Курсовая работа: Расчеты четырёхсекционного пластинчатого теплообменника для пастеризации
Пластинчатый пастеризатор, схема которого на рисунке , состоит из группы стальных теплообменных штампованных пластин 6, подвешенных на горизонтальных штангах 7, концы которых закрепляются в стойки 3 и 9. С помощью нажимной плиты 8 и винта 10 пластины в собранном стане сжаты в один пакет. Пластины имеют одинаковые габариты, но отличаются расположением входных и исходных каналов 12, 11 и 12. Во время собирания пластины чередуються и образовывают ряд запертых камер, по один сторону которых проходит продукт, который пастеризуется, а по другого -охлаждающая или греющая жидкость. В собранном аппарате теплообменные пластины группируются в секции (рекуперации, пастеризации, охлаждение). Каждая секция состоит из пакетов, по которым продукт двигается последовательно.
Параллельная расстановка плоских пластин с малыми промежутками между ними разрешает разместить в пространстве рабочую поверхность теплообменника наиболее компактно, что позволяет значительно уменьшить габариты пластинчатого аппарата по сравнению с другими типами жидкостных теплообменников. Например, коэффициент компактности пластинчатых аппаратов (отношение рабочей поверхности к объему рабочей зоны) достигает 200 м 2 /м3 , что в 5...10 раз больше, чем для трубчатых[1, стр.310]..
Основным конструктивным элементом пластинчатого аппарата есть тенлопередающая пластина, которая представляет собой деталь с сложной формой поверхности теплообмена. Для увеличения поверхности теплообмена и интенсификации процесса пластины делают рифлеными. Промежуток между пластинами зависит от высоты резиновых прокладок, в большинстве случаев он равняется 3...10 мм[4, стр.93].
Пластинчатый теплообменник предоставляет конструктору и производителю широкие возможности по осуществлению разнообразных компонуючих вариантов и легко допускает увеличение (или уменьшение) рабочей поверхности аппарата, который находится в эксплуатации. Он допускает свободное внесение разнообразных корректирований в схеме движения потоков и разрешает сосредоточивать на одной станине теплообменные секции разнообразного назначения для выполнения в одном аппарате всего комплекса операций тепловой обработки продуктов[2,c 221].
Использование теплоты в секции рекуперации, которую имеет продукт после секции пастеризации, для подогревания продукта, который поступает,значительно сокращает затраты теплоты на пастеризацию и затрату охлаждающей воды.
Показателем, который характеризует, экономичность работы такого аппарата, есть коэффициент регенерации теплоты.
Широкое использование пластинчатых теплообменников обусловлено рядом существенных преимуществ:
- технологический процесс осуществляется в закрытом потоке;
- производительность теплообменников можно изменять в широких границах путем увеличения площади поверхности теплообмена;
- разрешают осуществлять регенерацию теплоты, а также создать запертый контур для горячего теплоносителя;
- занимают небольшие производственные площади при относительно большой поверхности теплообмена;
- конструкция аппаратов разрешает осуществлять эффективную без-разборную мойку, контролировать технологический процесс на всех этапах, а также работать в автоматическом режиме.
Недостатком пластинчатых аппаратов является большое количество уплотнений, которая усложняет их эксплуатацию и разборное мытье.[4, стр.95]
4. Расчёт аппарата
Для лучшего усвоения работы пластинчатого теплообменника и быстрой ориентации в параметрах продукта и тепло-хладоносителей строится график изменения температур жидкостей для всех секций с обозначением на нём начальных и конечных температур согласно заданию.
Определение средних температурных напоров для каждой секции .
Определение разности температур на входе и выходе секции 
и 
Секция регенерации:
= ( t 3 – t 2 ) = ( 84 – 60 ) = 24 ° C
= ( t 4 – t 1 ) = ( 28 – 14 ) = 14 ° C
Так как / = 24/14 = 1.7 > 1.6 , то 
находим по формуле:
°C
Секция пастеризации :
= ( t 10 – t 2 ) = ( 88 – 60 ) = 28 ° C
= ( t 9 – t 3 ) = ( 94 – 84 ) = 10 ° C
Так как / = 28/10 = 2,8 > 1.6 , то находим по формуле:
°C
Секция предварительного охлаждения :