Proiect La Operatii

download Proiect La Operatii

of 18

Transcript of Proiect La Operatii

  • 8/2/2019 Proiect La Operatii

    1/18

    TEMA PROIECTULUI

    Sa se proecteze tehnologia unui schimbator de caldura tip teava in teava(coaxial), folosit la racirea vinului de la 200C la -50C avand o productivitate de6,4 m3/h.

    1

  • 8/2/2019 Proiect La Operatii

    2/18

    CUPRINS

    Tema proiectului.2

    Cuprins3I. Descrierea materiei prime. ...4II. Caracteristica utilajului.6

    1. Incalzirea-racirea in industra alimentara. 62. Schimbatoare de caldura tip teava in teava .. 8

    III. Dimensionarea utilajului proiecat 11Bibliografie19

    2

  • 8/2/2019 Proiect La Operatii

    3/18

    I. DESCRIEREA METERIEI PRIME

    VINUL

    Vinul, cunoscut ca bautura alcoolica de foarte multa vreme este unul dintre produsele alimentare cu larga circulatie. Prin vin se intelege bautura alcoolicarezultata din fermentarea completa sau partiala a strugurilorproaspeti sau a mustuluide struguri proaspeti.

    In afara faptului ca vinul este o bautura placuta, care impresioneaza prin aspectul,culoarea, aroma si gustul sau, el are totodata si o incontestabila valoare alimentara sifiziologica.

    Unul din elementele de calitate pentru care vinul este apreciat il constituie

    naturaletea si autenticitatea sa. Aceste atribute sunt aparate de legi, care precizeazaconditiile pe care vinul trebuie sa le indeplineasca sub aspectul provenientei, alcompozitiei sale chimice precum si sub acela al tratamentelor care i s-au aplicat.

    Consumat in anumite cantitati si in anumite conditii, vinul satisface cerintelegenerale ale unui aliment. Un litru de vin, cu o tarie alcoolica de 9-10, aduce in bi-lantul energetic circa 600-700 calorii, ceea ce reprezinta circa 25% din necesarulziinic de calorii ai organismului omenesc. Se apreciaza ca un litru de vin echivaleazadin punct de vedere al valorii sale calorigene cu 0,9 litri de lapte, cu 300-350 g paine,cu 585 g carne, cu 5 oua sau cu un kilogram cartofi.

    3

    http://www.info-delta.ro/viticultura-in-tulcea-24/ce-este-strugurele-32.htmlhttp://www.info-delta.ro/viticultura-in-tulcea-24/ce-este-strugurele-32.htmlhttp://www.info-delta.ro/viticultura-in-tulcea-24/ce-este-strugurele-32.htmlhttp://www.info-delta.ro/viticultura-in-tulcea-24/ce-este-strugurele-32.html
  • 8/2/2019 Proiect La Operatii

    4/18

    Din punct de vedere fiziologic vinul are influenta in special prin alcoolul pe careil contine asupra aparatului digestiv, circulator si al sistemului nervos. Consumat indoze moderate, el activeaza secretiile salivare si gastrice, accelereaza circulatiasingelui si produce o senzatie de excitare nervoasa care stimuleaza activitatea

    creierului. Consumat in doze mari si repetate, vinul are efecte negative asupraorganismului: provoaca congestionarea mucoasei gastrice, produce stari dehipertensiune si de crestere a temperaturii periferice, paralizeaza actiunea centrilornervosi provocand stari de "betie". Abuzul de alcool poate duce la aparitia gastritelorde natura alcoolica sau la ciroza hepatica.

    Compozitia chimica a vinurilor

    Vinul are o compozitie chimica cu mult mai complexa decat celelalte bauturialcoolice, ceea ce face ca el sa aiba o incontestabila valoare alimentara si fizicologica.

    O buna parte din substantele care intra in compozitia sa provin din struguri, o altaparte se formeaza in timpul fermentatiei alcoolice, iar alta in cursul invechirii sale.

    Unele din aceste substante sunt componente normale ale vinurilor, altele apar inmod accidental datorita vinificarii sau conservarii defectuoase, a adaosurilorfrauduloase etc. In prezent s-a identificat in vin existenta a cca.200 componenti,existand inca un numar mare de substante necunoscute.

    In afara de alcool etilic, vinul mai contine importante cantitati de acizi, zaharuri,substante minerale, vitamine, enzime, substante radio active , care indeplinesc inorganism un rol important din punct de vedere alimentar si fiziologic.

    4

  • 8/2/2019 Proiect La Operatii

    5/18

    II. CARACTERISTICA UTILAJULUI

    SCHIMBATORE DE CALDURASchimbtoarele de cldur reprezint aparate care au drept scop transferul de

    cldur de la un fluid la altul n procesul de nclzire, fierbere, evaporare, condensare,rcire sau n alte procese termice n care sunt prezente dou sau mai multe fluide cutemperaturi diferite.

    Instalaiile tehnologice, aparatele de schimb de cldur ocup o poziieparticular, ele putnd funciona ca organe principale, cnd constituie prideterminate ale unor procese tehnologice sau ale unor procese exclusiv termice, fie caorgane secundare, introduse n instalaii din motive de economie de cldur sau desubstan. Alturi de sistemul de conducte i de pompe, schimbul de cldur necesitechipamente termomecanice cele mai numeroase din industrie.

    Realizarea instalaiilor tehnologice moderne nu poate fi conceput frperfecionarea continu a proceselor i aparatelor de schimb de cldur.

    Domeniile de utilizare de schimb de cldur sunt foarte variate, destinaiileprincipale ale acestor aparate fiind urmtoarele:

    - schimb complex de cldur dintre gazele de ardere i ap-aburul dingeneratoarele de abur;

    - transferul de cldur n cadrul proceselor de nclzire, rcire,fierbere,

    condensare sau alte procese speciale, practic din toate ramurile industriale;- prepararea apei calde i fierbini n sistemele de termoficare;- evacuarea n atmosfer prin turnuri de rcire a cldurii rezidule rezultate din

    procesele industriale;- procesele complexe de recuperare a cldurii cu potenial termic redus pentru

    nclzire i scopuri tehnologice.

    1.nclzirea- rcirea n industria alimentar

    n cadrul proceselor tehnologice din industria alimentar, transmitereacldurii este necesar pentru a modifica temperatura materiilor prime sau auxiliare nvederea nclzirii sau rcirii. n decursul operaiei de nclzire sau rcire, temperaturaagentului termic poate fi variabil dac acesta nu i schimb starea de agregare (gazecalde care se rcesc, ap rece care se nclzete) sau poate rmne constant dac ischimb starea de agregare (abur care condenseaz, ap care fierbe). Agenii termiciuzuali folosii n industria alimentar sunt apa cald, aburul saturant, apa rece i aparcit.

    Apa cald. Pn la temperatura de 80C, nclzirea cu ap cald se realizeazla presiunea atmosferic. n intervalul de temperatur (80...375)C se utilizeaz apasub presiune, denumit impropriu ap supranclzit.

    5

  • 8/2/2019 Proiect La Operatii

    6/18

    Aburul saturant. Este cel mai uzual purttor de cldur si se foloseste pentrunclziri ce nu depesc 150...200C.

    Apa rece. Folosirea apei ca agent de rcire se realizeaz n circuit deschispentru debite mici i n circuit nchis pentru debite de ap de rcire mari .

    Apa rcit. Este un agent de rpcire secundar utilizat pentru temperaturi dercire mai mari de 4C. Se utilizeaz n special la schimbtoarele de cldur cu plci.

    Uluiuri minerale. Sunt folosite ca agent termic pentru temperaturi pna la300C. Dezavantajele utilizrii uleiurilor: coeficient de transfer termic mic ivscozitate mare.

    Instalaie din industria vinului

    6

  • 8/2/2019 Proiect La Operatii

    7/18

    2. Schimbatoare de caldura tip teava in teava(coaxial)

    Aceste schimbatoare de caldura, de tipul celor prezentate in figura de mai jossunt utilizate in special pentru lichide, fiind realizate din doua tevi coaxiale. In cazulvaporizatoarelor, cand agentul frigorific circula prin interior, teava interioara poate sa

    fie prevazuta cu nervuri, sau poate fi inlocuita cu mai multe tevi, situatie in care teavaexterioara are rolul unei mantale. Ansamblul acestor tevi este infasurat elicoidalpentru a mari suprafata de transfer termic fara a mari sensibil gabaritul aparatului.

    Tevi si schimbatoare de caldura coaxiale

    7

  • 8/2/2019 Proiect La Operatii

    8/18

    Schimbatoarele de caldura coaxiale prezinta urmatoarele avantaje si dezavantaje:

    Avantaje:

    - performante de transfer termic ridicate, mai ales daca se utilizeaza tevi cu

    suprafete neregulate;- la sarcini termice egale, sunt mai putin masive decat constructiilemultitubulare;

    - curgerea si transferul termic se realizeaza in contracurent;- au o mare compactitate;- prezinta o incarcatura redusa cu agent frigorific.

    Dezavantaje:

    - cel mai important pe care il prezinta, il constituie faptul ca nu se poate realiza

    curatarea decat prin spalare chimica.

    - materialele utilizate pentru realizarea tevilor il reprezinta otelul si aliajelecupru-nichel. Presiunile nominale maxime pot sa atinga valori de 1525 bar, iartemperaturile maxime sunt de 20140 C.

    - pot fi utilizate ca si condensatoare, vaporizatoare, subracitoare,preincalzitoare, desupraincalzitoare, recuperatoare de caldura, etc.

    Tevi speciale pentru imbunatatirea transferului termic

    Tevi cu nervuri spiralate

    Teava cu nervuri joase, obtinute prin extrudare

    8

  • 8/2/2019 Proiect La Operatii

    9/18

    Tevi cu miez in forma de stea

    Tevi cu nervuri ondulate Teava cu nervuri aciforme

    Tevi cu nervuri interoareTevi cu suprafete neregulate

    9

  • 8/2/2019 Proiect La Operatii

    10/18

    III. DIMENSIONAREA UTILAJULUI PROIECTAT

    Se alege un schimbator de caldura tip teava in teava cu urmatoarelecaracteristici:

    Rezolvare:

    Ct = 20'1

    Ct = 5"1

    Qv1=6,4m3/h

    D = 80 x 3 mmd = 42 x 2,5 mmL = 3 m

    NaCl2 = 21,2%

    Ct = 18'2

    Ct = 12"2

    Q 1 = ?; nr. tevi = ?

    med

    medtK

    QAtAKQ

    == 11

    )"'( 21111 ttcQQ m=

    ?1 =S

    Calcule:

    la C3 .................... 996 kg / m3

    la C10 ......................995 kg / m3

    C7 ............................1 kg/m3C5,2 ..........................x

    10

    grdm

    Wotel

    = 5,17

  • 8/2/2019 Proiect La Operatii

    11/18

    35,07

    5,2=

    =

    C

    Cx => la C5,7 , 35,99535,09951 =+=

    Qm1=6,4m3/h

    s/m001,03600

    s/m4,6h/m4,6 3

    33 ==

    skgmkgsmQm /995,0/35,995/001,033

    1 ==

    La 3 .3826,7 grdkgJ

    La 10 3784,8 grdkgJ

    C7 41,9 grdkg

    J

    C5,2 .x

    grdkgJx

    X == /96,147

    5,29,41

    la C5,7 76,379996,148,37841 =+=c grdkgJ

    03,945192576,3799995,0)520(76,3799995,01 ==+= grdkgJ

    skg

    Q W

    ?= medt

    a) contracurent

    CC 520- CC 1812

    Ct = 32max Ct = 13min

    213

    32

    min

    max >=

    t

    t

    min

    maxln

    minmax

    t

    t

    tttmed

    =

    10,21

    90,0

    19

    13

    32ln

    13321 ==

    = medt

    21

    111

    LL

    K

    otel

    +

    +=

    L1 = ?

    11

  • 8/2/2019 Proiect La Operatii

    12/18

    11Re

    iii dw =

    smsm

    d

    QQw

    i

    vv 93,01037785,0

    001,0

    785,0 62

    3

    211

    1 =

    =

    ==

    Ctt

    t medmedp =

    =+

    = 75,32

    155,7

    221

    15230

    21218

    2 ===medt

    ?1 =

    la 5 . sPa = 51,241

    la 10 sPa = 29,201

    5 .4,22 sPa 5,2 ..x

    C

    sPaCx

    =

    5

    22,45,2

    la 5,7 41029,20 = sPasPa = 44 104,221011,2

    152901052,1104,22

    35,995037,093,0Re 4

    4

    3

    1 ==

    =

    sPa

    m

    kgm

    s

    m

    - regim turbulent

    021,0=Nu 43,08,0 PrRe f Lp

    f25,0)

    Pr

    Pr(

    Re);(ech

    Ld

    Lf=

    08,81037,0

    3

    == m

    m

    d

    L

    ech

    12

    sPax =41011,2

  • 8/2/2019 Proiect La Operatii

    13/18

    1=L

    =

    CpfPr

    ?=

    5 .0,443 grdmW

    10 ..0,461 grdmW

    5 .0,018 grdmW

    5,2 ..x

    009,0= x grd m

    W

    la 7,5oC

    grdmw == /452,0009,0461,0

    83,18452,0

    104,2276,3799

    Pr

    4

    =

    =

    grdm

    w

    sPagrdkg

    J

    f

    =

    p

    pCPr

    Cp=?

    0oC.3881,2 J/(kg grd )

    3oC.................3826,7 J/(kg grd )

    3oC54,5 J/(kg grd )

    3,75oCXX=68,12 J/(kg grd )

    C75,3 o

    Cp=3881,2+68,12=3949,32 J/(kg grd )

    =?

    -5oC.36,28 10 -4 Pa s

    0oC..29,91 10 -4 Pa s

    C5 ........................6,37 10 -4Pa sC25,1 ...................x

    13

  • 8/2/2019 Proiect La Operatii

    14/18

    sPax += 41059,1

    75,3 sPa == 41069,3459,128,36

    ?=

    003,0=x grdmW

    75,3 412,0003,0409,0 =+= grdmW

    grdmW

    sPagrdkgJp

    =

    412,0

    1069,3432,3949Pr

    4

    28,1431)25,33

    83,18(83,1815290021,0 25,043,08,0 ==Nu

    33,1750037,0

    452,028,1431

    int1

    int =

    =

    =

    =m

    grdmW

    d

    NuL

    dLNu

    grdmWL = 21 33,1750

    L2=?

    2

    212Re

    = i

    dw

    pQQQ+=

    21 - pierderile de caldura se neglijeaza 21 QQ =

    )'"( 12221 ttCQQ m = )'"( 122

    12

    ttC

    QQm

    =

    CC

    tmed =

    =+

    = 152

    30

    2

    )12(182

    ?2 =cp

    grdkg

    kcalCcp

    = 8,0152

    14

    grdmWC 409,0.........................5

    424,0..........................0 C

    grdmWC 15,0.........................5

  • 8/2/2019 Proiect La Operatii

    15/18

    grdkg

    J

    grdkg

    kq

    grdkg

    kcalCcp

    grdkg

    kqkcal

    =

    =

    = 335219,48,01519,41 2

    skgC

    grdkg

    J

    WQm /79,7

    )1812(3352

    1,1567402 =

    +

    =

    ?=2/1171..........%.........21 mkg3/1180..........%.........22 mkg

    3/9..........%.........1 mkgx..........%.........2,0

    %2,21/8,1 3 = mkgx

    32 /8,11728,11171 mkg=+=

    2

    22

    m

    v

    QQ =

    smmkg

    skgQv /006,0

    /8,1172

    /79,7 332==

    mdDd eiech310324274 ===

    ?=

    NaCl2 21,2% sPaC =41076,5215

    19,145821076,52

    /8,1172103205,2

    Re 4

    33

    =

    =

    sPa

    mkgm

    s

    m

    regim turbulent

    15

    xC ..........................25,1

    =

    =

    ==)1764785,0()5476785,0(

    006,0

    785,0786,02

    3

    22

    22 s

    m

    dD

    QQw

    ei

    vv

    sm

    m

    smsm/05,2

    1092,2913

    /006,0

    74,138466,4298

    /006,026

    33

    =

    =

    =

  • 8/2/2019 Proiect La Operatii

    16/18

    Lp

    ffNu = 25,043,08,0 )

    Pr

    Pr(PrRe021,0

    Re);(ech

    Ld

    Lf=

    931032

    33

    =

    = m

    mL 15093 2 =>

    2

    22Pr

    =

    cpf

    grdmWC = /493,015

    87,35/493,0

    1076,52/3352Pr

    4

    =

    =

    grdmW

    sPagrdkgJf

    p

    pcpf

    =

    2Pr grdkgkcalCCp = /81,075,3

    grdkg

    J

    grdkg

    kj

    grdkg

    kcalCCp

    =

    = 339419,481,075,3

    ?=

    sPaC 41024,28...........................0

    sPaC 41042,34........................5

    sPaC 41018,6........................5

    xC ........................25,1

    X= 1,54 10 -4 Pa s

    C 75,3 1088,3254,142,34 == -4Pa s

    ?=p

    grdmWC /542,0...................0grdmWC /524,0...................5

    16

    NaCl=

    2

  • 8/2/2019 Proiect La Operatii

    17/18

    grdmWC /018,0...................5xC ...................25,1

    grdmWx = /004,0

    C 75,3

    grdmWp=+=

    /528,0004,0524,0

    13,21/528,0

    1088,323394

    Pr

    4

    =

    =

    grdmW

    sPagrdkg

    J

    p

    1)13,21

    87,35(87,3519,14582021,0 25,043,08,0 =Nu

    5,2392 =Nu

    8,3689032,0

    /493,048,239

    int

    22

    int22 =

    =

    =

    =

    m

    grdmW

    d

    NuL

    dLNu

    8,36892 =L

    1250

    0002,00002,00005,0

    1

    8,368915,17 0025,033,17501

    1

    111

    1

    2

    =

    ++

    =

    ++

    =

    ++

    =

    grdmWm

    Lotel

    K

    teava

    teavaA

    AnAnA ==

    LdA medteava = mdd

    d eimed 039,02

    4237

    2=

    +=

    +=

    237,030395,014,3 mmmAteava ==

    21 58,31,211250

    03,94519m

    W

    tK

    QA

    med

    =

    =

    =

    tevim

    m

    A

    An

    teava

    1037,0

    58,32

    2

    ===

    BIBLIOGRAFIE

    17

  • 8/2/2019 Proiect La Operatii

    18/18

    http://images.google.ro/images?hl=ro&client=firefox-a&rls=org.mozilla:en-US:official&gbv=2&tbs=isch:1&q=schimbatoare+de+caldura&sa=N&start=0&ndsp=20

    http://www.scritube.com/tehnica-mecanica/Constructia-schimbatoarelor-de82239.php

    http://www.scritube.com/medicina/alimentatie-nutritie/PROIECT-LA-UTILAJE-DIN-INDUSTR20325231.php

    18

    http://images.google.ro/images?hl=ro&client=firefox-a&rls=org.mozilla:en-US:official&gbv=2&tbs=isch:1&q=schimbatoare+de+caldura&sa=N&start=0&ndsp=20http://images.google.ro/images?hl=ro&client=firefox-a&rls=org.mozilla:en-US:official&gbv=2&tbs=isch:1&q=schimbatoare+de+caldura&sa=N&start=0&ndsp=20http://www.scritube.com/tehnica-mecanica/Constructia-schimbatoarelor-de82239.phphttp://www.scritube.com/medicina/alimentatie-nutritie/PROIECT-LA-UTILAJE-DIN-INDUSTR20325231.phphttp://www.scritube.com/medicina/alimentatie-nutritie/PROIECT-LA-UTILAJE-DIN-INDUSTR20325231.phphttp://images.google.ro/images?hl=ro&client=firefox-a&rls=org.mozilla:en-US:official&gbv=2&tbs=isch:1&q=schimbatoare+de+caldura&sa=N&start=0&ndsp=20http://images.google.ro/images?hl=ro&client=firefox-a&rls=org.mozilla:en-US:official&gbv=2&tbs=isch:1&q=schimbatoare+de+caldura&sa=N&start=0&ndsp=20http://www.scritube.com/tehnica-mecanica/Constructia-schimbatoarelor-de82239.phphttp://www.scritube.com/medicina/alimentatie-nutritie/PROIECT-LA-UTILAJE-DIN-INDUSTR20325231.phphttp://www.scritube.com/medicina/alimentatie-nutritie/PROIECT-LA-UTILAJE-DIN-INDUSTR20325231.php