2.25.Термическое сопротивление загрязнений стенки трубы со стороны конденсата :
Принимаем как вода речная хорошего качествапри скорости менее
0,9 м / с
r3.1 = 34 * 10-5( м2*К) / Вт
Термическое сопротивление загрязнений стенки трубы со стороны
Сахарного раствора
r3.2 = 17 * 10-5 (м2*К) / В
Коэффициент теплопроводности стали
λст = 16,5 Вт / (м*К)
Суммарное термическое сопротивление стенки трубы с учетом загрязнений
Σ rcт =r3.1 + δст/ λст + r3.2 = 34*10-5 + 0,002 / 16,5 + 17*10-5 =
= 6,43*10-4 м2*К / Вт
2.26. Расчетная формула критерия Нуссельта при движении теплоносителя вкожухотрубчатых аппаратах в межтрубном пространстве без сегментных перегородок
Nuк = с (dэ * Reк)0,6 * Prк0,33 =1,16 (0,091* 8806)0,6 * 2,360,33 =52,3
где, Prк =Ск*μк / λк = 4212 * 375,3*10-6 / 0,671 =2,36
С = 1,16 – межтрубное пространство без сегментных перегородок
2.27. Коэффициент теплоотдачи от конденсата к стенке трубы
αк =Nuк * λк / dн = 52,3 * 0,671 / 0,025 = 1404 Вт / (м2 *К)
2.28. Коэффициент теплопередачи от конденсата к сахарному раствору
К = 1 / (1/αк + Σ rст + 1/ αр) = 1/ (1/1404 + 6,43 * 10-4 + 1/ 2879) =
= 588 Вт / (м2* К)
2.29. Площадь поверхности теплообмена
F = Q / ( К* ∆tср) = 200525 / (588 * 18,214) = 18,72 м2
2.30. Расчетная длина трубок при одном ходе
L = F/ ( π* dр *n) = 18,72 / (3,14* 0,023 *5) = 88,3 м где dр =dв +δст = 0,021 +0,002 = 0,023 – расчетный диаметр трубы
2.31. Принимаем длину одного элемента теплообменника
L1 =4,0м
Количество секций (элементов)
n = L / L1 = 88,3/ 4 = 22
Принимаем n = 22 секции (элементов)
Схема процесса теплопередачи
Удельный тепловой поток
q = K* ∆tср = 588* 18,214 =10709 Вт/м2
Температура поверхности стенки трубы со стороны конденсата
tcт1 =
– q/ αк = 76,5 – 10709 / 1404 = 68,87 °С
Температура поверхности стенки трубы со стороны сахарного раствора
tст2 = 
+ q/ αр = 58,2 + 10709 / 2800 = 62,02 °С
 |
3. КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ
3.1. Диаметр патрубков для сахарного раствора
dр = 1,13 
Средняя скорость жидкостей в напорных трубопроводах насосов где ω =2,3 м / с
dр = 1,13 
= 0,02 м
Принимаем патрубки из стальной коррозиестойкой трубы по
ГОСТ 9941-81 диаметром d =25 х 2,5 мм
3.2. Диаметр патрубков для конденсата
dк = 1,13 
= 1,13
= 0,019 м
Принимаем патрубки для конденсата из стальной бесшовной трубы по
ГОСТ 8732-87 диаметром d = 25х2,5 мм
3.3. Принимаем радиус отводов 180°С для сахарного раствора
R = 3,5dн = 3,5 *25 =87,5 мм
3.4. Шаг секций
h = 2* R = 2 * 87,5 = 175 мм =0,175 м
3.5. Высота теплообменника
H = h (n−1) = 0,175(22−1) =3,675
3.6. Длина переходов 
l = 125 мм = 0,125 м
3.7. Длина секций теплообменника
Lc = L + 2*l = 4 + 2*0,125 = 4,25 м
3.8. Габаритная длина теплообменника
Lr = Lc + 2R =4,25 + 2*87,5 = 4,6 м
3.9. Габаритная высота теплообменника
Hr = H +h = 3,675 + 0,175 =3,8м
3.10. Эскиз теплообменника
4. МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
4.1. Расчетное давление принимаем:
для деталей аппарата, соприкасающихся с молоком, выполненных
из стали 12 х 18 Н10 Т давлению, развиваемому насосом подачи
сахарного раствора
P1 = 388735Па = 0,39 МПа
Для остальных деталей выполненных, из стали Bст.3, давлению,
создаваемому насосом подачи конденсата
P2 = 200450 Па = 0,21 МПа
4.2. Номинально допускаемые напряжения:[2] табл. 5.3
для стали 12 х 18 Н 10 Т
[
1*= 153 МПа
[2* = 134 МПа
4.3. Поправочный коэффициент для трубопроводов:
=
0,85 [2]
табл. 5.4
4.4. Расчетное допустимое напряжение на растяжение для стали
12 х 18 Н 10 Т [2] стр. 112
[1 =[1* = 0,85 * 153 = 130 МПа
Для стали В ст.3
[2= [2* = 0,85 * 134 = 114 МПа
4.5. Коэффициент прочности сварного шва при ручной электросварке
[2] табл. 5.4
Прибавка к расчетной толщине стенки,
учитывающая коррозию, овальность и пр.
С = 0,001 м [2] стр.115
4.7. Расчет трубки теплообменника на разрыв
Толщина стенки трубки
ст = [P1 * dв / (2* [1 * 
)] + C = [0,39* 0,021 / (2*153*0,7)+ 0,001=
=1,03 х 10-3 м = 1,03 мм < 2 мм
4.8.Толщина стенки корпуса
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.