- •Сборник методических указаний к лабораторным работам
- •Автоматические роторные и конвейерные линии
- •110300 Агроинженерия
- •110303 Механизация переработки сельскохозяйственной продукции»
- •Лабораторная работа № 1
- •1. Изучение конструкций автоматических роторных и конвейерных линий: 1.1. Структурный состав, назначение технологических и транспортных
- •Лабораторная работа № 2
- •1. Изучение конструкций автоматических роторных и конвейерных линий:
- •1.2. Автоматическая загрузка предметов труда, составление паспорта линии
- •1. Цель и задачи работы.
- •2. Общие положения (теоретические сведения).
- •Лабораторная работа № 3
- •2. Роторы для фасования жидкостей
- •2.1. Изучение конструкций роторов для фасования жидкостей
- •1. Цель и задачи работы.
- •2. Общие положения (теоретические сведения).
- •Лабораторная работа № 4
- •2. Роторы для фасования жидкостей
- •2.2. Определение времени наполнения тары
- •1. Цель и задачи работы.
- •2. Общие положения (теоретические сведения).
- •Лабораторная работа № 5
- •3. Механические бункерные загрузочные устройства для подачи укупорочных элементов в автоматические роторные и конвейерные линии:
- •3.1. Анализ конструкций
- •1. Цель и задачи работы:
- •2. Общие положения (теоретические сведения).
- •Лабораторная работа № 6
- •3. Механические бункерные загрузочные устройства для подачи укупорочных элементов в автоматические роторные и конвейерные линии:
- •3.2. Расчет основных параметров
- •1. Цель и задачи работы:
- •2. Общие положения (теоретические сведения).
Лабораторная работа № 4
2. Роторы для фасования жидкостей
2.2. Определение времени наполнения тары
1. Цель и задачи работы.
- изучить основы расчета времени наполнения тары в роторных машинах для фасования жидкостей;
- выполнить соответствующий расчет.
2. Общие положения (теоретические сведения).
В зависимости от типа используемого дозатора время наполнения бутылки будет различным.
Гидравлический расчет разливочного автомата сводится к определению времени слива жидкости в бутылку, что является главным показателем пропускной способности разливочного устройства машины.
Теоретический расход жидкости, вытекающей через отверстие в дне сосуда,
, (1)
где – коэффициент расхода; – площадь сечения отверстия для выхода жидкости, м2; g – ускорение силы тяжести, м/с2; — высота столба жидкости, м; р1 – давление газа над жидкостью в расходном резервуаре или в наполнительном приборе, Па; р2 – давление газа в бутылке, Па; – удельный вес жидкости, кг/м3.
Каждый разливочный или дозировочный прибор машины имеет каналы для жидкости и газа. В процессе наполнения бутылки жидкость вытесняет из ее полости воздух (а при розливе шампанского — углекислый газ), который отводится через газопровод в расходный резервуар. Вытесняемый из бутылки воздух встречает сопротивление в газовом канале и на выходе. Это вызывает повышение давления газа и, следовательно, уменьшение производительности прибора. Поэтому при определении производительности прибора следует учитывать не только коэффициент расхода жидкостного канала, но и коэффициент расхода газопровода.
Расход вытесняемого из бутылки газа:
, (2)
где – удельный вес газа, кг/м3 (принимаем кг/м3); – площадь сечения отверстия для выхода жидкости, м2; – коэффициент расхода, определяемый выражением
. (3)
Влияние сопротивлений в газовых каналах на производительность разливочной системы или снижение расхода сливной системы может быть выражено уравнением:
. (4)
Давление воздуха в бутылке р2:
. (5)
Давление газа в расходном резервуаре:
. (6)
Расход жидкости с учетом изменения давления:
. (7)
Гравитационный метод розлива может осуществляться с дозированием жидкости по объему или по уровню. В зависимости от способа дозировки время наполнения бутылки одним и тем же объемом жидкости изменяется,
Если в сосуде уровень жидкости меняется, то время наполнения бутылки жидкостью:
, (8)
где V – объем одной бутылки, м3.
Если в сосуде поддерживается постоянный уровень жидкости, что характерно для случая дозирования жидкости по уровню:
, (9)
Когда поперечное сечение сосуда, например, дозировочного прибора, изменяется по высоте, приведенные формулы неприменимы. В этом случае задача решается графо-аналитическим методом (в работе не рассматриваем).
Уравнения (8) и (9) распространяются на случаи истечения жидкости из отверстий в тонкой стенке днища сосуда. При этом струя преодолевает лишь местное сопротивление в отверстии тонкой стенки.
Наполнительные приборы разливочных автоматов имеют насадки (патрубки) различной длины и формы, через которые сливается жидкость.
В насадке возникают гидравлические сопротивления, вызывающие потерю напора и оказывающие влияние на скорость истечения жидкости, а, следовательно, и на расход. Это следует учитывать при расчете.
Длина насадка зависит от глубины ввода его в бутылку. Для формирования и изменения направления струи отверстие для выхода жидкости в насадке выполняется различной формы: треугольное, дающее треугольную струю; кольцевое, создающее струю в форме «шатра», стекающую по внутренним стенкам бутылки тонкой пленкой, и др.
С овременные распространенные разливочные автоматы построены по одной из двух гидравлических схем слива жидкости в бутылки – схеме 1 (рис. а) и схеме 2 (рис. б).
Рис. Схемы к расчету насадок при дозировании жидкости по уровню (а) и по объему (б)
Схема 1. Гравитационный метод розлива с дозированием жидкости по уровню. Режим движения жидкости – установившийся. Напор постоянный.
Время наполнения бутылки:
, (10)
где – действующий напор; – площадь поперечного сечения выходного отверстия насадка.
Схема 2. Гравитационный метод розлива с дозированием жидкости по объему. Режим движения жидкости – неустановившийся. Напор переменный.
Время наполнения бутылки:
, (11)
где , – начальный и конечный напоры; F – площадь сечения мерного стакана.
3. Объекты исследования, оборудование, материалы и наглядные пособия.
Автоматические роторные машины и линии для фасования жидких пищевых продуктов, особенности их расчета.
4. Задание на работу (рабочее задание).
Для проведения работы бригаде студентов предоставляются методические указания, а преподаватель иллюстрирует основные теоретические сведения эскизами на доске. Каждый студент обязан принять участие в работе, оформить отчет и рассчитать основные параметры роторных машин для фасования в соответствии с заданием.
Недостающие данные взять из справочной литературы..
5. Ход работы (порядок выполнения работы).
Выполнение работы заключается в расчете роторных машин для фасования жидких пищевых продуктов.
Порядок выполнения работы.
5.1. Подробно изучить основные теоретические сведения (п. II).
№ вар. |
П, шт./мин
|
V, л
|
по объему |
по уровню |
||||||||
с ковшовым дозатором |
с клапанным дозатором |
при атмосферном давлении |
под давлением |
|||||||||
D, м |
H, м |
, м |
, м |
|
h, м |
|
, м |
|
, кг/м3 |
|||
1 |
180 |
0,75 |
0,070 |
0,20 |
0,010 |
0,010 |
0,45 |
0,12 |
0,60 |
0,008 |
0,55 |
900 |
2 |
200 |
1,00 |
0,075 |
0,25 |
0,012 |
0,012 |
0,50 |
0,15 |
0,65 |
0,016 |
0,60 |
880 |
3 |
100 |
0,25 |
0,080 |
0,30 |
0,014 |
0,014 |
0,55 |
0,12 |
0,45 |
0,020 |
0,65 |
1050 |
4 |
80 |
0,50 |
0,085 |
0,20 |
0,008 |
0,008 |
0,60 |
0,15 |
0,50 |
0,015 |
0,45 |
870 |
5 |
120 |
0,75 |
0,090 |
0,25 |
0,016 |
0,016 |
0,65 |
0,12 |
0,55 |
0,013 |
0,50 |
1100 |
6 |
150 |
1,00 |
0,070 |
0,30 |
0,020 |
0,020 |
0,45 |
0,15 |
0,60 |
0,009 |
0,55 |
1020 |
7 |
180 |
0,25 |
0,075 |
0,20 |
0,015 |
0,015 |
0,50 |
0,12 |
0,65 |
0,011 |
0,60 |
1045 |
8 |
200 |
0,50 |
0,080 |
0,25 |
0,013 |
0,013 |
0,55 |
0,15 |
0,45 |
0,008 |
0,65 |
1010 |
9 |
100 |
0,75 |
0,085 |
0,30 |
0,009 |
0,009 |
0,60 |
0,12 |
0,50 |
0,016 |
0,55 |
1020 |
10 |
80 |
1,00 |
0,090 |
0,20 |
0,011 |
0,011 |
0,65 |
0,15 |
0,55 |
0,020 |
0,60 |
1035 |
11 |
120 |
0,25 |
0,070 |
0,25 |
0,010 |
0,010 |
0,45 |
0,12 |
0,60 |
0,008 |
0,65 |
920 |
12 |
150 |
0,50 |
0,075 |
0,30 |
0,012 |
0,012 |
0,50 |
0,15 |
0,65 |
0,016 |
0,45 |
970 |
13 |
180 |
0,75 |
0,080 |
0,20 |
0,014 |
0,014 |
0,55 |
0,12 |
0,45 |
0,020 |
0,50 |
940 |
14 |
200 |
1,00 |
0,085 |
0,25 |
0,008 |
0,008 |
0,60 |
0,15 |
0,50 |
0,015 |
0,55 |
1015 |
15 |
100 |
0,25 |
0,090 |
0,30 |
0,016 |
0,016 |
0,65 |
0,12 |
0,55 |
0,013 |
0,60 |
1060 |
16 |
80 |
0,50 |
0,070 |
0,20 |
0,020 |
0,020 |
0,45 |
0,15 |
0,60 |
0,009 |
0,65 |
870 |
17 |
100 |
0,75 |
0,075 |
0,25 |
0,015 |
0,015 |
0,50 |
0,12 |
0,65 |
0,011 |
0,55 |
1100 |
18 |
120 |
1,00 |
0,080 |
0,30 |
0,013 |
0,013 |
0,55 |
0,15 |
0,45 |
0,008 |
0,60 |
1020 |
19 |
120 |
0,25 |
0,085 |
0,20 |
0,009 |
0,009 |
0,60 |
0,12 |
0,50 |
0,016 |
0,65 |
1045 |
20 |
150 |
0,50 |
0,090 |
0,25 |
0,011 |
0,011 |
0,65 |
0,15 |
0,55 |
0,020 |
0,45 |
870 |
5.2. Рассчитать конструкции роторных машин для фасования жидких пищевых продуктов.
6. Содержание отчета.
Отчет должен содержать:
- название работы;
- цель работы;
- расчет роторных машин для фасования жидких пищевых продуктов.
7. Список использованных источников.
1. Зайчик Ц.Р. Технологическое оборудование винодельческих предприятий. М.: Агропромиздат, 1988. 351 с.
2. Харитонов Н.Ф. Автоматы и поточные линии розлива вин. М.: Машиностроение, 1967. 248 с.