 |
Главная |
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ПРОЦЕССА ПАСТЕРИЗАЦИИ
 2019-12-29 |
 192 |
 Обсуждений (0) |
из
5.00
|
Процесс пастеризации сливок заключается в нагреве сливок в рекуперативном кожухотрубном теплообменнике, в котором теплопередача тепла осуществляется от водяного «глухого» пара к нагреваемым сливкам через разделяющую стенку. Сливки движутся по трубному пространству, а греющий пар подается в межтрубное пространство. При контакте пара с холодными трубками теплообменника происходит его конденсация. При фазовом превращении пара в воду выделяется большой поток теплоты, который затрачивается на нагрев сливок. Этот тепловой поток в Вт равен
Qw = D·( iп – iк), (2.1)
где D – массовый расход греющего пара, кг/с;
iп – удельная энтальпия пара, Дж/кг;
iк – удельная энтальпия конденсата, Дж/кг.
Удельная энтальпия перегретого водяного пара равна [2]
, (2.2)
а удельная энтальпия конденсата, имеющего температуру пара,
, (2.3)
где t п – температура пара, °С;
– удельная теплоемкость конденсата, равная 4190 Дж/(кг·°С).
Тогда
Qw/ D = 2493·103+1970· t п – 4190 · t п=2493000 – 2220· t п = r, (2.4)
где r – теплота парообразования, Дж/кг.
Тепловой поток прямо пропорционален площади теплопередачи f, коэффициенту теплопередачи k и средней движущей силы процесса теплопередачи, которой является средний температурный напор ∆ tср,
Qw = k· f· ∆ tср. (2.5)
На рисунке 2.1 представлена схема изменения температур теплоносителей при изменении агрегатного состояния пара.
МППЖ 06.17.00 ПЗ
11
Рисунок 2.1 График изменения температур пара и сливок
Средний температурный напор определяется по формуле [2]
, (2.6)
где Δ t max – разность температуры пара и начальной температуры сливок, °С;
Δ t min – разность температуры пара и конечной температуры сливок, °С.
Δ tmax = t п – t сл.н; (2.7)
Δ tmin = t п – t сл.к , (2.8)
где t п – температура пара, °С.
t сл.к – конечная температура сливок, °С;
t сл.н – начальная температура сливок, °С.
Коэффициент теплопередачи зависит от коэффициента теплоотдачи от сливок к стенкам трубок α1, коэффициента теплоотдачи от пара к стенкам трубок α2 и термического сопротивления трубки и определяется по формуле [2]
, (2.9)
где δст – толщина стенки трубок, м;
λст – теплопроводность стенки, Вт/(м·°С).
Коэффициент теплоотдачи от сливок к стенке трубки равен
МППЖ 06.17.00 ПЗ
12
, (2.10)
где N u – критерий Нуссельта;
λсл – коэффициент теплопроводности сливок, Вт/(м·°С);
l – характерный линейный размер, м; для круглых трубок l = dвн.
dвн – внутренний диаметр трубок, м.
Коэффициент теплоотдачи от пара к стенкам трубок для случая конденсации пара на пучке горизонтальных труб определяют по формуле [2]
, (2.11)
где ε – коэффициент, зависящий от расположения труб (коридорное или шахматное расположение), принимаемый равным 0,55 – 0,68;
– плотность конденсата, кг/м3;
– теплопроводность конденсата, Вт/(м·°С);
– ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2;
µ – динамический коэффициент вязкости конденсата, Па·с;
Δ t – разность между температурой насыщенного пара и температурой стенки, °С;
D – внешний диаметр трубы.
При конденсации водяных паров коэффициент теплоотдачи достигает высоких значений и составляет 4000 – 15000 Вт/(м2 °С) [2].
Анализ уравнения (2.9) показывает, что коэффициент теплопередачи в основном определяется частным термическим сопротивлением 1/α1 от сливок к стенке трубки и практически не зависит от 1/α2.
МППЖ 06.17.00 ПЗ
13
| 2019-12-29 |
192 |
Обсуждений (0) |
из
5.00
|
Обсуждение в статье: МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ПРОЦЕССА ПАСТЕРИЗАЦИИ |
|
Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓ |
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...
Система поиска информации
Мобильная версия сайта
Удобная навигация
Нет шокирующей рекламы