Четырехсекционная пастеризационно-охладительнная установку ОПУ-1 для пастеризации сливок

Курсовой проект

Тема: Четырехсекционная пастеризационно-охладительнная установку ОПУ-1 для пастеризации сливок

Выполнил: студент гр.___________________

Проверил: _____________________________

Проект защищен с оценкой:_______________

1. Схема изменения температуры в аппарате

t1=5 °C –начальная температура сливок в секции регенерации;

t2=57,2 °C – конечная температура сливок в секции регенерации (из расчетов);

t3=92 °С –температура пастеризации  сливок ;

t4=39,8 °С –температура сливок после секции регенерации  (из расчетов);

t5 = 15 ºC – температура сливок после секции водяного охлаждения;

t6 = 4 ºC – температура сливок на выходе из аппарата

2. Тепловые балансы; определение необходимых начальных и конечных температур теплоносителей, расчет тепловой нагрузки

Qрег = Gпcп(t3-t4) = Gпcп(t2-t1)

сс–теплоемкость сливок

Температура сырых сливок после секции регенерации

t2 = t1 + (t3-t1) = 5+0,60(92– 5) = 57,2 oС

Температура пастеризованного продукта после секции регенерации

t4 = t3-(t2-t1) = 92-(57,2– 5) = 39,8 oС

Тепловая нагрузка секции регенерации

Qрег = Gпcп(t2-t1) = 0,2743,852(57,2– 5) = 55,1 кВт

Gп = V/3600 =        1988/3600 = 0,274 кг/с,

Cп = 3852 Дж/кгК–теплоемкость сливок при (57,2+ 5)/2= 31,1 °С

3. Тепловой баланс зоны пастеризации

Gгвcгв(tкгв-tнгв)) = Gпcп(t3-t2) = Qп

сп = 3600 Дж/кгК–теплоемкость сливок при (57,2+92)/2= 74,6 °С

Gгв–массовый расход горячей воды

Gгв = ρVгв = 962·4/3600 = 1,069 кг/с

tнгв, tкгв–температура горячей воды,

Температура горячей воды на выходе из секции пастеризации

tкгв = tнгв  – Gпсп(t3 – t2)/Gгвсгв =

 = 95  – 0,274·3,600(92 – 57,2)/(1,069·4,21) = 87,4 ºС

Тепловая нагрузка секции пастеризации

Qрег = Gпcп(t3-t2) = 0,274∙3,600(92–57,2) = 34,3 кВт

4. Тепловой баланс зоны водяного охлаждения

Gпcп(t4-t5) = Gх.вcх.в(tкх.в-tнх.в) = Qвх

сп = 3977 Дж/кгК–теплоемкость сливок при (39,8+15)/2= 27,4 °С

Gх.в – расход холодной воды

Gх.в = 1000·4/3600 = 1,111 кг/с

tнх,в tкх.в–температура холодной воды

Температура воды на выходе из секции водяного охлаждения

tкх.в = tнх.в + Gпcп(t4-t5)/Gх.вcх.в =

= 8 + 0,2743,977(39,8–15)/1,1114,20 =13,8 oС

Тепловая нагрузка секции водяного охлаждения

Qв.ох = Gпcп(t4-t5) = 0,2743,977(39,8–15) = 27,0 кВт

5. Тепловой баланс зоны рассольного охлаждения

Gпcп(t5-t6) = Gрcр(tкр-tнр) = Qрох

сп = 3685 Дж/кгК–теплоемкость сливок при (15,0+4)/2=  9,5 °С

Gр–расход рассола

Gр = 1183·4/3600 = 1,314 кг/с

tнр, tкр–температура рассола

Температура рассола на выходе из секции рассольного охлаждения

tкр = tнр + Gпcп(t5-t6)/Gрcр =

= -5 + 0,2743,685(15– 4)/1,3143,33 =-2,5 oС

Тепловая нагрузка секции рассольного охлаждения

Qр.ох = Gпcп (t5-t6) = 0,2743,685(15,0– 4) = 11,1 кВт

3. Определение средних температурных напоров (движущих сил по секциям теплообменного аппарата)

Секция регенерации

t1 = t4-t1 = 39,8– 5 =34,8 oС

t2 = t3-t2 = 92,0–57,2 =34,8 oС

Так как t1 = t2, то tрег =34,8 oС

Секция пастеризации

tб = tкгв-t2 = 87,4–57,2 =30,2 oС

tм = tнгв-t3 = 95–92 =3 oС

так как tб/tм > 2, то

tср  = (tб-tм)/ln(tб/tм) = (30,2–3,0)/ln(30,2/3,0) =11,8 °C

Секция водяного охлаждения

tб = t4-tкхв = 39,8  – 13,8 =26,0 oС

tм = t5-tнхв = 15 – 8 = 7 oС

так как tб/tм > 2, то

tср  = (tб-tм)/ln(tб/tм) = (26,0–7,0)/ln(26,0/7,0) =14,5 °C

Секция рассольного охлаждения

tб = t5-tкр = 15+2,5= 17,5 oС