Курсовая работа: Расчет и проектирование пастеризатора молока типа "труба в трубе"
6) Считая режим движения молока в трубках и движения воды в межтрубном пространстве турбулентным (Re > 2320) определим коэффициенты гидравлического сопротивления для молока л1 и воды л2 по формуле Блазиуса
л1 =0,3164/(Reм )0,25 ; (3.10)
л2 =0,3164/(Reв )0,25 . (3.11)
7) Определим критерий Нуссельта для турбулентного режима движения молока Nu1 и воды Nu2
Nuм =0,021*(Reм )0,8 *(Prм )0,43 *(Pr/Prст )0,25 ; (3.12)
Nuв=0,021*(Reв )0,8 *(Prв )0,43 *(Pr/Prст )0,25 , (3.12)
где Prм – критерий Прандтля, равный для молока 6,525;
Prв – критерий Прандтля, равный для воды 10,734;
(Pr/Prст )0,25 – поправочный множитель, учитывающий направление теплового потока;
(Pr/Prст )0,25 ≈ 1,05 – для процесса нагревании;
(Pr/Prст )0,25 ≈ 0,95 – для процесса охлаждении.
8) Коэффициенты теплоотдачи от молока к стенке трубки бм и от воды к стенке трубки бв определяются по формулам (2.6) и (2.7) с учетом того, что коэффициент теплопроводности для молока лм =0,516 Вт/(м*°С) и для воды лв =0,68 Вт/(м*°С).
9) Коэффициент теплопередачи k определяется по формуле (2.5) при принятых значениях дтр = 0,0015 м, лст = 14 Вт/(м*°С), дн = 0,0002 м, лн = 3,49 Вт/(м*°С).
10) Конечная температура воды tв.к. в °С из уравнения теплового баланса
Q=Cм *Мм *(tм.к. -tм.н. )= Cв *Мв *(tв.к. -tв.н. ), (3.13)
где См = 3850Дж/(кг*°С) – удельная теплоемкость молока;
Св = 4190 Дж/(кг*°С) – удельная теплоемкость воды;
Мв , Мм – массовые расходы воды и молока, кг/с;
tм.н. = 55 °С – начальная температура молока;
tм.к. = 75 °С – конечная температура молока;
tв.н. = 82 °С – начальная температура воды;
tв.к. – конечная температура воды, °С.
Тогда
tв.к. =См *Мм *(tм.н. -tм.к. )/(Св *Мв )+tв.н . (3.14)
11) Средний температурный напор ∆tср определяем по формуле (2.2).
12) Из уравнения теплового баланса по формуле (3.13) определяем тепловой поток
Q=Cм *Мм *(tм.к. -tм.н. )
13) Необходимая площадь теплообмена f, м2
f=Q/(k*∆tср ). (3.15)