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1、食品工程原理课程设计说明书设计题目：_板式加热器设计设计者：班级2012级食工（二）班姓名 学号20124061214指导教师设计成绩：日期黑龙江八一农垦大学食品学院一、设计题目板式加热器设计二、设计任务、操作条件及建厂地址1、处理能力：见表12、设备型式：人字形板式换热器3、操作条件：（1）牛乳：入口温度、出口温度，见表1；（2）加热介质：热水，入口温度、热水的流量见表1；（3）允许压降：不大于105Pa；（4）每年按300天计，每天24小时连续运行。4、建厂地址：自选。（牛乳在定性温度下的物性数据为P =1030kg/m3, u c=0.00305Pa s,c h=3893.9J/kg,入
2、 c=0.548W/（mK ）。） 表1牛乳处理量、入口、出口温度及热水入口、出口温度等牛乳处理牛乳入口牛乳出口量（万吨/温度（0温度（0 年）热水入口温度（0热水的流设计人（学I三I三三量（m3/h）号）71898.520124061226试选择一台板式换热器，用89 C的热水将牛乳由4C加热至71C。已知牛乳年流量为5万吨，热水流量为8.5m3/h，牛乳侧与水侧的允许压强不大于105Pa。牛乳在定性温度下的物性数据为p =1030kg/m3, u =0.00305Pa*s,eph=3893.9J/kg,入=0.548W/ (m K)。1. 计算热负荷Q=W c (T _T )=1.93x3
3、893.9x(71-4)=5.03x105(W)h ph 122. 计算平均温差根据热量衡算计算水的出口温度：12 =t + Q =89-503000= 38.01 (C)Wc1 W c2.36 X 4.18 X103逆流平均温差:I 38.01 _ 4In89 _ 17水的定性温度：At，二堀01-4)89-17)=50.65 (C)tm = 89 + 38.01 =63.505 (C)2查出定性温度下的物性数据:P =978 kg/m3N =4.1x10-4 Pa-sCpc=4.17 顷伽.C)人=0.665w/(m - C)3. 初估算热面积及初选版型粘度大于1x10Pas的牛乳与水换热
4、时，列管式换热器的K值大约为115470w(m2. C)，而板式换热器的传热系数为列管式换热器的24倍，则可初估K为1000w(m2. 6。初估算换热器面积S= 503000 =9.93(心50.65 x 1000初选试选组装形式为103x10 3x10为牛乳的流程，程数为3,1 x 30每程通道数为10； 1x30为水的流程，程数为1，通道数为 30；换热面积为10m2因所选板型为混流，采用列管式换热器的温差校正系 数：R= M = 89 一 38.01 = 0.761t2-t171 - 4P= =71-4 =0.788T -1189 - 4查单壳程温差校正系数图，得中八=096At =中
5、At，= 0.96X 50.65=48.624 (C)mAt m初估算换热器面积S= 5.03x105 =10.35, 2)48.624 x 1000(m 2 )4核算总传热系数仪1流速 u =123=0.223 (m.s)1 1030 x 10 x 8.4 x 10-4采用0.15m2人字形板式换热器，其间距s=4mm。当量直径 De=2$ =2x4=8mm=0.008m3.05 x 10-3R = Du p 君=0.008 x 0.223 x 1030 =602.5hP = cph 已=3893.9 x 3.05 x 10-3 =21.671人0.548ha =0.18 上Re 0.8 P
6、r 0.45（旦）0.141Dii 日牛乳被加热后，取（上）.14=095 日“ =0.18、 0.548a、12）wx x 480.90.8 x 21.670.45 x0.95 =65340.008水侧的对流传热系数aa22.36流速 U =2.36=0096 （ ms）R = Du2 p。= 0.008 x 0.096 x 978 =1841% 旦4.08 x 10-4cPr =七七=4.17 x 103 x 4.08 x 10-4 =2.56 ca =0.18 人20.665D Re 0.7 Pr 0.43e水被冷却，取（上）日w（）0.142 日w0.14=1.05a =0.18 x x 0665 x 18410.8 x 2.560.45 x 1.05 =454220.0083）金属板的热阻攵力w板材为不锈钢（1Cr18Ni9Ti ）,其热导系数人=16.8W（m2 。0，板厚 b=0.8mm，则:卫二竺业=0.0000476 （m2 w）人 16.8 w4）污垢热阻
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