Вимивні машини для виготовлення фотополімерних ФДФ обладнуються системою термостатування робочого розчину, яка має електронагрівники. та терморегулятори. За допомогою електронагрів - ників нагрівають робочий розчин, що є у ванні машини, а за допо­могою терморегуляторів регулюють вмикання та вимикання елект - ронагрівників для підтримки постійної температури.

Щоб розрахувати потужність електронагрівників ТУ, треба зна­ти: номінальний об’єм робочого розчину у ванні; тривалість підго­товчих операцій; вхідну та вихідну температури розчину; ККД сис­теми. Потужність ЛГв (Вт) можна визначити за формулою

„ Ру*шс{іР-ч)

".--------- ^ (2.60)

Де р — густина робочого розчину, кг/м3; Уиои — його номінальний об’єм, м3; с — питома теплоємність розчину, Дж/ (кг • К); *Ь — його температури робоча та початкова відповідно, °С; ті — ККД системи; т— тривалість процесу нагрівання розчину, с.

Розраховуючи параметри охолодження та нагрівання розчинів у ваннах вимивних машин, використовують рівняння теплопередачі

0=*/Ч7;- Т2), (2.61)

Де К— коефіцієнт теплопередачі, кВт/ (м2 • К); і7— площа теплово­го обміну, м2; Тх, Т2 — температури розчинів гарячого та холодного відповідно, °С.

Рівняння теплового балансу має вигляд

А=Щ(Т1'-Т1)=Ш2(Т{-Т1), (2.62)

Де Т Т"— температури на вході у змійовик і на виході з нього відпо­відно; И', Щ — водяні еквіваленти (кВт/К), причому.

IV = Урс, (2.63)

Де V— витрата розчину, м3/с; р — його густина, кг/м3; с — питома теплоємність розчину, кДжДкг • К).

Охолодження розчину здійснюється за допомогою змійовика, конструктивно виконаного за принципом «труба в трубі».

Під час розрахунку теплообмінників будь-якого типу загальним є рівняння теплового балансу — рівняння збереження енергії. Теп­ловий потік (2і, який дістають у теплообміннику при охолодженні гарячого теплоносія (індекс 1) від температури (, до дорівнює ентальпійній різниці потоку теплоносіїв на вході1 в теплообмінник

Н[ І ВИХОДІ З НЬОГО Ну

А,= Щ-Н{’= Му(сїН - сен), (2 64)

Де Мх — масова витрата теплоносія; с’, с1 — питомі теплоємності гарячого теплоносія на вході в теплообмінник і виході з нього відпо­відно.

Деяка частина 01 (не більше 10%) губиться в навколишньому середовищі, а основна частина 0г = п01 передається іншому теп­лоносію (індекс 2). Тепловий потік 62, здобутий холодним тепло­носієм, можна розрахувати аналогічно рівнянню (2.64):

<2г=Щ - Щ=М2(фї-сМ)=т, М2(ф{-4їі). (2.65)

З рівняння теплового балансу (2.61) можна знайти один невідо­мий параметр: витрату одного з теплоносіїв або одну з температур. Решта параметрів має бути відома.

Тонкі трубки теплообмінників практично завжди вважаються плоскими, і тому площу Р поверхні, потрібної для передачі тепло­вого потоку від гарячого теплоносія до холодного, можна знайти з рівняння

Ql=KF[t^-tl|=KF&t, (2.66)

Де К — коефіцієнт теплопередачі.

У (2.66) температури <і і ґ2 теплоносіїв постійні, а в теплообмін­нику вони змінюються. Тому під час розрахунку слід використати середньоінтегральну за довжиною теплообмінника різницю темпе­ратур теплоносіїв:

Оі=К№.

Користуватись середньоарифметичним значенням і= 0,5(Д/Ь+Дґм) можна тільки тоді, коли Д{Ь/Д/М< 2. Можна розрахувати більш точне значення Ді. Нехай через диференціально малу площу сІРтеплооб­мінника передається тепловий потік

<*2 2 =КАЫР,

Завдяки якому температура теплоносія, що нагрівається, змінюєть­ся на Л2, а різниця температур теплоносіїв — на Тоді

(1(}2=м2с2с1{м). (2-69)

Прирівняємо праві частини рівнянь (2.68) і (2.69):

КШР = М2с2сі(Аі).

Розділимо змінні та проінтеїруємо по /’від 0 до /’і по Дґ від Д/м до :

Звідси

Або

Підставивши останній вираз у рівняння теплового балансу (2.65),' дістанемо

<2г = М&Ы'-1{) - М&Шв - (2.74)

Кіі)

З рівняння (2.74), урахувавши (2,73), знаходимо

А # Аїл “ А/м

(2Л5)

При конструюванні теплообмінника задаються початковими та кінцевими параметрами і розраховують його площу. Температура робочих розчинів має змінюватися від ^ до Щоб не допускати кипіння рідини в теплообміннику, температура теплоносія на вході не повинна перевищувати 98 °С. Перепад температури на вході та виході можна взяти в інтервалі 10... 15 °С. У цьому разі розрахунок виконують у такій послідовності:

1) з рівняння теплового балансу визначають тепловий потік (?2> який необхідно передати від гарячого теплоносія до холодного;

2) задаються діаметрами іруібок і швидкостями течії теплоносія (1-1,2 м/с);

3) за формулами теплотехніки розраховують коефіцієнт тепло­віддачі та коефіцієнт теплопередачі К;

4) за формулою (2.66) визначають різницю температур А/;

5) з рівняння (2.67) знаходять площу /’теплообмінника;

6) за відомою площею Г розраховують довжину трубок теплооб­мінника.