Calculul Termic Pentru Sucul de Tomate

download Calculul Termic Pentru Sucul de Tomate

of 6

Transcript of Calculul Termic Pentru Sucul de Tomate

  • 8/16/2019 Calculul Termic Pentru Sucul de Tomate

    1/6

    Calculul fluxurilor intrate şi ieşite din SC pentru fiecare zonă

    Zona I

    Øintrat1 = S·c1·t1, W

    Øintrat2 = S·c3·t3, W

    Øieşit1 = S·c2·t2, W

    Øieşit2 = S·c4·t4, W

    Zona II 

    Øintrat1 = S·c2·t2, W

    Øintrat2 = Ac·ca1·ta1, W

    Øieşit1 = S·c3·t3, W

    Øieşit2 = Ac·ca2·ta2, W

    2.3. Calcul termic

    2.3.1. Calculul coeficienţilor de transfer termic de căldură pe zone şi determinarea

    ariei suprafeţei de transfer de căldură pe zone şi a numărului de plăci pe zone 

    Caracteristicile plăcii de tip Ahlborn:

    Lungime = 800 mm

    Lăţime = 300 mm

    Grosime = 1,2 mm

     Aria suprafeţei de transfer termic f = 0,21 m2

    Distanţa dintre plăci = 4,2 mm 

     Aria secţiunii de curgere S = 113 · 10-5 m2

    Diametrul echivalent de= 8,4 mm

    λOT = 17,5 W/(m2·K)

  • 8/16/2019 Calculul Termic Pentru Sucul de Tomate

    2/6

    Se cunosc valorile următorilor coeficienți: c = 0,0645, m= 0,78, n = 0,46, Ɛ= 1 

    Zona I Zona de preîncălzire 

    a) Calculul pentru sucul de tomate nepasteurizat

    Se va citi valorea vâscozităţii dinamice (ɳ, Pa·s)  pentru sucul de tomate

    nepasteurizat la temperatura tmed  =+

    , °C.

    Se vor calcula:

    ρ1 = 1593-0,56·T-4,2·u, kg/m3

    T =273 + tmed, K

    cp1= 461+3·T+34,4·u-0,02·T ·u, J/(kg · K) 

    λ1 = 0,564+0,0008·T-0,0045·u, W/m·K 

    Calculul numărului de canale: m1 =

    ∙∙, canale

    w – reprezintă viteza cu care circulă sucul prin schimbătorul de căldură cu plăci,

    m/s. Se impune w = 0,2 m/s

    Recalcularea vitezei wr1=

    ∙∙ m/s

      Calculul criteriului Reynolds: Re = ∙∙ɳ 

     

      Calculul criteriului Prandtl: Pr =∙ɳ 

     

      Calculul criteriului Nusselt: Nu = c·Rem·Pr n·Ɛ 

    Calculul coeficientului parțial de transfer termic, α1: α1 =∙

    , W/m2·K

    b) Calculul pentru sucul de tomate pasteurizat

    Calculul numărului de canale: m2 = ∙∙

    , canale

      Se vor citi valorile vâscozităţii dinamice (ɳ, Pa·s) a sucului de tomate în

    funcţie de tmed  =+

    , °C 

    Se vor calcula:

    ρ2 = 1593-0,56·T-4,2·u, kg/m3

    T =273 + tmed, K

    cp2= 461+3·T+34,4·u-0,02·T ·u, J/(kg · K) 

    λ2 = 0,564+0,0008·T-0,0045·u, W/m·K 

  • 8/16/2019 Calculul Termic Pentru Sucul de Tomate

    3/6

     

    w – reprezintă viteza cu care circulă sucul prin schimbătorul de căldură cu plăci,

    m/s. Se impune w = 0,2 m/s

    Recalcularea vitezei wr2=

    ∙∙ m/s

      Calculul criteriului Reynolds: Re =∙∙

    ɳ  

      Calculul criteriului Prandtl: Pr =∙ɳ 

     

      Calculul criteriului Nusselt: Nu = c·Rem·Pr n·Ɛ 

    Calculul coeficientului parțial de transfer termic, α2: α2 =∙

    , W/m

    2·K

    Calculul coeficientului total de transfer termic de căldură k : k =

    +

     

    +

     

    , W/m2·K

    Calculul fluxului termic transmis: Øtr = S·(c3·t3- c4·t4), W

    T =273 + tmed, K

    Se vor calcula c3 şi c4  în funcíe de t3 şi t4 

    cp= 461+3·T+34,4·u-0,02·T ·u, J/(kg · K) 

    Trasarea diagramei termicet, °C 

    Δtmax = t3-t2 

    t3 Δtmin = t4-t1

    t4 < Δt med =

    , °C 

    t2

      > Δt med =

    , °C 

    t1 

    A, m2 

    Calculul suprafeței de transfer termic de căldură 

    Øtr = k·A· Δt med, W

    Se va afla A, m2

  • 8/16/2019 Calculul Termic Pentru Sucul de Tomate

    4/6

    Calculul numărului de plăci și aranjamente 

    n =

      plăci 

    i1=

    2∙1

      aranjamente

    i2=

    2∙2  aranjamente 

    formula de aranjare =1∙1

    2∙2 

    Zona II Zona de pasteurizare

    a) Calculul pentru sucul de tomate pasteurizat

      Se vor citi valorile vâscozităţii dinamice (ɳ, Pa·s) a sucului de tomate în

    funcţie de tmed  =+

    , °C 

    Se vor calcula:

    ρ1 = 1593-0,56·T-4,2·u, kg/m3

    T =273 + tmed, K

    cp1= 461+3·T+34,4·u-0,02·T ·u, J/(kg · K) 

    λ1 = 0,564+0,0008·T-0,0045·u, W/m·K 

    Calculul numărului de canale: m1 =

    ∙∙, canale

    w – reprezintă viteza cu care circulă sucul prin schimbătorul de căldură cu plăci,

    m/s. Se impune w = 0,2 m/s

    Recalcularea vitezei wr2=

    ∙∙ m/s

      Calculul criteriului Reynolds: Re =∙∙

    ɳ  

      Calculul criteriului Prandtl: Pr =∙ɳ 

     

      Calculul criteriului Nusselt: Nu = c·Rem·Pr n·Ɛ 

    Calculul coeficientului parțial de transfer termic, α1: α1 =∙

    , W/m

    2·K

  • 8/16/2019 Calculul Termic Pentru Sucul de Tomate

    5/6

    b) Calculul pentru apa caldă

    Calculul numărului de canale: m2 = 

    ∙∙, canale

      Se vor citi valorile densităţii (ρ, kg/m3), vâscozităţii dinamice  (ɳ, Pa·s),

    capacităţii termice masice (cp, J/kg·K) şi a conductivităţii termice (λ,

    W/m·K) a apei calde în funcţie de tmed  =+

    , °C 

    w  –  reprezintă viteza cu care circulă apa caldă prin schimbătorul de căldură cu

    plăci, m/s. Se impune w = 0,4 m/s

    Recalcularea vitezei wr2= 

    ∙∙ m/s

      Calculul criteriului Reynolds: Re =

    ∙∙

    ɳ   

      Calculul criteriului Prandtl: Pr =∙ɳ 

     

      Calculul criteriului Nusselt: Nu = c·Rem·Pr n·Ɛ 

    Calculul coeficientului parțial de transfer termic, α2: α2 =∙

    , W/m2·K 

    Calculul coeficientului total de transfer termic de căldură k : k =1

    +

     

    +

     

    , W/m2·K 

    Calculul fluxului termic transmis: Øtr  = Ac·(ca1·ta1- ca2·ta2), W

    Trasarea diagramei termice

    t, °C 

    Δtmax = ta1-t3 

    ta1 Δtmin = ta2-t2 

    ta2 < Δt med =

    , °C 

    t3 t2

     

    > Δt med =−

    , °C 

    A, m2 

    Calculul suprafeței de transfer termic de căldură 

    Øtr = k·A· Δt med, W

  • 8/16/2019 Calculul Termic Pentru Sucul de Tomate

    6/6

    Se va afla A, m2 

    Calculul numărului de plăci și aranjamente 

    n =   plăci 

    i1=

    2∙1  aranjamente

    i2=

    2∙2  aranjamente

    formula de aranjare =1∙1

    2∙2