При сжатии воздуха до избыточного давления 9,0 кГ/см2 температура его повышается от 20°С дна всасывании до 144°С на выходе из воздуходувки. Перед подачей в ферментер воздух охлаждают до 30°С. Для охлаждения воздуха примем предварительно кожухотрубный теплообменник ТН с неподвижными трубными решетками.
диаметр корпуса ………………………….. 426/400 мм
диаметр и длина теплообменных труб….25/21 и 3500 мм
количество теплообменных труб ………..121
Воздух проходит внутри трубок, охлаждающая вода – по межтрубному пространству.
Параметры воздуха, поступающего в компрессор:
Р1=1 кГ/см2 ; t1=20°C ; r1=1,12 кг/м3; j1=70% ; V1=7200 м3/ч
Параметры воздуха, выходящего из компрессора:
Р2=8,7 кГ/см2 ; t2=144°С ;
 |
Производительность компрессора по сжатому воздуху:
Плотность сжатого воздуха на выходе из компрессора:
 |
Количество тепла, отводимого от воздуха в холодильнике:
 |
С2 – средняя теплоемкость воздуха при изменении его температуры от 144 до 30 °С (tср=87°С)
 |
Расход воды на охлаждение воздуха
где 0,99 – коэффициент, учитывающий потерю тепла в окружающую среду излучением:
с – теплоемкость воды. 4190 Дж/кг К
 |
Скорость движения воздуха в трубках:
где F – площадь сечения трубок теплообменника, F=0,042 м2
 |
Объем воздуха при средней температуре 87°С:
 |
Критерий Рейнольдса воздушного потока в трубках
Критерий Рейнольдса больше 2300 и меньше 10000, следовательно режим движения в трубках - ламинарный.
Коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенке: a1=38,8 Вт/м2 град
Скорость движения воды в межтрубном пространстве:
 |
 |
Где F- проходное сечение межтрубного пространства – 0,0727 м2
При средней температуре воды
rв=998 кг/м3 и gв = 0,998 т/м3
Критерий Рейнольдса потока охлаждающей воды в межтрубном пространстве теплообменника:
 |
Где m=0,001 Па с при средней температуре воды 20°С.
 |
dэ – эквивалентный диаметр межтрубного пространства:
П – смоченный периметр межтрубного пространства. Он рассчитывается как
П = p(D + nd) = 3.14(0.4 + 132.0.025) = 11.65 м
В этой формуле D – внутренний диаметр кожуха, 0,4 м;
d – наружный диаметр трубы, 0,025 м
n – количество труб., 132
Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде при ламинарном потоке в теплообменнике ( так как Re=2096<2300) a2=1604
Коэффициент теплопередачи от воздуха к охлаждающей воде:
 |
Где d = 0,002 м - толщина стенки труб и l=58,15 Вт/(м2 град)
11. Определим среднюю логарифмическую разность температур сред в теплообменнике при противоточном движении:
144°С 30°С
25°С 15°С
 |
 |
12. Потребная поверхность теплообмена
13. Подбираем теплообменник кожухотрубный с поверхностью теплообмена 140 м2 : [ 2 ]
число труб – 442
длина труб – 4м
число ходов – 2
d труб – 25х2 мм
d кожуха – 800 мм.
F ЛИТЕРАТУРА F
1. Гинзбург А. С., Гребенюк С. М. И др. Лабораорный практикум по процессам и аппаратам пищевых производств – М.:Агропромиздат, 1990. – 256 с.
2. Иоффе И. Л. Проектирование процессов и аппаратов: химическая технология – учебник для техникумов – Л.: Химия 1991 – 352с, ил.
3. Калунянц К. А. и др. Оборудование микробиологических производств: Агропромиздат, 1987.- 398 с.: ил.
4. Каталог оборудования микробиологической промышленности
5. Колосков С. П. Оборудование предприятий ферментной промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1969 г., 383 с.
Дата: 2019-05-28, просмотров: 178.
