- •Перемішування
- •1. Машини для перемішування сільськогосподарської продукції
- •1.1. Особливості процесу та обладнання
- •1.2. Розрахунок основних параметрів машин для механічного перемішування рідкої продукції
- •1.2.1. Загальна методика розрахунку
- •1.2.2. Особливості розрахунку лопатевих мішалок для перемішуваня рідкої продукції
- •1.2.3. Особливості розрахунку гвинтових мішалок
- •2. Розрахунок основних параметрів машин для механічного перемішування сипучої сировини
- •2.1. Особливості розрахунку лопатевих мішалок для обробки сипучої продукції
- •2.2. Особливості розрахунку барабанних змішувачів
- •2.3. Особливості розрахунку шнекових змішувачів
- •2.4. Розрахунок основних параметрів машин для механічного змішування пластичної продукції
- •2.4.1. Особливості розрахунку лопатевих машин д я перемішування пластичної маси
- •2.4.2. Особливості розрахунку тістомісильних машин
- •3. Розрахунок основних параметрів машин для пневматичного перемішування сільськогосподарської продукції
- •4. Контрольні завдання
- •5. Контрольні питання
1.2. Розрахунок основних параметрів машин для механічного перемішування рідкої продукції
1.2.1. Загальна методика розрахунку
Витрата енергії під час механічного перемішування визначається за рівнянням:
(9)
де Eu – безрозмірний комплекс, що називається критерієм Ейлера; c,k – коефіцієнти, що визначаються експериментально: c визначається відрізком, який відтинається прямою на осі ординат; k– тангенсом кута її нахилу до осі абсцис.
Re – критерій Рейнольдса.
Критерії Ейлера та Рейнольдса для перемішування становлять: (10)
(11)
де N – потужність на валу мішалки, Вт; d – діаметр мішалки, м; ρ – густина рідини, кг/м3; μ – динамічний коефіцієнт в’язкості , кг/м*с.
Використовуючи формули (6.9), (6.10), (6.11), можна обчислити потужність на валу мішалки.
Опір, що створює рідина при обертанні в ній робочих органів машини, без врахування сил тертя можна визначити за формулою:
(12)
де – коефіцієнт обтічності робочого органу; – площа проекції робочого органу на площину, що перпендикулярна до вектору швидкості лопаті υ, м2; U– швидкість руху рідини.
Коли швидкості руху рідини та виконавчих органів співпадають за напрямом, то у формулі (12 ) приймають знак мінус, при зустрічному напрямі – знак плюс, при перехресному – векторну суму.
0
0
0
Частота обертання мішалок визначається за формулою:
(13)
де – густина відповідно твердих частинок, рідини та їх суміші, φ– об’ємна доля твердої фази; d – діаметр твердих частинок, м; D – внутрішній діаметр мішалки, м;
Значення коефіцієнта с та показників степені x, y приведені у таблиці 1.
Таблиця 1 Значення коефіцієнта с та показників степені x
№ п/п |
Тип мішалки |
с |
x |
y |
1. |
Лопатева |
46,4 |
0 |
1 |
2. |
Гвинтова |
20,6 |
1 |
2 |
3. |
Турбінна |
14,7 |
1 |
2 |
1.2.2. Особливості розрахунку лопатевих мішалок для перемішуваня рідкої продукції
Потужність двигуна приводу мішалки можна визначити як:
(14)
–коефіцієнт, що враховує затрати енергії на створення пускового
моменту: =1,3;– геометричний коефіцієнт:– коефіцієнт шорсткості стінок :=1,1...1,2;– поправочний коефіцієнт на змійовик: =2...3;– поправочний коефіцієнт при наявності гільзи для термометра:=1,1; η– к.к.д. приводу; – потужність, що необхідна для обертання лопатів у робочий період:
(15)
де – коефіцієнт поту жнос ті для нормалізованих мішалок, щовикористовуються для перемішування рідини помірної в’язкості. Даний коефіцієнт визначається в залежності від типу мішалки та критерія Рейнольдса; d – діаметр лопаті, м;
Потужність, що витрачається на переміщення робочої лопаті в процесі перемішування, можна також визначити за формулою:
(16)
де S –площа лопаті, м2; η – к.к.д. приводу мішалки: η=0,75...0,8; – коефіцієнт опору руху лопаті у середовищі.
(17)
де ρ – густина середовища;
ψ – коефіцієнт, що залежить від форми лопаті та співвідношення її висоти та довжини. Для рідкого середовища можна приймати ψ=1,2...1,5;
Коли горизонтальна лопать мішалки рухається обертово, то опір середовища визначають за формулою:
(18)
де ,м/с – максимальна швидкість на кінці лопаті; n – число обертів за хвилину; – відстань від осі обертання до кінця лопаті;
Для лопаті, що вертикально обертається, опір середовища визначається як:
(19)
де – відповідно зовнішній та внутрішній радіуси обертання лопаті.
Опори, що виникають внаслідок дії сил тертя, складають у рідкому середовищі приблизно 0,5% лобового опору при обертанні лопатів мішалки. Тому при розрахунках ними можна зневажити.