МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ
Кафедра процесів і апаратів харчових виробництв
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до курсового проекту на тему:
« Проект пластинчастого теплообмінного апарата для охолодження
яблучного соку»
Виконав студент групи ТБ-2-1 ___________________А. О. Парчевський
Керівник проекту доцент ___________________Л. В. Зоткіна
Київ 2015
Зміст
Класифікація 3
Опис конструкції 5
Вимоги 6
Переваги і недоліки 8
Вихідні дані до розрахунку 9
Розрахунки 11
Тепловий розрахунок теплообмінника 11
Конструктивний розрахунок теплообмінника 16
Гідпавлічний розрахунок 19
Техніко-економічні показники роботи апарата 21
Екологічні вимоги до експлуатації апарату 23
Охорона праці та протипожежні заходи 24
Висновок 26
Література 27
Класифікація
Теплообмінниками називаються апарати, в яких проходить теплообмін між робочими середовищами незалежно від їх технологічного чи енергетичного призначення (підігрівачі, випарні апарати, пастеризатори, економайзери і т.д.).
Технологічне призначення теплообмінників різноманітне. Звичайно розрізняють власне теплообмінники, в яких передача теплоти є основним процесом, і реактори, в яких тепловий процес грає допоміжну роль.
Класифікують теплообмінники по різним ознакам.
За способом передавання теплоти усі теплообмінники поділяють на дві великі групи: поверхневі і змішувальні. В поверхневих теплообмінниках обидва теплоносії відокремлені один від одного твердою стінкою, яка бере участь у процесі теплообміну. Залежно від призначення теплообмінного апарата цю поверхню також часто називають поверхнею нагріву або охолодження. У змішувальних теплообмінниках, або апаратах змішування, теплообмін здійснюється внаслідок безпосереднього контакту і змішування гарячого і холодного теплоносіїв.
Поверхневі теплообмінники, у свою чергу, поділяють на рекуперативні і регенеративні. В рекуперативних апаратах один бік поверхні теплообміну весь час омиває гарячий теплоносій, а другий – холодний. Теплота від одного теплоносія до другого передається через стінку з теплопровідного матеріалу, що їх розділяє. Напрямок теплового потоку в стінці лишається незмінним. У регенеративних апаратах одна й та сама поверхня теплообміну поперемінно омивається то одним, то другим теплоносієм. У період нагрівання, тобто під час контакту з гарячим теплоносієм, у твердих тілах (насадці), що заповнюють апарат, акумулюється теплота, яка в період охолодження віддається холодному рухомому теплоносію. Напрямок потоку теплоти в стінках періодично змінюється.
За основним призначенням розрізняють підігрівачі, випарні апарати, холодильники, конденсатори.
Теплообмінники класифікують так:
за видом теплоносіїв залежно від агрегатного стану їх – паро рідинні, рідинно рідинні, газорідинні, газогазові, парогазові;
за конфігурацією поверхні теплообміну – трубчасті апарати з прямими трубками, трубчасті апарати з U-подібним трубним пучком, спіральні, пластинчасті, змійовикові, ребристі;
за компонуванням поверхні нагріву – кожухотрубні, типу “труба в трубі”, зрошувальні, заглибні, оболонкові.
Крім зазначених основних класифікаційних ознак теплообмінних апаратів, останні можна також класифікувати за рядом додаткових ознак. Усі теплообмінні апарати поверхневого типу можна класифікувати залежно від напрямку потоків теплоносіїв:
прямотечій ні, коли обидва теплоносії рухаються паралельно в одному напрямку;
протитечій ні, коли обидва теплоносії рухаються в протилежних напрямках назустріч один одному;
з перехресною течією – теплоносії рухаються взаємно перпендикулярно;
перехресної течії.
За тепловим режимом розрізняють теплообмінники періодичної дії, в яких спостерігається нестаціонарний тепловий процес і безперервної дії з встановленим у часі процесом.
В теплообмінниках періодичної дії тепловій обробці підлягає певна порція продукту, внаслідок зміни властивостей продукту і його кількості параметри процесу безперервно варіюють в робочому об’ємі апарату в часі. При безперервному процесі параметри його також змінюються, але вздовж проточної частини апарату, залишаючись постійними в часі в даному перерізі потоку. Безперервний процес характеризується постійністю теплового режиму і витрати робочих середовищ.
Обігрівання гарячою водою і рідинами, поряд з парою, має менше застосування. Воно вигідне при повторному використанні тепла конденсатів і рідин, які по ходу технологічного процесу нагріваються до високої температури.