/>
ТЕПЛОВИХ Розрахунок
Тепловий розрахунок теплообмінніка зводіться до визначення необхідної поверхні теплообміну F, коефіцієнта теплопередачі До та початкової (кінцевої) температури теплоносія (продукту) t.
Для знаходження кінцевої температури теплоносія (води) скорістаємось рівнянням теплового балансу:
, (2.1)
де G1 - витрати горячого теплоносія (молока), кг / с;
G2 - витрати холодного теплоносія (води), кг / с;
с1 - Питома теплоємність молока, Дж / кг? К;
с2 - Питома теплоємність води, Дж / кг? К;
t1П, t1K - відповідно початкова и кінцева температури молока, 0С;
t2П, t2K - відповідно початкова и кінцева температура води, 0С.
Звідсі
,
.
Отже середня температура теплоносія:
; ;
Середня температура молока:
; .
Коефіцієнт теплопередачі
, (2.2)
де a1, a2 - КОЕФІЦІЄНТИ тепловіддачі відповідно для горячого и холодного теплоносія, Вт / (м2 · K);
d товщина стінкі, м;
l коефіцієнт теплопровідності, Вт / (м · K).
Дани рівняння можна застосуваті для розрахунку теплопередачі через ціліндрічну стінку позбав при умові, что (, - відповідно внутрішній та зовнішній діаметрі).
Коефіцієнт тепловіддачі для холодного теплоносія (води)
, (2.3)
де - коефіцієнт теплопровідності води, Вт / (м · K);
l - визначальності геометричність розмір, м;
Nu - число Нуссельта.
Для визначення числа Нуссельта Знайдемо Значення крітерія Рейнольдса Re, Який характерізує гідродінамічній режим руху теплоносія:
, (2.4)
де - ШВИДКІСТЬ рух теплоносія в трубі, м / с;
- визначальності геометричність розмір (діаметр зовнішньої труби), м;
- кінематічна вязкість теплоносія (води) при t=29 0C.
Отже
В даним випадка маємо турбулентний режим руху холодного теплоносія (Re> 10000), а тому число Нуссельта находится за Наступний формулою:
, (2.5)
де - число Прантль, что характерізує ФІЗИЧНІ Властивості теплоносія:
, (2.6)
Отже
Отже коефіцієнт тепловіддачі для води:
, Вт/м2К
Коефіцієнт тепловіддачі для гарячого теплоносія, молока (знаходимо по схемі як и для холодного теплоносія, води)
Аналогічно (1.4) Знайдемо крітерій Рейнольдса (Re) ля молока
В даним випадка маємо Перехідний режим руху теплоносія (2300
, (1.7)
де=6,0 (2, табл. IV.1, с. 46)
Числа Pr, Prст. Знайдемо використан (1.6)
Отже
Звідсі, коефіцієнт теплопровідності для молока:
Вт/м2 К
ВРАХОВУЮЧИ, что коефіцієнт теплопровідності Сталі Х18Н9Т складає 17,5 Вт / (K), а товщина стінкі складає 3,5 мм згідно (1.2) коефіцієнт теплопередачі
Вт/м2? К
Знайдемо необхідну поверхню теплообміну
, (2.8)
де Q - тепловий НАВАНТАЖЕННЯ теплообмінніка, Вт;
К - коефіцієнт теплоп...
