її стоїть сума цифр, число яких показує кількість послідовно сполучених пакетів по тракту продукту, а значення кожної з цифр - кількість паралельних межпластінних каналів в пакеті (по ходу руху продукту на схемі). У знаменнику дробу стоїть сума цифр, що позначають число пакетів і каналів у них по тракту руху робочої рідини. Позначення такого виду називають формулами компонування. Для схем, наведених на рис.4, формули компоновки будуть наступними:
Рис. 4 Схема компонування многопакетних пластинчастих теплообмінників: а - симетрична; б - всі канали для робочої рідини з'єднані в один пакет; в - число пакетів з боку робочої рідини менше числа пакетів з боку продукту.
Теплообмінник може бути скомпонований так, що його крайні канали будуть заповнені робочою рідиною або продуктом. У другому випадку продукт буде приймати або віддавати тепло тільки через стінку однієї з пластин, а інша пластина буде лише ізолювати його від нажимною плити або стійки. Такі пластини, які замикають собою секцію, називаються кінцевими.
багатосекційні або комбінованим теплообмінником називають апарат, в якому теплова обробка продукту відбувається по зонах з використанням різних тепло - і холодоносіїв. У цьому випадку структура комбінованого пластинчастого теплообмінника компонується за схемою: апарат - секція - пакет - канал. Прикладом комбінованого теплообмінника для комплексної теплової обробки рідких харчових продуктів служить пластинчастий апарат для пастеризації та охолодження молока.
. Розрахунок комбінованого пластинчастого апарату для пастеризації та охолодження молока (ОПУ - 2М)
пастеризаційний теплообмінник пластинчастий молоко
Вихідні дані:
Продуктивність апарату G м=2000 л/година
Початкова температура молока t 1=36 0 С
Температура пастеризації t 3=76 0 С
Температура молока після секції водяного охолодження t 5=28 0 С
Температура охолодженого молока t 6=5 0 С
Початкова температура гарячої води t н г.в=79 0 С
Початкова температура охолоджуючої води води t н охл.в=10 0 С
Початкова температура розсолу (25% р-р NaCl) t р=- 5 0 С
Коефіцієнт регенерації теплоти? =0,7
Витрата холодної води G х.в=12 м 3/год
Витрата розсолу G р=4 м 3/год
Кратність гарячої води n=4
Апарат спроектувати на основі пластин П - 2 з гофрованою поверхнею і наступними основними даними:
Робоча поверхня пластини f=0,21 м 2
Зазор між пластинами h=0,003 м
Товщина пластини? ст=0,00125 м
Ширина проточної частини b=0.315 м
Коефіцієнт теплопровідності матеріалу пластин? ст=15,12 Вт/мК
Початковий тиск молока 6АТ
Протитиск на виході 5АТ
Порядок розрахунку.
Намітимо принципову схему комбінованого апарату, що складається з чотирьох секцій: регенерації (1), пастеризації нагрівання молока гарячою водою (2), водяного охолодження (3), і охолодження його розсолом (4).
Умовна схема зміни температур теплоносіїв для всіх секцій теплообмінника представлена ??на рис.5.
. 1 Теплові баланси, визначення відсутніх початкових і кінцевих температур теплоносіїв. Визначення теплових навантажень
Секція регенерації (I).
Рівняння теплового балансу:
, (1)
де Q рег - тепловий потік, переданий молоку в зоні регенерації, Вт;
C ін - середня теплоємність продукту - молока, Дж/КГК;
t 1, t 2 - початкова температура сирого продукту і продукту після секції регенерації,? C; t 3, t 4 - температура пастеризації і температура пастеризованого продукту після секції регенерації,? C.
Ефективність роботи секції регенерації характеризується коефіцієнтом регенерації?, що є відношенням теплового потоку Q рег, переданого продукту в секції регенерації, до загального потоку теплоти Q о, витраченому на нагрівання продукту від початкової температури t 1 до температури пастеризації t 3
. (2)
З рівняння (2), нехтуючи незначною зміною середньої теплоємності продукту Cпр, висловимо температуру сирого продукту після секції регенерації t2:
(? C). (3)
Температура пастеризованого продукту після секції регенерації з рівняння (1)
(? C). (4)
Теплове нав...
