Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Расчет производительности и необходимой мощности привода.Стр 1 из 8Следующая ⇒
РАСЧЕТЫ ОБОРУДЛВАНИЯ. чение, срез и т.п.) отдельных деталей или сборочных единиц, а также расчеты на долговечность элементов приводов кинематической цепи. Эти расчеты сгруппированы по видам нагрузок или по видам деталей и элементов приводов. В пояснительной записке до раздела расчетов студент должен дать описание оборудования и взаимодействия привода и рабочих органов.
Расчет производительности и необходимой мощности привода. Расчет ленточного транспортера. Производительность ленточного транспортера определяется по зависимости: - при транспортировании сыпучих материалов
Где, А- коэффициент, зависящий от формы ленты при транспортировании насыпного материала. Для плоских лент А=155, а для желобчатых лент А=310; v - линейная скорость ленты, м/с; р - насыпная масса (плотность) транспортируемого материала, т/ч; - коэффициент, зависящий от угла наклона ленты к горизонту для учета возможности пересыпания назад по ходу ленты, определяемый по табл. 1;
Таблица 1
- при транспортировке штучных материалов при определении штучной производительности
- при определении массовой производительности
где, i - расстояние между грузами на ленте, м; ki -количество рядов грузов на ленте; G-масса одного груза, кг; ко = 0.9....1.0- коэффициент проскальзывания груза по ленте. Потребляемая мощность ленточным транспортером:
где, -производительноотъ транспортера в т/ч; -скорость ленты, м/с; -высота подъема(опуокания) груза, м. Цри подъеме в формуле применяется знак плюс, а при опускании - минус; -коэффициент, зависящий от ширины ленты по табл.?;
Таблица2
к5 - коэффициент зависящий от длины транспортера по табл. 3;
Таблица 3.
=0, 1l1-мощность, на преодоление трения ленты о направляющие боковых щитков общей длинной в l1 метров; -мощность на трение штук плужков для выгрузки груза. Тяговое усилие на ободе приводного барабана транспортера:
Максимальное усилие натяжения ленты изгибающее вал; - при угле обхвата барабана лентой 180°.
Примечание: Тяговое усилие Р создает крутящий момент поворота барабана, а два усилия натяжения (на ведущей и на ведомой ветвях ленты) вызывают изгиб вала барабана. Оба усилия учитываются при расчете вала. Электродвигатель подбирается с учетом запаса, в случае запуска транспортера с загруженный массой:
Расчет цепного транспортера.
Производительность цепного транспортера определяется по зависимости:
где, -площадь поперечного сечения транспортируемого материала на конвейере, м2, -линейная скорость цепей транспортера, м/с: -объемная масса (плотность) транспортируемого материала, т/м3. Необходимая ширина пластинчатого транспортера, определяется:
где, =0, 85 -отношение ширины слоя транспортируемого материала к ширине ленты настила (исиользование ширины ленты); -угол естественного откоса материала, градусы. Потребляемая мощность цепным транспортером:
где, -длинна транспортера, м; -производительность транспортера, т/ч; -высота подъема (опускания) груза, м. При подъеме груза в формуле знак плюс, а при опускании знак минус; -масса одного погонного метра настила транспортера, кг. Тяговое усилие на венцах звездочек:
Электродвигатель привода подбирается с учетом запаса на случай запуска транспортера с загруженной массой:
Расчет цепного конвейера для штучного материала производится по тем же зависимостям, что и для ленточного конвейера.
Расчет элеватора.
Производительность элеватора определяется по зависимости:
где, -объем одного ковша, м3; -скорость ленты(или цепей) элеватора, м/с; -расстояние между ковшами, м; -насыпная масса (плотность) транспортируемого продукта, т/м3; =0, 6...0, 85 коэффициент заполнения ковша, зависящий от зернистости продукта.
где, -производительность элеватора, т/ч; -высота подъема продукта, м; -линейная скорость ленты(или цепи), м/с; , , -коэффициенты зависящие от конструкции элеватора по табл. 4;
Таблица 4.
- относительная нагрузка от массы ходовых частей элеватора, н/м(по табл.5).
Таблица 5.
Электродвигатель привода принимаем с учетом запаса на случай пуска элеватора с загруженной массой:
Мойки элеваторного типа.
Производительность моечных машин элеваторного типа определяется по зависимости:
где, -ширина транспортирующей ленты, м; -высота слоя укладки сырья на ленте, м; -скоростъ движения ленты с продуктом. Обыкновенно ; -коэффициент заполнения ленты продуктом. Обыкновенно ; -объемная масса (плотность) сырья, кг/м3. Расход воздуха на барботирование воды определяется в зависимости от площади зеркала ванны:
где, -длинна зеркала воды, м; -удельный расход воздуха на 1м2 зеркала воды. . Необходимая мощность электродвигателя привода машины для мойки:
где, -производительностъ моечной машины, кг/с; -высота подъема сырья в ходе мойки, м; -длина моечной машины, м; =6-оуммарньт коэффициент сопротивления движения воды и сырья; =75...0, 85-коэффициент полезного действия привода; =1.1...1.2-коэффициент запаса мощности.
Необходимая мощность электродвигагеля привода вентилятора:
где, -расход воздуха, м3/мин. -давление воздуха развиваемое вентилятором, кПа. Для вентилятора машины данного тина достаточно =200...250кПа; -0, 6...0, 7-коэфициент полезного действия вентилятора.
Мойки барабанного типа.
Производительность моечных машин барабанного типа определяется по зависимости:
где, -площадь поперечного сечения барабана, м2; -скорость передвижения сырья вдоль барабана. Обыкновенно =0, 1...0, 25 м/с; -коэффициент заполнения барабана сырьем. Обыкновенно =0, 1...0, 25.
Расход воздуха на барботирование воды в барабане определяется аналогично, как на моечной машине элеваторного типа:
где, -диаметр барабана, м; -длинна барабана, м; =l, 5м /(мин. М2)-удельный расход воздуха на 1м2 зеркала воды.
Необходимая мощность электродвигателя привода мойки:
где, -производительность моечной машины, кг/с; -длинна барабана, м; -суммарный коэффициент сопротивления воды и сырья; =1, 1... 1, 2-коэффициейт запаса мощности; | =0, 75... 0, 85-коэффициент полезного действия привода машины; =2°...3°-угол наклона барабана к горизонту.
Необходимая мощность электродвигателя привода вентилятора барабанного устройства определяется по той же зависимости как и для мойки элеваторного типа.
Расчет дисковой мельницы. Производительность дисковой мельницы определяется по зависимости: где, - диаметр диска, м; - диаметр вала диска, м; - зазор между дисками, м; - объемная масса (платность) измельченного продукта, кг/м3; - частота вращения диска, мин-1; - отношение диаметра выпускного отверстия к диаметру диска; - диаметр выпускного отверстия для измельченного материала, м; =0, 3...0, 8- коэффициент заполнения зазора продуктом; =0.1- опытный конструктивный коэффициент. Необходимая мощность электродвигателя для этой группы машин может быть определена по одной из зависимостей: -уточненная формула:
где, - удельная работа резания, кДж/м2, в соответствие с табл.9; =0, 8...0, 9- коэффицкент использования режущей способности машины; =1, 25...1, 3- коэффициент запаса мощности на случай запуска машины под нагрузкой; =0, 75...0, 85- коэффициент полезного действия привода машины; =0, 9...0, 95- коэффициент учета расхода энергии на подвод продукта и на отвод измельченного продукта; режущая способность машины; - длинна ножа, м; - толщина стружки резания, м; - число ножей на диске(или на барабане), штук; - частота вращения диска(или барабана), мин-1;
Таблица 9.
-упрощенная формула:
где, - механический коэффициент полезного дейcтвия; - производительность машины, кг/с; - удельная мощность измельчения(резания), кВт/(кг/с). Для фруктов =(2, 16...2, 88)кВт/(кг/с) и для томатов (1, 08... 1, 44)кВт/(кг/с).
Расчет центробежного насоса Производительность центробежного насоса определяется по зависимости:
где, - диаметр нагнетательного патрубка, м; - объемная масса (плотность) продукта, кг/м3; - коэффициент зависящий от диаметра нагнетательного патрубка. При значении d дo 0, 1м =1, 0, а при больших значениях =1, 5.
Необходимая мощность электродвигателя для привода насоса определяется по зависимости (эта зависимость подходит и для привода плунжерного и шестеренчатого насоса):
где, - производительность насоса, кг/с; =1, 2... 2, 0- коэффициент запаса мощности; - объемная масса(плотность) продукта, кг/м3; =0, 75... 0, 85- суммарный коэффициент полезного действия насоса; - давление создаваемое насосом, Па;
Создаваемое давление центробежным насосом зависит от окружной скорости вращения рабочего колеса и определяется по зависимости:
где, - окружная скорость вращения рабочего колеса, м/с.
При заданном давлении, необходимая частота вращения рабочего колеса, определяется по зависимости:
где, - диаметр рабочего колеса насоса, м; - необходимое давление, создаваемое насосом, Па. Расчет закаточных машин. Производительность карусельного закаточного автомата определяется по зависимости:
где, - количество дозируемых устройств на карусели автомата, шт; - частота вращения карусели, с-1;
Производительность линейных закаточных машин определяется по зависимости: где, - линейная скорость ленты машины, м/с; - расстояние между банками(бутылками) на ленте машины, м.
Необходимая длинна камеры парового действия (в случае, если это продиктованно технологией) определяется по зависимости:
где, - необходимое время парового воздействия, с.
Необходимая суммарная мощность привода при закатке жестяной тары определяется по зависимости:
где, - производительностъ машины, банок/сек; - диаметр банки, м; - толщина жести, м. =0, 3...0, 5- коэффициент полезного действия машины.
Необходимая мощность привода дозировочно-наполнительного автомата типа Б4-КАД определяется по зависимости:
где, - производительность машины банок/мин; - удельная затрата мощности, кВт/(банок/мин.) - для жестяной тары =(0, 04...0, 03) кВт/(банок/мин ); - для стеклянной тары =(0, 03…0, 019) кВт/(банок/мин);
Расчет смесителей. Расчет смесителей начинаем из расчета объемной массы смеси и расхода всех видов продуктов смеси. Объемная масса смеси (плотность) определяется по зависимости:
где, - число компонентов смеси. - массовая доля -ого компонента смеси, причем:
- объемная масса (плотность) -ого компонента смеси кг/м3
1.13.1. Смесители периодического действия; Общая загружаемая масса смеси определяется по зависимости:
где, - полезный объём смесителя, м3 - плотность смеси, кг/м3
Масса каждого отдельного компонента смеси определяется по зависимости:
где, - массовая доля -ого компонента смеси. - масса -ого компонента, кг. прчем
Производительность смесителя определяется по зависимости:
где, - масса смеси, кг; - необходимое время смешивания, технологией, С; - время, затраченное на загрузку компонентов смеси. Для расчетов примем - время затраченное на выгрузку смешанного продукта. Для расчетов примем
Необходимая мощность привода смесителя определяется по зависимости: где, - производительность смесителя, кг/с; - удельная затрата энергии на смешивание, кВт ч./кг. Для расчета примем: = (0, 002... 0, 005) кВт ч./кг Большие затраты энергии при смешивание более вязких продуктов.
Расчет прессов Расчет бланширователей. Производительность ленточного бланшерователя определяется по зависимости: где, - ширина ленты бланширователя, м; - средняя высота слоя продукта на ленте, м; = (0, 01...0, 15) м/с - скорость ленты бланшерователя; - объемная масса (плотность) продукта, кг/м3; =0, 75 - 0, 95- коэффициент заполнения ленты продуктом.
Длина ленты бланширователя определяется в зависимости от необходимого времени бланширования:
где, - время бланширования в пределах 3...300 с.
Производительность ленточно-ковшового бланширователя определяется по зависимости: где, - расстояние между ковшами, м; - масса продукта, загружаемого в один ковш, кг.
Общий расход тепла при бланшировании водой с нагревом воды при помощи барботера определится по зависимости:
где, - расход тепла на нагрев продукта, кДж/с. Средняя конечная температура продукта принимается в расчете на 2°- 3° ниже температуры греющей воды; - расход тепла на испарение воды с поверхности водяного зеркала бланширователя, кДж/с. Если бланширователь закрытый (то есть имеет плотную крышку), то эту величину можно не учитывать; - расход тепла на нагрев доливаемой воды в ванну бланширователя, кДж/с. Количество воды определяется с учетом оставшегося в бланширователе конденсата, образовавшегося при нагреве: если количество конденсата превышает количество испарившейся части воды, то величину расхода тепла в расчете можно не учитывать; - расход тепла на нагрев ленты с ковшами транспортера, кДж/с; - расход тепла на потери в окружающую среду путем конвекции и теплоизлучения, кДж/с.
Общий расход тепла при бланшировании паром определится по зависимости:
где, - расход тепла на подогрев продукта, кДж/с; - расход тепла на подогрев транспортера, кДж/с; - расход тепла на компенсацию потерь путем конвекции и теплоизлучения, кДж/с; - расход тепла за счет утечки пара из за не герметичности бланширователя, кДж/с. Величину расхода тепла за счет утечки пара рассчитать невозможно. Экспериментально установлено, что в зависимости от степени герметичности бланширователя, этот расход находится в пределах от 50% до 100% от общих всех остальных затрат тепла, т.е.
Расход пара определяется по зависимости:
где, - удельная энтальпия греющего пара, кДж/кг; - удельная энтальпия конденсата при тех же параметрах, кДж/кг.
Удельная энтальпия греющего пара зависит от давления пара до регулирующего вентиля с учетом степени сухости самого пара. Это значение можно определить по зависимости:
где, - удельная энтальпия воды в точке кипения (при давлении пара до вентиля), кДж/кг; - удельная теплота парообразования (при данном давлении), кДж/кг; =0, 92...0, 95- степень сухости пара.
Приведенные величины могут быть определены на графиках I - S или I - d, а также приведены в табл.1, Приложение 2[5].
Необходимая поверхность нагрева определяется по зависимости:
где, - коэффициент теплопередачи [Вт/(м2К)]; - средняя разность температур между теплоносителем и нагреваемым продуктом в зависимости от схемы теплопередачи (см. рис.1...4).
Расход охлаждающей воды определяется по зависимости:
где, - производительность бланширователя, кг/с; - удельная теплоемкость продукта, кДж/(кг К); - температура продукта до охлаждения, °С; - температура продукта после охлаждения, °С; =4, 190 кДж/(кг К) - удельная теплоемкость воды; - начальная температура в оды, С; - конечная температура воды, ° С. Установлено, что при охлаждении продукта струйками воды, то разность температур в начале и в конце охлаждения (8...10)°С, а при охлаждении в ванне, эта разность составляет (15...20)°С. В среднем расход воды составляет (2...4) кг на 1 кг продукта. Расчет шпарителей Производительность шпарителя периодического действия (дигестера) определяется по зависимости:
где, - полезный объем дигестера, м; - объемная масса (плотность) продукта, кг/м3; = 0, 7... 0, 8 - коэффициент использования полезного объема; - время цикла шпарения продукта, с.
Общий расход тепла при шпарении продукта определяется по зависимости:
где, - расход тепла на нагрев продукта, к Дж; - расход тепла на нагрев дичестера, кДж; - расход тепла на компенсацию потерь тепла в окружающую среду путем конвекции и теплоизлучения, кДж, - расход тепла за счет утечки пара, кДж.
Расход тепла за счет утечки пара в зависимости от степени герметизации дигестера, составляет (20...40)% от общего расхода тепла:
Производительность шнекового шпарителя определяется по зависимости: где, - наружный диаметр шнека, м: - диаметр вала шнека, м; - шаг шнека, м; - частота вращения шнека, с-1; - объемная масса продукта, кг/м3; = 0, 3...0, 4- коэффициент заполнения шпарителя продуктом.
Общий расход тепла определяется по зависимости:
где, - расход тепла на нагрев продукта, кДж/с; - расход тепла на компенсацию потерь тепла в окружающую среду путем конвекции и теплоизлучения, кДж/с; = (0, 05...0, 10) ( ) кДж/с - расход тепла за счет утечки пара из за не герметичности шпарителя. Расход энергии на приводе примерно (1, 5...2)кВт на 1 тонну в час производительности шпарителя.
Расчет подогревателей. Производительность подогревателя периодического действия определяется по зависимости: где, - полезный объем подогревателя, м3; - объемная масса продукта, кг/м3; - время цикла подогрева, с.
Необходимая площадь теплообмена определяется по зависимости:
где, - производительность подогревателя, кг/с; - удельная теплоемкость продукта, Дж/(кг К); - конечная температура продукта, °С; - начальная температура продукта, °С; - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 К); - средняя разность температур между теплоносителем и нагреваемым продуктом в зависимости от схемы процесса (см. рис.1...4), °С.
Необходимое время нагрева продукта определяется по зависимости:
где, - общие затраты тепла, Дж; - площадь теплообмена, м2.
Обозначения остальных параметров, что и в прежней зависимости. Необходимая поверхность теплообмена кожухотрубного подогревателя определяется по зависимости:
где, - расход тепла на нагрев продукта, кДж/с; - потери тепла в окружающую среду, кДж/с; - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 К); - средняя разность температур между теплоносителем и нагреваемым продуктом в зависимости от схемы процесса, °С.
Расход пара в кожухотрубном подогревателе:
где, и - расход тепла на нагрев продукта и на компенсацию потерь тепла в окружающую среду, кДж/с, и удельная энтальпия пара и его конденсата, кДж/кг.
Необходимое число труб теплообмена определяется по зависимости:
где, - площадь теплообмена, м2; - расстояние между трубными решетками, м; - расчетный диаметр труб, м;
Расчетный диаметр труб зависит от соотношения коэффициентов теплоотдачи (между теплоносителем и трубой) и (между трубой и нагреваемым продуктом). Если то = 0, 5 ( ) [м] где, - наружный диаметр трубы, м; - внутренний диаметр трубы, м. Если то = |
Последнее изменение этой страницы: 2019-10-03; Просмотров: 445; Нарушение авторского права страницы