Расчет конструктивных параметров сепаратора-сливкоотделителя

Радиус тарелки сепаратора-сливкоотделителя можно определить по формуле

      

где Q – производительность сепаратора-сливкоотделителя, л/ч (по заданию);

    η – КПД сепаратора (η = 0, 5…0, 7);

    n – частота вращения ротора, с^-¹, (n=135 с^-¹ )

z – количество тарелок, шт., (по заданию);

α – угол наклона образующей конуса тарелки (α = 60°);

 

R_м – меньший радиус тарелки, м, (по заданию);

 – плотность дисперсионной среды (плазмы), кг/м³ (по таблице 2.1);

 – плотность дисперсионной фазы (жира), кг/м³ (по таблице 2.1);

 – динамическая вязкость дисперсионной среды Па·с (по таблице 2.1);

d – предельный диаметр жирового шарика, м.

 

Размер жировых шариков d, мм,

 

                (2.2)                 

где m – массовая доля жира в обезжиренном молоке (m =         % по заданию).

 

Таблица 2.1 – Свойства молока в зависимости от температуры

Температура молока	Плотность		Вязкость молока
	плазмы	жира
t, °С	, кг/м3	, кг/м3	, Па·с
5	1036, 5	961, 2	0, 00296
10	1035, 9	952, 8	0, 00247
15	1034, 8	942, 1	0, 00210
20	1033, 8	930, 4	0, 00179
25	1032, 2	920, 8	0, 00154
30	1030, 6	911, 9	0, 00133
35	1028, 8	908, 2	0, 00117
40	1026, 6	905, 0	0, 00104
45	1024, 5	901, 2	0, 00093
50	1022, 3	898, 2	0, 00085
55	1019, 8	894, 5	0, 00077
60	1017, 1	891, 3	0, 00071
65	1014, 5	888, 1	0, 00065
70	1011, 7	884, 8	0, 00062
75	1008, 6	881, 3	0, 00059
80	1005, 4	877, 8	0, 00057

Оптимальное расстояние между тарелками, при котором происходит наилучшее разделение, выбирают при следующих условиях: на поверхности тарелки должны оседать частицы возможно меньших размеров; оседая, они должны противостоять потоку. Следовательно, оптимальное расстояние между тарелками будет при условии

 

                                                    (2.3)

 

где  – радиус частиц, достигших поверхности тарелки, м;

 – радиус частиц, удерживающихся на поверхности тарелок, м.

Если > , то на поверхности тарелок удерживаются частицы предельного размера. Однако многие из них могут не пройти через толщу жидкости в межтарелочном пространстве. Если > то часть частиц будет снесена в общий поток, хотя мелкие и достигнут поверхности нижележащей тарелки.

Следовательно, оптимальное расстояние между тарелками будет равно

 

где  – отношение действительной производительности сепаратора к теоретической (заданной заданием), ;

       –угловая скорость барабана, рад/с,  ;

    n – частота вращения ротора, с^-¹, (n=135 с^-¹ );

    – действительная производительность сепаратора, м³/с, находится по формуле

                                                       (2.5)

     

На качество сепарирования существенно влияют следующие конструктивно-механические факторы:

Количество отверстий для ввода продукта, их положение и радиус. Количество отверстий должно быть минимальным (3—4), но достаточным для того, чтобы у периферии тарелок жидкость распространилась по всей окружности их. Расстояние между отверстиями должно обеспечивать беспрепятственный отток сливок.

Для расчета радиуса  расположения отверстий формулу     

 

                               (2.6)

 

где  – объемное отношение более легкой фракции к более тяжелой ( ). Диаметр отверстий принимаем равным 20 мм.

Грязевое пространство барабана должно вмещать осадок, от­лагающийся во время работы сепаратора. У сепараторов объем грязевого пространства принимают из расчета 1 л на 1000 л часовой производительности. Машина может работать непрерывно 3–4 часа, и отложения в грязевом пространстве достигают 0, 03 % от объема пропущенного молока. Поэтому радиус барабана сепаратора сливкоотделителя будет равен

 

 

                    (2.7)

 

 

где Q – производительность сепаратора-сливкоотделителя, л/ч (по заданию);

    R_б – большой радиус тарелки, м;

    h – расстояние между тарелками, м;

    z – количество тарелок, шт.

 

Конструкторский расчет

Барабан сепаратора работает при больших скоростях. Развиваемые при этом центробежные силы вызывают высокие напряжения в материале, из которого изготовлены отдельные части барабана.

Поэтому необходимо провести прочностной расчет позволяющий определить  – толщину стенки барабана, обеспечивающую безопасную работу машины.

                        

где  – плотность молока, кг/м³, ;

     – плотность металла, из которого изготовлен барабан,  кг/м³;

     – окружная скорость барабана, м/с

 

                  (2.9)

               

 

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: