Курсовая работа: Расчет и проектирование пастеризатора молока типа "труба в трубе"

С учетом всех уравнений процесса теплообмена в теплообменнике типа «труба в трубе» математическая модель может быть представлена в виде следующей последовательности расчета.

1) При заданном численном значении внутреннего диаметра трубки d_вн определяем площадь ее сечения, м²

f_сеч =р*(d_вн )² /4.(3.1)

2) Определяем объемный и массовый расход молока

Q_м =1600/3600*0.001=0,000444 м³ /с;

М_м = Q_м * с_м (3.2)

где Q_м , М_м – объемный и массовый расходы молока;

с_м – плотность молока, равная 1008 кг/м³ .

3) Определяем массовый расход воды, кг/с

М_в =М_м *n_кр , (3.3)

где М_м – массовый расход воды, кг/с;

n_кр – кратность расхода воды.

4) Исходя из уравнения неразрывности потока определим скорость движения молока по трубкам и воды в межтрубном пространстве пастеризатора, м/с

v_м =Q_м /f_сеч ; (3.4)

v_в =Q_в /F_сеч , (3.5)

где Q_в – объемный расход воды, м³ /с;

F_сеч – площадь кольцевого сечения межтрубного пространства, м²

F_сеч = р*((D_вн )² – (d_н )² )/4, (3.6)

где D_вн – внутренний диаметр рабочего цилиндра, м;

d_н – наружный диаметр трубки, м

d_н =d_вн +2*д_тр , (3.7)

где д_тр – толщина стенки трубки, которая равна 0,0015 м.

5) Найдем число Рейнольдса для молока и воды по формулам

Re_м =v_м *l₁ *с_м /м_м ; (3.8)

Re_в =v_в *l₂ *с_в /м_в , (3.9)

где l₁ – характерный линейный размер, равный для круглых трубок d_вн ;

м_м – динамическая вязкость молока, равная 0,87*10^-3 Па*с;

с_в – плотность воды, равная 1000 кг/м³ ;

м_в – динамическая вязкость воды, равная 1,742*10^-3 Па*с;