.в, єС визначається за формулою
, (3.66)
Підставимо чисельні значення у формулу (3.66).
єС.
Отриманою температурі відповідають такі параметри води:
- теплоємність С в=4 190 Дж/(кг · єС) [17, c.273];
-щільність св=995 кг/м3) [17, c.273];
-коефіцієнт кінематичної в'язкості м2/с [17, c.273];
-коефіцієнт теплопровідності Вт/(м · єС) [17, c.273];
-число Прандля Pr=7,5 [17, c.273].
Підставимо чисельні значення у формулу (3.64).
кг/с.
Площа поверхні нагрівання F, м2 визначається за формулою
, (3.67)
де - теплове навантаження, Вт
q - щільність теплового потоку, Вт/м2.
Теплове навантаження Q, Вт визначається за формулою
, (3.68)
Підставимо чисельні значення у формулу (3.68).
Вт
Щільність теплового потоку q, Вт/м 2 визначається за формулою
, (3.69)
де К - коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м2 · єС).
Коефіцієнт теплопередачі визначається за формулою
, (3.70)
де, - відповідно коефіцієнт тепловіддачі від гріючої розчину лактози до стінки труби і від стінки труби до нагрівається воді, Вт/(м2 · єС);
- товщина стінки внутрішньої труби, м;
- коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки,
Вт/(м · єС).
Коефіцієнт теплопровідності сталі 12Х18Н10Т становить=17,5 Вт/(м · єС).
Коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м2 · єС) від гріє розчину лактози до стінки труби визначається за формулою
, (3.71)
де Nu л - число Нуссельта;
d - діаметр внутрішньої труби, мм.
Число Рейнольдса для потоку розчину лактози визначається за формулою
, (3.72)
де V - швидкість руху розчину лактози, м/с.
Швидкість руху розчину лактози визначається наступним чином
, (3.73)
Підставимо чисельні значення у формулу (3.73).
м/с.
Підставимо чисельні значення у формулу (3.72).
.
Так як вийшло значення числа Рейнольдса, то потік гріє розчину є турбулентним. Розрахунок числа Нуссельта Nuл ведеться за формулою
, (3.74)
де Pr л - критерій Прандтля розчину лактози;
Pr ст - критерій Прандтля для стінки.
Критерій Прандтля розчину лактози розраховується за формулою
, (3.75)
Підставимо чисельні значення у формулу (3.75).
.
Так як точна температура стінки tст не відома, то в першому наближенні вона розраховується за формулою
, (3.76)
Підставимо чисельні значення у формулу (3.76).
єС.
При цій температурі Prст=5,4, згідно [17, c.273].
Підставимо чисельні значення у формулу (3.74).
.
Підставимо чисельні значення у формулу (3.71).
Вт/(м2 · єС).
Коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м2 · єС) від стінки труби до нагрівається воді визначається за формулою
, (3.77)
де d е - еквівалентний діаметр для кільцевого каналу, м.
Еквівалентний діаметр розраховується за формулою
, (3.78)
де D - діаметр зовнішньої труби, м.
Підставимо чисельні значення у формулу (3.78).
м.
Число Рейнольдса для потоку охолоджуючої води визначається за формулою
, (3.79)
де V в - швидкість руху охолоджуючої води, м/с.
Швидкість руху охолоджуючої води визначається за формулою
, (3.80)
Підставляємо чисельні значення у формулу (3.80).
м/с.
Підставимо чисельні значення у формулу (3.79).
.
Так як вийшло значення числа Рейнольдса, то потік охолоджуючої рідини є перехідним. Розрахунок числа Нуссельта Nuв ведеться за формулою
, (3.81)
Підставимо чисельні значення у формулу (3.81).
.
Підставимо чисельні значення у формулу (3.77).
Вт/(м2 · єС).
Підставимо чисельні значення у формулу (3.70).
Вт/(м2 · єС).
Так як в розглянутому випадку виконується співвідношення lt; 1,5, то розрахунок ведеться по середньоарифметичної різниці температур
, (3.82)
Підставимо чисельні значення у формулу (3.82).
єС.
Підставимо чисельні значення у формулу (3.69).
...
