МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для выполнения лабораторно-практических занятий по дисциплине «Теоретические основы технологии пищевых производств»

Тема. Расчет гидродинамических параметров пищевых аппаратов

4.1.Цель и задачи работы. Целью дайной работы является ознакомление с методикой расчета основных гидродинамических параметров пищевых аппаратов.

В задачу данной работы входит определение режима движения жидкости в теплообменнике.

4.2.Теоретические сведения по выполнению работы

Диаметр кольцевого сечения теплообменника может быть рассчитан по формуле (4.1).

DЭ = DН - DВ = , (4.1)

Где: DН - диаметр наружной трубы;

DВ- диаметр внутренней трубы.

Скорость жидкости может быть найдена из уравнения (4.2).

V = , (4.2)

Где: W - массовый расход (объем) воды;

S - площадь поперечного сечения трубы.

В свою очередь число Рейнольдса определится из уравнения (4.3).

Re = , (4.3)

Где: V - скорость движения жидкости;

D - Диаметр трубы;

ρ - плотность жидкости;

μ- вязкость жидкости.

Длина змеевика может быть рассчитана по формуле (4.4).

L = πDn , (4.4)

Где: D – диаметр змеевика;

N- количество витков змеевика.

При этом потери напора в прямой трубе могут быть рассчитаны по формуле (4.5).

∆P = , (4.5)

Где: λ- коэффициент гидравлического сопротивления равный 0,0316.

В свою очередь поправочный коэффициент, учитывающий сопротивление змеевика, можем быть найден из уравнения (4.6).

X = 1+ , (4.6)

Где: D - диаметр трубы змеевика;

D - диаметр витка змеевика.

Потеря напора в змеевике определится из уравнения (4.7).

∆P = ∆P Х (4.7)

Для расчета времени опорожнения емкости можно воспользоваться формулой (4.8).

τ = 2S , (4.8)

Где: S - площадь поперечного сечения емкости;

HС - начальная высота столба жидкости;

А - коэффициент расхода жидкости;

S0 - площадь поперечного сечения трубы.

4.3. Задание по выполнению Работы

Задача №1. Определить режим движения жидкости в межтрубном пространстве теплообменника типа «труба в трубе», если внутренняя труба теплообменника имеет диаметр 25*2мм, а наружная 51*2, 5 мм. Массовый расход воды составляет 4000кг/ч, а плотность её равна 1000кг/м3 при вязкости в 10-3 Па*с. (Ответ. Rе = 19929, следовательно, режим турбулентный).

Задача №2. Определить потери напора в змеевике, по которому протекает вода при температуре 30°С со скоростью 0,8 м/с, вязкость при этой температуре составляет 0,8* 10-3 Па*с. Змеевик изготовлен из стальной трубы диаметром 42*2,5мм с легкими следами коррозии (Д = 0,2 1мм). Диаметр витка змеевика равен 1м, а количество витков равно 10.