Тема проекта - Компьютерное проектирование ттеплообменного аппарата



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Тема проекта - Компьютерное проектирование ттеплообменного аппарата



ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Имени П.А.Столыпина

 

Факультет пищевых технологий

Кафедра технологии и оборудования пищевых производств

 

 

П.А.ЛИСИН

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению курсового проекта по дисциплине

«ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ»

 

КОМПЬЮТЕРНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА

 

 

Рекомендовано ученым советом

Факультета пищевых технологий в качестве учебного пособия

для студентов высших учебных заведений,

обучающихся по специальности

260303.65 – Технология молока и молочных продуктов

 

 

ОМСК 2013

ЗАДАНИЕ к курсовому проекту по дисциплине

«Процессы и аппараты пищевых производств»

Тема проекта - Компьютерное проектирование ттеплообменного аппарата

Студенту_______ курса ____группы факультета пищевых технологий

УСЛОВИЕ

Назначение аппарата ____________________________________________________

Вид продукта ____________________________________________________________

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ПРОЕКТУ

2.1. Производительность, л/ч ______________________________________________

2.2. Режим работы аппарата _______________________________________________

Температура продукта, °С

начальная ___________________

конечная ___________________

Давление пара, атм ___________________

Температура теплоносителей, °С

начальная ___________________

кратность расхода ____________

Температура холодоносителя, °С

начальная ___________________

кратность расхода ____________

2.3. Конструктивные особенности аппарата………………………………………………..

2.4. Дополнительные условия ……………………………………………………………….

ОБЪЁМ ПРОЕКТА

Тепловой расчет аппарата

Определение теплофизических параметров продукта, теплоносителя, графика теплообмена, расчет средней разности температур, коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи, поверхности теплообмена. Составление алгоритма и программы расчета на ЭВМ.

Конструктивный расчет аппарата

Расчет габаритных размеров аппарата, определение числа труб (пластин) в одном ходу и в аппарате, диаметры патрубков для продукта пара, конденсата, воды. Составление алгоритма и программы расчета на ЭВМ.

Расчет изоляции аппарата

Определение тепловых потерь, выбор теплоизоляционного материала, расчет коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи. Составление алгоритма и программы расчета на ЭВМ.

Гидравлический расчет аппарата и подбор насоса

Определение потерянного напора. Подбор насоса с указанием характеристик.

3.5. Техническая характеристика аппарата Распечатка результатов расчета на ЭВМ.

3.6. Графическая часть Выполнить в компьютерном графическом редакторе продольный и поперечный разрез аппарата.

 

Дата выдачи курсового задания.

Руководитель проекта д.т.н., профессор П.А. Лисин

 

 

ОБЩАЯ ЧАСТЬ

 

Введение

Задача методических указаний - оказать помощь студентам тех­нологического факультета и стимулировать их творческую инициативу при выполнении курсового проекта по дисциплине «Процессы и аппа­раты пищевых производств»: в освоении методики расчета теплооб­менных аппаратов, в приобретении навыков анализа решений, в оценке экономической эффективности разработанного проекта.

Знания, умения и навыки, приобретенные в процессе выполнения курсового проекта, понадобятся при выполнении отдельных разделов дипломного проекта при эксплуатационных расчетах теплообменных ап­паратов, изучения оборудования молочной промышленно­сти.

Проект выполняется в порядке самостоятельной работы, согласно учебному плану. После выдачи индивидуального задания преподаватель излагает общие вопросы выполнения курсового проекта. Рекомендует основную и дополнительную литературу, каталоги теплообменных аппаратов, спра­вочники. Дальнейшую работу студенты выполняют самостоятельно, ис­пользуя при этом индивидуальные консультации преподавателя.

Проект выполняется в соответствии с заданием, которое студент получает на первой неделе 6 семестра и сдает на проверку за две недели до конца семестра. Задание содержит исходные данные к проектированию, а также сроки выполнения разделов проекта.

Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки, про­граммного обеспечения и чертежей. Записка выполняется на листах бу­маги формата А4 (210х297 мм), в соответствии с ГОСТ 2.105-95, графики - на миллиметровой бумаге, чертежи - на ватмане стандартного формата А3. К курсовому проекту в пояснительной записке прилагаются листинги компьютерных распечаток. Спецификация конст­руктивных элементов аппарата выполняется на отдельных листах фор­мата А4 или допускается выполнение на чертеже проекта.

Задание к выполнению графической части выдается руководите­лем. Выполненную курсовую работу проверяет руководитель, кото­рый дает заключение о допуске ее к защите.

Содержание проекта:

1. Тепловой расчет теплообменного аппарата

2. Конструктивный расчет аппарата

3. Теплоизоляционный расчет

4. Гидродинамический расчет

5. Проверочный расчет аппарата и корректирование конструкции

Чертежи проекта:

1. Продольный и поперечный разрезы аппарата;

2. Схемы коллекторов, крышек и других деталей аппарата.

 

Условные обозначения

t - температура, 0С;

r - плотность, кг/м3;

с - теплоёмкость, кДж/(кг· К);

l - теплопроводность, Вт/(м·К);

m - динамическая вязкость, Па·с;

n - кинематическая вязкость, м2/с;

u - скорость движения среды, м/с;

d - диаметр, м;

Q -тепловая нагрузка аппарата, Вт;

М - массовая производительность аппарата, кг/ч;

V - объемная производительность аппарата, м3/ч;

a - коэффициент теплоотдачи, Вт/( м2 ·К) ;

К - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 ·К);

F - поверхность теплообмена, м2;

i - энтальпия, кДж/кг;

r - скрытая теплота парообразования, кДж/кг;

f - площадь сечения трубы, м2;

g - ускорение свободного падения, м/с2;

t - время, ч;

h - тепловой КПД аппарата.

 

Критерии подобия

Pr- Прандтля; Nu - Нуссельта;

Re- Рейнольдса; Gr- Грасгофа.

Индексы

пр - продукт; нар- наружный; к - конечный;

конд- конденсат; вн- внутренний; ср- средний;

нас - насыщенный пар; ф- фактический; тр- труба.

ст - стенка; н - начальный

 

 
2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ АППАРАТА

 

Целью теплового расчета теплообменных аппаратов является определение частных коэффициентов теплоотдачи, теплопередачи и поверхности теплообмена.

Исходные данные для проектирования трубчатого аппарата:

Ø Объемная производительность аппарата для молока = 7,8 м3

Ø Начальная температура молока, °С – t н = 6

Ø Конечная температура молока, °С - t к = 68

Ø Давление пара, атм – 0,8

Ø Тип аппарата - горизонтальный

2.1.Определение физических параметров продукта.

 

Для определения физических параметров продукта необходимо определить его среднюю температуру.

 

(2.1)

где: tн –6°С;

tк –68°С.

По известной средней температуре продукта 53оС из приложения Б определяются его физические параметры, которые записываем в таблицу 2.1.

 

Физические свойства пара

 

Наименование параметра Единицы измерения Условные обозначения Значения параметра.
Давление пара Температура пара Удельный объем Энтальпия Скрытая теплота парообразования атм °С м3 / кг кДж / кг   кДж / кг Рнас Tнас Vнас iнас   rнас 0,8 92,09 2,125 2665,7   2276,0

По известной температуре пара, начальной и конечной температуре продукта строится график теплообмена, в соответствии с рисунком 2.1.

 

           
 
t,°С
   
 
     
t, час
 

 

 


Рис. 2.1.График теплообмена между паром и продуктом.

Dtб= tнас – tн = 92,99-6=86,99°С (2.2)

 

Dtм = tнас – tк = 92,99 – 68 = 24,99°С (2.3)

где: Dtб – большая разность температур, °С;

Dtм – меньшая разность температур, °С;

tнас – температура пара,° С;

Dtср – средняя разность температур, °С.

 
Так как >2, то среднюю разность температур рассчитывают по формуле:

Dtср = = = 49,72°С (2.4)

 

 

2.3.Определение физических параметров конденсата.

 

Для определения физических параметров конденсата необходимо определить его температуру.

 

tст = tнас – 0,5*Dtср = 92,99 – 0,5*49,72= 68,13°С(2.5)

 

(2.6)

где: tст – температура стенки, °С.

По известной температуре конденсата из приложения Б определяются его физические свойства и оформляются в соответствии с таблицей 2.3.

 

2.3. Физические свойства конденсата

 

Наименование параметра. Единицы измерения Условные обозначения Значения параметра
Температура Плотность Теплоемкость Теплопроводность Динамическая вязкость Кинематическая вязкость Критерий Прандтля °С кг/ м3 кДж/(кг·К) Вт/(м·К) Па·с   м2 / с --- tконд rконд сконд lконд mконд nконд Prконд 89,59 965,3 4,228 0,680 314,6·10-6   0,326·10-6 1,95

 

2.4. Определение тепловой нагрузки аппарата.

Q = M·спр(tк - tн)(2.7)

где: Q – тепловая нагрузка, кДж / час;

М – производительность аппарата, кг/час;

Vап – производительность аппарата, м3 / час;

спр – теплоемкость продукта, кДж / (кг·К);

rпр – плотность продукта, кг/ м3.

М = Vап · rпр (2.8)

Q = 8 · 1025.3 ·3.922 ·(40-12) = 900754.7 кДж/час (2.9)

 

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

( справочное)

Таблица А.1. Соотношение единиц системы СИ

с внесистемными единицами [1]

 

Измерения Размерности, встречающиеся в справочниках Коэффициент пересчета и размерность по СИ
Давление     Теплота, работа Тепловой поток Коэффициент теплопередачи, теплоотдачи Теплопроводность   Динамическая вязкость   Кинематическая вязкость   Теплоемкость Плотность   Удельный объем Угловая скорость   кгс/см2 (ат) кгс/м2 (мм вод. ст.) кгс/мм2 мм рт. ст.   ккал ккал / ч     ккал/(м20С ч) ккал/(м 0С ч)   кгс с/м2 дин·с/см2(пуаз)   м2/с     ккал/(кг·С) кг/м3   м3/кг об/мин   9,8·104 Н/м2 (Па) 9,8 Н/м2 (Па) 9,8·106 Н/м2 (Па) 133 Н/м2 (Па)   4,187 кДж 1,163 Вт     1,163 Вт/(м2 ·К) 1,163 вт/(м·К)   9,8 Н·с/м2 (Па·с) 0,1 Н·с/м2 (Па·с)   1,0 Н·с/м2 (Па·с)     4,19 кДж/ (кг·К) 1,0 кг/м3 1,0 м 3/кг 0,1046 рад/с

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(справочное)

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

(справочное)

Таблица Д.1.Трубы из нержавеющей стали (хромоникелевые) [17].

 

Наружный диаметр, мм Толщина стенки, мм Наружный диаметр, мм Толщина стенки, мм
1,5 2,5
  2,0   3,5
  2,5 1,5
  3,0   3,0
1,5 1,0
  2,5   1,25
  3,0   2,75
  4,0   3,0

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

(справочное)

 

Таблица Е.1.Коэффициенты местных сопротивлений в

теплообменниках [17].

 

Характер местных сопротивлений Коэффициент местного сопротивления, Км
1. Входная или выходная камера, удар поворот 1,5
2. Поворот на 180° между ходами и секциями 2,5
3. Вход в трубы и выход из них 1,0
4. Вход в межтрубное пространство и выход из него 1,5
5. Поворот в V – образных трубах 0,5
6. Поворот 180° через перегородку в межтрубном пространстве 1,5
7. Поворот 180° через калач 2,0
8. Поперечное движение в межтрубном пространстве (М – число рядов труб) 3ЧМ / Re0,2
9. Круглые змеевики (№ – число витков) 0.5Ч№

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

( справочное)

Насосы

Таблица Ж.1. Центробежные молочные насосы [4].

 

Марка насоса Подача, м3 Напор, м жид. столба Абсолютное давление на входе, кгс / см2 ,не более Частота вращения рабочего колеса, об / мин Мощность двигателя, кВт
Г2-ОПА 6,3 12,5 0,5 0,8
Г2-ОПБ 20,0 0,5 1,5
Г2-ОПВ 31,5 0,5 3,0
50МЦ 25-31 51,5 0,5 5,5
75МЦ 50-31 31,5 0,6 10,0
Г2-ОПД 20,0 0,3 5,2
Г2-ОПГ 3,0 - 1,1

 

 

Таблица Ж.2. Насосы для воды и рассола [4].

 

 

Марка Подача, м3 / ч Напор, м Частота вращения, мин –1 Мощность насоса, кВт Диаметр рабочего колеса, мм Масса агрегата, кг
  К 8/18   8,2       0,74    
К 8/18а 7,4   0,65  
К 8/18б 6,7   0,51  
К 20/18 4,5 20,0 1,5
К 20/18а 16,8   1,1  
К 20/18б 15,1   0,8  
К 20/30 2,55
К 90/85 32,1
К 90/85а  
К 160/20 10,8
К 160/20а   8,7
ФГ 25,5/14,5 25,5 14,5
ФГ 81/31
ФГ 144/46  

ПРИЛОЖЕНИЕ К

(справочное)

К.1. Правило оформления титульного листа

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОННАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени П.А.Столыпина

 

ФАКУЛЬТЕТ ПИЩЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

 

 

Кафедра технологии и оборудования пищевых производств

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

ПО ПРОЦЕССАМ И АППАРАТАМ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

 

 

КОМПЬЮТЕРНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Митин В.В. Курсовое и дипломное проектирование оборудования предприятий мясной и молочной промышленности. –М.: Колос. 1992. 271 с. (с.221.Приложение №5)


ПРИЛОЖЕНИЕ М

(справочное)

ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Имени П.А.Столыпина

 

Факультет пищевых технологий

Кафедра технологии и оборудования пищевых производств

 

 

П.А.ЛИСИН

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению курсового проекта по дисциплине

«ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ»

 

КОМПЬЮТЕРНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА

 

 

Рекомендовано ученым советом

Факультета пищевых технологий в качестве учебного пособия

для студентов высших учебных заведений,

обучающихся по специальности

260303.65 – Технология молока и молочных продуктов

 

 

ОМСК 2013

ЗАДАНИЕ к курсовому проекту по дисциплине

«Процессы и аппараты пищевых производств»

Тема проекта - Компьютерное проектирование ттеплообменного аппарата

Студенту_______ курса ____группы факультета пищевых технологий

УСЛОВИЕ

Назначение аппарата ____________________________________________________

Вид продукта ____________________________________________________________

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ПРОЕКТУ

2.1. Производительность, л/ч ______________________________________________

2.2. Режим работы аппарата _______________________________________________

Температура продукта, °С

начальная ___________________

конечная ___________________

Давление пара, атм ___________________

Температура теплоносителей, °С

начальная ___________________

кратность расхода ____________

Температура холодоносителя, °С

начальная ___________________

кратность расхода ____________

2.3. Конструктивные особенности аппарата………………………………………………..

2.4. Дополнительные условия ……………………………………………………………….

ОБЪЁМ ПРОЕКТА

Тепловой расчет аппарата

Определение теплофизических параметров продукта, теплоносителя, графика теплообмена, расчет средней разности температур, коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи, поверхности теплообмена. Составление алгоритма и программы расчета на ЭВМ.



Последнее изменение этой страницы: 2016-06-29; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.239.2.222 (0.012 с.)