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

Визначення середньої температури води

t_1ср = (t_1п + t_1к )/2 =(90+40)/2 = 65ºС

Визначення середньої температури бульйону

t_2ср = (t_2п + t_2к )/2 =(10+80)/2 = 45ºС

Визначення теплового навантаження апарата

Q = Q₁ = х Q₂ ,

де х = 1,02…1,05 – коефіцієнт, що враховує теплові втрати.

Q₂ = х G₂ с₂ (t_2к - t_2п ) ,

де с₂ – теплоємність бульйону при температурі 45ºС.

с₂ = 3,998 кДж/(кг· К)

Q₂ = 1,05 · 1,6 · 3,998 · (80 – 10) = 470,16 кВт

Рівняння теплового балансу має вигляд:

G₁ с₁ (t_1п - t_1к ) = х G₂ с₂ (t_2к - t_2п )

Визначаємо витрати води на підігрів бульйону

G₁ = (х G₂ с₂ (t_2к - t_2п )) / с₁ (t_1п - t_1к ),

де с₁ – теплоємність води при температурі 65ºС.

с₁ = 4,185 кДж/(кг· К)

G₁ = (1,05· 1,6 · 3,998 · (80 – 10)) / (4,185 ·(90 – 40)) = 470,16 / 209,25 = 2,25 кг/с

Визначення коефіцієнта тепловіддачі від стінки до бульйону α₂ . Для цього знаходимо критерій Re₂ .

Re₂ = (w₂ · d_в · ρ₂ ) / μ₂ ,

де μ₂ – коефіцієнт динамічної в`язкості, який становить 2,4·10^-3 Па·с;

ρ₂ - густина кісткового бульйону при температурі 45ºС і вмісті сухих речовин n = 3,3 % становить 1026,08 кг / м³ .

d_в – діаметр внутрішньої труби, який визначається за формулою

d_в = √(4· G₂ ) / (π · ρ₂ ·w₂ ) ;

Обчислюємо діаметр внутрішньої труби

d_в = √(4· 1,6) / (3,14 · 1026,08 · 1,1) = √ 6,4 / 3544 = 0,04 м

Re₂ = (1,1 · 0,04 · 1026,08) / 2,4 · 10^-3 = 45,1 / 2,4 · 10^-3 = 18791

Режим руху бульйону турбулентний , критеріальне рівняння для визначення критерію Нусельта має вигляд: