Для визначення Прандтля пристінкового шару знайдемо середню температуру стінки:
(67)
При tст (м.п)=73,69 ° С визначаємо теплофізичні характеристики молока: рст (м.п)=1002,6 кг/м3; ? .ст (м.п)=0,536 Вт/(); ? ст (м.п) - 0,059-10" 2; сст (мп)=3996,5 Дж /().
Визначимо коефіцієнт тепловіддачі за формулою 52:
Визначаємо швидкість руху води (в) в секції пастеризації:
(68)
де VB - об'ємна витрата гарячої води, м3/с
(69)
Розрахуємо критерії подібності для гарячої води за формулами 47, 48, 49
Для визначення Критерію Прандтля пристінкового шару води знайдемо середню температуру стінки:
При tCT=74,84 ° С визначаємо теплофізичні характеристики води: рв=974,63 кг/м3; ? в=0,667 Вт/(); ? B=381,5-10-6 Па-с; св=4 209 Дж/()
Prcm (в)=
Nuгв=0,135? 7153,20,73? 2,240,43?
Визначимо коефіцієнт тепловіддачі за формулою 52:
Визначимо коефіцієнт теплопередачі за формулою 53:
Kn=
Обчислимо необхідну площу контакту за формулою 56:
Fn=
Визначимо число каналів за формулою 57, прийнявши площа однієї пластини постійною величиною:
n=пакетів.
Розрахунок секції охолодження
Визначимо температуру крижаної води на виході із секції охолодження; враховуючи, що t нв=1 ° С.
Коефіцієнт кратності для води рекомендується брати в діапазоні від 2 до 4. Витрата води кратний витраті молока:
V лв=3? 1,4? 10 - 3=4,2? 10 - 3 м 3/с
Знайдемо швидкість крижаної води за формулою 28:
Обчислимо середню температуру молока знаходиться з секції охолодження, за формулою:
tcр (М.О) =, (70)
tcp (М.О)=
При tcptH0) знайдемо теплофізичні характеристики молока: р (мо)=
=1030,8 кг/м3;? (мо)=0,492 Вт/(); ? (мо) - 0,215102 Па-с; с (мо)=3885,3 Дж /().
Визначимо теплове навантаження на вихідному соплі по молоку за аналогією з формулою 54:
Qмо=1,44? 3885,3? (14,23 - 5)=51,8 кДж
Обчислимо кінцеву температуру води:
tкв=tлв + (71)
де щільність і теплоємність крижаної води на вході в секцію відповідно рівні: ра=999,73кг/л 3, з" = 4,2 кДж/()
tк.в=1 +
Визначимо середню температуру води:
tср (в)=
При=2,47найдём теплофізичні характеристики води рв=999,79 кг/м3;? в - 0,560 Вт/(); ? в - 1,526-10" '; с,=4 209 Дж /().
Складемо схему теплових потоків r системі прямокутних координат
? tб=tрег - tкв
? t м=t км - t лв
? t б=14,23 - 3,93=10,3 ° С
? t м=3,93 - 1=2,93 ° С
Отже, визначення середнього температурного напору ведеться за логарифмічною формулою 26:
? tcр (ох)=
Розрахуємо критерії подібності для молока охолодженого за формулами 47, 48, 49:
Re мо=
Prмо=
Для визначення критерію Прандтля пристінкового шару знайдемо середню температуру розділової стінки:
tcm=
При знайденому значенні tст=6.04 ° C визначимо теплофізичні характеристики молока: рст=1031,7 кг/м3; ? ст=0,484 Вт/(кг? К); ? (мо)=0,248? 10-2 Па? с; смо=3883,1 Дж/(кг? К).
Prcm=
Nuмо=0,135? 667,40,73? 170,43?
Визначимо коефіцієнт тепловіддачі за формулою 52:
Визначимо критерії подібності в потоці крижаної води при tср.в=2,47 ° С
Reв=
Prв=
Для обчислення критерію Прандтля пристінкового шару крижаної води знайдемо середню температуру стінки:
tсm (лв)=
При tcn=8,35 ° С визначимо теплофізичні характеристики води: pлв== 999,73 кг/м3; ? лв=0,546 Вт/(кг? К); ? лв=1,315? 10-3 Па? с; СЛВ=4200,2 Дж/(кг? К).
Prcm=
Nuв=0,135? 1861,70,7311,30,43?
Визначимо коефіцієнт тепловіддачі за формулою 52:
Визначимо коефіцієнт теплопередачі але формулою 53:
Kox=
Обчислимо охолоджуючу поверхню за формулою 57:
Fохл=
Визначимо число каналів за формулою 59:
n=пакетів.
Гідравлічний розрахунок
Гідравлічний опір по кожному теплоносію визначають по рівнянню подоби, що має вигляд:
E і=1 350? Re0.25, (72)
а) для холодного молока:
Eімх=1350? 1193,90,25=7935,5
б) для гарячого молока:
Eімг=1350 1663,70,25? =8621,9
в) для пастеризованого молока:
Eімn=1350? 2255.90,25=9303,9
г) для охолодженого молока:
Eімо=1350? 7153,20,2512415,3
д) для води в секції пастеризації:
Euв=1 350? 1861,70,25=12415,3 <...
