Порядок проведения занятия

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 r_max = 0,131м; r_min = 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 F_Ф = 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; К_а – коэффициент запаса мощности; К_а = 1,6¸1,7

 

Принимаем h = 0,5; К_а = 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; r_cp – средний радиус лопастей, определяется по формуле:

r_cp  =

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 = P_C + u_с, Вт

где P_C – сила, необходимая для отделения отмеренной порции фарша, определяется по формуле:

P_C = t×F_Ф, Н,

где t – предельное напряжение сдвига, (0,4¸2,0).10³ Н/м²

 

Принимаем t = 2 ×10³, Н/м²

u_с – скорость отделения отформованной порции фарша определяется по формуле:

u_с = 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 r_i – радиус паровой рубашки; r_i – 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 (P_Ж  - j P_Ж), кДж

к – коэффициент пропорциональности, зависит от физических свойств жидкости и скорости движения воздуха, принять к = 0,036; P_Ж  - упругость водяных паров при t_cp, при средней температуре продукта.

t_cp  = = 58⁰с, при t_cp = 58⁰с

P_Ж = 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; r_ст = 7800 кг/м³

с – удельная теплоемкость стали, с = 0,482 кДж/кг К

Давление абсолютное в паровой рубашке принять, Р_абс  = 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(t_ст - t_в)×3,6 кДж

где F =

r₁ = 0,47 м, r₂ = 0,5 м,

a = 9,3 + 0,058t_ст, Вт/м²К

a - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности котла;              t_ст – температура наружной поверхности котла, принять t_ст = 45⁰С.

6.Продолжительность нагрева:

t =  ; ч

где Q_ОБЩ = Q₁+Q₂+Q_3, кДж; F – поверхность нагрева котла, м²;               К – коэффициент теплопередачи, Вт/м²К, принять К = 650 Вт/м²К

Dt_ср =

 

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; Р_ж – упругость пара при средней температуре, мм рт. ст. (принимается из таблицы сухого насыщенного пара); Р_ж' – 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 J_n = J_к + r×x, кДж/кг,

J_n пара, кДж/кг, J_к конденсата, кДж/кг; r - теплота испарения влаги, кДж/кг; х – степень сухости пара, принять х = 0,95¸0,96.