Для секции водяного охлаждения коэффициент теплопередачи:
, (1.8)Преобразуем формулу(1.8), и получим
(1.9)Уточненный расчет учитывая температуры стенок:
Уравнение интерполяции:
Коэффициент теплопередачи для секции водяного охлаждения
1.3.3 Коэффициент теплопередачи для рассольной секции
Скорость движения рассола принимаем в 1.5 раза ниже скорости сусла, так как рассол имеет низкую температуру и значительную вязкость:
В секции рассольного охлаждения средняя температура сусла:
Для сусла при 15°С по формуле (1.5)
Режим движения турбулентный.
Критерий Прандтля для потока сусла:
В секции рассольного охлаждения средняя температура рассола:
Найдем число Рейнольдса из формулы(1.5)
Режим движения турбулентный.
Для секции рассольного охлаждения коэффициент теплопередачи:
, (1.10)Преобразуем формулу(1.10), и получим
1.4 Необходимая поверхность теплопередачи
Согласно формуле(1.3), найдем поверхность теплопередачи, только вместо
, подставим расчетную К .Выбранные нами теплообменники для водяной и рассольной секций подходят с запасом.
2 Гидравлический расчет
2.1 Расчет гидравлических сопротивлений
Гидравлическое сопротивление рассчитываем:
, (2.1)где x – число пакетов для данного теплоносителя, компоновка однопакетная(x=1);
L – приведенная длина канала(L=0,518м);
dЭ – эквивалентный диаметр канала(dЭ=0,0088м);
- коэффициент местного сопротивления; - плотность теплоносителя, кг/м3; - скорость теплоносителя, м/с; - скорость в штуцерах, м/с.Найдем коэффициент местного сопротивления – ξ, который зависит от типа пластины и движения теплоносителя [1].
2.1.1 Секция водяного охлаждения
Найдем коэффициент местного сопротивления – ξ, который зависит от типа пластины и движения теплоносителя.
Режим движения для воды – турбулентный. Значит коэффициент местного сопротивления при ламинарном режиме движения
, (2.2)где коэффициент а1=320. Для воды по формуле(2.2)
Найдем скорость в штуцерах [1]
, (2.3)где
- скорость в штуцере, м/с; - расход теплоносителя, кг/с; - диаметр штуцера( =0,2м); - плотность теплоносителя, кг/м3.Скорость в штуцерах для горячего теплоносителя
.Так как
>2,5м/с, то скорость в штуцерах учитываем.Гидравлическое сопротивление воды по формуле(2.1), с учетом скорости в штуцерах
2.1.2 Секция рассольного охлаждения
Режим движения для рассола – турбулентный. Значит коэффициент местного сопротивления при турбулентном режиме движения
, (2.4)где коэффициент а2=15,0. Для холодного теплоносителя по формуле(2.4)
.Найдем по формуле(2.3) скорость в штуцерах, для холодного теплоносителя
Так как
>2,5м/с, то скорость в штуцерах учитываем.Гидравлическое сопротивление рассола по формуле(2.1)
Список литературы
1. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Г.С.Борисов, В.П.Брыков, Ю.И.Дытнерский и др. Под. ред. Ю.И.Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 1991. – 496 с.
2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учебное пособие для вузов; под. ред. чл. – корр. АН России П.Г.Романкова. – 13-е изд., стереотипное. Перепечатка с издания 1987г. М.: ООО ТИД «Альянс», 2006. – 576 с.
3. Ульянов Б.А., Бадеников В.Я., Ликучёв В.Г. Процессы и аппараты химической технологии. Учебное пособие – Ангарск: Издательство Ангарской государственной технической академии, 2005 г. – 903 с.
4. ГОСТ 15518-87 Аппараты теплообменные пластинчатые.
5. И.Т. Кретов, С.Т.Антипов, С.В.Шахов Инженерные расчеты технологического оборудования предприятий бродильной промышленности – М.: КолосС, 2004 г. – 391 с.