Fenomene de Transfer

TEMA DE PROIECTARE

1. Sa se realizeze un studiu comparativ, în ceea ce priveste transferul de caldura si calculul de dimensionare, între un schimbator de caldura multitubular fascicular si un schimbator cu placi;

2. Aplicatia este data în industria laptelui, pentru pasteurizarea laptelui;

3. Individualizarea se va face prin:

- Capacitate de productie;

- Parametrii de lucru a agentului termic;

- Caracteristicile materiei prime.

4. Cerintele minimale:

- Schema bloc;

- Schita tehnologica;

- Bilant de materiale (Diagrama Sankey);

- Bilant termic (Diagrama Sankey);

- Necesarul de apa de racire la racitor si condensator;

- Necesarul de abur pentru preîncalzire, încalzire si pasteurizare;

- Dimensionarea schimbatorului de caldura, pentru versiunea cu schimbator multitubular fascicular;

- Dimensionarea schimbatorului de caldura, pentru versiunea cu schimbator cu placi;

- Calculul condensatorului si/sau calculul pasteurizatorului;

- Concluziile studiului;

Piese desenate:

- Schema bloc;

- Schita tehnologica;

- Diagrama Sankey;

- Desene preluate din literature (Schimbatoare de caldura, amenajare interioara, condensator, pasteurizator)

Cap. I. MEMORIU JUSTIFICATIV

Dimensionarea si alegerea schimbatorului cel mai adecvat din oferta de fabricatie a unei firme producatoare de schimbatoare de caldura, implica o apreciere corecta a dimensionarii fizice a suprafetei de schimb de caldura.

În mod obisnuit inginerul (termotehnician) cauta ca pe baza unor relatii criteriale (exprimate sub forma matematica, sau sub forma unor nomograme), sa evalueze cât mai aproape de realitate coeficientul de transfer termic, diferenta medie logaritmica si factorul de forma, urmând ca prin înmultirea acestora cu suprafata de schimb, sa se ajunga fie la fluxul de caldura, fie la temperatura considerata obiectiv si sa aleaga dintre tipurile de schimbatoare ale diferitelor firme producatoare, schimbatorul de caldura cel mai indicat pentru procesul luat în considerare ( pasteurizare).

Ca urmare, un obiectiv al lucrarii este prezentarea modalitatii prin care se pot compara diferitele schimbatoare pe baza suprafetei de transfer, dar si a modului de constructie si a diferitilor parametri implicati în calcul.

Alaturi de parametri ce apartin tipului de schimbator ales, ecuatiile criteriale sunt influentate de caracteristicile termo-fizice a substantei încalzite si a agentului de încalzire.

În industria alimentara si respectiv industria chimica, cerinta capitala este respectarea cu strictete

(încadrarea în tolerante foarte strâmte) a debitului agentului “produs” si a temperaturii la care acesta trebuie obtinut. Problema care exista, este aparitia unor erori de calcul cumulative la calculul coeficientului de transfer termic în functie de densitate, vâscozitate, capacitate termica etc., la diferite temperaturi, dar si influenta majora pe care o au în fapt conditiile de executie, montaj si exploatare (tensiuni termice, gravitatie, degajare, depuneri, etc.), care nu pot fi luate în calcul (deoarece ar îngreuna calculul matematic).

Principalele etape ale calculului sunt:

Determinarea din ecuatia bilantului termic a debitului sau temperaturii necunoscute;

Determinarea diferentei medii de temperatura;

Determinarea coeficientului global de transfer de caldura K;

Determinarea suprafetei necesare de transfer de caldura;

Determinarea dimensiunilor schimbatorului de caldura.