Расчет коэффициента теплоотдачи от стенок труб к раствору подсолнечного масла.
Расчет коэффициента теплоотдачи от насыщенного пара трубкам: определение температуры пленки конденсата, определение разности температур, определение критерий Галилея, определение критерия при конденсации, критерия Нуссельта, числа трубок в одном ходе, среднего коэффициента теплоотдачи ( от пара к продукту), определение тепловой нагрузки на аппарат, поверхности теплообмена, длины труб, расход греющего пара
3. Конструкторский расчет
Определение диаметра окружности, описывающий пучек труб;
Определение диаметра патрубка, подводящего греющий пар;
Определение диаметра патрубка для отвода конденсата;
Определение диаметра патрубка для подвода подсолнечного масла;
Определение диаметра патрубка для отвода подсолнечного масла;
Расчет толщины крышки плавающей головки;
Расчет шпилек, крепящих крышку плавающей головки;
Определение толщины трубной решетки плавающей головки;
4. Расчёт теплоизоляции.
Введение
Теплоиспользующие аппараты, применяемые в пищевых производствах для проведения теплообменных процессов, называют теплообменниками. По принципу действия теплообменники делятся на рекуперативные, регенеративные и смесительные.
В рекуперативных теплообменниках теплоносители разделаны стенкой и теплота передается от одного теплоносителя к другому через разделительную стенку.
В регенеративных теплообменниках одна и та же теплообменная поверхность омывается попеременно горячим и холодным теплоносителями. Теплообменная поверхность аккумулирует теплоту горячего теплоносителя, а затем отдает его холодному теплоносителю.
В смесителях аппаратах передача теплоты происходит при непосредственном взаимодействии теплоносителей.
Рекуперативные теплообменники в зависимости от конструкции делятся на кожухотрубные, типа «труба в трубе», змеевиковые, пластинчатые т. д.
Кожухотрубные наиболее распространены в пищевых производствах, благодаря своей компактности, простоте в изготовлении и надежности в работе. Кожухотрубный теплообменник состоит из цилиндрического корпуса, который с двух сторон ограничен трубными решетками с закрепленными в них греющими трубами. Пучок труб делит весь объем корпуса теплообменника на трубное и межтрубное пространства. Для ввода теплоносителей корпус и крышки имеют патрубки. Теплообмен между теплоносителями осуществляется через стенки труб.
С целью интенсификации теплообмена в кожухотрубных теплообменниках пучок труб секционируют, т.е. разделяют на несколько секций (ходов), по которым теплоноситель проходит последовательно. При этом соответственно числу ходов увеличивается скорость движения среды, а следовательно, и коэффициент теплоотдачи, уменьшается потребная поверхность теплообмена и геометрические размеры теплообменника. Разбивка труб на ряд ходов достигается с помощью перегородок в крышках.
Кожухотрубные теплообменники используются для теплообмена между конденсирующим паром и жидкостью. Жидкость пропускается по трубам, а пар в межтрубном пространстве.
Преимущество кожухотрубных теплообменников заключается в компактности, невысоком расходе металла, легкости отчистки труб изнутри. Недостатки этих теплообменников: сложность достижения высоких скоростей теплоносителей, за исключением многоходовых теплообменников, трудность очистки межтрубного пространства, недоступность его для осмотра и ремонта, сложность изготовления из металлов, не поддающихся развальцовке сваркой.
1.Исходные данные
2. Тепловой расчет
2.1 Определение средней разности температур
Средняя температура подсолнечного масла:
2.2 Определение критерия Рейнольдса
Где V2 - cкорость движения хлористого натрия при V2 =1м/с
dвн - внутриний диаметр трубок; dвн = 0,021 м;
V2 - коэффициент кинематической вязкости хлористого натрия при t2 = 65.5 c
2.3Определение критерия Нуссельта
2.4Критерий Pr 2при t 2=106,6 C
2.5Коэффициент теплоотдачи от стенок труб к подсолнечному маслу
2.6 Коэффициент теплоотдачи a 1 от насыщенного пара 2 к трубкам:
2.6.1 Температура пленки конденсата
2.6.2 Разность температур
2.6.3Критерий Галилея
2.6.4 Критерий Куттеладзе
2.6.5 Критерий Нуссельта для расчета теплоотдачи к одному ряду горизонтальных труб
Коэффициент теплоотдачи для верхнего ряда трубок
2.6.6 Число труб в одном ходе (пучок)
2.6.7 Число трубок по наружной стороне шестиугольника определяем из зависимости
2.6.8 Средний коэффициент теплоотдачи для всего пучка труб
2.6.9 Теоретический коэффициент от пара к подсолнечному маслу
2.6.10 Принимаем коэффициент использования поверхности теплообмена=0,9. Тогда расчетный коэффициент теплопередачи
2.6.11 Тепловая нагрузка аппарата
2.6.12 Поверхность теплообмена
2.6.13 Длина трубок
2.6.14 Действительная поверхность теплообмена
2.6.15 Расход греющего пара
3. Конструкторский расчет
Основные размеры кожухотрубного теплообменного аппарата с неподвижными трубными решетками принимаем по ГОСТам 15119-79, 15120-79, 15121-79, 15122-79.
Размещение отверстий под трубы в трубных решетках и основные размеры принимаем по ГОСТ 15118-79.