雷诺数 Rei?diui?i?i?0.02?35?1.965 ?6.5?10?62.1?10摩擦系数 取管绝对粗糙度??0.1mm，得相对粗糙度
?/d1?0.1/20?0.005
?i?0.04
管内阻力损失 ?pl?u2i?i?6i??id???0.04????352?1.96???3601Pai?2?0.02?2?回弯阻力损失 ?p?u2i?i?r?3???2???1601.2Pa
总损失 ?pt?(?pi??pr)FtNsNp 将数据代入式4.3.3.1，得：
?pt?(3601?1601.2)?1.4?1?4?2.9KPa 2. 壳程：取折流板间距h=0.2m
S0?h?(D?ncd0)计算截面积
?0.2??0.6?10?0.025?
?0.07m2计算流速 u34875/36000?1280?0.07
?0.108m/s雷诺数 Re0?d0u0?0? (4.3.3.2)
0将数据代入式4.3.3.2，得：
Re?0.025?0.108?128002.2?10?3 ?1570 Re0>500 摩擦系数 f0?5Re0.288?5015700.288?0.6 挡板数 NlB?h?1?60.2?1?29 2管束损失 ?p??0u0?1?Ff0nc(NB?1)??2?
?13
(4.3.3.1)
(4.3.3.3)
将数据代入式4.3.3.3，得：
?1280?0.1082??p?0.4?0.6?10?(29?1)??? 12???537Pa2?2h???0u0??p2?NB?3.5????D??2?? 缺口损失
2?0.2???29??3.5???640
0.6???620Pa壳程损失 ?ps???p1??p2?FSNS??537?620??1.15?1?1330Pa 经核算，管程和壳程阻力损失均不大，适用。 4.4 传热计算
1. 管程给热系数?i。以上计算出Rei?6.5?105，再计算Pri。
Pri?cpi?i?i
(4.3.4.1)
将数据代入式4.3.4.1，得：
2.48?103?2.1?10?6Pri??0.04
0.42Nui?0.023??6.5?105??0.040.3?391
0.8?? ?i?Nui?i?di?? (4.3.4.2) ?将数据代入式4.3.4.2，得：
?i?391???0.42?2??5611W/mK ?0.02?2. 壳程给热系数?0。以上计算出Re0?1570。
3.1?103?2.2?10?3?8.2 Pr0?0.84故
Nu0?0.36?15700.55?8.21/3?41
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3. 传热系数
?0?41??0.84/0.025??1377W/mK2
11?d0 ??k0ai?di??d0?1 ?r?r??i??0da0?i??(4.3.4.3)
将数据代入式4.3.4.3，得：
111??1.25??1.25?1??0.002?k056111377 ?0.0007K0?1420W/m2K 4. 传热面积A0
A0?Q （4.3.4.4） K0?tm 将数据代入式4.3.4.4，得：
0.7?107A0?1420?45 ?96m25. 裕度?
??将数据代入式4.3.4.5，得：
122?96??122 ?21.3%与热交换器列出的面积A=122m2比较，有近21.3%的裕度，从阻力损失和传热面积核算可得，所选换热器适用。
4.5 结论
灭菌设备热交换器工艺衡算结果如表4-11所示：
表4-11热交换器工艺衡算结果汇总 项目 数据 热交换器传热面积（两台） 122m2 热交换器参数 见表4—3 A?A0 A（4.3.4.5）
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管程损失 壳程损失 传热系数 裕度 2.9KPa 1330Pa 1420W/m2K 21.3% 根据热交换器选型计算结果，高温灭菌设备选用两台RP6L-40套管式高温灭菌设备，其主要技术参数如表4-12所示
表4-12 P6L-40套管式高温灭菌设备参数表 型号：RP6L-40 处理能力/（t/h） 25 灭菌温度/℃ 90-100 蒸汽压力/ KPa 0.45-0.6 需泵数量 2 高温保持时间/s 10 设备质量/Kg 850 电动机功率/(Kw/台) 3 料液出口温度/℃ 40 电动机型号 Y900L4 外形尺寸（长3宽3高）/mm 20003140031800 4.6 管路设计 4.6.1 总进水管
管材选择：采用镀锌焊接钢管， 查表取流速6.5m/S Q=Fv=πD2v/4
Q=29.234/3600m3/s=0.00812m3/s D=79.5
查表取管径为Dg100 4.6.2 蒸汽管道
管材选择：采用无缝钢管 查表取流速25m/s, Q=Fv=πD2v/4
Q=3.36/3600m3/s=9.33310-4m3/s
d=1.128 =1.128 =0.0360m=36mm 查表选用管径为Dg40 4.6.3 物料管道 管材选择：不锈钢管
根据产品方案、生产能力30.30t/h 果汁流速V=6.5m/S果汁密度1.039g/cm3 Q=30.3031.039/3600=0.008745m3/s d=1.128 =0.0360m=36mm， 查表选取管径Dg40
第五章 辅助设备选型及水、电、气估算
根据前两章的物料衡算可知，生产期分为旺，淡两季，每天生产班次为：淡季二班，旺季三班，夏季7,8,9月是生产旺季，工作日为90天；1，3,4,5，10,11,12为淡季，工作日为195天；余下80天为节假日和设备检修日。
预期设定的新建的天然橙汁工厂生产能力： 年产量Q=120000t
全年生产天数：T=t(旺) +t(淡)=90+195=285d
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