Курсовая работа: Расчет кожухотрубного теплообменника для стерилизации молока

2. Из таблицы 11[1] определяются физические свойства молока при tм:

с_р = 3,875 кДж/(кг*К),

ρ = 1014 кг/м³ ,

λ = 0,593 Вт/(м*К),

ν = 0,76*10^-6 м² /с,

Ρr = 5.

3. По таблице 11.2 [6] по давлению водяного пара Р определяем характеристики насыщенного пара:

энтальпия пара ί^″ = 2707 кДж/кг,

энтальпия конденсата ί^′ = 504,8 кДж/кг.

4. Количество тепла, необходимое для подогрева продукта (молока) до заданной температуры, т. е. до 100,2°С:

Q = G*c_р *(t_к2 – t_н2 )φ_n , кВт,

Q = 3,36*3,875*(100,2-8)*1,04 = 1248,5 кВт,

где φ_n – поправочный коэффициент, φ_n = 1,03-1,05.

5. Средний логарифмический напор, создаваемый в теплообменнике между горячим и холодным теплоносителями рассчитывается:

Δt_ср = (Δt_б – Δt_м )/2,3lg (Δt_б /Δt_м ),

где Δt_б = t_1н – t_2н = 130-8 = 122^° С, Δt_м = t_2к - t_1н = 100,2 – 100 = 0,2^° С.

Δt_ср = (122 – 0,2)/(2,3lg122/0,2) = 18,98 ≈ 20^° С.

6. Задаем скорость движения продукта в трубах при условии, что скорость движения в трубах лежит в пределах ω = (0,6-1,5), м/с:ω^′ = 1м/с.

7. Задаем наружный и внутренний диаметры трубок, учитывая, что внутри трубок протекает продукт, а снаружи трубки омываются паром:

d_н = 35 мм, d_вн = 25 мм.

8. Определяем необходимое количество трубок для обеспечения данной скорости продукта в одном ходу:

n^′ = 1,27*G/d_вн ² *ω^′ *ρ

n^′ = 1,27*3,36 / (0,025)² *1*1014 = 4,2672/0,634 = 6,73.

Значение n^′ округляем до целого десятка n= 10 трубок.

9. Уточняем скорость движения продукта по трубам по округленному числу n:

ω = 3600*G/2825* d_вн ² * ρ, м/с,

ω = 3600*3,36 / 2825*(0,025)² *1014*10 = 12096/17903,4 = 0,68 м/с.

10. Определяем значение коэффициента теплоотдачи молока α2:

α₂ = Νu*λ/d_вн ,