Тема 4 расчет электрокотла для запаривания корма

Цель занятия. Приобретение и закрепление навыков расчета электрокотла для запаривания корма.

4.1 Расчетные формулы

Определяем необходимую потребность в паре по формуле, кг/ч

, (4.1)

где - масса i запариваемого корма, кг;

- удельная теплоемкость корма, ;

i - теплосодержание пара (для 20 кПа i=2690 кДж/кг);

- теплосодержание конденсата ( при º);

- КПД паровых котлов, ;

- КПД запарника, .

Определяем мощность котла по формуле, кВт

. (4.2)

Если процессы разнородны, но совпадают по времени, кВт

, (4.3)

где - продолжительность совмещенного максимума, с;

- совмещенный максимум, кВт.

Определяем суточную потребность установки в паре по формуле

, (4.4)

где - удельный расход пара на i- й процесс парообразования, кг/кг;

- масса i-го продукта, подлежащего тепловой обработке, к/сут;

n - количество видов продукции, шт.

Определяем производительность парообразования по формуле

. (4.5)

Таблица 4.1 Нормы расхода пара для тепловой обработки корма.

Процесс	Удельный расход пара, кг
Запаривание 1 кг корма:
- корнеклубнеплодов	0,16-0,2
- измельченной соломы	0,4-0,5
- смешанные корма	0,3-0,4
Запарка зерновых на 1 кг	0,12-0,15
Проваривание различных кормов	0,4
Пастеризация молока на 1 кг	0,12-0,15
Отопление 1 помещения	0,5-0,75
Пропаривание 1 молочной фляги	0,2-0,25
Нагрев 1 кг воды с 10ºС до 90ºС	0,18-0,2

Тема 5 расчет параметров электроплазмолизатора растительного сырья

Цель занятия. Приобретение и закрепление навыков расчета установки для электрообработки растительного сырья.

5.1 Расчетные формулы

Задание 5.1 Рассчитать параметры электроплазмолизатора технологической линии, подача которой Q_m = 8700 кг/ч, для обработки стружки сахарной свеклы. Удельное сопротивление сокостружечной массы сахарной свеклы р₀ = 9 Ом·м, рабочая температура массы Ө = 40° С, расстояние между фазным электродом и заземленным барабаном l = 0,07 м, ширина канала h = 0,7 м, диаметр барабана d = 1,1 м, расстояние между фазными электродами х = 0,07 м. Напряжение сети Uc=380/220 В.

Рисунок 5.1 Конструктивная схема барабанного электроплазмолизатора:

1 - заземленный барабан с диэлектрическими бортами; 2 - фазные электроды; 3 - подача сырья; 4 - выход сырья после обработки электродом и днищем электроплазмолизатора, где в диэлектрической ванне находятся электроды-пластины на расстоянии х, м; h - ширина рабочего канала барабана, м; d - диаметр барабана-электрода, м.

Исходные данные: Q_m = 8700 кг/ч, Uc=380/220 В, р₀ = 9 Ом·м, Ө = 40° С, l = 0,07 м, h = 0,7 м, d = 1,1 м, х = 0,07 м.

Определить:

Решение:

5.1 Определяем напряженность электрического поля между электродами электроплазмолизатора, Е, В/м по формуле

Е = U_ф/l < E_доп =j_доп·р, (5.1)

где Е_доп - допустимое значение напряженности поля, В/м;

j_доп - допустимое значение плотности электрического тока А/м² (j_доп < 6∙10³ А/м²).

Е = 220/0,07 =3142,85 В/м< E_доп =6000·9=54000 В/м.

5.2 Определяем продолжительность процесса электроплазмолиза, t, с

по формуле

t = 3·10³·р₀·К ·10⁸/(Е³·Ө), (5.2)

где K - коэффициент токоустойчивости, показывающий, как клетки противостоят действию силы тока, разрушающему оболочку;

р₀ - удельное электрическое сопротивление сырья, Ом∙м;

Е - напряженность электрического поля, В/м;

Ө - рабочая температура, ° С.

t = 3·10³·9·10·10⁸/(3142,85³- 40) = 2,12 с.

5.3 Определяем скорость v, м/с, перемещения растительного сырья в плазмолизаторе по формуле

v = Q_м /(3600·р_м ·S), (5.3)

где Q_м - подача, кг/ч;

S - площадь сечения потока сырья, м;²

р_м - плотность измельченной растительной массы, кг/м³.

Для свекольной стружки р_м = 700 кг/м³.

S=h·l=0,7·0,07=0,049 м²;

v = 8700/(3600·700·0,049) = 0,07 м/с.

5.4 Определяем длину зоны электрообработке по формуле

L = t·v, (5.4)

где t - продолжительность процесса, с;

v - скорость перемещения сырья, м/с.

L = 2,12· 0,07 = 0,148 м.

5.5 Определяем частоту вращения барабана, n, мин^-1 по формуле

n = 60·v/(π·d), (5.5)

где v - скорость перемещения сырья, м/с;

d - диаметр барабана, м.

n = 60·0,07/(3,14·1,1) = 1,21 мин^-1.

5.6 Определяем площадь одного фазного электрода плазмолизатора, S₁, м² по формуле

S₁ = (L - 2·х) ·h/3, (5.6)

где L - длина зоны электрообработки, м;

х - расстояние между фазными электродами, м;

h - ширина канала, м.

S₁ = (0,148 - 2·0,07) ·0,7/3 = 0,0018 м².

5.7 Определяем силу тока электроплазмолизатора в одной фазе, I, А по формуле

I = U_ф·S₁·K_k/(р₀ ·l), (5.7)

где К_к - конструктивный коэффициент, учитывающий влияние наличия сокомезговой или сокостружечной смеси за электродным пространством электродных камер (для барабанного электроплазмолизатора К_к = 1,1);

U_ф - фазное напряжение питания электродной системы, В;

S₁ - площадь одного фазного электрода, м²;

р₀ - удельное электрическое сопротивление сырья, Ом∙м;

l - расстояние между барабаном и электродом, м.

I = 220·0,0018·1,1/(9·0,07) = 0,717 А.

5.8 Определяем общую мощность трехфазного электроплазмолизатора, Р, Вт по формуле

Р = 3U_ф·I; (5.8)

Р = 3·220·0,717 = 473,24Вт.

5.9 Определяем расход электроэнергии на процесс электроплазмолиза, Вт·ч/кг находим по формуле

W_эп=Р/ Q_м (5.9)

W_эп = 473,24/ 8700 = 0,054 Вт·ч/кг.

5.10 Определяем выход сока из стружки свеклы, %, при среднем размере частиц р = 0,01 м по формуле

В = 74ехр [0,01(12- - 10⁶·р³ + 2·10²·р + 16·10^-4·E)]; (5.10)

В = 74ехр [0,01(12 - - 1 + 2 + 16·10^-4·3142,85)] = 79,8%.