Пастеризационно-охладительная установка ППОУ для молока (дипломный проект)

ID: 218723
Дата закачки: 08 Июня 2021
Продавец: Shloma (Напишите, если есть вопросы)
Посмотреть другие работы этого продавца

Тип работы: Диплом и связанное с ним
Форматы файлов: КОМПАС, Microsoft Word

Описание:
В данном дипломном проекте разработана установка для пастеризации молока.
Проект содержит теоретическую информацию, литературный обзор, технико – экономическое обоснование, описание технологического процесса, расчетную часть, экономическую часть, наглядное изображение на чертежах.
В данном дипломном проекте содержаться 10 листов А1 графической части, 83 страницы пояснительной записки, 14 источников литературы.

Содержание

Введение……………………………………………………………….5
1. Состояние вопроса. Обзор существующих конструкций…………5
2. Технико-экономическое обоснование проекта………….5
3. Описание технологического процесса, конструкции и принципа действия………………………5
4. Расчетная часть………………5
5. Правила монтажа, ремонта и эксплуатации……………5
6. Охрана труда……………………………5
7. Экономическая часть………………………..5
Заключение………………………………………………………………5
Список литературы……………………………………………………..5

3 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА, КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ

Сырое молоко с температурой 6˚С поступает в приемный бачок 1 (рисунок3.1), через впускной клапан. В нутрии бочка установлен уровнемер для регулирования подачи молока. При достижении верхнего уровня в бачке впускной клапан призакрывается, а при нижнем—приоткрывается. Далее молоко центробежным насосом 2 через фильтр грубой очистки подается во 2-ую секцию установки 11, где молоко подогревается встречным потоком горячего молока. Из 2-ой секции молоко поступает в третью, где подогревается до температуры 40-60˚С встречным потоком горячей воды. После подогрева молока оно поступает в деаэратор 3, где происходит очистка от не приятных запахов за счет создания разряженного давления и устранения легколетучих компонентов из молока.
Далее молока центробежным насосом нагнетается в сепаратор 5. За счет центробежной силы происходит разделение молока на сливки и обезжиренное молоко. Затем молоко и сливки поступают в нормализатор 6, где получают молоко необходимой жирности, а не востребованная часть сливок центробежным насосом 12 подается в пластинчатую двухсекционную охладительную установку 13, где охлаждаются до температуры 4˚С, за счет подачи в первую секцию холодной воды, а во вторую—ледяной. Нормализованное молоко поступает в гомогенизатор 7, где происходит дробление жировых шариков. Далее молоко поступает в четвертую секцию установки 11, где подогревается встречным потоком пастеризованного молока. Затем молоко поступает в пятую секцию установки через центробежный насос 8 и подогревается горячей водой до температуры пастеризации 94˚С. Далее молоко поступает в выдерживатель 9 и находится там в зависимости от технологического режима пастеризации в течении 25, 30, 180, 300 сек.
После выдерживателя на трубопроводе установлены датчики температуры, которые регистрируют температуру. Если температура не достаточная то срабатывает обратный клапан 10 и направляет поток молока обратно в приемный бачок, если же температура пастеризации достигнута, то поток молока поступает в четвертую а затем во вторую секции пластинчатой установки 11, где отдает тепло сырому молоку. Затем молоко поступает в первую секцию установки, где охлаждается встречным потоком ледяной воды до температуры 4˚С, и далее поступает в резервуар для готовой продукции.

Рисунок 3.1 - Упрощенная технологическая схема установки.

4 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Ссылаясь на задание, в нашей проектируемой пастеризационной установке будем использовать пластины сетчато-поточного типа.
В каналах, составленных из пластин сетчато-поточного типа, поток жидкости изменяет направление своего движения в двух плоскостях. Это позволяет при равных средних скоростях движения существенно интенсифицировать теплоотдачу и уменьшить удельную рабочую поверхность аппарата. При использовании сетчато-поточных пластин поток жидкости в межпластинном аппарате можно условно рассматривать как совокупность сходящихся и расходящихся струй.
Применим сетчато-поточную пластину “ WideStream ”. На рисунке 6 показан внешний вид пластины, а на рисунке 6.2 – сечение межпластинного канала.

Рисунок 4.1 –Конструкция сетчато-поточной пластины “ WideStream ”

Пластины могут быть отштампованы из листового металла любой штампуемой марки. Толщина штампуемого листа 0.7 – 1 мм. Пластина технологична в изготовлении, не имеет приварных деталей, утолщений или других трудно выполняемых при массовом производстве элементов профиля.
Турбулизирующие элементы профиля выполнены в виде гофр треугольной формы. Как видно из рисунка 4.2, сечение Г-Г, шаг гофр, измеренный в направлении, перпендикулярном направлению гофр, равен 18 мм, высота гофр 5 мм.
Гофры расположены под углом 600 по отношению к продольной оси симметрии пластины. Длина пластины 1380 мм, ширина 550 мм, поверхность теплообмена 0,5 м2.
Угловые отверстия имеют сложную форму, которая обеспечивает достаточную площадь поперечного сечения коллекторного канала, значительную протяженность линии входа жидкости в межпластинный канал и наиболее рациональное использование листовой заготовки для получения в заданных габаритах наибольшей поверхности теплообмена. При сборке каналов вершины “елки “ гофр четной в пакете пластины направлены вверх, а смежной нечетной пластины – вниз, что достигается поворотом на 1800 нечетных пластин. Благодаря этому наклонные гофры взаимно пересекаются, образуя равномерно распределенную на поверхности пластин сетку опор с шагом точек контакта по вертикали 20,8 мм и по горизонтали в 36 мм.

Рисунок 4.2 – Сечения межпластинного канала, составленного из пластин “ WideStream ”

При ширине межпластинного канала между внутренними кромками резиновых прокладок в данной пластине b=480 мм число ромбовидных ячеек в сечении составит:

, (4.1)

где 13 – число целых ячеек, 0,4 – величина граничных участков ячеек у прокладок.
Площадь поперечного сечения одной ромбовидной ячейки:

мм2 = м2, (4.2)

Площадь поперечного сечения всего канала, состоящего из 13,4 ромбовидных ячеек:
м2. (4.3)
Для расчета смоченного периметра сечения межпластинного канала найдем смоченный периметр ромбовидной ячейки

мм, (4.4)

и тогда смоченный периметр сечения межпластинного канала

мм или 1 м. (4.5)

Эквивалентный диаметр межпластинного канала определяем по выражению:
м. (4.6)

Приведенная длина

м. (4.7)

Определяющие размеры межпластинного канала используются для выполнения тепловых и гидромеханических расчетов аппаратов.
Справочные характеристики сетчато-поточной пластины «WideStream» приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Справочные характеристики пластины
Габаритные размеры пластин в мм
длина 1380
ширина 550
Толщина стенки в мм 1
Поверхность теплообмена в м2 0,5
Масса в кг 5,6
Эквивалентный диаметр в м 0,096
Площадь поперечного сечения канала в м2 0,0024
Расстояние между стенками пластины (среднее) в мм 5
Шаг гофр в мм:
вдоль потока
по нормали к гофрам
20,8
18
Высота гофр в мм 5
Число гофр на пластине 66
Длина одного канала (приведенная) в м 1
Площадь поперечного сечения углового отверстия в м2 0,017
Диаметр присоединяемого штуцера в мм 150
Угол наклона гофр к вертикальной оси симметрии в 0 60

Коэффициент теплопроводности материала стенки
.
Для сетчато-поточных пластин при Rе от 300 до 25000 получены расчетные формулы:
, (4.8)
, (4.9)
. (4.10)

Тепловой расчет аппарата

Принципиальная схема комбинированного аппарата, состоящего из пяти секций: секция охлаждения ледяной водой 1, секции рекуперации 2 и 4, секция подогрева горячей водой 3 и секция пастеризации 5, а также примерный вид объединенного графика изменения температур жидкостей для всех секций изображены на рисунке 4.3.

Рисунок 4.3 – Схема пятисекционного комбинированного теплообменника

На рисунке 4.3 приняты следующие обозначения:
t1– начальная температура молока, =6 0С,
t2– температура сливок в конце секции рекуперации,
t3 – температура молока после подогрева горячей водой, =60 0С,
t4- температура молока после деаэрирования, сепарирования, нормализации и гомогенизации =550С,
t5- температура молока после второй секции рекуперации,
t6- температура пастеризации молока, =94 0С,
t7=t8- температура пастеризованного молока после второй секции рекуперации,
t9- температура пастеризованного молока после первой секции рекуперации,
t10- температура молока на выходе из установки, =40С
- начальная температура горячей воды, =98 0С,
- температура горячей воды на выходе из секции пастеризации,
- температура горячей воды на выходе из секции подогрева,
- начальная температура ледяной воды, = 1 0С,
- температура ледяной воды, выходящей из секции водяного охлаждения.

Определение значений начальных и конечных температур

1. Секция рекуперации тепла.
Температура сырого молока после первой секции рекуперации определяется по формуле (при входе в секцию пастеризации)
, (4.11)
где - коэффициент рекуперации,
– начальная температура молока, 0С,
– температура на выходе из секции №3, 0С,
– температура молока в конце секции рекуперации, 0С.
Примем , тогда
0С.
Температура сырого молока после второй секции рекуперации на входе в секцию пастеризации определяется по формуле
, (4.12)
где - коэффициент рекуперации,
– температура молока на входе во вторую секцию рекуперации, 0С,
– температура пастеризации, 0С,
– температура на входе в секцию пастеризации, 0С.
Примем , тогда
0С.
Температура пастеризованных сливок после секций рекупераций
0С. (4.13)
0С. (4.14)
Средний температурный напор в секциях рекуперации
0С. (4.15)
0С. (4.16)
Симплекс
(4.17)
. (4.18)

2. Секция пастеризации.
Температура горячей воды на выходе из секции пастеризации из условий баланса тепла определяется по формуле
, (4.19)
где - начальная температура горячей воды, 0С,
- кратность горячей воды,
- удельная теплоемкость горячей и холодной воды, Дж/(кг К),
- удельная теплоемкость молока, Дж/(кг К).
Исходя из табличных данных:
Дж/(кг К),
Дж/(кг К),
.
Тогда
0С.
Температурный напор
0С,
0С,
,
.
Симплекс
, (4.20)
.
3. Секция подогрева горячей водой.
Температура горячей воды, выходящей из секции №3 определяется по формуле
, (4.21)
где - начальная температура холодной воды, 0С
- кратность холодной воды,
- удельная теплоемкость горячей и холодной воды, Дж/(кг К),
- удельная теплоемкость молока, Дж/(кг К),.
Исходя из табличных данных :
Дж/(кг К),
Дж/(кг К),
.
Тогда
0С.
Температурный напор
0С,
0С,
, (4.22)
.

Симплекс
, (4.23)
.
4. Секция охлаждения ледяной водой.
Температура воды на выходе из аппарата
, (4.24)
где - начальная температура ледяной воды, 0С,
- кратность воды,
- удельная теплоемкость горячей и холодной воды, Дж/(кг К),
- удельная теплоемкость молока, Дж/(кг К).

Дж/(кг К),
Дж/(кг К),
.
Тогда
0С
Температурный напор
0С,
0С,
,
.
Симплекс
, (4.25)
.

Отношение рабочих поверхностей и допустимые гидравлические сопротивления по секциям

Выбираем ориентировочно следующие значения коэффициентов теплоотдачи по секциям:
- секции рекуперации тепла Вт/(м2 0С)
- секция пастеризации Вт/(м2 0С)
- секция подогрева водой Вт/(м2 0С)
- секция охлаждения водой Вт/(м2 0С)
Отношение рабочих поверхностей секции составляет
.
Принимая меньшее из этих отношений за единицу, можем написать
. (4.26)
Так как общее допустимое гидравлическое сопротивление движению молока в аппарате
Па,
то, учитывая, что молоко проходит через секции рекуперации дважды, составляем уравнение
.
Принимаем =10000 Па, тогда
.
В соответствии с принятым соотношением сопротивлений получаем

Определение максимально допустимых скоростей продукта в межпластинных каналах по секциям

Для условий работы данного аппарата целесообразно определить лишь максимально допустимые скорости в секциях движения продукта.
Предварительно зададимся вспомогательными величинами:
- ожидаемый коэффициент теплоотдачи молока )
Средняя температура стенки в секции рекуперации
, (4.27)
где - начальная температура молока, 0С,
- температура молока в конце секции рекуперации, 0С,
- температура пастеризованного молока на выходе из секции рекуперации, 0С,
- температура пастеризованного молока на входе в секцию рекуперации, 0С.
0С.
Средняя температура стенки во второй секции рекуперации
, (4.28)
где - температура молока на входе во вторую секцию рекуперации, 0С,
- температура молока в конце секции рекуперации, 0С,
- температура пастеризованного молока на выходе из секции пастеризации, 0С,
- температура пастеризованного молока на выходе из секции рекуперации, 0С.
0С.
В секции пастеризации средняя температура стенки равна
, (4.29)
где - температура молока в конце второй секции рекуперации, 0С,
– температура пастеризации, 0С,
- начальная температура горячей воды, 0С,
- температура горячей воды на выходе из секции пастеризации, 0С.
0С.
В секции подогрева водой средняя температура стенки равна
, (4.30)
где - температура воды на выходе из секции пастеризации, 0С,
- температура молока после первой секции рекуперации, 0С,
- температура молока поступающего на сепарирование, 0С,
- температура горячей воды, выходящей из секции подогрева, 0С.
0С.
В секции охлаждения ледяной водой средняя температура стенки равна
, (4.31)
где - начальная температура ледяной воды, 0С,
- температура пастеризованного молока после первой секции рекуперации, 0С,
- конечная температура молока, 0С,
- температура воды на выходе из аппарата, 0С.
0С.
Коэффициент общего гидравлического сопротивления по секциям принимаем:
- секции рекуперации тепла ,
- секция пастеризации ,
- секция подогрева ,
- секция охлаждения ледяной водой .
Используя эти данные, определим максимально допустимые скорости движения молока по секциям.
1. Секция рекуперации №1
, (4.32)
где - плотность молока, кг/м3,
- ожидаемый коэффициент теплоотдачи молока, Вт/(м2 0С),
- удельная теплоемкость молока, Дж/(кг К),
– начальная температура молока, 0С,
– температура молока в конце секции рекуперации, 0С.
м/с.

2. Секция рекуперации №2
(4.33)
где - температура молока на входе во вторую секцию рекуперации, 0С,
- температура молока в конце секции рекуперации, 0С,

3. Секция пастеризации.
, (4.34)
где - температура молока в конце второй секции рекуперации, 0С,
– температура пастеризации, 0С,
м/с.
4. Секция подогрева водой.
, (4.35)
где - температура молока после первой секции рекуперации, 0С,
- температура молока поступающего на сепарирование, 0С,
м/с.
5. Секция охлаждения ледяной водой.
, (4.36)
где - температура пастеризованного молока после первой секции рекуперации, 0С,
- конечная температура молока, 0С,
м/с.
Объемная производительность аппарата
, (4.37)
где - плотность молока, кг/м3,
(25000) - производительность аппарата, л/с.
м3/с.
Определяем число каналов в пакете, приняв скорость наименьшую из вычисленных выше
м/с,
, (4.38)
где - площадь поперечного сечения канала (см таблица 1), м2.
.
Однако число каналов в пакете должно быть целым числом, тогда
.

Средняя температура, число Pr, вязкость и теплопроводность продукта и рабочих жидкостей

Число , кинематическую вязкость и теплопроводность продукта и рабочих жидкостей определяем при средних температурах жидкостей, пользуясь справочными данными.
1. Секция рекуперации тепла.
Средняя температура молока
, (4.39)
где - начальная температура молока, 0С,
- температура молока в конце секции рекуперации, 0С,
0С.
При данной температуре
,
Вт/(м 0С),
м2/с.
Средняя температура пастеризованного молока
, (4.40)
где - температура пастеризованного молока на выходе из секции рекуперации, 0С,
- температура пастеризованного молока на входе в секцию рекуперации, 0С.
0С.
При данной температуре
,
Вт/(м 0С),
м2/с.
2. Секция рекуперации №2
Средняя температура молока
, (4.41)
где - температура молока на входе во вторую секцию рекуперации, 0С,
- температура молока в конце секции рекуперации, 0С,
0С.
При данной температуре
,
Вт/(м 0С),
м2/с.
Средняя температура пастеризованного молока
, (4.42)
где - температура пастеризованного молока на выходе из секции пастеризации, 0С,
- температура пастеризованного молока на выходе из секции рекуперации, 0С.
0С.
При данной температуре
,
Вт/(м 0С),
м2/с.

3. Секция пастеризации.
Средняя температура горячей воды
, (4.43)
где - температура горячей воды на выходе из секции пастеризации, 0С,
- начальная температура горячей воды, 0С,
0С.
При данной температуре
,
Вт/(м 0С),
м2/с.
Средняя температура молока
,
где - температурный напор, 0С,
0С.
При данной температуре
,
Вт/(м 0С),
м2/с.
4. Секция подогрева.
Средняя температура горячей воды
, (4.44)
где - температура воды на выходе из секции пастеризации, 0С,
- температура горячей воды, выходящей из секции подогрева, 0С.
0С.
При данной температуре

,
Вт/(м 0С),
м2/с.
Средняя температура молока
, (4.45)
где - температура молока после первой секции рекуперации, 0С,
- температура молока поступающего на сепарирование, 0С,

0С.
При данной температуре
,
Вт/(м 0С),
м2/с.
5. Секция охлаждения ледяной водой.
Средняя температура воды
, (4.46)
где - начальная температура ледяной воды, 0С,
- температура воды на выходе из аппарата, 0С.
0С.
При данной температуре
,
Вт/(м 0С).
м2/с.
Средняя температура молока
, (4.47)
где - температура пастеризованного молока после первой секции рекуперации, 0С,
- конечная температура молока, 0С,
0С.
При данной температуре
,
Вт/(м 0С),
м2/с.

Вычисление числа Re

Число Рейнольдса вычисляем по вязкости при средних температурах жидкостей в каждой секции
, (4.48)
где – скорость движения, м/c,
- эквивалентный диаметр (см таблица 4.1), м,
- кинематическая вязкость, м2/с.
Из рассчитанного выше, принимаем
м/c,
м/c.
м/c.

1. Секция рекуперации №1.
Для холодного молока
.
Для горячего молока
.
2. Секция рекуперации №2.
Для холодного молока
.
Для горячего молока
.
3. Секция пастеризации.
Для молока
.
Для горячей воды
.
4. Секция подогрева водой.
Для молока
.
Для воды
.
5. Секция охлаждения ледяной водой.
Для молока
.
Для воды
.

Определение коэффициента теплопередачи

Для сетчато-поточной пластины “ WideStream ” при Rе от 300 до 30000 получены расчетные формулы:
, (4.49)
. (4.50)
где – площадь поперечного сечении канала (см таблица 4.1), м2,
- теплопроводность продукта, Вт/(м 0С).
Отношение может быть принято в среднем для всех секций
- по стороне нагревания 1,05;
- по стороне охлаждения 0,95.
1. Секция рекуперации №1.
Для стороны нагревания сырого молока
Вт/(м2 0С).
Для стороны охлаждения пастеризованного молока
Вт/(м2 0С).
Коэффициент теплопередачи с учетом термического сопротивления стенки толщиной 0,001 м и коэффициента теплопроводности материала пластины (см таблица 4.1) высчитывается по формуле
. (4.51)
Тогда коэффициент теплопередачи для секции рекуперации
Вт/(м2 0С).

2. Секция рекуперации №2
Для стороны нагревания сырого молока
Вт/(м2 0С).
Для стороны охлаждения пастеризованного молока
Вт/(м2 0С).
Тогда коэффициент теплопередачи для второй секции рекуперации
Вт/(м2 0С).

3. Секция пастеризации.
Для стороны нагревания молока
Вт/(м2 0С).
Для стороны охлаждения горячей воды
Вт/(м2 0С).
Тогда коэффициент теплопередачи для секции пастеризации
Вт/(м2 0С).
4. Секция подогрева.
Для стороны нагревания молока
Вт/(м2 0С).
Для стороны охлаждения воды
Вт/(м2 0С).
Тогда коэффициент теплопередачи для секции охлаждения водой
Вт/(м2 0С).
5. Секция охлаждения ледяной водой.
Для стороны нагревания воды
Вт/(м2 0С).
Для стороны охлаждения молока
Вт/(м2 0С).
Тогда коэффициент теплопередачи для секции охлаждения рассолом
Вт/(м2 0С).

Расчет рабочих поверхностей секции числа пластин и числа пакетов

1. Секция рекуперации тепла.
Рабочая поверхность секции рассчитывается по формуле
, (4.52)
где - начальная температура молока, 0С,
- температура молока в конце секции рекуперации, 0С,
- удельная теплоемкость молока, Дж/(кг К),
- средний температурный напор в секции рекуперации, 0С,
- коэффициент теплопередачи для секции рекуперации, Вт/(м2 0С),
- производительность аппарата, л/с,
м2.
Число пластин в секции
. (4.53)
Число пакетов Х определяем, зная число каналов в пакетах m=20 (получено выше):
. (4.54)
Так как число пакетов не может быть дробным, то принимаем
.

2. Вторая секция рекуперации тепла.
Рабочая поверхность секции рассчитывается по формуле
, (4.55)
где - температура молока на входе в секцию, 0С,
- температура молока в конце секции рекуперации, 0С,
- удельная теплоемкость молока, Дж/(кг К),
- средний температурный напор в секции рекуперации, 0С,
- коэффициент теплопередачи для секции рекуперации, Вт/(м2 0С),
- производительность аппарата, л/с,
м2.
Число пластин в секции
.
Число пакетов Х определяем, зная число каналов в пакетах m=20 (получено выше):
.
Так как число пакетов не может быть дробным, то принимаем
.
3. Секция пастеризации.
Рабочая поверхность секции пастеризации рассчитывается по формуле
,
где – температура пастеризации молока, 0С,
- температура молока в конце секции рекуперации, 0С,
- удельная теплоемкость сливок, Дж/(кг К),
- средний температурный напор в секции пастеризации, 0С,
- коэффициент теплопередачи для секции пастеризации, Вт/(м2 0С),
- производительность аппарата, л/с,
м2.
Число пластин в секции
.
Число пакетов Х определяем, зная число каналов в пакетах m=20 (получено выше):
.
Так как число пакетов не может быть дробным, то принимаем
.
4. Секция подогрева.
Рабочая поверхность секции подогрева рассчитывается по формуле
, (4.56)
где - температура молока на выходе из секции, 0С.
- температура молока после первой секции рекуперации 0С,
- удельная теплоемкость молока, Дж/(кг К),
- средний температурный напор в секции подогрева, 0С,
- коэффициент теплопередачи для секции подогрева, Вт/(м2 0С),
- производительность аппарата, л/с,
м2.
Число пластин в секции
.
Число пакетов Х определяем, зная число каналов в пакетах m=20 (получено выше):
.
Так как число пакетов не может быть дробным, то принимаем
.

5. Секция охлаждения ледяной водой.
Рабочая поверхность секции охлаждения рассчитывается по формуле
,
где - температура пастеризованного молока после секции рекуперации, 0С.
- конечная температура молока, 0С,
- удельная теплоемкость молока, Дж/(кг К),
- средний температурный напор в секции охлаждения ледяной водой, 0С,
- коэффициент теплопередачи для секции охлаждения ледяной водой, Вт/(м2 0С),
- производительность аппарата, л/с,
м2.
Число пластин в секции
.
Число пакетов Х определяем, зная число каналов в пакетах m=20 (получено выше):
.
Так как число пакетов не может быть дробным, то принимаем
.
По этим данным строится компоновочная схема пластинчатого аппарата.

4.2 Контрольный расчет общего гидравлического сопротивления
аппарата

Так как приведенный расчет пластинчатого аппарата включает определение на начальной стадии наибольшей скорости продукта по допустимому гидравлическому сопротивлению, то общее гидравлическое сопротивление аппарата должно быть близким по величине к принятому допустимому значению.
Для проверки этого отклонения и соответствия фактического гидравлического сопротивления допустимому, в заключение следует сделать контрольный расчет по тракту движения продукта.
Гидравлическое сопротивление для каждой секции определяется по формуле
, (4.57)
где - приведенная длина (см таблица 4.1), м,
- эквивалентный диаметр (см таблица 4.1), м,
- плотность исследуемой жидкости, кг/м3,
- скорость потока исследуемой жидкости, м/c,
- число пакетов в канале.
Сделаем такой расчет для всех секций, с учетом, что что для принятого типа пластин коэффициент сопротивления относительной длины канала определяется выражением
. (4.58)
1. Секция рекуперации тепла №1.
Для потока холодного нагреваемого молока
.
Гидравлическое сопротивление секции рекуперации на стороне холодного молока
Па.
Для потока горячих охлаждаемых сливок
.
Гидравлическое сопротивление секции рекуперации на стороне горячего охлаждаемого молока
Па.
2. Секция рекуперации тепла №2.
Для потока холодного нагреваемого молока
.
Гидравлическое сопротивление секции рекуперации на стороне холодного молока
Па.
Для потока горячего охлаждаемого молока
.
Гидравлическое сопротивление секции рекуперации на стороне горячих охлаждаемых сливок
Па.

3. Секция пастеризации молока.
Для потока пастеризуемого молока
.
Гидравлическое сопротивление секции пастеризации на стороне пастеризуемых сливок

Па.
4. Секция охлаждения водой.
Для потока охлаждаемого молока
.
Гидравлическое сопротивление секции охлаждения водой на стороне пастеризуемого молока

Па.
5. Секция подогрева молока.
Для потока подогреваемого молока
.
Гидравлическое сопротивление секции подогрева на стороне пастеризуемого молока

Па.

Гидравлический расчет продуктовой линии и подбор нагнетательного оборудования

Общее гидравлическое сопротивление аппарата на линии движения молока (рассчитанное)

Па. (4.59)
Условно принятое
Па,
Расчет показывает, что распределение сопротивлений по секциям несколько отличается от полученного предварительно в первом приближении, Однако общее сопротивление близко к исходному допустимому гидравлическому сопротивлению.
Для подачи сырого молока из приемного бака для сырого молока в рекуперационную секцию теплообменника используются насосы. Один из которых является резервным.
Для расчета используемого насоса первоначально рассчитаем диаметр трубопровода по формуле
, (4.60)
где - производительность аппарата, м3/с,
- скорость движения молока м/с.

Тогда
м.
Выбираем стальную трубу наружным диаметром 88,5 мм, толщиной стенки 4 мм. Внутренний диметр трубы
мм.
Фактическая скорость молока в трубе
м/с. (4.61)
Примем, что коррозия трубопровода незначительна.
Определение потерь на трение и местные сопротивления.
, (4.62)
Примем абсолютную шероховатость м. Тогда
. (4.63)

Таким образом, в трубопроводе имеет место смешанное трение, и расчет коэффициента трения следует проводить по следующей формуле:

. (4.64)
Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений.
Для всасывающей линии (l=4м).
1) вход в трубу ;
2) вентиль прямоточный ;
3) выход из трубы ;

Тогда сумма коэффициентов местных сопротивлений во всасывающей линии
.
Потерянный напор во всасывающей линии
м. (4.65)
Для нагнетательной линии (l=30м).
1) колено с углом 900 (4 шт) ;
2) вентиль прямоточный (4 шт) ;
3) выход из трубы ;
Тогда сумма коэффициентов местных сопротивлений в нагнетательной линии
.
Потерянный напор в нагнетательной линии
м.
Общие потери напора
м.
Выбор насоса.
мм вод ст.
Выбираем центробежный насос LKH/25.
Характеристики насоса:
м3/c;
м вод ст;

Размер файла: 9,9 Мбайт
Фаил: