Зразок роботи
У пластинчастому теплообміннику (мал. VІІІ-19) поверхня теплообміну утвориться гофрованими паралельними пластинами 1, 2, за допомогою яких створюється система вузьких каналів шириною 3-6 мм із хвилястими стінками. Рідини, між якими відбувається теплообмін, рухаються в каналах між суміжними пластинами, обмиваючи з бічні сторони кожної пластини.
Пластина (мал. VІІІ-20) має на передній поверхні три прокладки. Більша прокладка 1 обмежує канал для руху рідини Й між пластинами, а також отвору 2 й 3 для входу рідини Й у канал і виходу з нього; дві малі кільцеві прокладки 4 ущільнюють отвору 5 й 6, через які надходить і віддаляється рідина ІІ, що рухається протитечією.
На мал. VІІІ-19 рух рідини I показано схематично пунктирною лінією, а рідини II - суцільною лінією. Рідина I надходить через штуцер 3, рухається по непарних каналах (уважаючи, праворуч ліворуч) і віддаляється через штуцер 4. Рідина ІІ подається через штуцер 5, рухається по парних каналах і віддаляється через штуцер 6.
Пакет пластин затіснюється між нерухомою плитою 7 і рухливою плитою 8 за допомогою гвинтового затиску 9.
Внаслідок значних швидкостей, з якими рухаються рідини між пластинами, досягаються високі коефіцієнти теплопередачі, аж до 3800
Вт/ м2 [3000 ккал/(м2•год•град)] при малому гідравлічному опорі.
Пластинчасті теплообмінники легко розбираються й очищаються від забруднень. До їхніх недоліків ставляться: неможливість роботи при високих тисках і труднощі вибору еластичних хімічно стійких матеріалів для прокладок.
2. Місце і призначення апарата в технологічній схемі
Пластинчасті теплообмінники застосовуються у виробництві шампанського для приготування цукрового розчину, який потім подається у ємкість для шампанського. Цукор подається в бункер цукру 1,потім на автоваги 2 ,у варильний котел 3,в який додається вода з дозатора 4. Цукровий сироп шестеренчастим насосом 5 відкачується в збірник 6,з якого розчин насосом-дозатором 7 надходить до пластинчастого теплообмінника, в якому змішується з гарячою водою. Потім насосом 9 відкачується в змійковий варильний апарат 10 і цукровий сироп потрапляє в паровідділювач 11. В кінці сироп потрапляє в збірник увареного сиропу 12, з якого надходить в приймальну ємкість для шампанського.
3.Розрахунок пластинчастого теплообмінника
Вихідні дані для розрахунку:
Продуктивність апарату: G=3т/год (0,83 кг/с)
Початкова температура охолодної води: tп2= 10 0C
Кінцева температура охолодної води :tк2= 60 0C
Початкова температура молока, що охолоджується: tп1= 72 0C
Кінцева температура молока, що охолоджується:tк1 = 25 0C
Швидкість молока, що охолоджується : W= 0,5 (м/с)
Швидкість охолодної води : W= 0,6 (м/с)
Пластина типу П-2 (площа поверхні теплообміну F1= 0,3 м2 ; зведена довжина каналу 1,12 м; товщина пластини 1,0 мм; матеріал пластини – нержавійна сталь 1Х18Н9Т, коефіцієнт теплопровідності якої становить 17,5 (Вт/(мК); коефіцієнт корисної дії насосу 0,8)
3.1 Матеріальний баланс
Матеріальний баланс, заснований на законі збереження маси, становлять для визначення витрати вихідних речовин або виходу готової продукції. Згідно закону збереження речовини, масова кількість речовин G1 й G2 поступивших на переробку, дорівнює масовій кількості отриманого продукту. Оскільки в проектованому апарату маса продукту, що надійшов, дорівнює масі отриманого, те матеріальний баланс запишеться у вигляді:
G1=G2 (1)
де G1 – маса цукрового розчину, що надходить в апарат, кг.; G2 – маса цукрового розчину, що йде з апарата, кг.
З урахуванням втрат, що мають місце у виробництві, матеріальний баланс можна записати у такому вигляді :
G1=G2+GП (2)
де GП – втрати продукту, кг.
Магістр