Ознакомиться с принципом действия котлетоформовочной машины, определить ее производительность и потребную мощность электродвигателя [3].
Производительность машины определяется по формуле:
G = 3600 × n × Z, шт/ч
где n – частота вращения формовочного стола, с-1; Z – количество ячеек в формовочном столе, шт.
Основные данные:
Диаметр бункера D = 0,264 м, максимальное и минимальное расстояние от оси вращения до рабочих точек лопасти rmax = 0,131м; rmin = 0, 032 м, частота вращения формовочного стола n = 0,2 с-1. частота вращения лопастей n1 = 0,62 с-1, высота бункера Н = 0,25 м, число ячеек в формовочном столе z = 3, плотность формовочного окна FФ = 0,038 м2, диаметр формовочной ячейки d = 0,07 м, радиус центра вращения ячейки R = 0,11 м.
Потребная мощность электродвигателя:
N = 
, 
где N1 - мощность, необходимая для преодоления трения продукта о стенки и о днище бункера, Вт; N2 – мощность, необходимая для отделения отформованной порции от общей массы, Вт; h - к.п.д передаточного механизма; Ка – коэффициент запаса мощности; Ка = 1,6¸1,7
Принимаем h = 0,5; Ка = 1,7
N1 = p × n1 × D ×T, Вт
T – сила трения, определяемая по формуле:
T = f (P + P0. F0),
где P0 – липкость, P0 = (2¸5)×103, Н/м2; f –коэффициент трения для мясного фарша; F0 – площадь контакта фарша с бункером, м2; Р – сила нормальная к поверхности сдвига, принимаем равной центробежной силе.
Принимаем f = 0,2; P0 = 
Н/м2
P = m 
, H
где m – масса загруженного продукта, кг; rcp – средний радиус лопастей, определяется по формуле:
rcp = 
w - угловая скорость, определяется по формуле: w = 2pn, рад/c
Принимаем m = 10 кг
Площадь контакта с цилиндрическим бункером определяется по формуле:
F = 
, м2
N2 = PC + uс, Вт
где PC – сила, необходимая для отделения отмеренной порции фарша, определяется по формуле:
PC = t×FФ, Н,
где t – предельное напряжение сдвига, (0,4¸2,0).103 Н/м2
Принимаем t = 2 ×103, Н/м2
uс – скорость отделения отформованной порции фарша определяется по формуле:
uс = 2pnR, м/c
Тема 4. Тепловое оборудование
Задача 11.
Цель занятия: изучить конструкцию и технические возможности пищеварочного парового котла.
Порядок проведения занятия
Ознакомиться с принципом действия пищеварочно-парового котла со сферическим днищем, определить его производительность, расход тепла и расход пара за цикл [6].
Определяем объем сферической части котла:
V = 
, м3
где r – радиус внутренней чаши;
Принимаем r = 0,47, м.
Масса продукта, загружаемого в котел:
G = 
где r - плотность продукта, кг/м3, r» 1060 кг/м3
Поверхность нагрева котла:
F = 2pr2, м2
где ri – радиус паровой рубашки; ri – 0,5, м;
Тепловой расчет
1. Определяем потери тепла на нагрев продукта:
Q = 
кДж
где с – удельная теплоемкость продукта кДж/кг К, принимаем с = 3,5¸3,6 кДж/кг К; t1 - начальная температура продукта, принимаем t1 = 200С; t2 – конечная температура продукта, принимаем t1 = 960С.
2. Потери тепла на испарения влаги с открытой поверхности котла:
Q2 = W×r, кДж
где W – количество испаренной влаги, кг; r- теплота испарения, кДж/кг
W = k×F×r (PЖ - j PЖ), кДж
к – коэффициент пропорциональности, зависит от физических свойств жидкости и скорости движения воздуха, принять к = 0,036; PЖ - упругость водяных паров при tcp, при средней температуре продукта.
tcp = 
= 580с, при tcp = 580с
PЖ = 136,08 мм. рт.ст.,
- упругость водяных паров при t0 = 200c, 
= 17,5 мм рт.ст;
t – продолжительность в часах.
3. Нагрев внутренней чаши котла:
Q3 = 
, где G1 = 2pr1× s1 × r, кг
Принять r1 = 0,47 м, s1 = 0,005 м; rст = 7800 кг/м3
с – удельная теплоемкость стали, с = 0,482 кДж/кг К
Давление абсолютное в паровой рубашке принять, Рабс = 0,3 МПА
4. Потери тепла на нагрев наружной чаши:
Q4 = G2 × с1 (t2 – t1), кДж
где G = 2pr2×s2r, кг;
где s2 – толщина стенки наружной чаши (паровой рубашки), м.
Принять s2 = 0,012 м.
5. Потери во внешнюю среду:
Q5 = F×a×t(tст - tв)×3,6 кДж
где F = 
r1 = 0,47 м, r2 = 0,5 м,
a = 9,3 + 0,058tст, Вт/м2К
a - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности котла; tст – температура наружной поверхности котла, принять tст = 450С.
6.Продолжительность нагрева:
t = 
; ч
где QОБЩ = Q1+Q2+Q3, кДж; F – поверхность нагрева котла, м2; К – коэффициент теплопередачи, Вт/м2К, принять К = 650 Вт/м2К
Dtср = 
7. Потери тепла на испарение влаги при нагреве продукта:
, кДж
где W – потери влаги при испарении части продукта, кг; r – скрытая теплота парообразования, кДж/кг
, кг
где F1 – открытая поверхность котла, м2; k – коэффициент, зависящий от физических свойств жидкости и скорости движения воздуха (k = 0,036); t - время цикла нагрева, ч; Рж – упругость пара при средней температуре, мм рт. ст. (принимается из таблицы сухого насыщенного пара); Рж' – упругость пара при начальной температуре, мм рт. ст. (принимается из таблицы сухого насыщенного пара); j - относительная влажность в долях единицы (j = 0,8).
8. Часовая производительность котла:
G4 = 
, кг/ч,
где t1 - время загрузки и разгрузки котла, час. t1= 0,25 час,
9. Расход тепла за цикл:
Q = Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5, кДж
10. Расход пара за цикл:
D = 
; кг
где Jn = Jк + r×x, кДж/кг,
Jn пара, кДж/кг, Jк конденсата, кДж/кг; r - теплота испарения влаги, кДж/кг; х – степень сухости пара, принять х = 0,95¸0,96.
