Современная пищевая промышленность. Характер и условия проведения технологических процессов. Многоходовые кожухотрубчатые теплообменники, страница 6

Сумма коэффициентов местных сопротивлений

Σξ =ξ1 + 3 * ξ2 + 2 * ξ3 = 0,5 + 3* 8 + 2 * 1,5 = 27,5

Полное гидравлическое  сопротивление трубопровода сахарного раствора от бака до теплообменника

∆PТР1 = 0,5 * ωн2 * ρн[( λ* l/ dэ) + Σξ ] = 0,5 * 2,22 *1066 [(0,05782*3/

/0,02) + 27,5 ] = 93316 Па

5.3 Гидравлическое сопротивление трубопровода сахарного раствора

Диаметр трубопровода  d 25 х 2,5 мм

dэ = dв =0,02 м

l = 3 м

Теплофизические свойства сахарного раствора при tрср = 58,2°С

ρк= ρ22 – 0,5 (tрср– 22) = 1066 – 0,5 (58,2 − 22) = 1048 кг/ м3

Динамический коэффициент вязкости

μк= 12,9 μ22 / tср0,85 = 12,9 * 2,196 / 58,20,85 =0,895 мПа=

=0,895*10-3 Па*с

Скорость сахарного раствора                              [2] 3.8

ωк =G / (0,785* dв2 к) = 0,75 / (0,785 * 0,022 *1048) = 2,28 м /с 

Критерий Рейнольдса

Re =ωк * dэкк = 2,28 * 0,02 * 1048 / 0,895*10-3 = 5340< 105

Коэффициент трения                                           [2] 3.56

λ  = 1/ (0,78 lnRe – 1,5)2 = 1 / (0,78 ln5340−1,5)2 = 0,03

Местные сопротивления                                  [3] табл.XIII; [2] стр.79

Вентиль нормальный Dy 20 мм ξ1 = 8,0

Угольник 90°С ξ2 = 1,5

Выход из трубы ξ3 =1,0

Сумма коэффициентов местных сопротивлений

Σξ = 2*ξ1 + 2 * ξ2 + ξ3 = 2* 8 + 2 * 1,5 + 1= 20

Полное гидравлическое сопротивление трубопровода сахарного раствора[3]

∆PТР2 = 0,5 * ωк2 * ρк[( λ* l/ dэ) + Σξ ] = 0,5 * 2,282 *1048 [(0,03*3/

/0,02) + 20 ] =66737 Па

5.4. Потери давления на подъем сахарного раствора при Hr =5,0 м (конструктивно)

∆Pr = ρн * g* Hr = 1066* 9,81* 5= 52287 Па        [3]

5.5. Полный напор, развиваемый насосом подачи сахарного раствора

P = ∆PT + ∆PТР1 + ∆PТР2 + ∆Рr = 231835 + 93316 + 66737 + 52287=

= 444175 Па[3] 2.1

5.6. Производительность насоса

V = G / ρн= 0,75/ 1066 = 0,71* 10-3

Принимаем для подачи сахарного раствора центробежный насос марки Х8 / 30, КПД насоса ɳн = 0,5                        [5] табл.27

Мощность на валу насоса                                      [2] 3.49

N = G* ∆P/ (ρ* ɳн ) = V * P / ɳн = 0,75*10-3 * 444175/ 0,5 = 666 Вт =

= 0,66 кВт

5.7.Гидравлическое сопротивление  теплообменника  по линии конденсата

Коэффициент трения при Reк  = 8806[2] 3.56

λ  = 1/ (0,78 lnRe – 1,5)2 = 1 / (0,78 ln8806−1,5)2 = 0,032

Длина канала  l = n * L = 22 * 4 = 88 м

Местные сопротивления                                      [2] стр.79

Вход в межтрубное пространство под углом 90°С

ξ1 = 1,5

Выход из межтрубного пространства под углом 90°С

ξ2 =1,0

Сумма коэффициентов местных сопротивлений

Σξ = 22*ξ1 + 22 * ξ2 = 22 * 1,5 + 22*1= 55

Полное гидравлическое сопротивление трубопровода сахарного раствора[3]

∆Pr = 0,5 * ωк2 * ρк[( λ* l/ dэ) + Σξ ] = 0,5 * 0,5532 *974,8[(0,671*88/

/0,0091) + 55 ] =975 Па

5.8. Гидравлическое сопротивление трубопровода конденсата от бака до теплообменника

Диаметр трубопровода d = 25х 2,5 мм; длина 15 мм

Теплофизические свойства конденсата при tнк = 108°С

ρн = 974,8 кг/ м3

μн = 375,3 * 10-6 Па* с                                              [3] табл. XXXIX

Скорость конденсата

ωн =Gк / (0,785* dв2 н) = 0,61 / (0,785 * 0,022 *974,8) = 2,0 м /с 

Критерий Рейнольдса

Re =ωн * dэнн = 2,0 * 0,0091 * 974,8 / 375,3*10-6 = 4727247 > 105

Коэффициент трения:

Абсолютная средняя шероховатость поверхности стенки стальной трубы, с незначительной коррозией, (принимаем)           [2] стр.79

k = 0,15 мм

Относительная шероховатость  трубы[2] стр. 78

ε = k/ dв = 0,15 / 20 = 7,5 * 10-3

 

Коэффициент трения                                           [2] стр.3.57

λ   = 1/ (0,87ln3,7/ε)2 = 1 / (0,87ln3,7/ 7,5*10-3)2 = 0,034

Местные сопротивления[2] стр.79; [3]таблXIII

Вход в трубу с острыми  краями ξ1 = 0,5

Вентиль нормальный  D  20 мм   ξ2 = 8,0

Угольник   90° ξ3 = 1,5

Сумма коэффициентов  местных сопротивлений

Σξ = ξ1 + 3 * ξ2 + 3 *ξ3 = 0,5 +3 * 8 + 3* 1,5= 29

Полное гидравлическое  сопротивлениеконденсатопровода от бака до теплообменника

∆PТР1 = 0,5 * ωн2 * ρк[( λ* l/ dэ) + Σξ ] = 0,5 * 22 *974,8 [(0,671*12/

/0,02) + 29 ] = 84144 Па

5.9. Гидравлическое сопротивление конденсатопровода  от теплообменника до бака охлажденного конденсата

Диаметр трубопровода d = 25x2,5 мм; длина  l = 3,0