Сторінка
2

Проект змієвикового теплообмінника для охолодження цукрового розчину продуктивністю 1800 кг/год

де Δt, Δt- різниці температур між теплоносіями на кінцях теплообмінника;

Δt= t΄р–; Δt = – ; (3.1.3.)

Δt=45-41 = 4˚С;

Δt=21-19 = 2˚С.

Δt ==2,9˚С;

Середня температура рідини, яку охолоджують:

t=0,5*( t΄с + ) = 0,5*(45+21) = 33˚С

При середній температурі tвизначаємо теплофізичні параметри розчину): [2, Д.1-4]

в’язкість =2,84*10-3Па*с;

густину цукрового розчину визначаємо за формулою:

; кг/м³ (3.1.4.)

= 1144 кг/м³;

СР = 33,0%;

t= 33 ˚С;

= 1144-(0,4+0,0025*33,0)(33-20) =1137,7кг/м³.

Теплоємність с = 4190-(2520-7,5* t)*; (3.1.5.)

с = 4190-(2520-7,5*33)*= 3440,1 Дж/кг*К

коефіцієнт теплопровідності рідини:

; (3.1.6.)

де - теплопровідність води при заданій температурі tв =(19+41)/2 = 30˚С , Вт/(м*К);

= 0,622 Вт/(м*К). [2,табл.Д10]

- коефіцієнт, визначаємо[2,табл.Д3] методом інтерполяції при

СР = 33%

= = 0,817

= 0,817*0,622*(1-556*10*33,0)= 0,414 Вт/(м*К)

Pr == = 23,6 (3.1.7.)

Теплове навантаження з урахуванням теплових витрат:

Q = x*G с *c с *(t΄с -); Вт (3.1.8.)

де х – коефіцієнт, що враховує втрати теплоти в навколишнє середовище;

х = 0,950,97

приймаємо х = 0,95

G – витрата розчину, кг/с;

G = 1800 кг/год = 0,5кг/с;

с – теплоємність цукрового розчину, Дж/(кг*К); визначили з формули (3.1.5.)

с = 3440,1Дж/(кг*К)

Q = 0,95*0,5*3440,1*(45-21) =39217,14Дж/с

Витрата охолодної води, кг/с:

(3.1.9.)

де G - маса розчину, кг/с;

св, ср - питомі теплоємності відповідно охолодної води і цукрового розчину, кДж/(кг*К);

t΄в, - початкові температури відповідно охолодної води і цукрового розчину, ˚С;

, – кінцеві температури відповідно охолодної води і цукрового розчину, ˚С;

G = =0,48 кг/с;

Загальний коефіцієнт теплопередачі визначаємо за формулою:

К= ; (3.1.10.)

де - коефіцієнт тепловіддачі від води до стінки, Вт/(м²*К);

- товщина стінки, м;

- теплопровідність стінки, Вт/(м*К);

Приймаємо , що матеріал трубок – сталь ;

= 46 Вт/(м*К);

- коефіцієнт тепловіддачі від стінки до рідини, Вт/(м²*К);