Курсовая работа: Расчет и проектирование вертикального кожухотрубного теплообменника для пастеризации продукта

Для случая движения теплоносителя в межтрубном пространстве кожухотрубных теплообменников:

Nu=С(d_е Re)^0,6 Pr^0,33 , (1.12)

где	С – коэффициент, который учитывает присутствие сегментных перегородок в межтрубном пространстве; dе – эквивалентный диаметр межтрубного пространства, (м).

, (1.13)

где	f – плоскость поперечного сечения потока, (м2 ); П – периметр сечения потока, (м); D – внутренний диаметр кожуха, (м); d – внешний диаметр трубы, (м); z – количество ходов по трубному пространству; n – количество труб в одном ходе.

При поперечном обтекании пучка труб (угол атаки 90^о) , шахматном и коридорном расположении труб соответственно:

Nu= (1.14)

Nu= (1.15)

Среднюю разность температур , (⁰ С), в случае прямотечения и противотечения определяют как среднелогарифмическую разность:

, (1.16)

где	Dtб , Dtм – большая и меньшая разности температур между теплоносителями на концах теплообменника, (0 С).

Если <2, то среднелогарифмическую разность можно заменить без заметной погрешности среднеарифметической разностью:

. (1.17)

Для аппаратов с перекрестным и смешанным течением теплоносителей средняя разность температур находится путем умножения значения среднелогарифмического температурного напора достигаемого при противотечейной схеме движения теплоносителей на поправочный коэффициент, который определяется по справочникам [4-6].

1.1 Кожухотрубный теплообменник

Для проведения процесса пастеризации продукта выбирается кожухотрубная конструкция теплообменника.

Кожухотрубные теплообменники наиболее широко распространены в

пищевых производствах.

Кожухотрубный вертикальный одноходовой теплообменник

с неподвижными трубными решетками (см. рис. 1) состоит из цилиндрического корпуса-1, который с двух сторон ограничен прива­ренными к нему трубными решетками-2 с закрепленными в них гре­ющими трубами-3 (см. рис. 2), концы которых закреплены в специальных трубных решетках путем разваль­цовки, сварки, пайки, а иногда на сальниках. Пучок труб делит весь объем корпуса теплообмен­ника на трубное пространство, заключенное внутри греющих труб, и межтрубное. К корпусу прикреплены с помощью болтового соеди­нения два днища-5. Для ввода и вывода теплоносителей корпус и днища имеют патрубки-4. Один поток теплоносителя, например жидкость, направляется в труб­ное пространство, проходит по трубкам и выходит из теплооб­менника через патрубок в верх­нем днище. Другой поток тепло­носителя, например пар, вво­дится в межтрубное простран­ство теплообменника, омывает снаружи греющие трубы и выво­дится из корпуса теплообмен­ника через патрубок.

Кожухотрубные теплообменники могут быть с неподвижной трубной ре­шеткой или с температурным компенсатором на кожухе, вертикальные или горизонтальные. В соответствии с ГОСТ 15121-79, теплообменники могут быть двух- четырех- и шестиходовыми по трубному пространству.