Решение. 1) Средняя температура молока

1) Средняя температура молока

°С.

Теплофизические свойства молока:

ρ _м = 1008 кг/м³ – плотность молока;

λ _м = 0, 52 Вт/(м °С) – теплопроводность молока;

С_м = 3850 Дж/(кг °С) – удельная теплоемкость;

ν _м = 6, 7 · 10^-7 м²/с – кинематическая вязкость;

Рr_м = 5.

2) Тепловой поток

Q_τ = G_мC_м (t¢ ¢ _м – t¢ _м) = .

3) Конечная температура воды

.

Примем G_в = 2, 5 · G_м =2, 5 · 2000 = 5000 кг/ч.

Тогда

t¢ ¢ _в = 95 – =87, 65°С,

где 4190 = С_в – удельная теплоемкость воды, Дж/(кг °С) (соответствует температуре t_в > 75°С).

4) Средняя температура воды

°С.

Теплофизические свойства воды:

ρ _в = 964 кг/м³;

λ _в = 0, 68 Вт/(м °С);

ν _в = 0, 312 · 10^–6 м²/с;

Р_rв = 1, 93.

5) Скорость движения молока и воды

υ _м = ;

υ _м = = 0, 943 м/с;

υ _в = ;

υ _в = = 2, 606 м/с.

6) Критерий Рейнольдса

Re_м = ;

Re_м = .

7) Критерий Нуссельта

Nи_м = 0, 021 · Re_м ^{0, 8} Р_rм^{0, 43} · 1, 05 = 0, 021 · 16890^{0, 8} · 5^{0, 43}· 1, 05 = 106;

Nи_в = 0, 021 Re_м ^{0, 8} Р_rм^{0, 43} 0, 95 = 0, 021 · 66820^{0, 8} · 1, 93^{0, 43} · 0, 95 = 192.

8) Коэффициенты теплоотдачи

α _м = Вт/ (м²°С);

α _в = Вт/ (м²°С).

9) Коэффициент теплопередачи

к = Вт/(м²°С).

10) Средний температурный напор

Δ t_мах = t¢ ¢ _в – t¢ _м = 87, 65 – 55 = 32, 65; Δ t_мin = t¢ _в – t¢ ¢ _м = 95 - 75 = 20;

Δ t_ср ≈ ; Δ t_ср = .

11) Площадь поверхности теплообменника

F =

12) Общая длина теплообменника

l = м.

13) Количество и длина труб.

Принимая количество труб z = 6 длина каждой трубы составит

l₁ = .