Технологический расчет просеивателей

Производительность Q просеивающих машин с неподвижным ситом рассчитывается по формуле.

где п — частота вращения шнека, об/с; р_н — насыпная масса просеиваемого продукта, кг/м³; в — коэффициент производительности, учитывающий условия загрузки и степень заполнения шнека, а также свойства продукта и его вращение вокруг оси шнека, в = 0,2—0,3; к — геометрический коэффициент, учитывающий полезную площадь шнека, к = 0,60—0,75.

Коэффициент, учитывающий полезную площадь шнека, к можно также рассчитать по формуле.

где d — внутренний диаметр шнека, м.

Некоторые конструктивные размеры просеивателя с вертикальным барабаном рекомендуется принимать из следующих соотношений: шаг шнека t = (0,7—1,0)D; внутренний диаметр шнека d = (0,2—0,3)D; высота загрузочного отверстия корпуса шнека h = (1,0—1,5) t; радиальный зазор между шнеком и стойкой 5 = 2—3 мм.

Площадь ситовой поверхности F_c рассчитывается по формуле.

где q — севкость (удельная нагрузка на 1 м² сита), кг/(м²-с), q = = 2,0—2,9 кг/(м²-с) (по опытным данным, для пшеничной муки q = = 2,9 кг/(м²-с), для ржаной муки q = 2,36 кг/(м²*с)); D_c — диаметр цилиндрического сита, м; Я_с — высота сита, м.

Диаметр цилиндрического корпуса D_c вертикального транспортирующего шнека и внутреннего сита.

Производительность Q просеивателя с вертикальным вращающимся ситом определяется по формуле

где F₀ — суммарная площадь отверстий сита (живое сечение поверхности сита), м²; v₀ — скорость прохождения частиц продукта сквозь сито, м/с; ф — коэффициент использования поверхности сита, ф = 0,4—0,5. Площадь живого сечения сита F₀ приближенно равна.

где к_с — коэффициент живого сечения сита, зависящий от толщины нитей (проволоки) и размеров ячеек, для плетеных сит к_с = 0,6—0,9, для пробивных — не более 0,5; F_c — общая площадь ситовой поверхности, м²; D₆ — диаметр барабана, м; Н — высота барабана, м.

Снижение скорости движения частиц продукта в вихревых потоках воздуха рабочей камеры характеризуется коэффициентом подачи, существенно влияющим на скорость прохождения частиц продукта сквозь отверстия сита. Последняя определяется как нормальная составляющая скорости движения частиц продукта под действием центробежной силы при максимальном их удалении от оси вращения (радиусе сита). С учетом коэффициента подачи скорость прохождения частиц продукта сквозь отверстия сита v₀ может быть определена по формуле.

где (1 — К_пр) — коэффициент подачи; К_пр — коэффициент проскальзывания продукта по поверхности сита, К_пр = 0,7—0,8.

Коэффициент использования ф поверхности сита.

где F_Kn — площадь контакта продукта с поверхностью сита, м². Производительность Q бурата определяется по формуле.

где ц — коэффициент разрыхления материала, ц = 0,6—0,8; п — частота вращения барабана, об/с; а — угол наклона граней барабана к его оси, град, для цилиндрического барабана ос = 4—8°; R — приведенный радиус барабана, м; h — наибольшая толщина слоя муки в барабане, м, обычно принимают h = 0,05 м.

Общая площадь ситовой поверхности барабана бурата определяется по формуле (4.24), принимая для барабанных сит севкость (удельная производительность бурата) q₆ =0,33−0,56 кг/(м²-с).

Для пирамидального бурата площадь ситовой поверхности F одной рамки будет равна.

где z — число граней ситового барабана, шт., z = 5—6 шт.

Считая, что приведенный радиус барабана R является средней линией пирамидальной грани ситового барабана, определяется длина барабана L и средняя ширина В ситовой рамки:

По рассчитанным площади ситовой рамки и ее длине определяют размеры сторон рамки, представляющей собой равнобочную трапецию. При цилиндрическом или коническом барабанах их размеры находят по известным из геометрии формулам. При этом для цилиндрического барабана найденное значение R считается радиусом основания, а для конического — средним между радиусами большего и меньшего оснований.

Радиус цилиндрического сита R можно также найти по формуле.

где v — окружная скорость барабана, м/с, обычно v = 2,0—2,5 м/с. Частота вращения п_ш распределительного шнека.

где D_p, d_p — соответственно, наружный и внутренний диаметры распределительного шнека, м; t_p — шаг винтовой навивки, м; е — коэффициент заполнения корпуса шнека, в = 0,5—0,6.

Размеры распределительного шнека принимают в следующих пределах: наружный диаметр D_p = 0,15—0,20 м; внутренний диаметр d_p = = (0,2—0,3)D_p; шаг винтовой навивки t_p = D_p.

Производительность Q вибрационных просеивающих машин.

где В — ширина сита, м; h — высота слоя продукта на сите, м, h = = 0,01—0,005 м; v_n — скорость перемещения продукта по ситу, м/с, у_п = 0,1—0,2 м/с; к — коэффициент разрыхления, к = 0,5—0,7.

Мощность электродвигателя N просеивателя с неподвижным вертикальным ситом.

где — мощность, необходимая для подъема муки, Вт; N₂ — мощность, необходимая для вращения питающих лопастей, Вт; т — КПД механического привода.

Первое слагаемое Ы_г определяется следующим образом:

где Я — высота подъема продукта шнеком, м; к_и — коэффициент, учитывающий потери на трение шнека в подшипниках, к_п = 1,15—1,20;

w — коэффициент сопротивления движению материала по стенке корпуса, w = 10.

Мощность N₂, необходимая для вращения питающих лопастей:

где z — число лопастей, шт.; к_с — коэффициент сопротивления, для муки к_с = 5000; to — угловая скорость лопастей, рад/с; h — высота лопасти, м, h ~ 0,03 м; Я_л — наружный радиус лопасти, м, Я_л ~ 0,3 м; г_л — радиус вала лопасти, м, г_л «0,03 м.

Технологическая мощность N просеивателя с вращающимся вертикальным ситом, в конструкции которого имеются питатели, подающие продукт к просеивающей головке, состоит из следующих составляющих:

где N₁ — мощность, необходимая для преодоления трения продукта о поверхность сита, Вт; N₂ — мощность, необходимая для перемещения продукта ситом, Вт; N₃ — мощность, необходимая для подачи продукта крыльчаткой к шнеку, Вт; iV₄ — мощность, необходимая для подачи продукта шнеком, Вт.

Мощность N_b необходимая для преодоления сил трения,.

где М_с — момент трения, приложенный к барабану-ситу, Н-м; т_н — масса продукта, находящегося на сите, кг; т_с — масса барабана-сита, кг.

Масса продукта т_н, находящегося на сите, составляет.

где h — высота слоя продукта в барабане-сите, м; определяется расстоянием между ребром ножа-разрыхлителя и стенкой барабана.

Масса барабана т_с рассчитывается по формуле.

где h_c — толщина сита, м; р_с — плотность материала сита, кг/м³. Мощность N₂, необходимая для перемещения продукта ситом,.

Мощность N₃, необходимая для подачи продукта крыльчаткой к шнеку,.

где М_к — крутящий момент, приложенный к крыльчатке, Н-м; со_к — угловая скорость крыльчатки, с^-1; т_к — масса крыльчатки, кг; т_пк — масса продукта, передаваемого крыльчаткой, кг; г_к — средний радиус крыльчатки, м.

Масса продукта т_пк, передаваемого крыльчаткой, составляет:

где R_max, R_min — соответственно, расстояние от оси вращения до конца и начала лопасти крыльчатки, м; h_K — высота лопасти крыльчатки, м; Ф_к — коэффициент использования площади, описываемой лопастью крыльчатки, ф_к = 0,6—0,7.

Мощность N₄, необходимая для подачи продукта шнеком:

где М_ш — момент, приложенный к шнеку, Н-м; о)_ш — угловая скорость шнека, с^-1, обычно со_ш = оо_с; т_ш — масса шнека, кг; т_пш — масса продукта, перемещаемая шнеком, кг; г_шн — наружный радиус шнека, м. Масса продукта т_пш, находящегося в витках шнека:

где г_шв — внутренний радиус шнека, м; ?_ш — шаг витков шнека, м; — количество витков шнека, шт.; ф_ш — коэффициент заполнения межвиткового пространства шнека, ф_ш = 0,6—0,8.

При расчете мощности просеивающего механизма с вращающимся ситом, не имеющим питательных устройств, учитываются только первые два слагаемых технологической мощности.

Технологическая мощность N бурата определяется по формуле.

где — мощность, необходимая для преодоления трения в подшипниках, Вт; N₂ — мощность, затрачиваемая на подъем продуктадо угла естественного откоса, Вт; N₃ — мощность, необходимая для вращения распределительного шнека, Вт.

Первое слагаемое N_l рассчитывается по формуле.

где М_тр — момент трения, Н-м; со — угловая скорость барабана, с^-1; Р_тр — сила трения, Н; d_B — диаметр цапфы вала, м; G₆ — вес вращающихся частей барабана бурата, Н; G_n — вес материала в барабане, Н; /— коэффициент трения скольжения в подшипниках, / = 0,15—0,20. Вес материала G_n в барабане

Мощность N₂, затрачиваемая на подъем муки в барабане до угла естественного откоса,.

Мощность N₃, необходимая для вращения распределительного шнека,.

где I — длина распределительного шнека, м; х — коэффициент сопротивления движению материала по стенке корпуса, х = 2—5. Технологическая мощность N вибрационного просеивателя.

где М_в — возмущающий момент, Н-м; о) — угловая скорость вращения дисбалансов, с^-1; т — масса дебалансов просеивателя, кг; R — расстояние от оси вращения до центра тяжести вращающихся дебалансов, м.