Расчет змеевика для нагрева воды паром

2. Методические указания.

Теплообменными аппаратами (теплообменниками) называются устройства, предназначенные для обмена теплом между греющей и. обогреваемой рабочими средами. Последние в ряде случаев называются теплоносителями. Необходимость передачи тепла от одного теплоносителя к другому возникает во многих отраслях техники: в энергетике, в химической, металлургической, нефтяной, пищевой и других отраслях промышленности. Тепловые процессы, происходящие в теплообменных аппаратах, могут быть самыми разнообразными: нагрев, охлаждение, испарение, кипение, конденсация, плавление, затвердевание и более сложные процессы, включающие в себя несколько из перечисленных.

Классификация теплообменных аппаратов: 1) по назначению: подогреватели, конденсаторы, охладители, испарители, паропреобразователи и т. п.; 2) по принципу действия: поверхностные (рекуперативные и регенеративные) и смесительные. Независимо от принципа действия теплообменные аппараты, применяющиеся в различных областях техники, как правило, имеют свои специфические названия. Эти названия определяются технологическим назначением и конструктивными особенностями. Однако с теплотехнической точки зрения все аппараты имеют одно назначение – передачу тепла от одного теплоносителя к другому или между поверхностью твердого тела и движущимся теплоносителем. Последнее определяет те общие положения, которые лежат в основе теплового расчета теплообменных аппаратов.

В аппаратах поверхностного типа теплоносители ограничены твердыми стенками, частично или полностью участвующими в процесс теплообмена между ними. Поверхностью нагрева называется часть поверхности этих стенок, через которую передаете тепло. Рекуперативными называются такие теплообменные аппараты, в которых теплообмен между теплоносителями происходи через разделительную стенку. При теплообмене в аппаратах такого типа тепловой поток в каждой точке поверхности разделительной стенки сохраняет постоянное направление. Теплообменники, в которых периодически изменяются подача и отвод теплоносителей, называются теплообменниками периодического действия. Разные теплоносители поступают в них в различные периоды времени. В данной работе представлен один из таких теплообменников.

Основные зависимости, применяемые при расчете змеевиков:

,где Q – тепловой поток(расход передаваемой теплоты); К – коэффициент теплопередачи; F – площадь поверхности теплообмена – средняя разность температургорячего и холодного теплоносителя.

Удельная тепловая нагрузка (удельный тепловой поток):

Для плоской поверхности коэффициент теплопередачи К равен:

,где коэффициенты теплоотдачи для горячего и холодного теплоносителя, – сумма термических сопротивлений всех слоев, из которых состоит стенка, включая слои загрязнений.

Средняя разность температур определяется следующим образом:

Читайте так же:  Почему из батареи течет холодная вода

1.Количество нагреваемого продукта, кг/ч – G

2.Теплоемкость продукта, кДж/кг.град – С

3.Начальная температура продукта, °С – tРасчет змеевика для нагрева воды паром

4.Конечная температура продукта, °С – tРасчет змеевика для нагрева воды паром

5.Температура греющего пара, °С – t

6.Теплосодержание греющего пара, кДж/кг

7.Потери теплоты в окружающую среду / принимаем 20-25 от количества теплоты, затрачиваемого на нагрев продукта /, кДж/кг – QРасчет змеевика для нагрева воды паром

1.Расход греющего пара на нагрев продукта

Расчет змеевика для нагрева воды паром

2.5.4. Расчет мощности нагревательных элементов при нагреве продуктов электрическим током

1.Количество продукта, нагреваемого в аппарате, кг/ч – G

2.Теплоемкость нагреваемого продукта, кДж/кг.град – С

3.Начальная температура продукта, °С – tРасчет змеевика для нагрева воды паром

4.Конечная температура продукта, °С – tРасчет змеевика для нагрева воды паром

5.Потери теплоты в окружающую среду, кДж/ч /принимаем 20-25 от количества теплоты, затрачиваемого на нагрев продукта/ – QРасчет змеевика для нагрева воды паром

1.Количество теплоты, выделяющегося в нагревательных элементах при прохождении электрического тока /требуемое/, кДж/ч

Расчет змеевика для нагрева воды паром

2.Суммарная мощность нагревательных элементов, кВт

Расчет змеевика для нагрева воды паром

2.5.5. Расчет расхода воды на охлаждение продукта

1.Количество охлаждаемого продукта, кг/ч – G

2.Теплоемкость продукта, кДж/кг.град – С

3.Теплоемкость воды 4,2 кДж/кг.град – Св

4.Начальная температура продукта, °С – tРасчет змеевика для нагрева воды паром

5.Конечная температура продукта, °С – tРасчет змеевика для нагрева воды паром

6.Начальная температура охлаждающей воды, °С – tРасчет змеевика для нагрева воды паром

7.Конечная температура охлаждающей воды, °С – tРасчет змеевика для нагрева воды паром

8.Потери теплоты в окружающую среду, кДж/кг (применяем 20-25 от общего количества теплоты, отбираемой холодной водой) – QРасчет змеевика для нагрева воды паром

1.Расход воды на охлаждение продукта, кг/ч

Расчет змеевика для нагрева воды паром

Раздел 3.Методические рекомендации при проектировании производственных помещений территории предприятия

3.1. Основы проектирования производственных цехов

При проектировании цеха по производству /переработке/ продуктов питания, как и при переработке любого сырья, в первую очередь следует учитывать основные моменты:

1.Проектирование производственного цеха является логическим продолжением этапов проектирования перерабатывающего предприятия и базируется на основе технологической линии переработки /производства/ продукции.

2.Проектирование производственного цеха по сути является этапом, представляющим собой размещение необходимого для реализации производственного процесса оборудования.

3.Проектирование производственного цеха, кроме размещения оборудования, должно предусматривать обязательно обеспечение нормальной работы оборудования и обслуживающего персонала, что влечет за собой требования к наличию основных рабочих, вспомогательных помещений, а также технологических и транспортных коммуникаций, проходов.

4.Производственные помещения должны обеспечивать санитарно-гигиенические и противопожарные требования.

В связи с изложенным остановимся на различных технологических процессах и основах проектирования производственных цехов.

-при проектировании следует придерживаться, чтобы помещение приемки и подготовки сырья было разделено с помещениями переработки;

-производственный цех должен обязательно включать помещения

для приемки сырья и помещения для складирования готовой продукции;

помещения для пожаро- и взрывоопасных технологических процессов обязательно должны быть отделены от других помещений и снабжены проходами пожарного выхода.

Читайте так же:  Оформление холодильника под окном

При проектировании производственных помещений (цехов) по производству продуктов и молока следует учитывать:

-учитывая особенности производства, цех переработки должен включать: отдельное помещения для приемки сырья, где располагаются приемные резервуары; отдельные помещения для тепловой обработки; отдельное помещение для фасования продукции;

-транспортировка сырья осуществляется по трубопроводам с помощью насосов.

При проектировании производственных помещений (цехов) по производству колбас следует учитывать:

-цех по производству колбас должен включать следующие помещения: приемки и подготовки сырья (обвалки, жиловки, предварительного измельчения), посола сырья; окончательного измельчения и приготовления фарша; наполнения колбасных оболочек; осадки колбас; тепловой обработки; временного хранения готовой продукции;

-транспортировка сырья может осуществляться в контейнерах, шнековыми питателями.

При проектировании производственных помещений (цехов) по производству мясных консервов следует учитывать:

-цех по производству мясных консервов должен включать: помещения для приемки и подготовки сырья (обвалки, жиловки, предварительного измельчения); помещения для посола сырья и измельчения; помещения для предварительной тепловой обработки; помещения для фасования, закатки банок и стерилизации консервов; тарное помещение; помещение для термостатирования и временного хранения готовой продукции;

-транспортировка сырья может осуществляться в контейнерах;

-помещение для подготовки сырья должно обязательно отдельно от помещений непосредственной переработки продукции (бланширования, стерилизации др.).

При проектировании производственных помещений (цехов) по производству мясокостной муки и технического жира должен включать:

-помещения для приемки и подготовки сырья (сортировки, коагуляции крови, измельчения кости, составления смеси и др.); помещения для непосредственной переработки (тепловой обработки, отпрессовки шквары; помещения для очистки технического жира и помещения для дробления шквары и просеивания кормовой муки; помещения для временного хранения продуктов (до транспортирования на склад));

-транспортировка сырья в цех может осуществляться в контейнерах и по сырьепроводам. Транспортировка шквары может осуществляться шнековыми питателями. Транспортировка технического жира может осуществляться по трубопроводам;

-в помещениях временного хранения и очистки технического жира обычно предусматривается установка емкостей.

В общем случае помещения приемки и подготовки сырья должны быть отделены от помещений непосредственной переработки, во избежание бактериального загрязнения готовой продукции:

-в цехах по производству кормовых продуктов и технического жира предусматривается наличие помещений и средств для санитарно-технической обработки оборудования и обслуживающего персонала.

Как правило, обычная площадь помещений производственного цеха рассчитывается с учетом выбранного оборудования (габаритных размеров), а на предприятиях по переработке зерна учитывается также многоэтажность цеха.

Кроме этого, при проектировании площади помещений обязательно учитывают необходимые технические и пожарные проходы, а также площади, необходимые для приемки готовой продукции перед транспортированием в склад временного хранения.

Читайте так же:  Герметик для полов в бане

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ НАГРЕВА ОБЪЕМА ЖИДКОСТИ

Мощность, которая должна быть установлена для повышения температуры объема жидкости, содержащейся в резервуаре, в течение заданного времени, является результатом двух расчетов: расчет мощности для повышения температуры жидкости (Pch) и расчет теплопотерь (Pth)

Установленная мощность (кВт) = Мощности для повышения температуры жидкости ( Pch ) + Теплопотери ( Pth )

1 / Расчет мощности, необходимой для повышения температуры объема жидкости :

— Тепловая мощность : Pch (кВт)

— Вес жидкости : M (кг)

— Удельная теплоемкость жидкости : Cp (ккал/кг×°C)

— Начальная температура : t1 (°C)

— Необходимая конечная температура : t2 (°C)

— Время нагрева : T (ч)

1,2 : Коэффициент запаса, связанный с нашими производственными допусками и изменениями в напряжении сети питания

Pch = (M × Cp × (t2 − t1) × 1,2) ÷ (860 × T)

Расчет змеевика для нагрева воды паром

a/ Расчет массы нагреваемой жидкости :

— Вес жидкости : M (кг)

— Объем жидкости, который необходимо нагреть : V (дм 3 или литры)

— Плотность жидкости : ρ (кг/дм 3 )

M = V × ρ

ρ / Cp для некоторых жидкостей :

Минеральное масло : 0,9 / 0,5

Уксусная кислота : 1,1 / 0,51

Соляная кислота : 1,2 / 0,6

Азотная кислота : 1,5 / 0,66

b/ Расчет объема жидкости :

— Объем резервуара : V (дм 3 )

— Диаметр резервуара : (дм)

— Высота столба жидкости : H1 (дм)

Расчет змеевика для нагрева воды паром

V = π × (∅² ÷ 4) × H1

— Объем резервуара : V (дм 3 )

— Длина резервуара : L (дм)

— Ширина резервуара : W (дм)

— Высота столба жидкости : H1 (дм)

Расчет змеевика для нагрева воды паром

V = L × W × H1

2/ Расчет мощности, необходимой для компенсации потерь тепла :

— Теплопотеря : Pth (кВт)

— Площадь поверхности теплообмена резервуара : S (м 2 )

— Требуемая конечная температура : t2 (°C)

— Температура окружающей среды : ta (°C)

— Коэффициент теплообмена : K (ккал/час × м 2 × °C)

1,2 : Коэффициент запаса, связанный с нашими производственными допусками и изменениями в напряжении сети питания

Pth = (S × (t2 — ta) × K × 1,2) ÷ 860

Коэффициент обмена K как функция скорости ветра и толщины изоляции :

Расчет змеевика для нагрева воды паром

a/ Расчет площади поверхности теплообмена резервуара : S (м 2 )

Площадь поверхности цилиндрического резервуара :

— Площадь поверхности резервуара : S (м 2 )

— Диаметр резервуара : (м)

— Высота резервуара : H2 (м)

Расчет змеевика для нагрева воды паром

S = (π × (∅² ÷ 4)) + (π × ∅ × H2)

Площадь поверхности прямоугольного резервуара :

— Площадь поверхности резервуара : S (м 2 )

— Длина резервуара : L (м)

— Ширина резервуара : W (м)

— Высота столба жидкости : H2 (м)

Расчет змеевика для нагрева воды паром

S = ((L + W ) × H2 × 2) + (L × W)

Оцените статью
Adblock
detector