Proiectarea unei instalații de pasteurizare a laptelui

1.Documentare

Utilizarea schimbatoarelor de caldura cu placi este determinata de avantajele pe care le prezinta fata de celelalte tipuri de schimbatoare de caldura :

- transfer de caldura intens, datorat indeosebi grosimii peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer termic poate ajunge la 6000-7000 w/m2k

- realizeaza economic un grad ridicat de recuperare a caldurii (60-70%), ceea ce duce si la micsorarea diferentei de temperatura intre cele doua fluide care circula prin schimbator ;

- constructie compacta pentru suprafete mari de transfer termic ;

- pierderi de presiune relativ mici ;

- satisface cele mai exigente conditii de igiena ; curatarea este simpla ;

- automatizarea nu este mai complicata decat la alte tipuri de schimbatoare de caldura

- cheltuielile de investitii nu sunt mai mari decat la schimbatoarele de caldura tubulare de aceeasi marime, dar schimbul termic se realizeaza in conditii bune

- constructia si exploatarea sunt mai simple.

1.1. Particularitati constructive, functionale si de cacul

1.1.1. Particularitati constructive si functionale

Schimbatorul de caldura este alcatuit dintr-un numar de placi metalice, montate in serie, dispuse pe un cadru metalic si stranse cu un dispozitiv de strangere.

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si se

pot clasifica dupa profilul placii in :

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei.

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux unic. Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2÷2,5 m/s, iar marirea vitezei peste aceste valori nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune, o marire insemnata a presiunii de intrare a fluidului si, prin urmare, dificultati in etansarea intregii instalatii transversale, in V sau cu proeminente circulare, cu d=20÷25mm,prin efectul de dezintegrare a filmului de curent, prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere, transforma curgerea laminara in curgele turbulenta. Chiar la Re=150÷300 apare curgerea turbulenta, recomandata, iar transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune.

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi. Se impart in doua categorii : peliculare si cu retea. La aceste tipuri de placi, lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in valuri, urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 0,3÷0,8 m/s).

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale, intermediare si de capat) sunt numerotate de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si sunt grupate in zone. Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare ; se caracterizeaza prin : natura fluidelor, schema de circulatie si regimul de temperatura. Placile normale de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete. Fiecare pachet are un numar de canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular.

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru, iar numitorul reprezinta acelasi lucru pentru celalalt fluid.

Caracteristicile tehnice pentru cateva tipuri de schimbatoare de caldura cu placi si dimensiunile principale ale placii sunt prezentate in tabelele 1,2,3 si 4.

Tabelul nr. 1.a.

Dimensiunile si caracteristicile tehnice pentru schimbatoare de caldura cu placi tip SCP (Romania)