Курсовой проект Пастеризатор11. 1. Описание устройства и работы пастеризатора. 6 Недостатки работы и конструкции машины. 7

• Название: 1. Описание устройства и работы пастеризатора. 6 Недостатки работы и конструкции машины. 7
• Дата: 02.04.2021
• Размер: 1.66 Mb.
• Имя файла: Курсовой проект Пастеризатор11.doc
• Тип: Реферат; #190731
• страница: 2 из 4

Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ + Q₆ кДж/с.
Здесь Q₁ — расход теплоты на нагревание банок, кДж/с.
Q₁= Q_п ∙ m_б ∙ с_б∙ (t_2б – t_1б)= 0,32 ∙ 0,41 ∙ 0,835 ∙ (90-60) = 3,3 кДж/с; (5.2.2)
где Q_n— производительность стерилизатора, банок/с;

m_б — масса банки, кг;

с₆ — удельная теплоемкость материала банки, кДж/(кг∙К);

t_2б иt_1б—соответственно начальная и конечная температура ба­нок, °С.

Q₂ — расход теплоты на нагревание продукта, кДж/с.
Q₂= Q_п ∙ m_пр ∙ с_пр∙ (t_2пр – t_1пр)= 0,32 ∙ 1,06 ∙ 4 ∙ (90-60) = 40,7 кДж/с; (5.2.3)
где т_пр — масса продукта в банке, кг;

с_пр — удельная теплоемкость продукта, кДж/(кг ∙ К);

t_2приt_1пр — соответственно начальная и конечная температура про­дукта, °С.

Q₃ —расход теплоты на нагревание транспортных средств, кДж/с.
Q₃= G_тр ∙ с_тр∙ (t_2тр – t_1тр) = 0,1148 ∙ 0,48 ∙ (100-20) = 4,4 кДж/с; (5.2.4)
где G_тр — масса нагреваемых транспортных средств, кг/с.
G_тр= υ ∙ m_тр = 1,94∙ 10^-3 ∙ 59,19 =0,1148 кг/с; (5.2.5)
Здесь υ — скорость движения конвейера с носителями, м/с;

m_тр — масса одного метра длины конвейера, кг;

с_тр— приведенная удельная теплоемкость материала конвейера, кДж/(кг ∙ К);

t_2триt_1тр — соответственно начальная и конечная температура кон­вейера, °С.

Q₄ —расход теплоты на компенсацию потерь в окружающую среду, кДж/с.
Q₄= F ∙ τ ∙ α₀ ∙ (t_ст – t_в)=31,31 ∙ 9,9 ∙ 10^-3 ∙(22-20) = 0,62 кДж/с, (5.2.6)
где F— площадь наружной поверхности стерилизатора, м²;
F=F₁ + 2F₂ + 2F₃ –F_ок=3,8+2∙ 5,32 + 2∙ 8,75 – 0,63 =31,31 м²,
τ— продолжительность процесса теплопотерь, с (τ = 1 с);

α₀ — суммарный коэффициент теплоотдачи, кВт/(м² ∙ К);

t_ст и t_в — соответственно температура наружной поверхности стен­ки стерилизатора и температура воздуха, °С.
α₀=[9.74+ 0.07∙(t_ст –t_в)] ∙10^-3 = (5.2.7)

=[9.74+ 0.07 ∙(22 –20)] ∙ 10^-3=9,9 ∙ 10^-3 кВт/(м² ∙ К).
Температура наружной поверхности стенки (в °С) :
t_ст=(t₁ + α₂t₂B)/(1+ α₂B)=(100+50 ∙20 ∙0,96)/(1+50 ∙0,96)=22 °С, (5.2.8)
где t₁ — температура среды с внутренней стороны стенки, °С;

t₂ — температура среды с наружной стороны стенки, °С;

α₂ — коэффициент теплоотдачи с внешней стороны стенки, кВт/(м² ∙ К);

В — термическое сопротивление теплопередачи, м² ∙К/Вт.
B= 1/α₁ +δ₁/λ₁ + δ₂/λ₂=1/5000 + 0,003/50 + 0,05/0,052 = 0,96 м² ∙К/Вт.(5.2.8)
здесь α₁— коэффициент теплоотдачи с внутренней стороны стенки, т/(м²К);

δ₁— толщина стенки, м;

λ₁— теплопроводность ма­териала стенки, кВт/(м∙К), (сталь— (50 Вт/(м∙К));

δ₂— толщина теплоизоляции, м;

λ₂— теплопроводность теплоизоляции, кВт/(м∙К) (минеральная вата —(0,052 Вт/(м∙К)).

Q₅ — расход теплоты на компенсацию потерь через посадочное окно, кДж/с.
Q₅=С₀ ∙ ε ∙ F_ок ∙ φ [(0,01Т_пк)⁴ – (0,01Т_ст)⁴] ∙ Q_п ∙ τ = (5.2.9)
=5,67 ∙0,9 ∙0,63 ∙0,78 ∙[(0.01 ∙ 373)⁴ –(0.01 ∙293)⁴]=96.2 ∙10^-3 кДж/с.
F=b ∙h=2∙0.3=0.63 м², (5.2.10)
Где С₀ =5,67 Вт/(м² ∙ К⁴)- постоянная Стефана-Больцмана.

ε=1 –коэффициент теплого излучения отверстия,

φ- угловой коэффициент (φ=0,78),

F-площадь окна, м²,

Т_пк- температура пекарной камеры, К,

Т_ст- температура стен в помещении, К.
Q_общ =Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ + Q₆=3,3+40,7+4,4+0,62+ 96.2 ∙10^-3 =49,1 кДж/с.
Технологический КПД пастеризатора-охладителя , %
η_пк= (Q₂ / Q_общ)100=40.7/49.1 ∙ 100 =83% (5.2.11)
Расход пара в аппарате, кг/с
D = Q_общ/(i_п –i_к)=49,1/(2675,1-417,51)=0,022 кг/с.
5.3 Кинематические расчеты.
5.3.1 Тяговый расчет конвейера.
Расчетные распределенные массы , приходя­щиеся на 1 м длины ленты q_ли вращающихся частей роликовых опор q_гр груженной и q_xхолостой ветвей , кг/м, определяют следующим образом.
q_л =m_з ∙n/ l=1.18 ∙50/1=59.19 кг/м; (5.3.1)
где n- число звеньев; m_з – масса звена; l- длина ленты.

Распределенные массы вращающихся частей роликовых опор:

груженой ветви

q_гр =m_гр / l_г=40/0,2=200 кг/м;

холостой ветви

q_x=m_x/ l_x=40/1.06=37.7 кг/м;
где т_гри т_х- масса соответственно груженной и холостой роликовой опоры (m=40кг)-[2]; l_г и l_х - расстояния между роликовыми опорами.

При транспортировании штучных грузов.

q_r=G/t=26.46/0.105=252 кг/м; (5.3.2)

G=(m_б+m_пр) ∙n=(0.41+1.06) ∙18=26.46 кг; (5.3.3)
где G– масса груза в одном ряду, кг; t- средний шаг уложенного груза, м; m_би m_пр – масса банки и продукта в ней , кг; n – количество банок в ряду, шт.

Тяговый расчет конвейера производится с целью определения натяжения ленты в отдельных точках трассы. Он необходим для определения прочности тяговых органов. Его удобнее всего выполнять методом обхода по контуру,
Рис.2.1. Схема трассы ленточного конвейера.




начав расчет натяжения ленты с какой-то точки, возвращаются к ней при полном обходе по контуру трассы конвейера.

В большинстве случаев эта точка находится в месте набегания ленты на концевой барабан, где ожидается наименьшее натяжение ленты. Если в самом начале тягового расчета место нахождения точки наименьшего натяжения ленты установить невозможно, то за начало отсчета можно принять любую из точек.

На рис. 2.1 приведена схема трассы ленточного горизонтального конвейера и отмечены точки, в которых следует определять натяжение ленты. Предположим, что минимальное натяжение ожидается в точке 1, с которой и начнем тяговый расчет.

Наименьшая сила натяжения ленты равна силе предварительного натяжения ленты:

F₁ = F_min.(5.3.4)
В ленточных конвейерах невозможно задать предварительное натяжение, так как оно зависит от тяговой силы на ведущем барабане, которое находится только после тягового расчета. Оставим пока численное значение F₁неизвестным, и будем выражать натяжение ленты в последующих точках.

Сила натяжения ленты в точке 2 (схода ленты с отклоняющего барабана)
F₂=k ∙F₁=1.02 ∙F₁ (Н);(5.3.5)
где k- коэффициент увеличения силы натяжения при огибании барабана; k= 1,05... 1,06 при угле обхвата 180°; k = 1,03... 1,04 при угле обхвата 90° и более; k = 1,02... 1,03 при угле обхвата менее 90°;

Сила натяжения ленты в точке 3 (схода ленты с отклоняющего барабана)
F₃= k ∙F₂=1.03 ∙ 1.02 ∙F₁=1.05 ∙F₁ (Н); (5.3.6)

Натяжение ленты в точке 4

F₄=F₃+W_3-4(5.3.7)

Сопротивление W_3-4 включает составляющие, связанную с преодолением трения на роликовых опорах W’_3-4и веса ленты на участке 3-4 W’’_3-4:

W_3-4= W’_3-4 ± W’’_3-4 = (q_л+q_x) ∙g∙L∙ω±q_л∙g∙h. (5.3.8)

Знак «+» ставится при движении ленты на подъем, а знак «-» при движении ленты на спуск.

F₄=F₃+(q_л+q_x) ∙g∙L∙ω–q_л∙g∙h= (5.3.9)

1.05 ∙F₁+(59.19+37.7) ∙9.81∙1.02∙0.022–59.19∙9.81∙0.335=1.05 ∙F₁ –173 (Н);

Сила натяжения ленты в точке 5 находим:

F₅=k ∙F₄=1.02 ∙ (1.05 ∙F₁–173)=1.07 ∙F₁ –176.44 (Н);

Сила натяжения ленты в точке 6 находим:

F₆=F₅+ (q_л+q_x) ∙g∙L∙ω+q_л∙g∙h=

=1.07 ∙F₁ –176.44 +20.9 ∙1.02 +580.65∙0.121=1.07 ∙F₁ –84.9 (Н);

Сила натяжения ленты в точке 7 находим:

F₇=k ∙F₆=1.02 ∙(1.07 ∙F₁ –84.9)=1.09 ∙F₁ –86.6 (Н);

Сила натяжения ленты в точке 8 (набегания холостой ветви на отклоняющий барабан) будет складываться из сил натяжения F₇и сопротивлений движению ленты W_7-8по холостым роликоопорам на участке 7-8 длиной L₈:

F₈ = F₇ + W_7-8= F₇ + (q_л+q_x) ∙g∙L∙ω,(5.3.10)

где ω - коэффициент сопротивления движению [2];

F₈=F₇+ (q_л+q_x) ∙g∙L∙ω=1.09 ∙F₁ –86.6 +20.9 ∙2.038=1.09 ∙F₁– 44 (Н);

Сила натяжения ленты в точке 9 находим:

F₉=k ∙F₈=1.02 ∙(1.09 ∙F₁– 44)= 1.11∙F₁ – 44.9 (Н);

Сила натяжения ленты в точке 10 находим:

F₁₀=F₉+(q_л+q_x) ∙g∙L∙ω–q_л∙g∙h=

1.11∙F₁ – 44.9+20.9 ∙0.48 –580.65∙0.368 =1.11∙F₁–248.6 (Н);

Сила натяжения ленты в точке 11 находим:

F₁₁=k ∙F₁₀=1.02 ∙(1.11∙F₁–248.6)=1.13 ∙F₁–253.6 (Н);

Сила натяжения ленты в точке 12 находим:

F₁₂=F₁₁+ (q_л+q_x) ∙g∙L∙ω+q_л∙g∙h=

1.13 ∙F₁–253.6 +20.9 ∙0.48 +580.65∙0.368=1.13 ∙F₁ –29.8 (Н);

Сила натяжения ленты в точке 13 находим:

F₁₃=k ∙F₁₂=1.02 ∙(1.13∙F₁–29.8)=1.15 ∙F₁–30.4(Н);

Сила натяжения ленты в точке 14 находим:

F₁₄=F₁₃+ (q_л+q_x) ∙g∙L∙ω=1.15 ∙F₁–30.4+20.9 ∙0.833=1.15 ∙F₁– 13 (Н);

Сила натяжения ленты в точке 15 находим:

F₁₅=k ∙F₁₄=1.05 ∙(1.15∙F₁–13)=1.2 ∙F₁–13.6(Н);

Сила натяжения ленты в точке 16 находим:

F₁₆=F₁₅+ (q_л+q_x) ∙g∙L∙ω=1.2 ∙