n р=3.
Визначають відсутні значення температур по секціях.
Температура рекуперації t 2, ° С, розраховується за формулою (4.1)
; (4.1)
Температуру молока між секціями рекуперації і водяного охолодження t 4, ° С, знаходимо за формулою (4.2)
; (4.2)
Температура молока між секціями водяного і ропного охолодження t5, ° С, визначається за формулою (4.3)
; (4.3)
Початкова температура гарячої води, ° С, дорівнює (4.4)
; (4.4)
.
Температуру гарячої води, ° С, при виході із секції знаходимо за формулою (4.5)
, (4.5)
де - питома теплоємність нагрівається продукту См=3890 Дж/кг · К, теплоносія - гарячої води Сг=4 190 Дж/кг · К, холодної води Св=4 190 Дж/кг · К;
nг, nв, nр - кратність подачі гарячої води, холодної води, розсолу nг=6, nв=3, nр=3.
.
Температура холодної води при виході із секції, ° С (4.6)
; (4.6)
.
Температура розсолу при виході із секції, ° С (4.7)
; (4.7)
Розрахунок середнього температурного напору
Середній температурний напір у всіх секціях? t ср , 0С, визначається за формулою (4.8)
, (4.8)
де - менша і велика різниця між температурами на кінцях секцій.
) Секція рекуперації I:
tмолока поч.=4 0С; tмол. кін=45 0С;
tмол. нач.=74 0С; tмол. кін.=67,4 0С;
? tб=74-45=29 0С;
? tм=67,4-4=63,4 0С;
.
2) Секція рекуперації II:
t молока поч. =45 0 С; t мовляв. кін=64,1 0 С;
t мовляв. нач. =74 0 С; t мовляв. кін. =67,4 0 С;
? t б=74-64,1=9,9 0 С;
? t м=67,4-4=63,4 0 С;
.
) Секція пастеризації:
t мовляв. нач. =64,1 0 С; t мовляв. кін=74 0 С;
t води поч. =76 0 С; t води кін. =67,4 0 С;
? t б=76-74=2 0 С;
? t м=67,4-64,1=3,1 0 С;
.
) Секція водяного охолодження:
tмол поч=74 0С; tмол кін=17,9 0С;
tвод поч=4 0С; tвод кін=19,8 0С;
? tб=74-19,8=54,2 0С;
? tм=17,9-4=13,4 0С;
) Секція ропного охолодження:
tмол поч=17,9 0С; tмол кін=4 0С;
tрас поч=- 4 0С; tрас кін=12,7 0С;
? tб=17,9-12,7=2,2 0С;
? tм=- 4-4=- 8 0С;
.
Розрахунок площі поверхні теплопередачі
Площа поверхні теплопередачі пастеризаційно-охолоджувальної установки пластинчастого типу визначається по секціях.
Для розрахунку площі поверхні F, м 2 , скористаємося формулою (4.9)
, (4.9)
де G - кількість пастерізуемого молока - продуктивність установки, кг/с;
с - питома теплоємність нагрівається молока, Дж/(кг · К);
t н, t к - початкова та кінцева температури нагрівається молока, 0 С;
k - загальний коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м 2 · К);
? t ср - середній температурний напір, 0 С;
G=1000 л/ч=0,278 кг/с.
) Секція рекуперації I: t ср=20 0 С; k річок=2 900 Вт/м 2 · К; з мовляв=3900 Дж/кг · К;
) Секція рекуперації II: tср=54,5 0С; kрек=2 900 Вт/м2 К; смол=3 850 Дж/кг · К;
) Секція пастеризації: tср=69,1 0С; kпаст=2 900 Вт/м2 · К; смол=3 850 Дж/кг · К;
) Секція водяного охолодження:
tср=45,9 0С; kвод=2 320 Вт/м2 К; смол=3 875 Дж/кг · К;
) Секція ропного охолодження:
tср=17,9 0С; kрас=2100 Вт/м2 К; смол=3 868 Дж/кг · К;
Загальна площа поверхні теплопередачі Fобщ, м2 (4.10)
, (4.10)
Розрахунок кількості пластин в апараті
Для розрахунку загальної кількості пластин в апараті, необхідно розрахувати число пластин в секції за формулою (4.11)
n=F/f, (4.11)
де F - поверхня теплопередачі секції, м2;
f - поверхня теплопередачі однієї пластини, м2.
Секція рекуперації I: n=7,9/0,4=19,75;
Секція рекуперації II: n=1,23/0,4=3,08;
Секція пастеризації: n=1,59/0,4=3,98;
Секція водяного охолодження: n=4,5/0,4=11,34;
Секція ропного охолодження: n=4,37/0,4=10,9.
Загальна кількість пластин в апараті визначається за формулою (4.12)
N =? ni; (4.12)
N=20 + 3 + 4 + 11 + 11=50 шт.
Кількість пакетів N в секції визначається формулою (4.13)
