також подачі сировини встановлюється режим випарювання. Після цього згущений бульйон починають відкачувати із апарата продуктовим насосом 19.

Вторинна пара із паровідділювача потрапляє в горизонтальний поверхневий конденсатор 7, суміш охолодженої води і конденсату відкачується насосом 13. Вакуум в системі підтримується за допомогою двохступінчатого вакуум-насоса 8. Існує прилад 11 для приготування гарячої води, яка використовується для нагрівання бульйону в теплообміннику, насос для гарячої води 17, вирівнюючий бак 15 і трубопровід для рециркуляції гарячої води через клапан 12.

Речовини які беруть участь у процесі теплообміну, називають теплоносіями. Речовину з вищою температурою називають гарячим теплоносієм, речовину з нижчою температурою холодним.

Як гарячі теплоносії в харчовій промисловості використовуються водяна пара, гаряча вода, нагріте повітря, димові гази і гарячі мінеральні масла, а як холодні – воду, повітря, ропу(розсіл), аміак і фенол.

3. Вихідні дані

Продуктивність апарата G = 1,6 кг/с

Температура води:

на вході в апарат t_{1 п} = 90 ºС на виході із апарата t_{1 к} = 40 ºС

Температура бульйону:

на вході в апарат t_2п = 10 ºС на виході із апарата t_2к = 80 ºС

Швидкість руху бульйону w₂ = 1,1 м/с

Швидкість руху води w₁ = 1,2 м/с

Довжина труби одного змієвика l₁ = 7 м

Товщина стінки δ = 0,002 м

Матеріал труб нержавіюча сталь

Коефіцієнт теплопровідності матеріалу λ_ст = 17,5 Вт/(м·К)

Ціна 1 м² поверхні теплообміну апарату С_F = 1000 грн / м²

Річна частина амортизаційних відрахувань а = 0,08 %

Кількість годин роботи теплообмінника в році τ = 5460 год

Ціна 1 кВт·год електроенергії С_Е = 0,6 грн/(кВт·год)

3.1 Тепловий розрахунок

Визначення середньої різниці температур

Δt_м = t_1п - t_2к = 90 – 80 = 10ºС

Δt_б / Δt_м = 30 / 10 = 3, оскільки 3 > 2, то