Для кокосового маслапринимаетсяусловнозначениетеплоты плавления 30 ккал/кг. Следовательно, теплота плавления маргарина данного состава равна:
ккал/кг =. 4,187 = 57,68кДж/кгк
Дж/чУдельный расход холода на 1 т маргарина с учетом 20% потерь на компенсацию теплопритоков:
где х — коэффициент потерь тепла, х = 1,2. кДж/тПоверхность охлаждения цилиндров переохладителя (принимая, что половина тепловых потерь (10%) от трения в подшипниках и других должна быть компенсирована через поверхность охлаждения аппарата), определяют из следующего уравнения [9, c.466]: где k— коэффициент теплопередачи от испаряющегося аммиака к маргариновой эмульсии; в условиях интенсивного перемешивания эмульсии принимают k = 1200 ккал/(м2.ч.град) = 1200. 4,178 = 5013,6 кДж/(м2.ч.град);∆t— средняяразностьтемлератур между испаряющимся аммиаком и маргариновой эмульсией;
учета потерь, 1,1.При температуре испарения аммиака минус 17 °C, средняя разность температур между аммиаком и эмульсией будет:-17° аммиак-17°14° эмульсия 350Разность температур: 31° 52°°См2Определим расход хладагента.
где — теплота конденсации аммиака, 1360 кДж/кг.кг/чАммиак циркулирует по замкнутой системе. Поверхность охлаждения рабочих цилиндров вытеснительногопереохладителя, полученная расчетом, не совпадает с поверхностью их предусмотренной конструкцией аппарата. По этой причине требуется модернизация оборудования и замена имеющихся цилиндров на цилиндры с большей поверхностью охлаждения, либо учтановка дополнительного аппарата охлаждения маргариновой эмульсии. На каждую линию производства маргарина устанавливают по одному модернизированному или двумвытеснительнымпереохладителям.
2.4 Кинематический расчет привода
Произведем выборэлектродвигателя. Нахождениемощности на выходе [8, c.9]. где Твых, Н· м — вращающий момент на выходном валу привода;ωвых — угловая скорость на выходном валу привода, 160 мин-1 = 2,67 с-1.кВтОпределениеобщего КПД приводаобщ= ред6подш2муфты, где: ред — КПД редуктора, для зубчатой передачи 0,96; подш — КПД подшипников, для зубчатой передачи 0,99; муфты — КПД муфты, для зубчатой передачи 0,95.общ= 0,96 0,996 0,952 = 0,816.Определениетребуемоймощностиэлектродвигателяк
ВтОпределениечастотывращения вала электродвигателя[8, c.10]:, где ωвых — угловая скорость на выходном валу привода, с-1.nпр = nвыхu, u = uбыстрuтих
Изтаблицы 1.2 [1] выбраныпередаточныеотношениятихоходной и быстроходнойпередачи: uтих = (2,5…5); uбыстр =8nвх = nвu = 25,5 (2,5…5) 8= 510…1020 об/мин.Исходяизмощности, ориентировочных значений частот вращения, используя табл. 2.3выбран тип электродвигателя
АИР 112M4/1432[]. Определениевращающегомомента на тихоходном валуPm = Pэ. трмуфтыредPm =50,950,96 =4,56 кВт Н. мОпределениедействительногофактического передаточного числаUд = Uред* Uрем. передачи = 6,27где Uрем. передачи= 2,4.Uред= 6,27/2,4=2,2.Uред= 3.
2.5 Расчет на прочностьзубчатых передач
Расчётом должна быть проверена справедливость соблюдения следующего неравенства для прямозубых колёс [7]: где − коэффициент повышения прочности косозубых передач по контактным напряжениям, для прямозубых колес равный 1;Eпрприведённый модуль упругости, для стали равный 2,1.105 МПа; - найденное фактическое передаточное число, равное 6,27;
— диаметр шестерни, 0,25 м.- ширина зуба шестерни, 0,01 м. — синус угла наклона зубьев, при = 450, равный 1. Все геометрические параметры рассчитываемых колёс определены в п. 2.
5. Здесь также знак" +" относится к передачам внешнего зацепления, а" -" - внутреннего зацепления. Рассчитывают (или уточняют) величину вращающего момента
Т1 В Нмм на шестерне проверяемой передачи:
где η − КПД передачи, он учитывает потери мощности в зубчатой передаче; обычноη = 0,97. Н. мДля определения коэффициента внутренней динамической нагрузкиKHV необходимо по табл. 2.2 назначить степень точности передачи в зависимости от окружной скорости в зацеплении [7]: = 0,33 м/с. Таблица 2.
2. Степени точности зубчатых передач [7]Степеньточности
Окружные скорости вращения колёсV, м/спрямозубыхкосозубыхцилиндрическихконическихцилиндрических6до 15до 12до 307до 10до8до 158до6до4до 109до2до 1,5до4 Затем по табл. 2.3 находим значение коэффициента KHV для рассчитываемой передачи. Таблица 2.
3. ЗначениякоэффициентовKHVиKFV (верхние цифры относятся к прямым зубьям, нижние — к косым зубьям).Степеньточности
Твёрдостьповерхнос-тей зубьев
Коэф-фици-енты
ОкружнаяскоростьV, м/с1 358 109аKHV1,061,121,281,451,561,021,061,111,181,22KFV1,111,331,561,902,251,041,121,221,361,45бKHV1,031,091,171,281,351,011,031,071,111,14KFV1,031,091,171,281,351,011,031,071,111,14Итак, получаем KHV = 1,02.Отсюда найдем величину предельных нагрузок. Па = 385 МПа Так как = 385 МПа < = 600 МПа, то рассматриваемаязубчтая передача выдерживает испытание на прочность и может быть установлена на вытеснительном охладителе маргариновой эмульсии.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Вытеснительные охладители являются теплообменными аппаратами универсального назначения. Они применяются в тех случаях, когда охлаждаемая жидкость, эмульсия или суспензия обладают высокой вязкостью, малоподвижны, кристаллизуются или затвердевают при снижении температуры. Отличительной особенностью вытеснительных охладителей является наличие быстровращающихся ножей-скребков, обновляющих пограничный ламинарный слой и интенсивно перемешивающих продукт. В рамках данной работы был проведен обзор основных видов вытеснительных охладителей маргариновой эмульсии, использующихся в промышленности. Для проектирование был выбран трехцилиндровый вытеснительный охладитель. В работе проведены технологические, тепловые и механические расчеты в соответствии с производительностью аппарата по эмульсии маргарина, равной 2500 кг/ч и параметрами рабочей среды. Продолжительность пребывания эмульсии в вытеснительномпереохладителе составила 11,1 с. Удельный расход холода на 1 т маргарина с учетом 20% потерь на компенсацию теплопритоков равен 122 527,4 кДж/т.Расход хладагента (аммиака при температуре -17оС) равен 225,2 кг/час.Поверхность охлаждения цилиндров переохладителя составляет 1,35 м², что выше стандартной поверхности охлаждения, равной 1,065 м².
Таким образом, требуется увеличение поверхности охлаждения цилиндров переохладителя или установка второго аппарата, либо корректировка температурного режима. Расчетная мощность электродвигателя валов составила 5 кВт. По результатам проведенных расчетов, зубчтая передача вытеснительного охладителя выдерживает испытание на прочность и может быть установлена на вытеснительном охладителе маргариновой эмульсии. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫАнтипов С.Т. и др. Машины и аппараты пищевых производств. Книга 2. Том 1. Учебник для студ. вузов по спец. «
Машины и аппараты пищевых произ-в" и «Пищевая инженерия». В 3-х книгах.// под ред. В. А. Панфилова, В. Я. Груданова. ;
Минск: БГАТУ, 2008. — 580 с. Арутюнян Н. С. и др. Технология переработки жиров. — М.: Агропромиздат, 1985. -
367 с. Восканян О. С., Воронцова Н. Н., Середа Е. В. Пищевые эмульсии масложировой промышленности: учебно-методический комплекс дисциплины. — М.: МГУТУ, 2012. -
253 с. Калошин Ю. А. Технология и оборудование масложировых предприятий. — М.: Академия 2000. -
361 с. Калошин Ю. А. Оборудование отрасли. Технологическое оборудование отрасли (оборудование жироперерабатывающих предприятий). Часть I. Учебно-практическое пособие. — М: Издательство МГУТУ, 2004. — 52 с. Молчанов И. В. Технологическое оборудование жироперерабатывающих производств. -
М.: Пищевая промышленность, 1965. — 510 с. Расчет зубчатых передач. Электронное методическое пособие [Электронный ресурс].
— Режим доступа:
http://www.detalmach.ru/primer2.htmСиненко Е.Г., Сенькин В. И., Меновщиков В. А. Механика. Курсовое проектирование деталей машин Учебно-методическое пособие. — Красноярск: Изд-во Сибирского федерального университета, 2013. — 187 с. Товбин И. М., Файнберг Е. Е. Технологическое проектирование жироперерабатывающих предприятий. Расщепление жиров и др. М.: Пищевая промышленность, 1965. -513 с.
