Проектирование аппарата для сушки молока

ign="justify">       1.32 м², (4.34)

      Необходимую общую площадь фильтрации определяю  по формуле:

        м², (4.35)

где: DP’ =  36000 (Па с)/м - удельное гидравлическое сопротивление ткани фильтра;

      DP - полное гидравлическое сопротивление ткани фильтра, принимаю DP = 1300 Па.

 м².

      Таким образом общее необходимое количество рукавов:

       » 24 шт. (4.36)

      При размещении рукавов как показано на рисунке 4.3 общая площадь горизонтального сечения фильтра: Sобщ = 1.65×1.15 = 1.898 м².

Рис. 4.3. Горизонтальное сечение рукавов  фильтра.

      При этом скорость движения воздуха в  фильтре определяю по формуле:

       м/с, (4.37)

что меньше u_вит = 0.844 м/с - условие осаждения выполняется.

4.7. Расчет толщины слоя изоляции.

      Толщину слоя изоляции определяю по формуле:

       м, (4.38)

где: a₀  - коэффициент теплоотдачи от  внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду, Вт/(м²К);

t_вн - температура изоляции со стороны аппарата, ^оС;

t_ст = 45 ^оС - температура изоляции со стороны окружающей среды, принимается в диапазоне 35 .. 45 ^оС для аппаратов, работающих в помещении по требованию норм охраны труда;

t_о = 25 ^оС - температура окружающей среды;

l = 0.09 Вт/(м К) - коэффициент теплопроводности материала изоляции (в качестве принимаю материал - совелит - 85% магнезии + 15% асбеста).

      Коэффициент теплоотдачи от  внешней поверхности  изоляционного материала в окружающую среду определяю по эмпирической формуле:

       Вт/(м²К). (4.39)

 Вт/(м²К).

      Подставляю  полученные данные в формулу 4.38 и  получаю толщину слоя изоляции для  всех элементов аппарата, результаты вычислений заношу в таблицу 4.2. 

Таблица 4.2.

 

4.8. Расчет транспортирующих  устройств.

      Для транспортирования готового сухого продукта в разрабатываемом аппарате применяются два транспортных устройства: винтовой конвейер и вращающиеся скребки. Расчет произвожу по упрощенной методике с определением только частот вращения валов и необходимой мощности электродвигателя.

4.8.1. Винтовой  конвейер.

      Основные  размеры винта принимаю конструктивно: внешний диаметр винта D_винт=0.2 м,

длина винта l_винт = 2.78 м, угол наклона винтовой линии g_винт = 25 ^о.

      Приближенную  мощность на валу винта определяю  по формуле [6: стр. 236]:

       кВт, (4.40)

где: K_зап = 1.2 - коэффициент запаса мощности [6: стр. 240];

      w₀ = 1.2 коэффициент сопротивления движению [6: табл. 9.1];

      G₂ = 11.31×10^-3 т/ч - производительность по сухому продукту;

кВт = 0.12 Вт.

      Минимально  необходимую частоту вращения вала определяю по формуле:

       с^-1, (4.41)

где: y = 0.05 - коэффициент заполнения желоба;

с^-1 = 3.3 мин^-1.

4.8.2. Скребки.

      Частоту вращения вала скребков принимаю 3.6 мин^-1. 

      Для привода транспортирующих устройств  принимаю мотор-редуктор 1МЦ2С-63 со следующими характеристиками:

• частота вращения выходного вала n = 35.5 мин^-1;
• мощность на выходном валу N = 0.55 кВт.

      Мощности  мотор редуктора хватает с  огромным запасом.

      Для обеспечения частот вращения валов  принимаю две конические передачи с  передаточными числами u₁ = 10 (от выходного вала редуктора к валу скребков) и u₂ = 2 (от вала скребков к валу винта). 
 

4.9. Расчет гидравлических  потерь.

      Расчет  гидравлических потерь произвожу по методике [4: п. 1.1, стр. 13-15]. Общие потери состоят суммы линейных гидравлических сопротивлений (потерь давления) всех участков аппарата и суммы местных гидравлических сопротивлений.

      Линейные  потери давления определяю для каждого  участка определяю по формуле:

        Па, (4.42)

где: l - длина участка, м;

      d_Э - эквивалентный диаметр участка, м;

      r_В - плотность воздуха, кг/м³;

      u_В - скорость движения воздуха на участке, м/с;

      l_В - коэффициент трения воздуха.

      Коэффициент трения воздуха определяется в зависимости  от значения критерия Рейнольдса:

• при Re < 2320 (ламинарное движение воздуха) коэффициент трения определяется по формуле:

       , (4.43)

      где: А - коэффициент, зависящий от формы сечения участка.

• при Re > 2320 (турбулентное движение воздуха) коэффициент трения определяется по формуле:

       , (4.44)

      Значение  критерия Рейнольдса определяю по формуле:

       , (4.45)

где: n_В - кинематическая вязкость воздуха, м²/с. 

      Эквивалентный диаметр зависит от формы сечения  участка аппарата. Значения коэффициента А и формулы расчета эквивалентного диаметра приведены в таблице 4.3. 

Таблица 4.3.

 

      Местные потери давления определяю для каждого  участка определяю по формуле:

        Па, (4.46)

где: x - коэффициент местных потерь.

      Гидравлическая  схема аппарата (для расчета гидравлических потерь) приведена на рисунке 4.4.

 

Рис. 4.4. Схема сушилки для расчета гидравлических потерь.

1 - корпус, 2 - фильтр, 3 - рекуператор, 4 - калорифер, 5 - вентилятор, 6 - сброс отработанного  воздуха. 

      Промежуточные данные и результаты расчета линейных потерь заношу в таблицу 4.4.

      Промежуточные данные и результаты расчета местных  потерь заношу в таблицу 4.5.

 

Таблица 4.4.

* Гидравлические потери тканевого фильтра приняты 1300 Па при расчете фильтра.

** Гидравлические потери теплообменной части рекуператора (в итоговой потерях учитываются дважды, т.к. воздух проходит через рекуператор дважды).

*** Гидравлические потери конструктивной части рекуператора (в итоговой потерях учитываются дважды, т.к. воздух проходит через рекуператор дважды). 
 

Таблица 4.5.