Физические характеристики жидкостей

Плотность (r) определяется продуктом.

Удельная теплоемкость (с_p) также определяется продуктом. Эта характеристика соответствует количеству тепла, которое должно быть сообщено продукту для увеличения его температуры на 1°С.

Другая важная физическая характеристика – вязкость. О ней будет рассказано в разделе, посвященном общему коэффициенту теплопередачи.

Температурная программа

Цель теплопередачи – нагрев или охлаждение определенного количества продукта – например, молока от определенной температуры на входе до требуемой температуры на выходе. Это достигается в теплообменнике с помощью рабочей жидкости – например, воды. Молоко обогревается горячей водой, температура которой соответственно снижается.

Необходимо рассмотреть следующие аспекты температурной программы: изменение температур, разницу в температурах взаимодействующих жидкостей и направление потоков жидкостей.

Изменение температур

Температура продукта на входе и на выходе из теплообменника определяется предшествующими и последующими этапами технологического процесса. Изменение температуры продукта обозначено в вышеприведенной формуле символом D_t. Оно может быть определено как D_t1= t₀₁ – t_i1.

Температура рабочей жидкости на входе определяется условиями технологического процесса. Температура рабочей жидкости на выходе может быть определена расчетом энергетического баланса. Для современного теплообменника потери энергии в окружающую атмосферу настолько малы, что их можно не принимать в расчет. Таким образом, тепловая энергия, отдаваемая горячей жидкостью, равна тепловой энергии, поглощаемой холодной жидкостью, то есть обеспечивается энергетический баланс. Это может быть отражено в следующей формуле:

Пример: для изготовления сыра требуется нагреть 20 000 л/ч сырного молока (V₁) с 4°С до 34°С с помощью 30 000 л/ч горячей воды (V₂), температура которой = 50°С. Плотность (r) и удельная теплоемкость (C_p) составляют для молока около 1020 кг/м³ и 3,95 кДж/кг, а для воды соответственно 990 (при 50°С) и 4,18.