Курсовая работа: Расчет и проектирование вертикального кожухотрубного теплообменника для пастеризации продукта
Dtб =tп -t1 =140-12=128 0 С, (2.1)
Dtм =tп -t2 =140-70=70 0 С. (2.2)
Так как =1,829<2, то средний температурный напор можно находить с определенной точностью как среднеарифметическую разность (соответственно формуле (1.17)):
0 С.
Средняя температура продукта tср , 0 С:
tср =tп -Dtср =140-99=41 0 С. (2.3)
Разность температур теплоносителя и стенки Dt1 , 0 С:
Dt1 =(R1 /R)Dtср =(0,6)×99=59,4 0 С (2.4) [1] Разность температур стенки и продукта Dt2 , 0 С:
0 С. (2.5)
Температура стенки со стороны теплоносителя Dtст1 , 0 С:
tст1 =tп -Dt1 =140-59,4=80,6 0 С. (2.6)
Температура стенки со стороны продукта Dtст2 , 0 С:
tст2 =tср +Dt2 =41+33,66=74,66 0 С. (2.7)
Температура пленки конденсата теплоносителя tпл , 0 С:
tпл =0,5(tп +tст1 )=0,5(140+80,6) =110,3 0 С. (2.8)
Теплофизические свойства пленки конденсата (при температуре пленки tпл =110,3 0 С) (соответственно [6]): динамический коэффициент вязкости жидкости mпл =0,228×10-3 (Па×с), удельная теплоемкость cпл =4,2×103 , коэффициент теплопроводности lпл =0,682 и плотность rпл =950 . Удельная теплота конденсации пара (при температуре tп =140 0 С) r=2150×103 (соответственно [6]).
Коэффициент теплоотдачи от греющего пара к стенкам теплообменных трубок a1 , :
(2.9)
.
Теплофизические свойства продукта, который нагревается (при температуре tср =41 0 С) (соответственно [6]): динамический коэффициент вязкости mпр =0,719×10-3 (Па×с), коэффициент объемного расширения bпр =0,397×10-3 , удельная теплоемкость cпр =4159 , коэффициент теплопроводности lпр =0,634 и плотность rпр =991 .
Теплофизические свойства пристеночного слоя продукта (при температуре tст2 =74,66 0 С) (соответственно [6]): коэффициент динамической вязкости mст =0,4×10-3 (Па×с), удельная теплоемкость cст =4225 , коэффициент теплопроводности lст =0,669 и плотность rст =975 .
Критерий Рейнольдса (Re) для потока продукта:
(2.10)
Критерий Прандтля для потока продукта (Pr) и для пристеночного слоя продукта (Prст ):
, (2.11)
. (2.12)
Критерий Нуссельта (Nu) (для случая развитого турбулентного движения жидкостей в трубах и каналах (Re>10000) по формуле (1.8)):
Nu=
Nu= =355.