Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни "Технологічне обладнання для молочної промисловості", страница 8

Гідравлічний опір тертя прямої труби, зумовлений в'язкістю продукту, визначають за формулою. Па,

Нтер = λ_тер*lρω²/2d

де λ_тер - коефіцієнт опору тертю; 1 - довжина трубопроводу. м; ω - діаметр трубопроводу, м; ρ - густина продукту, кг/м³ .

Коефіцієнт опору тертю залежить від режиму руху рідини. Так при ламінарному режимі

λ_тер = 64/Re,

при турбулентному режимі

                                λ_тер=0.3164/⁴√Re,

де Re- критерій Рейнольдса, який розраховують за формулою

                                Re=ρωd/μ,

де μ - динамічна в'язкість продукту, н*с/м².

Місцеві опори тертя розраховують за формулою. Па,

H_м.оп =λ_м.опρω²/2,

λ_м.оп - коефіцієнт місцевих опорів.

Коефіцієнт місцевого опору для повороту труби:

λ_п.т=λ₉₀φ/90=[0.131+0.16(d/R)^3.5]φ/90.

де φ- кут повороту, град; R - радіус повороту, мм.

Місцевий опір коліна, трійника, косинця:

λ_k=0.946sin²θ/2+2.05sin²θ/2,

де θ - кут повороту.

Місцевий опір за раптового розширення та звуження:

                                                  λ _р.а =(1-f ₁ /f ₂ )²       

f ₁ /f ₂ - відношення площин розширеної та звуженої частин трубопроводів.

Швидкість руху рідини по трубопроводах визначають із рівняння витрат, м/с,

                                     ω=М/3600f=M/90πd².

9. Обладнання для теплової обробки

Продуктивність охолодника визначають із основної формули теплопередачі, м ³ /год,

М=kFΔt_сер/С_п(t_п – t_к)ρ_п

де F - поверхня охолодника, м ; kFΔt_сер - середня різниця температур охолоджувальної та охолоджуваної рідини, К;

С_п - теплоємність продукту, Дж/ (кг*К); t_п , t_к - відповідно початкова та кінцева температури продукту, К; ρ_п- густина продукту, кг/м³.

Без урахування втрат тепловий баланс охолодника має вигляд:

МС_п(t_п – t_к)ρ_п = М₀С₀ (t _0п – t _0к)ρ₀

де М₀ - кількість охолоджуваної рідини, м ³ /год; С₀ - теплоємність охолоджувальної рідини, Дж/ (кг*К); t _0п , t _0к  - відповідно   кінцева   та   початкова   температури охолоджувальної рідини; ρ₀ - густина охолоджувальної рідини, кг/м³.

Із цього рівняння можна визначити співвідношення кількості охолоджувальної і охолоджуваної рідини:

                             N = М₀/М =С_п(t_п – t_к)ρ_п/МС₀ (t _0п – t _0к)ρ₀

Кількість рідини, що надходить із приймального жолоба на охолоджувальну поверхню охолодника, визначають за формулою;

М_р =m*πd²/4*φ√2gh

де m - кількість відводів у приймальному жолобі; d -діаметр отворів, м;      

φ - коефіцієнт витікання; h- висота стовпа рідини у приймальному жолобі, м.

Продуктивність   пастеризатора   визначають   за формулою, м ³ /год,

М =kFΔt_сер /ρ_мС_м (t_k-t_п),

де F - поверхня нагріву пастеризатора, м²; Δt_сер - середня різниця температур молока і нагрітої пари, К; ρ_м - густина молока, кг/м³                                       

 С_м = теплоємність молока, Дж/ (кг*К); t_k, t_п - відповідно початкова і кінцева температури молока, К.

           У свою чергу

k = 1/ (1/α₁ + 1/α₂ + δ₁/λ₁ + λ₂/δ₂ + λ₃/δ₃) ,

де α₁ - коефіцієнт тепловіддачі від пар до стінки, Вт/(м² *К);

α₂ - коефіцієнт тепловіддачі від стінки до продукту, Вт/(м² *К);  δ₁ - товщина стінки, м; λ₁ - коефіцієнт теплопровідності стінки, Вт/(м*К); δ₂ - товщина шару забруднень (шару продуктів корозії) на стінках з боку пари, м; λ₂ - коефіцієнт теплопровідності продуктів корозії, Вт/(м*К); δ₃ - товщина шару пригоряння молока, м; λ₃ -коефіцієнт теплопровідності шару пригоряння, Вт/(м*К).

ефективність пастеризації досягається тільки в тому разі, якщо продукт при визначеній температурі ( температурі пастеризації) було витримано необхідний час, який визначають за формулою:

ln t= 36.84 -0.48 t,

де t - термін перебування продукту при визначеній температурі пастеризації, необхідний для завершення пастеризації, с; t - задана температура пастеризації, К.

пастеризація вважається закінченою, якщо τ дорівнює дійсному часу перебування продукту при визначеній температурі.

У пастеризаторах та стерилізаторах із безпосереднім обігрівом парою витрати пари визначають за формулою, кг/год,

D = МСρ(t_паст – t_п)/і -t_паст ,

де М - продуктивність пастеризатора, м³/год; С - теплоємність продукту, Дж/(кг*К); р - густина продукту,кг/м³ ;t_паст , t_п - відповідно температура пастеризації і початкова температура молока, К; і - теплоємність пари, Дж/кг.