TOPLOTNE OPERACIJE

1. TOPLOTNE OPERACIJE Pripremio: Varga Ištvan HEMIJSKO-PREHRAMBENA SREDNJA ŠKOLA ČOKA varga.i@neobee.net

2. Definicija: • Sve one operacije kod kojih je pogonska sila razlika temperature ubrajamo u TOPLOTNE OPERACIJE.

3. Karakteristične toplotne operacije su: • Zagrevanje; • Hlađenje, • Kondenzovanje; • Ukuvavanje (uparavanje).

4. Osnovni pojmovi • Temperatura (tc ili T): Označava stepen zagrejanosti tela. Meri se stepenima kelvina K ili C tc- temperatura izražena u C T- temperatura izražena u K Veza je: T=273,15+tc T0 = 273,15

5. Toplota (Q): Toplota je vid energije. Kada telo sa većom temperaturom predaje deo svoje energije drugom telu koje ima manju temperaturu, onda se javlja toplota. NE SME SE REĆI DA TELO IMA TOPLOTU! Telo može da ima samo manji ili veći sadržaj unutrašnje energije.

6. Specifična toplota (c): Predstavlja onu količinu toplote koju je potrebno dovesti da bi se jedan kilogram nekog tela zagrejao za 1 K.

7. Specifična toplota zavisi od: - prirode materije (tela), - načina dovođenja ili odvođenja toplote. Specifična toplota se menja sa temperaturom, ali u užim granicama temperature može se smatrati konstantnom. (Tabele u udžbeniku za c)

8. RAZMENJIVAČI TOPLOTE

9. Razmenjivači toplote su aparati u kojima se toplota prenosi sa jednog fluida na drugi. • Topliji fluid je grejni fluid; • Hladniji fluid je grejani fluid. • I grejni i grejani fluid može da bude gasovit ili tečan. • Toplotna razmena između grejnog i grejanog fluida može da bude: • Neposredna (direktna) i • Posredna (indirektna).

10. Pri neposrednoj toplotnoj razmeni fluidi se mešaju, i čestice pri sudaranju neposredno jedna drugoj predaju deo svoje unutrašnje energije. • Pri posrednoj toplotnoj razmeni fluidi su razdvojeni grejnom površinom: Sa jedne strane površine se nalazi jedan, a sa druge strane drugi fluid. • Grejna površina je od materijala sa velikim koeficijentom provodljivosti toplote (Cu, Al i njihove legure)

11. U hemijskoj industriji se više upotrebljavaju razmenjivači toplote sa indirektnom toplotnom razmenom, jer tehnološki procesi uglavnom ne dozvoljavaju direktno mešanje grejnog i grejanog fluida.

12. Podela razmenjivača toplote • Prema konstrukciji i načinu razmene toplote, razlikujemo: • Cevne razmenjivače (dvostruki cevni i višecevni); • Pločaste razmenjivače; • Kondenzatore; • Razmenjivače toplote sa orošavanjem i • Orebrene razmenjivače.

13. Dvostruki cevni razmenjivač toplote 1- Unutrašnja (tanka) cev 2- Spoljašnja (deblja) cev 3- Lučne spojnice 4- Spojnice.

14. Višecevni razmenjivači toplote 1- Cilindričan sud 2, 5- Pregrada 3- Tanke cevi 4- Poklopac (kapa) 6- Polukružne prepreke I i II - Fluidi. Bez prepreka Sa preprekama

15. Raspored tankih cevi unutar cilindričnog suda (plašta)

17. Pločasti razmenjivači toplote • Grejna površina je načinjena od više limenih ploča, koje su poređane jedne iza drugih. Između ploča postoje tanki zazori za strujanje fluida. • Veličina grejne površine određuje koliko će se ploča koristiti za toplotnu razmenu. Uglavnom su rasprostranjeni u prehrambenoj industriji.

19. Kondenzator sa mešanjem 1- Vodena para 2- Hladna voda 3- Voda sa kondenzatom 4- Permanentni gasovi 5- Rozeta za raspršivanje vode 5

20. Razmenjivači toplote sa orošavanjem voda 1- Tanke cevi 2- Lučne spojnice 3, 4- Korita za vodu Koriste za hlađenje piva, mleka.

21. Toranj za hlađenje