Тепловая обработка кормов и расчет расхода теплоты и пара

Классификация машин и технологических схем тепловой обработки кормов Тепловой обработке подвергаются картофель, пищевые отходы, грубые и концентрированные корма. Цель обработки — повышение усвояемости и стерилизации.

Установки для тепловой обработки кормов можно классифицировать по следующим признакам:

• 1. По конструкции — запарочные чаны. Запарники-мялки, запарники-смесители (С-2; С-7; С-12; ВК-1; АПС-6); картофелезапарочные агрегаты (ЗПК-3; АЗК-3, F-405А).
• 2. По способу действия — периодического (ЗПК-4; все смесители) и непрерывного (АЗК-3, F-405А).
• 3. По источнику тепла — паровые, электрические.
• 4. По роду использования — стационарные (ЗПК-4; АЗК-3, все смесители) и передвижные (F-405А).
• 5. По режимам обработки — при режимном давлении и повышенном (обработка пищевых отходов, баротермокамеры для соломы).
• 6. По назначению — для картофеля, грубых кормов и пищевых отходов.

К кормозапарникам предъявляют следующие требования: возможность механизации загрузки и выгрузки продукта, равномерность прогрева всего продукта, минимальный расход энергии на запаривание, безопасность и удобство обслуживания, надежность работы, продукт не должен загрязняться посторонними примесями.

В настоящее время наибольшее распространение получили устройства, использующие в качестве теплоносителя пар. Для его производства промышленность выпускает котлы-парообразователи, работающие на жидком (КВ-200МЖ, КЖ-500, КЖ-1500, Д-721) и твердом топливе (КТ-500, КВ-300МТ, КТ1000

Технологические схемы, по которым осуществляется тепловая обработка кормов, могут быть самыми разнообразными и зависят как от назначения агрегата, так и от зоотехнических требований на конечный вид продукта.

Наиболее распространенные схемы: для картофеля — мойка > запаривание > мятие > охлаждение > смешивание, для грубых кормов > измельчение > добавление химреактивов > запаривание > выдержка > смешивание с другими компонентами, для кормовых смесей — измельчение > запаривание.

Если тепловой обработке необходимо подвергать сухой корм (солома, мякина, концентраты), его предварительно замачивают для повышения теплопроводности и ускорения процесса нагрева до заданной температуры.

Пусть нам необходимо увлажнять корм перед запариванием от влажности W0 до Wк.

Pc = Q(1-W0) кг,

где Q — исходное количество обрабатываемого корма, кг.

Повышение влажности корма связано с увеличением расхода тепловой энергии на его обработку, поскольку нагревать до заданной температуры нужно будет не Q кг продукта, а еще и Рg кг воды. Поэтому увлажнение кормов должно быть минимальным. Солому лучше всего пропаривать в рыхлом состоянии. Тогда пар свободно достигает каждой соломины и быстро ее нагреет. Выдерживать нагретую солому лучше в уплотненном виде, чтобы она не остывала быстро. Концкорма лучше запаривать с непрерывным перемешиванием. При этом будет происходить быстрое и равномерное его прогревание.

Картофель имеет достаточную пористость для прохода пара, поэтому его запаривают в чанах, заполненных доверху. Образовавшийся при запаривании картофеля конденсат удаляют, так как он содержит вредное для здоровья животных вещество — соланин.

В технологическом процессе участвуют продукт и теплоноситель, поэтому непременным условием процесса является агрегатирование технологических машин с теплообразователем. В качестве источников тепла используют паровые котлы, теплогенераторы на жидком топливе, электронагреватели и др.

При использовании машин и оборудования для тепловой обработки кормов особое внимание нужно уделять технике безопасности. Паровые и водогрейные котлы и установки должны иметь действующую, исправную аппаратуру (водомерные стекла, манометры, предохранительный клапан, паропроводы, вентили и др.).

Необходимо поддерживать требуемый уровень воды в котлах, не допуская его снижения за красную черту на водомерном стекле. Нельзя увеличивать груз предохранительных клапанов с целью повышения давления пара. Запрещаются подача воды в водяные предохранители при работе котла, пуск пара в запарники и при открытых крышках, снятие крышек до перекрытия подачи пара, работа без предохранительных рукавиц.

Конструкции машин для тепловой обработки кормов. Выпускают котлы-парообразователи с вертикальным и горизонтальным расположением котла. Наибольшее распространение получили котлы типа КВ (рис.13). Такой котел состоит из жаровой трубы и корпуса, соединенных торцовыми стенками фланцами. Пространство между ними (водяная камера) имеет объем 1,28 м3, из которых 0,23 м3 приходится на паровое пространство в верхней части котла. Жаровая камера оборудована топочным устройством и в противоположной части системой конвективных труб, заполненных водой из водяной камеры и омываемых снаружи топочными газами. По верху котла проходит паросборник, на котором размешены предохранительные клапаны, манометр и пароотвод, подключенный к пароперегревателю, находящемуся в жаровой камере. Топка, поддувало и водомерное стекло расположены на передней стенке котла, на задней стенке крепится дымоотводная труба.

Рис. 1 Котел – парообразователь КВ-300М: 1-наружный барабан; 2-жаровая труба; 3-система питания; 4-предохранительный клапан; 5-дымовая труба; 6-пароперегреватель; 7-стабилизатор пламени; 8-фронтальная плита; 9-водоуказатель; 10-электроконтактный манометр; 11-водонагревательное устройство; 12-регулятор уровня воды в котле

Для питания котла водой служит подпиточный насос. С целью предварительного подогрева вода проходит через водоподогреватель в дымовой трубе.

Котел КВ-3ООМ (рис. 2.17) выпускается в двух вариантах: для работы на твердом и на жидком топливе. Он снабжен системой автоматики для прекращения подачи топлива в форсунку (горелку) при снижении уровня воды и возрастании давления пара. Котлы на твердом топливе имеют автоматику, управляющую работой системы подачи воздуха в топку.

Запарник и смесители Приготовление кормовых смесей влажность 65…80% и запаривание кормов проводят с помощью запарников-смесителей типа С-2, С12 и др. Запарник и смесители относятся к аппаратам периодическою действия. Для работы этих агрегатов необходимо предварительное измельчение компонентов кормовой смеси.

Запарник-смеситель С-2 (рис. 2.18) состоит из корпуса, двух мешалок, выполненных в виде валов с лопастями, расположенными по винтовой линии, выгрузного и загрузочного транспортеров закрытого типа, электропривода и шкафа управления. Перераспределяющее устройство, расположено по обе стороны корпуса. Рабочий процесс смешивания осуществляется при последовательной загрузке компонентов смеси при работающих мешалках. При запаривании загрузочный и выгрузной люки должны быть закрыты. Длительность процесса составляет 30… 75 мин в зависимости от вида корма и её предварительной измельченности. По окончании запаривания в корм добавляют компоненты, не нуждающиеся в тепловой обработке, и перемешивают продукт. Выгрузку проводят при помощи выгрузного шнека, имеющего общий привод с мешалками, на выгрузной транспортер. Привод мешалок и шнека осуществляется от электродвигателя мощностью 5,5 кВт через редуктор. На приводе загрузочного и выгрузочного транспортеров установлены двигатели мощностью 1,1 кВт каждый. Ёмкость (объемом в 3 м3) обеспечивает производительность С-2 на смешивании 3.5… 8,7 т/ч, а на запаривании почти 2 т/ч. Рабочее давление пара не должно превышать 0,14 МПа. Удельный расход пара составляет 0,23 кг на 1 кг продукта. Масса запарника 2790 кг; габариты

Рис. 2 Устройство запарника ЗПК-4 1-шнек; 2-мойка: 3-привод выгрузного и мяльного шнеков; 4-силовой шкаф; 5-рама; 6-корпус шнека; 7-запарный чан; 8-паропровод с вентилем; 9-водопровод

Обслуживает агрегат один рабочий.

Запарник ЗПК-4 состоит из рамы, на которой установлены мойка с вертикальным шнеком, запарный чан с выгрузным и мяльным транспортерами, а также электродвигателей с приводными устройствами, водо – и пароподводящих систем. Продукт, поступающий в мойку, приводится в движение потоком воды, который создается вращением активатора. При трении клубней друг о друга отделяются загрязнения, которые вместе с камнями, отброшенными активатором, собираются в камнесборнике и периодически удаляются в канализационную систему через его люк. Отмытый продукт захватывается вертикальным шнеком и Рис. 3 Принципиальная схема запарника ЗПК-4: 1-камнесборник; 2-активатор; 3-мойка; 4-рукоятка заслонки дна камнесборника; 5-водопровод; 6-электродвигатель мойки; 7-клиноремённая передача; 8-привод распределительного диска; 9-распределительный диск; 10-вентиль паропровода; 11-запарный чан; 12-шнек мойки; 13-окно; 14-редуктор; 15-передаточный механизм; 16-коллектор-парорапределитель; 17-шнек-мялка; 18-ножи мялки; 19-выгрузной шнек; 20-конденсатоотвод; 21-электродвигатель; 22-шарнирный люк грязекамнесборника; 23-рама

Чистый картофель из шнека поступает на вращающийся распределительный диск и равномерно заполняет запарный чан. Заполнение прекращают по достижении продуктом уровня смотрового окна. Мойка может также отключаться автоматически устройством распределительного диска при полной загрузке запарника. Включая при помощи вентиля на пароподводящем устройстве подачу пара, картофель запаривают в течение 15…20 мин, мосле чего включают на 5…7 мин мойку для выгрузки из нее в чан остатков продукта. Пар, выходя из коллектора через толщу продукта, конденсируется и стекает в конденсатоотвод, снабженный затвором. Пар, выходящий из конденсатоотвода, указывает на окончание запаривания; процесс продолжается 40…45 мин. После этого включают выгрузное и мяльное устройства. Шнек выгрузного устройства подает продукт под воздейст-вие шести ножей, расположенных в начале мяльного шнека. Последний доводит картофель до пюреобразного состояния и выгружает готовый продукт из машины. Объем запарного чана позволяет загрузить в него до 1600 кг картофеля. Производительность запарника составляет около 1000 кг/ч; мощность электродвигателя 4.4 кВт; удельный расход пара на запаривание 1 кг картофеля 0,16. ..0,19 кг; габариты агрегата 4700 Ч 1520 Ч 2780 мм; масса 1180 кг. Техническое обслуживание запарников-смесителей в основном сводится к очистке рабочих органов и емкости от остатков продукта, промывке и смазке трущихся частей механизма, подтяжке креплений, периодической смене масла в редукторах и контролю за уровнем смазки. Перед началом работы проверяют машину на холостом ходу, убедившись предварительно в отсутствии посторонних предметов в сборочных единицах. Рабочее давление пара не должно превышать установленное.

Ðàçìåùåíî íà https://www.allbest.ru/

ÌÅÕÀÍÈÇÀÖÈß ÂËÀÃÎÒÅÏËÎÂÎÉ ÎÁÐÀÁÎÒÊÈ ÊÎÐÌÎÂ

Ïëàí

1. Êëàññèôèêàöèÿ çàïàðíèêîâ è òðåáîâàíèÿ ê íèì. Îñîáåííîñòè çàïàðèâàíèÿ êîðìîâ ñ íèçêîé âëàæíîñòüþ

2. Ðàñ÷åò ïðîöåññà ïåðèîäè÷åñêîãî çàïàðèâàíèÿ êàðòîôåëÿ

3. Ðàñ÷åò ïðîöåññà íåïðåðûâíîãî çàïàðèâàíèÿ êàðòîôåëÿ

Ëèòåðàòóðà

1. Êëàññèôèêàöèÿ çàïàðíèêîâ è òðåáîâàíèÿ ê íèì. Îñîáåííîñòè çàïàðèâàíèÿ êîðìîâ ñ íèçêîé âëàæíîñòüþ

Òåïëîâîé îáðàáîòêå ïîäâåðãàþòñÿ êàðòîôåëü, ïèùåâûå îòõîäû, ãðóáûå è êîíöåíòðèðîâàííûå êîðìà. Öåëü îáðàáîòêè – ïîâûøåíèå óñâîÿåìîñòè è ñòåðèëèçàöèè.

Óñòàíîâêè äëÿ òåïëîâîé îáðàáîòêè êîðìîâ ìîæíî êëàññèôèöèðîâàòü ïî ñëåäóþùèì ïðèçíàêàì:

1. Ïî êîíñòðóêöèè – çàïàðî÷íûå ÷àíû. Çàïàðíèêè-ìÿëêè, çàïàðíèêè-ñìåñèòåëè (Ñ-2; Ñ-7; Ñ-12; ÂÊ-1; ÀÏÑ-6); êàðòîôåëåçàïàðî÷íûå àãðåãàòû (ÇÏÊ-3; ÀÇÊ-3, F-405À).

2. Ïî ñïîñîáó äåéñòâèÿ – ïåðèîäè÷åñêîãî (ÇÏÊ-4; âñå ñìåñèòåëè) è íåïðåðûâíîãî (ÀÇÊ-3, F-405À).

3. Ïî èñòî÷íèêó òåïëà – ïàðîâûå, ýëåêòðè÷åñêèå.

4. Ïî ðîäó èñïîëüçîâàíèÿ – ñòàöèîíàðíûå (ÇÏÊ-4; ÀÇÊ-3, âñå ñìåñèòåëè) è ïåðåäâèæíûå (F-405À).

5. Ïî ðåæèìàì îáðàáîòêè – ïðè ðåæèìíîì äàâëåíèè è ïîâûøåííîì (îáðàáîòêà ïèùåâûõ îòõîäîâ, áàðîòåðìîêàìåðû äëÿ ñîëîìû).

6. Ïî íàçíà÷åíèþ – äëÿ êàðòîôåëÿ, ãðóáûõ êîðìîâ è ïèùåâûõ îòõîäîâ.

Ê êîðìîçàïàðíèêàì ïðåäúÿâëÿþò ñëåäóþùèå òðåáîâàíèÿ: âîçìîæíîñòü ìåõàíèçàöèè çàãðóçêè è âûãðóçêè ïðîäóêòà, ðàâíîìåðíîñòü ïðîãðåâà âñåãî ïðîäóêòà, ìèíèìàëüíûé ðàñõîä ýíåðãèè íà çàïàðèâàíèå, áåçîïàñíîñòü è óäîáñòâî îáñëóæèâàíèÿ, íàäåæíîñòü ðàáîòû, ïðîäóêò íå äîëæåí çàãðÿçíÿòüñÿ ïîñòîðîííèìè ïðèìåñÿìè.

 íàñòîÿùåå âðåìÿ íàèáîëüøåå ðàñïðîñòðàíåíèå ïîëó÷èëè óñòðîéñòâà, èñïîëüçóþùèå â êà÷åñòâå òåïëîíîñèòåëÿ ïàð. Äëÿ åãî ïðîèçâîäñòâà ïðîìûøëåííîñòü âûïóñêàåò êîòëû-ïàðîîáðàçîâàòåëè, ðàáîòàþùèå íà æèäêîì (ÊÂ-200ÌÆ, ÊÆ-500, ÊÆ-1500, Ä-721) è òâåðäîì òîïëèâå (ÊÒ-500, ÊÂ-300ÌÒ, ÊÒ-1000). Öèôðà â îáîçíà÷åíèè ïîêàçûâàåò ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ïî íîðìàëüíîìó ïàðó â êã/÷. Âñå êîòëû ðàáîòàþò ïðè íèçêîì äàâëåíèè, íå ïðåâûøàþùåì 0,07 ÌÏà.

Òåõíîëîãè÷åñêèå ñõåìû, ïî êîòîðûì îñóùåñòâëÿåòñÿ òåïëîâàÿ îáðàáîòêà êîðìîâ, ìîãóò áûòü ñàìûìè ðàçíîîáðàçíûìè è çàâèñÿò êàê îò íàçíà÷åíèÿ àãðåãàòà, òàê è îò çîîòåõíè÷åñêèõ òðåáîâàíèé íà êîíå÷íûé âèä ïðîäóêòà. Íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûå ñõåìû: äëÿ êàðòîôåëÿ – ìîéêà > çàïàðèâàíèå > ìÿòèå > îõëàæäåíèå > ñìåøèâàíèå; äëÿ ãðóáûõ êîðìîâ > èçìåëü÷åíèå > äîáàâëåíèå õèìðåàêòèâîâ > çàïàðèâàíèå > âûäåðæêà > ñìåøèâàíèå ñ äðóãèìè êîìïîíåíòàìè, äëÿ êîðìîâûõ ñìåñåé – èçìåëü÷åíèå > çàïàðèâàíèå.

Åñëè òåïëîâîé îáðàáîòêå íåîáõîäèìî ïîäâåðãàòü ñóõîé êîðì (ñîëîìà, ìÿêèíà, êîíöåíòðàòû), åãî ïðåäâàðèòåëüíî çàìà÷èâàþò äëÿ ïîâûøåíèÿ òåïëîïðîâîäíîñòè è óñêîðåíèÿ ïðîöåññà íàãðåâà äî çàäàííîé òåìïåðàòóðû.

Ïóñòü íàì íåîáõîäèìî óâëàæíÿòü êîðì ïåðåä çàïàðèâàíèåì îò âëàæíîñòè W0 äî Wê. Òîãäà êîëè÷åñòâî âîäû, êîòîðîå íóæíî ê íåìó äîáàâèòü, ñîñòàâèò

êã,

ãäå W0è Wê – íà÷àëüíàÿ è êîíå÷íàÿ ïîäñòàâëÿþòñÿ â îòíîñèòåëüíûõ åäèíèöàõ;

· Ðñ – ñîäåðæàíèå ñóõîãî âåùåñòâà â ñìà÷èâàåìîì êîðìå, %.

êã,

ãäå Q – èñõîäíîå êîëè÷åñòâî îáðàáàòûâàåìîãî êîðìà, êã.

Ïîâûøåíèå âëàæíîñòè êîðìà ñâÿçàíî ñ óâåëè÷åíèåì ðàñõîäà òåïëîâîé ýíåðãèè íà åãî îáðàáîòêó, ïîñêîëüêó íàãðåâàòü äî çàäàííîé òåìïåðàòóðû íóæíî áóäåò íå Qêã ïðîäóêòà, à åùå è Ðg êã âîäû. Ïîýòîìó óâëàæíåíèå êîðìîâ äîëæíî áûòü ìèíèìàëüíûì.

Ñîëîìó ëó÷øå âñåãî ïðîïàðèâàòü â ðûõëîì ñîñòîÿíèè. Òîãäà ïàð ñâîáîäíî äîñòèãàåò êàæäîé ñîëîìèíû è áûñòðî åå íàãðååò. Âûäåðæèâàòü íàãðåòóþ ñîëîìó ëó÷øå â óïëîòíåííîì âèäå, ÷òîáû îíà íå îñòûâàëà áûñòðî.

Êîíöêîðìà ëó÷øå çàïàðèâàòü ñ íåïðåðûâíûì ïåðåìåøèâàíèåì. Ïðè ýòîì áóäåò ïðîèñõîäèòü áûñòðîå è ðàâíîìåðíîå åãî ïðîãðåâàíèå.

Êàðòîôåëü èìååò äîñòàòî÷íóþ ïîðèñòîñòü äëÿ ïðîõîäà ïàðà, ïîýòîìó åãî çàïàðèâàþò â ÷àíàõ, çàïîëíåííûõ äîâåðõó. Îáðàçîâàâøèéñÿ ïðè çàïàðèâàíèè êàðòîôåëÿ êîíäåíñàò óäàëÿþò, òàê êàê îí ñîäåðæèò âðåäíîå äëÿ çäîðîâüÿ æèâîòíûõ âåùåñòâî – ñîëàíèí.

2. Ðàñ÷åò ïðîöåññà ïåðèîäè÷åñêîãî çàïàðèâàíèÿ êàðòîôåëÿ

Îñîáåííîñòü ïðîöåññà çàïàðèâàíèÿ êàðòîôåëÿ ñîñòîèò â òîì, ÷òî ïàð, ïðîõîäÿ â ïîðàõ ìåæäó êëóáíÿìè, êîíäåíñèðóåòñÿ íà èõ ïîâåðõíîñòè è ñêîðîñòü åãî ïðîäâèæåíèÿ óìåíüøàåòñÿ. Òàêèì îáðàçîì, êëóáåíü, íàõîäÿùèéñÿ âîçëå ïàðîðàñïðåäåëèòåëÿ, íà÷èíàåò íàãðåâàòüñÿ ñðàçó ïîñëå ïóñêà ïàðà â ÷àí, à íàõîäÿùèéñÿ â îòäàëåííîé òî÷êå ÷àíà – ïî ïðîøåñòâèè îïðåäåëåííîãî âðåìåíè. Ïðè ýòîì ñêîðîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïàðà çàâèñèò îò òèïà ïàðîâîãî íàñàäêà (òî÷å÷íûé, ëèíåéíûé èëè ïëîñêîñòíîé), ðàñõîäà ïàðà è íà÷àëüíîé òåìïåðàòóðû êëóáíåé. Ïðîäîëæèòåëüíîñòü íàãðåâàíèÿ êëóáíåé çàâèñèò îò èõ òåïëîôèçè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê, íà÷àëüíîé è êîíå÷íîé òåìïåðàòóð êëóáíÿ.

Ïðîäîëæèòåëüíîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïàðà íà ðàññòîÿíèå h ïðè ïóñêå èç ïëîñêîñòíîãî íàñàäêà (ôðîíò ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïàðà – ïëîñêîñòü)

Ïðîäîëæèòåëüíîñòü íàãðåâàíèÿ êëóáíåé îò íà÷àëüíîé t0 äî çàäàííîé tr òåìïåðàòóðû

,

ãäå F– ïîïåðå÷íîå ñå÷åíèå ÷àíà, ì2 ;

h = H

– äëèíà (âûñîòà) çàïàðî÷íîå ÷àíà ïðè ðàñïîëîæåíèè ïàðîâîãî íàñàäêà â åãî íèæíåé ÷àñòè, ì;

· ñ – íàñûïíàÿ ïëîòíîñòü êîðíåêëóáíåïëîäîâ, êã/ì3;

· ñ – òåïëîåìêîñòü êàðòîôåëÿ (3,8…2,1)·103 Äæ/êã·ãðàä;

· tï – òåìïåðàòóðà ïàðà, 0Ñ;

· G – ðàñõîä ïàðà, êã/ñ;

· R– ñðåäíèé ýêâèâàëåíòíûé ïî îáúåìó ðàäèóñ êëóáíÿ, ì;

· á – êîýôôèöèåíò òåìïåðàòóðîïðîâîäíîñòè êëóáíÿ êàðòîôåëÿ (0,10…0,12)·10-6 ì2 /ñ;

· tã – òåìïåðàòóðà ãîòîâíîñòè êëóáíåé, îáû÷íî ðàâíà 94…98 0Ñ;

· 0,75 – ïîïðàâî÷íûé êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé íåïðàâèëüíóþ ôîðìó êëóáíÿ.

Åñòåñòâåííî, ÷òî ãîòîâíîñòü ìàññû êàðòîôåëÿ îïðåäåëÿåòñÿ ïî ãîòîâíîñòè ñàìîãî óäàëåííîãî îò ìåñòà ïóñêà ïàðà êëóáíÿ. Òîãäà îáùàÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòü çàïàðèâàíèÿ

Ïðîäîëæèòåëüíîñòü çàãðóçêè êàðòîôåëÿ â ÷àí çàâèñèò îò ïðîèçâîäèòåëüíîñòè âåðòèêàëüíîãî çàãðóçî÷íîãî øíåêà Q2

,

Ãäå

V = F·H

– âìåñòèìîñòü çàïàðî÷íîãî ÷àíà, ì3.

Ïðîèçâîäèòåëüíîñòü âåðòèêàëüíîãî øíåêà

,

ãäå Ä – äèàìåòð øíåêà, ì;

· d – äèàìåòð âàëà, ì;

· k3 – êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ øíåêà (0,3…0,4);

· õîñð– ñðåäíÿÿ ñêîðîñòü ìàòåðèàëà âäîëü îñè øíåêà, ïî ýêñïåðèìåíòàëüíûì äàííûì Êóöûíà Ë.Ì.

ì/ñ,

ãäåS– øàã øíåêà, ì;

· n – ÷àñòîòà âðàùåíèÿ øíåêà, ìèí-1;

· m – îïûòíûé êîýôôèöèåíò, ïðè S/D = 0,5…0,6 è n = 200…300 ìèí-1, m = 1,5…1,8. Áîëüøèì çíà÷åíèÿì Sè n ñîîòâåòñòâóþò ìåíüøèå çíà÷åíèÿ m.

Ïðîäîëæèòåëüíîñòü âûãðóçêè çàïàðåííîãî êàðòîôåëÿ

,

ãäå Q3 – ïðîèçâîäèòåëüíîñòü

,

ãäå ö – êîýôôèöèåíò íàïîëíåíèÿ ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ øíåêà, ïðè âûãðóçêå çàïàðåííîãî êàðòîôåëÿ èç ÷àíà ö=1.

Ïðîèçâîäèòåëüíîñòü êàðòîôåëåçàïàðî÷íîãî àãðåãàòà ïåðèîäè÷åñêîãî äåéñòâèÿ

,

ãäå ör – êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ çàïàðî÷íîãî ÷àíà, ör = 0,9…0,95.

Ýòó ôîðìóëó ìîæíî çàïèñàòü ïðåäñòàâèòü â òàêîì âèäå:

çàïàðíèê êàðòîôåëü êîðì

ãäå Q1 – ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ïðîöåññà çàïàðèâàíèÿ

.

Êàê âèäíî èç ôîðìóëû, îáùóþ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü àãðåãàòà ìîæíî óâåëè÷èòü, óâåëè÷èâàÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü îòäåëüíûõ ïðîöåññîâ.

Ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ïðîöåññà çàïàðèâàíèÿ ìîæíî óâåëè÷èòü òîëüêî çà ñ÷åò ñîêðàùåíèÿ âðåìåíè çàïîëíåíèÿ ïàðîì ÷àíà , ÷òî âîçìîæíî çà ñ÷åò óâåëè÷åíèÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ïàðîîáðàçîâàòåëÿ, ïîñêîëüêó çàâèñèò òîëüêî îò ñâîéñòâ êëóáíåé è òåìïåðàòóðû íàñûùåííîãî ïàðà.

Ïðîèçâîäèòåëüíîñòü çàãðóçî÷íîãî è âûãðóçíîãî øíåêîâ ìîæíî óâåëè÷èòü òîëüêî çà ñ÷åò ÷àñòîòû èõ âðàùåíèÿ. Êîíñòðóêòèâíûå ïàðàìåòðû ìîæíî èçìåíÿòü ëèøü ïðè ðàçðàáîòêå íîâîãî àãðåãàòà.

Ïðè ðàçðàáîòêå íîâûõ êàðòîôåëåçàïàðî÷íûõ àãðåãàòîâ íåîáõîäèìî ñòðåìèòüñÿ, ÷òîáû óäåëüíàÿ ïîâåðõíîñòü ÷àíà, îòíåñåííàÿ ê åäèíèöå îáúåìà, áûëà ìèíèìàëüíîé. Ïðè ýòîì áóäóò è ìèíèìàëüíûå ïîòåðè òåïëà ÷åðåç ñòåíêè ÷àíà. Ýòîìó óñëîâèþ óäîâëåòâîðÿåò ñôåðà. Îäíàêî â êîíñòðóêòèâíîì âûïîëíåíèè ýòî íå ñàìîå óäà÷íîå ðåøåíèå. Ïîýòîìó ÷àí èçãîòàâëèâàþò öèëèíäðè÷åñêèì, ñòàðàÿñü âûïîëíèòü ñîîòíîøåíèå Í : Ä = 1.

Ôîðìóëó ïðîèçâîäèòåëüíîñòè àãðåãàòà ìîæíî ïðåäñòàâèòü â òàêîì âèäå:

,

Èëè

.

Åñëè â îáùåì ñëó÷àå ïðèíÿòü Í = Ä, òî

, ì.

Îáùåå êîëè÷åñòâî òåïëà íà çàïàðèâàíèå

.

Êîëè÷åñòâî òåïëà íà íàãðåâ ïðîäóêòà äî òåìïåðàòóðû ãîòîâíîñòè

Äæ.

Êîëè÷åñòâî òåïëà íà íàãðåâ ñòåíîê ÷àíà

Äæ,

ãäå Mr – ìàññà íàãðåâàåìîé ÷àñòè ÷àíà;

· ñr– òåïëîåìêîñòü ìàòåðèàëà, èç êîòîðîãî ñäåëàí ÷àí äëÿ ñòàëè ñr = 460 Äæ/êã. ãðàä.;

· tr– òåìïåðàòóðà íàãðåâà ÷àíà;

· tr – òåìïåðàòóðà, äî êîòîðîé óñïååò îõëàäèòüñÿ ÷àí çà âðåìÿ çàãðóçêè è âûãðóçêè î÷åðåäíîé ïîðöèè ïðîäóêòà, åñëè ïðîèñõîäèò ðàçîâîå çàïàðèâàíèå, òî

tor = t0 .

Êîëè÷åñòâî ïîòåðü òåïëà ÷åðåç ñòåíêè ÷àíà:

ãäå Fr– íàðóæíàÿ ïîâåðõíîñòü ÷àíà, ì;

trñð – ñðåäíÿÿ òåìïåðàòóðà ïîâåðõíîñòè ÷àíà çà âðåìÿ ïîëíîãî öèêëà çàïàðèâàíèÿ;

tâ – òåìïåðàòóðà îêðóæàþùåãî âîçäóõà;

á – êîýôôèöèåíò òåïëîîòäà÷è îò ïîâåðõíîñòè ÷àíà ê îêðóæàþùåìó âîçäóõó, â çàêðûòîì ïîìåùåíèè á = 10…60 Âò/ì2·ãðàä.

Êîëè÷åñòâî òåïëà, óõîäÿùåå ñ êîíäåíñàòîì:

Äæ,

ãäå câ– òåïëîåìêîñòü êîíäåíñàòà (âîäû), 4,19 ÊÄæ/êã;

· tâ– òåìïåðàòóðà âîäû, ïîñòóïàþùåé â ïàðîîáðàçîâàòåëü;

· tê– ñðåäíÿÿ òåìïåðàòóðà êîíäåíñàòà, â íà÷àëå çàïàðèâàíèÿ

tê = t0 ,

â êîíöå çàïàðèâàíèÿ

tê = tã ;

· Uóä– óäåëüíûé ðàñõîä ïàðà íà çàïàðèâàíèå, äëÿ ñóùåñòâóþùèõ êàðòîôåëåçàïàðî÷íûõ àãðåãàòîâ Uóä= 0,17…0,22 êã/êã.

Ðàñ÷åòíûì ïóòåì óäåëüíûé ðàñõîä ïàðà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå:

êã/êã,

ãäå i– òåïëîñîäåðæàíèå ïàðà, Äæ/êã.

Êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ èñïîëüçîâàíèÿ òåïëà çàïàðíèêîì

.

3. Ðàñ÷åò ïðîöåññà íåïðåðûâíîãî çàïàðèâàíèÿ êàðòîôåëÿ

Íåïðåðûâíûé ïðîöåññ çàïàðèâàíèÿ îòëè÷àåòñÿ òåì, ÷òî ãîòîâûé êàðòîôåëü íåïðåðûâíî âûãðóæàåòñÿ èç ÷àíà, à íà åãî ìåñòî ïîñòóïàþò íîâûå ïîðöèè êàðòîôåëÿ. Òàêîé ïðîöåññ âîçìîæíî îñóùåñòâèòü òîëüêî ïðè óñëîâèè, ÷òî ìàññà êàðòîôåëÿ áóäåò ðàâíîìåðíî ñëîÿìè áåç ïåðåìåøèâàíèÿ èõ ïðîäâèãàòüñÿ îò âõîäà ê âûõîäó. Ñêîðîñòü ïðîäâèæåíèÿ äîëæíà áûòü òàêîâà, ÷òîáû çà âðåìÿ íàõîæäåíèÿ êëóáíåé â ÷àíå îíè áûëè äîâåäåíû äî ãîòîâíîñòè. Ñêîðîñòü ôðîíòà ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïàðà, âûõîäÿùåãî èç ïàðîâîãî íàñàäêà, äîëæíà áûòü ðàâíà ñêîðîñòè ïðîäâèæåíèÿ êëóáíåé.  ýòîì ñëó÷àå óñòàíîâèòñÿ ñòðîãî ïîñòîÿííàÿ «ãîðÿ÷àÿ» çîíà, íåèçìåííàÿ ïî ðàçìåðàì, ÷òî îáåñïå÷èò êà÷åñòâåííîå âûïîëíåíèå ïðîöåññà. Òàêèì îáðàçîì, ïðîäîëæèòåëüíîñòü äâèæåíèÿ êëóáíÿ êàðòîôåëÿ îò çàãðóçî÷íîãî ê âûãðóçíîìó ëþêó äîëæíà áûòü ðàâíà ïðîäîëæèòåëüíîñòè íàãðåâàíèÿ êëóáíÿ äî ãîòîâíîñòè

, ñ.

Ñêîðîñòü äâèæåíèÿ êëóáíåé â ÷àíå

,ì/ñ.

Ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ïðîöåññà íåïðåðûâíîãî çàïàðèâàíèÿ

, êã/ñ .

Ðàñõîä ïàðà, ïîòðåáíûé íà ïðîâåäåíèå ïðîöåññà

,êã/ñ.

×òîáû îïðåäåëèòü ïîëíûé ðàñõîä ïàðà, íåîáõîäèìî ó÷åñòü ïîòåðè òåïëà ÷åðåç ñòåíêè çàïàðíèêà Wç. Ðàñõîä ïàðà íà íàãðåâ ñòåíîê çàïàðíèêà ìîæíî íå ó÷èòûâàòü, òàê êàê ýòî ïðîèñõîäèò ëèøü â íà÷àëå ïðîöåññà. Òåïëî êîíäåíñàòà êàðòîôåëþ ïðàêòè÷åñêè íå îòäàåòñÿ, ò.ê. êîíäåíñàò ñòåêàåò â íèæíþþ ÷àñòü ÷àíà, ãäå êëóáíè èìåþò òåìïåðàòóðó ãîòîâíîñòè.

Óäåëüíûé ðàñõîä ïàðà

, êã/êã.

Åñëè çàäàíà ïðîèçâîäèòåëüíîñòü àãðåãàòà, òî ìîæíî îïðåäåëèòü åãî ðàçìåðû. Íàïðèìåð, ïðè

H = Kr·Ä

,

Îòêóäà

ì,

ãäå äëÿ àãðåãàòîâ íåïðåðûâíîãî äåéñòâèÿ äëèíà àãðåãàòà ïðèíèìàåòñÿ â 1,5…2 ðàçà áîëüøå äèàìåòðà (Kr = 1,5…2). Ýòî íåîáõîäèìî äëÿ áîëåå ðàâíîìåðíîãî ïðîïàðèâàíèÿ è îñåäàíèÿ êëóáíåé â ÷àíå.

Ïðîèçâîäèòåëüíîñòü âûãðóçíîãî øíåêà äîëæíà áûòü ðàâíà ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ïðîöåññà çàïàðèâàíèÿ. Ïîñêîëüêó ïîñëåäíÿÿ çàâèñèò îò ðàçìåðà êëóáíåé è åãî òåïëîôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ, íà ïðèâîäå âûãðóçíîãî øíåêà ñòàâÿò âàðèàòîð.

Êàê óïîìèíàëîñü, ïàðîâûå íàñàäêè ìîãóò èçãîòàâëèâàòüñÿ ïëîñêîñòíûìè, ëèíåéíûìè è òî÷å÷íûìè. Ïëîñêîñòíûå îáåñïå÷èâàþò âïóñê ïàðà â ÷àí ïî âñåé ïëîùàäè åãî ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ (ôðîíò ðàñïðîñòðàíåíèÿ – ïëîñêîñòü), ëèíåéíûå îáåñïå÷èâàþò âïóñê ïàðà îò ëèíèè (ïåðôîðèð. òðóáû) ðàâíîìåðíî âî âñå ñòîðîíû íà âñåé äëèíå òðóáû (ôðîíò ðàñïðîñòðàíåíèÿ – öèëèíäð), òî÷å÷íûå îáåñïå÷èâàþò âïóñê ïàðà èç òî÷êè (òîðåö òðóáû) (ôðîíò ðàñïðîñòðàíåíèÿ – ñôåðà). Êàæäûé òèï ïàðîâîãî íàñàäêà èìååò ñâîå ïðåèìóùåñòâåííîå è öåëåñîîáðàçíîå ïðèìåíåíèå. Ïëîñêîñòíîé – â àãðåãàòàõ íåïðåðûâíîãî äåéñòâèÿ, è ëèíåéíûé – â öèëèíäðè÷åñêèõ ÷àíàõ ïåðèîäè÷åñêîãî äåéñòâèÿ ñ óñòàíîâêîé ïî îñè öèëèíäðà íà âñþ åãî äëèíó, òî÷å÷íûé – â áîëüøèõ åìêîñòÿõ ïåðèîäè÷åñêîãî äåéñòâèÿ, èìåþùèõ ïðîèçâîëüíóþ ôîðìó.

Ïðè ëþáûõ òèïàõ íàñàäîê îòâåðñòèÿ â íèõ (êðîìå òî÷å÷íûõ) äîëæíû ðàñïîëàãàòüñÿ ðàâíîìåðíî, à èõ îáùàÿ ïëîùàäü äîëæíà áûòü íå ìåíüøå äèàìåòðà ïàðîâîãî íàñàäêà

,

ãäå m – ÷èñëî îòâåðñòèé â ïàðîâîì íàñàäêå.

Âî èçáåæàíèå èçëèøíèõ ãèäðàâëè÷åñêèõ ïîòåðü ïðè äâèæåíèè ïàðà ïî òðóáàì, åãî ñêîðîñòü íå äîëæíà ïðåâûøàòü õï = 25…30 ì/ñ. Òîãäà äèàìåòð ïàðîïðîâîäà îïðåäåëÿåòñÿ èç âûðàæåíèÿ

,

Îòêóäà

ì,

ãäå ñï – ïëîòíîñòü ïàðà ïðè äàííîì äàâëåíèè è òåìïåðàòóðå.

Ëèòåðàòóðà

1. Òåðïèëîâñêèé Ê.Ô. Ìåõàíèçàöèÿ ïðîöåññîâ òåïëîâîé îáðàáîòêè êîðìîâ. – Ìí.: Óðàäæàé, 2003.

Ðàçìåùåíî íà Allbest.ru

…