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