Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Курсовое проектирование теплообменных аппаратов молочной промышленности

Покупка
Артикул: 759051.01.99
Доступ онлайн
2 600 ₽
В корзину
В учебном пособии рассмотрены методики проектирования трубчатых, пластинчатых теплообменных аппаратов молочной промышленности, методы интенсификации теплообмена. Издание предназначено для студентов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров «Продукты питания животного происхождения», а так же может быть использовано научными и инженерно-техническими специалистами пищевой промышленности.
Лисин, П. А. Курсовое проектирование теплообменных аппаратов молочной промышленности : учебное пособие / П. А. Лисин. - Санкт-Петербург : ГИОРД, 2019. - 104 с. - ISBN 978-5-98879-158-4. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1496273 (дата обращения: 29.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
П.  А. Лисин 

КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ 
ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ 
МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 

Рекомендовано Ученым советом агротехнологического 
факультета ОмГАУ в качестве учебного пособия 
при подготовке бакалавров 
по образовательным программам ООП ВО: 19.03.03 
«Продукты питания животного происхождения»

Санкт-Петербург
ГИОРД 
2019

УДК 637.232.14.001
ББК 36.95
 
Л63

Автор:
Лисин П. А. — профессор кафедры продуктов питания и пищевой 
биотехнологии агротехнологического факультета Омского государственного 
аграрного университета имени П. А. Столыпина (ОмГАУ)

Рецензенты:
Вальтер Геннадий Фридрихович — генеральный директор АО «Любинский 
молочно-консервный комбинат», кандидат технических наук;
Толстогузова Татьяна Тимофеевна — начальник производственного цеха 
Молочного завода ООО «ВНИМИ-Сибирь», кандидат технических наук

Лисин Петр Александрович
Л63 
 
Курсовое проектирование теплообменных аппаратов молочной 
промышленности : учеб. пособие / П. А. Лисин.  — Санкт-Петербург : 
ГИОРД, 2019. — 104 с. : ил.

ISBN 978-5-98879-158-4

В учебном пособии рассмотрены методики проектирования трубчатых, 
пластинчатых теплообменных аппаратов молочной промышленности, методы 
интенсификации теплообмена.
Издание предназначено для студентов, обучающихся по направлениям 
подготовки бакалавров «Продукты питания животного происхождения», а также может быть использовано научными и инженерно-техническими специалистами пищевой промышленности.

УДК 637.232.14.001
ББК 36.95

ISBN 978-5-98879-158-4 
© ООО «Издательство „ГИОРД“», 2019

К 100-летию 
Омского государственного аграрного университета

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

Введение  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

Глава 1. Общие положения курсового проектирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

1.1. Содержание и объем курсового проекта. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

1.2. Шкала и критерии оценивания курсового проекта  . . . . . . . . . . . . . . . . .13

1.3. Место и трудоемкость курсового проекта. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

1.4. Условные обозначения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

1.5. Требования, предъявляемые к теплообменным аппаратам. . . . . . . . . . .17

Глава 2. Проектирование трубчатых теплообменных аппаратов  . . . . . . . . . . . . . . .19

2.1. Тепловой расчет трубчатого аппарата  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

2.2. Конструктивный расчет трубчатого аппарата  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

2.3. Расчет теплоизоляции трубчатого аппарата. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

2.4. Гидравлический расчет трубчатого аппарата  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35

2.5. Проверочный расчет трубчатого аппарата  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38

Контрольные вопросы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39

Глава 3. Проектирование пластинчатых теплообменных аппаратов  . . . . . . . . . . . .41

3.1. Пластинчатые пастеризационно-охладительные установки. . . . . . . . . .41

3.2. Проектирование пластинчатых пастеризационно-охладительных 
установок. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46

Контрольные вопросы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64

Глава 4. Интенсификация теплообмена. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65

4.1. Интенсификация теплообмена в трубчатых аппаратах  . . . . . . . . . . . . . .66

4.2. Интенсификация теплообмена в пластинчатых аппаратах . . . . . . . . . . .70

4.3. Интенсификация теплообмена турбулизирующими вставками. . . . . . .72

Заключение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76

Оглавление 
7

Приложения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77

Приложение А (справочное). Единицы измерения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77

Приложение Б (справочное). Основные физические свойства 
жидких сред. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79

Приложение В (справочное). Физические свойства сухого 
насыщенного пара . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81

Приложение Г (справочное). Характеристика теплоизоляционных 
материалов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82

Приложение Д (справочное). Трубы из нержавеющей стали. . . . . . . . . . . . .83

Приложение Е (справочное). Коэффициенты местных 
сопротивлений в теплообменниках  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84

Приложение Ж (справочное). Насосы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85

Приложение К (справочное). Технические характеристики установок . . . .86

Приложение Л. Форма титульного листа курсового проекта. . . . . . . . . . . . .92

Приложение М (справочное). Библиографическое описание 
литературы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .93

Приложение Н. Варианты заданий к выполнению курсового проекта  . . . .94

Приложение П. Пастеризационные установки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95

Список рекомендуемой литературы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97

Основной список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97

Дополнительный список  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98

ПРЕДИСЛОВИЕ

Теплообменные аппараты широко применяются во всех отраслях 
пищевой промышленности — в технологических процессах производства молочных продуктов, хлебобулочных, макаронных и кондитерских изделий, фруктово-ягодных напитков и других продуктов.
На теплообменных аппаратах при производстве молочнокислых 
продуктов (кефира, йогурта, творога и др.) производят пастеризацию 
молока с выдержкой, его охлаждение — до 22…36 °C (при этой температуре выдерживают в течение времени, необходимого для сквашивания молока) и затем — окончательное охлаждение готового продукта. Для эффективного процесса сепарирования и очистки молоко 
нагревают в теплообменных аппаратах до температуры 40…45 °C.
В ряде теплообменных аппаратов для пастеризации молока нагрев и охлаждение производят одновременно в непрерывном потоке. Теплота нагретого молока используется для нагрева холодного 
молока, т. е. происходит регенерация теплоты. За счет регенерации 
экономится до 90 % тепловых ресурсов (например, см. установку Tetra 
Therm Lacta 10).
Данное пособие «Курсовое проектирование теплообменных 
аппаратов молочной промышленности» написано в соответствии 
с требованиями ГОС ВПО и примерной программой дисциплины 
«Процессы и аппараты пищевых производств». Основная цель учебного пособия — способствовать закреплению теоретических и практических знаний студентов при изучении дисциплины «Процессы 
и аппараты пищевых производств» и приобретению практических 
навыков в компьютерном проектировании аппаратов для тепловой 
обработки пищевых продуктов.
В первой главе рассматриваются основные положения выполнения курсового проекта. Во второй главе приведена методика проектирования трубчатых теплообменных аппаратов. В третьей главе 
приведена методика проектирования пластинчатых пастеризационноохладительных установок. В четвертой главе описаны методы интенсификации режимов теплообмена в аппаратах. Приложения содержат 
справочные материалы, необходимые для расчета, и технические характеристики теплообменных аппаратов.

Предисловие 
9

Учебное пособие будет полезно для студентов очной и заочной 
форм обучения, а также для аспирантов, преподавателей, инженернотехнических работников пищевой промышленности. Рекомендуемый 
список литературы охватывает все разделы курсового проектирования.
Нельзя выполнять проектные расчеты без творческого обдумывания (осмысления) полученных результатов, без должного анализа 
и оценки происходящих тепловых, гидравлических, механических 
процессов и работоспособности проектируемых аппаратов, поэтому 
в пособии уделяется внимание аналитической оценке изучаемого 
процесса. В какой степени автору удалось это выполнить, покажет 
время и активность студентов при выполнении курсового проекта.
Автор с пониманием примет критические замечания и пожелания 
студентов, аспирантов и инженерно-технических работников для 
исправления и методического изложения проектирования теплообменных аппаратов. По интересующим вопросам и консультациям просим обращаться на кафедру «Продуктов питания и пищевой 
биотехнологии» Омского государственного аграрного университета 
им. П. А. Столыпина по адресу: 644008, г. Омск, Институтская площадь, 2, тел. (3812) 65-01-81.

ВВЕДЕНИЕ

Значительную роль в развитии пищевой промышленности играют 
инженерные расчеты, способствующие глубокому пониманию изучаемых процессов, представляющие основу проектирования машин 
и аппаратов. Базовые знания по расчету процессов и аппаратов будущий инженер должен получать в вузе. Современное учение о процессах и аппаратах опирается на прочный фундамент химии, физики, 
математики, механики, теплотехники и электротехники.
Важное место в подготовке высококвалифицированных специалистов пищевой промышленности занимает дисциплина «Процессы 
и аппараты пищевых производств». В ее основе — принципы конструирования, проектирования машин и аппаратов пищевой промышленности.
Для анализа теплового процесса, поиска оптимального решения 
и оценки правильности выполненного расчета в данном пособии 
используются современные компьютерные технологии. К ним автор 
относит компьютерную интегрированную математическую систему 
MathCAD Pro, с помощью которой можно исследовать динамику 
теплового процесса, определять условия эффективной работы машин 
и аппаратов, намечать пути разработки перспективных теплообменных аппаратов.
При разработке технологических процессов для производства 
новых видов пищевых продуктов необходимо правильно выбрать 
теплообменный аппарат для заданного теплового режима с учетом 
особенностей технологии пищевых продуктов, в частности, молока 
и молочных продуктов.

Глава 1. 
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 
КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Основная цель курсового проектирования — систематизация, закрепление, расширение теоретических знаний, развитие навыков самостоятельной работы по комплексному решению инженерных задач, 
пользования специальной научно-технической литературой. В проекте 
выполняется проектная разработка основной аппаратуры какой-либо 
установки (трубчатой, пластинчатой и т. п.) с обязательными в каждом проекте тепловыми, конструктивными, теплоизоляционными 
и гидравлическими расчетами тепло- или массообменных аппаратов.
Обучающийся несет ответственность за правильность расчетов, 
стиль и оформление курсового проекта. Руководитель проекта обеспечивает систематические консультации, направляет работу студента, дает рекомендации по основным разделам разрабатываемой 
темы с указанием — какими литературными источниками следует 
ознакомиться и изучить. Выполненный курсовой проект студент защищает в назначенное время.

1.1. Содержание и объем курсового проекта

Курсовой проект по процессам и аппаратам пищевых производств 
состоит из пояснительной записки и графической части. Ниже приведены содержание курсового проекта, порядок оформления технической документации, требования при защите.
Содержание проекта:
1. Титульный лист.
2. Бланк задания на проектирование.
3. Оглавление (содержание).
4. Введение.
5. Тепловой расчет теплообменного аппарата.
6. Конструктивный расчет аппарата.

Глава 1. Общие положения курсового проектирования 

7. Теплоизоляционный расчет.
8. Гидравлический расчет теплообменного аппарата.
9. Проверочный расчет аппарата и корректирование конструкции 
аппарата.
10. Заключение (выводы и предложения).
11. Список использованной литературы.
Чертежи проекта: продольный и поперечный разрезы теплообменного аппарата.
Титульный лист проекта. Пример оформления титульного листа 
приведен в прил. Л.
Бланк задания на проектирование. В проектном задании приводятся исходные данные для проектирования — тип аппарата, его производительность, температурные параметры продукта, теплоносителя 
и хладоносителя.
Введение. В этом разделе необходимо кратко описать сущность 
и назначение данного проектируемого аппарата, привести сравнительную характеристику используемых аппаратов, отметить современную тенденцию развития теплообменных аппаратов. Для выполнения данного раздела рекомендуется использовать справочные 
материалы из научно-технической и патентной литературы, а также 
из Интернет-источников.
Тепловой расчет теплообменного аппарата. Задачей данного раздела проекта является тепловой расчет аппарата, определение частных 
коэффициентов теплоотдачи, коэффициента теплопередачи и поверхности теплообмена.
Конструктивный расчет аппарата. Определение числа труб (или 
пластин), диаметра, высоты в теплообменном аппарате.
Теплоизоляционный расчет аппарата. Производится выбор теплоизоляционного материала, его характеристик и рассчитывается 
толщина тепловой изоляции.
Гидравлический расчет теплообменного аппарата. В этом разделе 
проводится гидравлический расчет аппарата, целью которого является определение гидравлических сопротивлений элементов аппаратов 
и размеров патрубков и трубопроводов, подбор насоса для перекачивания жидкости.
Проверочный расчет аппарата и корректирование конструкции 
аппарата. Производится проверочный расчет с целью определения 
отклонения конструктивных элементов и корректировка конструктивных элементов аппарата.

Доступ онлайн
2 600 ₽
В корзину