- •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
2.4. Розрахунок основних параметрів машин для механічного змішування пластичної продукції
2.4.1. Особливості розрахунку лопатевих машин д я перемішування пластичної маси
В процесі руху робочих органів мішалки для обробки пластичних мас разом з опором, що складають сили внутрішнього тертя, між шарами продукції та з поверхнями виконавчих органів та стінками робочої ємкості, виникають опори внаслідок липучості або зчеплення між частинками продукції.
Для процесу перемішування пластичної продукції критерій Ейлера дорівнює:
(45)
де C – постійна, що залежить від форми лопаті; n,m,s – показники степені;– безрозмірна характеристика властивостей середовища та способу перемішування; – геометрична характеристика лопаті: =l/b; – геометрична характеристика лопаті: =D/b; l – довжина лопаті; b – ширина лопаті; D – діаметр резервуару мішалки.
Для спрощення розрахунків критерій Ейлера визначається як:
(46)
де Р – опір, який чинить середовище рухомій лопаті, Н; S – густина середовища, кг/м3; μ – в’язкість середовища, Н*с/м2; S – площина лопаті, м2; υ – швидкість руху лопаті, м/с2; l – визначаючий розмір, м; τ – напруга зсуву, яка з врахуванням глибини переміщення лопаті h становить, Н/м2;
(47)
де – коефіцієнт зчеплення або липучість, Н/м2; – коефіцієнт внутрішнього тертя покою:
(48)
де – кут внутрішнього тертя покою.
За замірами Зарицького у процесі руху кулі постійні формули (45) дорівнюють: С=2378; к=2,12, а у процесі руху прямої лопаті, якої l/b=5:С=582,9;к=2,155.
Для перемішування фаршу Лапшин довів, що при швидкості руху лопаті у межах від 0,3 до 1,5 м/с : сили опору середовища складають:
(49)
де R – сумарний питомий опір середовища , Н/м2; – умовний початковий опір середовища, Н/м2;а – постійний параметр;
Продукція |
|
R , н/m20 |
Варені ковбаси |
4600…4800 |
4 … 6 |
Напівкопчені ковбаси |
7800 |
1,2 … 1,3 |
Таблиця 2 Середні значення параметрів для визначення опорів при перемішуванні м’ясного фарша
№ п/п |
Параметри |
Фарш для ковбас | ||
варених |
напівкопчених |
копчених | ||
1. |
Сумарний опір для прямих лопатей при V=1,5 м/с, R, 104 Н/м2 |
1 … 1,5 |
2 … 2,5 |
2,5 … 3 |
2. |
Питома витрата енергії, кВт*год/т |
3,9 |
4,6 |
2,7 |
3. |
Коефіцієнт зчеплення або липучість С3, 103 Н/м2 |
2 … 3 |
3 … 4 |
~ 5 |
4. |
Кут внутрішнього тертя 0, град |
16 |
22 |
28 |
5. |
Гранична напруга зсуву 0, 103 Н/м2 |
0,4 … 2 |
2 … 3 |
3 … 4 |
За дослідженнями Горбатова:
(50)
де A,n – постійні коефіцієнти, величини яких для м’ясного фаршу можна прийняти: А=150 … 430; n – 0,19 … 0,3; υ– середня швидкість руху фаршу, см/с.
Середні значення параметрів, що необхідні для визначення опорів при перемішуванні м’ясного фарша, приведені у таблиці 2.
2.4.2. Особливості розрахунку тістомісильних машин
Продуктивність тістомісильних машин періодичної дії визначається за формулою:
(51)
де φ – коефіцієнт використання об’єму діжки: φ= 0,45 … 0,65; V – ємкість діжки, м3; ρ – густина тіста, кг/м3; – час, що витрачається для здійснення допоміжних операцій: =120…150 c.
Технологічна потужність для даної машини становить:
=+ (52)
де – потужність, що необхідна для обертання місильного органу при замісі тіста, кВт:
(53)
де
–
максимальний радіус місильного органа,
м:
1
(54)
–відповідно вага діжки та продукції, Н; f– коефіцієнт тертя валу діжки в опорах: f=0,2 … 0,3.– радіуc цапфи валу діжки, м;– кутова швидкість обертання діжки, рад/с.
Продуктивність тістомісильних машин безперервної дії складає:
(55)
де D – діаметр окружності, що описується крайньою точкою лопаті, м;– крок лопатів, м; n – частота обертання місильного валу, с–1; – коефіцієнт подачі, що залежить від форми лопатів та їх розташування на валу: L– довжина місильного корита, м;– тривалість замісу (робочий час ), с.
При цьому потужність, що необхідна для обертання місильного
органа при замісі тіста визначається за формулою:
(56)
де –відповідно осьова та радіальна складові рівнодіючої сил опору,що виникають в процесі перемішування, Н; –відповідно осьова та окружна швидкості рух у точки прикладання рівнодіючої сил опору, м/с; – кількість лопатів у тістомісильній машині.
Складові формули ( 6.51 ) визначаються наступним чином:
(57)
(58)
(59)
де S – площина лопаті, м2; α– кут нахилу лопаті до осі обертання, град; f – коефіцієнт тертя тіста по лопаті; r– радіус обертання центра площини лопаті, м; R – питомий опір тіста обертанню лопаті: = 5000 Н/м2; γ – кут внутрішнього тертя тіста γ = 450;ω – кутова швидкість лопатів, рад/с.
При проектуванні тістомісильника макаронного пресу визначають наступні параметри. Об”єм місильного корита даної машини становить:
(60)
де –вологість відповідно сухих виробів та тіста: ρ – густина тіста: ρ=600кг/м; П – продуктивність тістомісильника: кг/с; – тривалість робочої дії тобто замісу: φ– коефіцієнт заповнення корита тістом: φ= 0,5.
Інші геометричні параметри робочої порожнини складають:
1. площа поперечного перерізу місильного корита:
(61)
де b,h –відповідно ширина та висота робочого резервуару, м;
2. довжина робочого корита: L=V/S/
Продуктивність даної машини можна визначити за формулою:
(62)