Очистка воздуха перед подачей в ферментер

Н_пол = 1,1(Н_всас + Н_нагн + Н_п) = 1,1 (781000 + 98,1 + 99,5) = 859373 Па = 8,7 кгс/см²

где Н_п – потери давления, Н_п = 10 кг/м³  9,81 = 98,1 Па

7. Выбор компрессора по каталогу.

Компрессор «Егерь».

Производительность – 7800 м³/ч

Выходное давление – 9,0 кгс/см²

Число оборотов в мин – 8350

Потребная мощность привода машины – 700 кВт

Габаритные размеры: длина – 6150

ширина – 2000

высота – 1500

Для снабжения воздухом четырех ферментеров в схему включаются четыре компрессора.

8. Расчет теплообменника к компрессорной установке.

При сжатии воздуха до избыточного давления 9,0 кГ/см² температура его повышается от 20С дна всасывании до 144С на выходе из воздуходувки. Перед подачей в ферментер воздух охлаждают до 30С. Для охлаждения воздуха примем предварительно кожухотрубный теплообменник ТН с неподвижными трубными решетками.

диаметр корпуса ………………………….. 426/400 мм

диаметр и длина теплообменных труб….25/21 и 3500 мм

количество теплообменных труб ………..121

Воздух проходит внутри трубок, охлаждающая вода – по межтрубному пространству.

Параметры воздуха, поступающего в компрессор:

Р₁=1 кГ/см² ; t₁=20C ; ₁=1,12 кг/м³; ₁=70% ; V₁=7200 м³/ч

Параметры воздуха, выходящего из компрессора:

Р₂=8,7 кГ/см² ; t₂=144С ;

П
роизводительность компрессора по сжатому воздуху:

Плотность сжатого воздуха на выходе из компрессора:

Количество тепла, отводимого от воздуха в холодильнике:

С₂ – средняя теплоемкость воздуха при изменении его температуры от 144 до 30 С (t_ср=87С)

Р
асход воды на охлаждение воздуха

где 0,99 – коэффициент, учитывающий потерю тепла в окружающую среду излучением:

с – теплоемкость воды. 4190 Дж/кг К

С
корость движения воздуха в трубках:

где F – площадь сечения трубок теплообменника, F=0,042 м²

О
бъем воздуха при средней температуре 87С:

Критерий Рейнольдса воздушного потока в трубках

Критерий Рейнольдса больше 2300 и меньше 10000, следовательно режим движения в трубках - ламинарный.

Коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенке: ₁=38,8 Вт/м² град

Скорость движения воды в межтрубном пространстве:

Г
де F- проходное сечение межтрубного пространства – 0,0727 м²

При средней температуре воды

_в=998 кг/м³ и _в = 0,998 т/м³

Критерий Рейнольдса потока охлаждающей воды в межтрубном пространстве теплообменника:

Где =0,001 Па с при средней температуре воды 20С.

d
_э – эквивалентный диаметр межтрубного пространства:

П – смоченный периметр межтрубного пространства. Он рассчитывается как

П = (D + nd) = 3.14(0.4 + 132.0.025) = 11.65 м

В этой формуле D – внутренний диаметр кожуха, 0,4 м;

d – наружный диаметр трубы, 0,025 м

n – количество труб., 132

Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде при ламинарном потоке в теплообменнике ( так как Re=2096<2300) ₂=1604

Коэффициент теплопередачи от воздуха к охлаждающей воде:

Г
де  = 0,002 м - толщина стенки труб и =58,15 Вт/(м² град)

11. Определим среднюю логарифмическую разность температур сред в теплообменнике при противоточном движении:

144С 30С

25С 15С

1
2. Потребная поверхность теплообмена

13. Подбираем теплообменник кожухотрубный с поверхностью теплообмена 140 м² :  2 

число труб – 442

длина труб – 4м

число ходов – 2

d труб – 25х2 мм

d кожуха – 800 мм.

 ЛИТЕРАТУРА 

1. Гинзбург А. С., Гребенюк С. М. И др. Лабораорный практикум по процессам и аппаратам пищевых производств – М.:Агропромиздат, 1990. – 256 с.

2. Иоффе И. Л. Проектирование процессов и аппаратов: химическая технология – учебник для техникумов – Л.: Химия 1991 – 352с, ил.

3. Калунянц К. А. и др. Оборудование микробиологических производств: Агропромиздат, 1987.- 398 с.: ил.

4. Каталог оборудования микробиологической промышленности

5. Колосков С. П. Оборудование предприятий ферментной промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1969 г., 383 с.