альне і мінімальне за умовами роботи тиску зовні розраховується стінки, МПа;
P j max, P j min - відповідно максимальне і мінімальне за умовами роботи тиску всередині розраховується стінки, МПа.
До розрахунку приймаємо P j max=Р д=2,8 МПа, P i min=Р атм=0,1 МПа.
Підставимо чисельні значення у формулу (3.58).
МПа.
Проектна товщина стінки апарату S, мм розраховується за формулою
, (3.59)
де - Розрахункова товщина стінки елемента апарату,;
- надбавка до розрахункової товщині, що враховує процеси корозії при роботі конструкції,;
- надбавка до розрахункової товщині, що компенсує можливе
зменшення товщини стінок при виготовленні апарату,;
- зміну товщини стінки, пов'язане з округленням результату обчислення суми (Sp + с1 + с2) до найближчого стандартного значення товщини листа, з якого виготовляється конструкція,.
Розрахункова товщина стінки за умовами міцності, мм визначається за формулою
, (3.60)
де - внутрішній діаметр апарату,;
- допустиме напруження матеріалу стінки,
- коефіцієнт міцності зварного шва.
До розрахунку товщини стінки за умовами міцності приймаємо,, згідно [13, с.55].
Підставимо чисельні значення у формулу (3.60).
мм.
Надбавка для компенсації корозії та ерозії визначається за формулою
, (3.61)
де - швидкість корозії матеріалу конструкції в умовах експлуатації,;
- рекомендований термін експлуатації апарату,.
До розрахунку приймаємо А=0,01 мм/рік, t=10 років [12, с.24].
Підставимо чисельні значення у формулу (3.61).
мм.
До розрахунку товщини стінки обичайки приймаємо з 2=0,15 мм [13, с.23].
Поставимо чисельні значення у формулу (3.59).
.
Приймаємо проектну товщину стінки апарату S=2 мм.
Розрахунок товщини плоскої кришки апарату
Розрахункова товщина стінки плоскої кришки визначається за формулою
, (3.62)
де DP - розрахунковий діаметр D p=D, мм;
Р рi - розрахунковий тиск за умовами міцності, прийняте таким же, як і для циліндричної обичайки, до якої приєднується кришка або днище, МПа;
[s] -Допускається напруження матеріалу днища або кришки, МПа;
j - коефіцієнт міцності зварного шва;
К - коефіцієнт, що залежить від виду зварного з'єднання днища і кришки з циліндричною обечайкой;
До 0 - коефіцієнт, що враховує ослаблення днища або кришки отворами.
До розрахунку приймаємо [s]=160 МПа, j=1, К=0,53, згідно [13, c.56].
Коефіцієнт ослаблення К 0 для кришок, що мають один отвір, визначається за формулою
, (3.63)
де d - діаметр отвору, мм.
Підставимо чисельні значення у формулу (3.63).
=1,1.
Підставимо чисельні значення у формулу (3.62).
мм.
Приймаємо розрахункову товщину стінки кришки апарату S1p=15,5 мм.
.2 Розрахунок конструктивних параметрів теплообмінника типу «труба в трубі»
Розрахунок буде проводитися за методикою, викладеною в [14, c.219].
До розрахунку приймаємо температуру води відповідно на вході і на виході з теплообмінника tвх=15 єС, tвих=20 єС, і температуру сироватки відповідно на вході і на виході з апарату tлн=45 єС, tлк=48 єС.
Малюнок апарата представлений на малюнку 3.2.
Приймається, що апарат виготовлений з труб 43? 1,5 (внутрішня труба) і 70? 2 (зовнішня труба) [15c. 27].
Масова витрата води G в ,, кг/с визначимо за формулою
Рисунок 3.2 - Схема теплообмінника типу «труба в трубі»
, (3.64)
де G л - витрата розчину лактози в одному апараті, кг/с;
Сл - питома теплоємність розчину лактози,;
Св - питома теплоємність води,.
Середня температура розчину лактози tср.л, єС визначається за формулою
, (3.65)
Підставимо чисельні значення у формулу (3.65).
єС.
Отриманою температурі відповідають такі параметри водного розчину лактози:
- теплоємність С л=4130 Дж/(кг · єС) [16, c.175];
-щільність сл=1027 кг/м3;
-коефіцієнт кінематичної в'язкості м2/с;
-коефіцієнт динамічної в'язкості Па · с;
-коефіцієнт теплопровідності Вт/м · єС [16, c.175].
Середня температура охолоджуючої води t ср...
