Плотность жиромассы:
с = 915 – (0,5· t)
При t = 85-950С примем с = 870 ч 875 кг/м3,
Давление жиромассы в кольцевом пространстве между корпусом и вращающимся барабаном АВЖ-245.
На внешней стороне вращающегося барабана АВЖ-245 также приварены два лопасти. То есть барабан так же работает как центробежный лопастной насос.
Однако зазор между корпусом аппарата и барабаном равен 7,5 мм, и в нем под влиянием лопастей барабана вращается жиромасса, в которую одновременно подается пар. В АВЖ – 400 этот зазор был равен 45 мм.
Поэтому давление в кольцевом пространстве АВЖ-245 очевидно, будет явно меньше чем в предыдущем аппарата и равно:
где щ = 150 рад/с. – угловая скорость вращения барабана;
с = 870 кг/м3 – плотность жира;
RК = 0,163 м – внутренний радиус корпуса аппарата;
RБН = 0,155 м – наружный радиус барабана
Следовательно, давление в кольцевом пространстве АВЖ-245:
Давление в барабане аппарата АВЖ-245
где R – внутренний радиус барабана АВЖ – 245
- в новых аппаратах – 145 мм, а в старых аппаратах выпуска 50 – 80-х годов – 122,5 мм;
r – радиус свободной поверхности в барабане – который необходимо определить;
Радиус свободной жидкости в барабане АВЖ-245 имеет, несомненно, другое значение, чем аппарате АВЖ-400, поскольку,
- во-первых, меньше сам диаметр барабана, (особенно для старых аппаратов); во-вторых, на периферии расположено 152 отверстия диаметром 6 мм, а не 30 мм как в АВЖ-400; и в третьих, пространство за отверстиями барабана гораздо меньше, поскольку зазор между стенкой вращающегося барабана и внешним корпусом аппарата составляет 7,5 мм.
Максимальное давление будет иметь место при полном заполнении барабана АВЖ-245, когда радиус свободной поверхности жиромассы в барабане равен нулю.
где RБВ = 0,145 м – внутренний радиус барабана;
- минимальное давление в барабане будет иметь место при радиусе свободной поверхности смеси жиромассы и воды в барабане примерно равным внутреннему диаметру барабана. действительное давление в барабане зависит от действительной производительности АВЖ-245
Из технической характеристики действительная производительность АВЖ-245 равна:
М = 2000 кг жира + (200 ч 300) кг воды = 2200 ч2300 кг/ч
или 2200/3600 = 0,61 ч0,64 кг/с
В то же время теоретическую производительность АВЖ-245 можно определить:
где kГ – геометрический параметр круглого отверстия, м3;
z = 152 шт – количество отверстий;
с = 870 кг/м3– плотность жира;
зЭФ – эффективная вязкость жира:
(70 – 100) Па·с; (при 300С по Ивашову)
12·10-3 Па·с; (при 800С по данным )
ДР – разность давлений жиромассы в барабане и кольцевом пространстве за барабаном.
Геометрический параметр отверстий барабана АВЖ-245
Разность между давлениями в барабане и в кольцевом пространстве.
ДР = (Р1 – Р)
где Р1 – давление внутри барабана, Па;
Р – давление в кольцевом пространстве за барабаном, Па.
Давление внутри барабана (Р1) должно быть больше давления (Р), в кольцевом пространстве.
То есть условием вытеснения жиромассы под влиянием центробежной силы является:
Р1 > Р
На основании вышеизложенного, исходя из формулы Ивашова, разность давлений будет равна:
При эффективной вязкости жира взятой по Ивашову (при 300С)
- т. е. в начале процесса измельчения разность между давлением в барабане и кольцевом пространстве за барабаном:
ДP = 0,611· 100/32 ·10-10·152·870 = 144413 Па
Давление внутри барабана больше давления в кольце на величину ДP:
Р1 = Р + ДP = 24900 + 144413 = 169313 Па
где Р = 24900 Па – давление в кольцевом пространстве АВЖ-245
ДP = 144413 Па – разность давлений в барабане и в кольце за барабаном.
При вязкости жира взятой по Горбатову (при 800С)
- т. е. в конце процесса измельчения разность давлений в барабане и кольце равна:
ДP = 0,611· 12·10-3 / 32 ·10-10·152·870 = 1,444 Па
Давление же внутри барабана
Р1 = Р + ДP = 24900 + 1,444 = 24901,44 Па
На основании полученного давления можно определить
- действительное значение радиуса свободной поверхности жиромассы в барабане. Для этого решаем уравнение по определению давления в барабане относительно радиуса свободной поверхности.
При вязкости 100 Па·с – (по ) действительное значение радиуса свободной поверхности:
= 0,061 м
При вязкости (12·10-3 Па·с - по )
= 0,136 м
Полученные значения радиуса свободной поверхности жиромассы в барабане соответствуют производительности аппарата в 2200 кг/час по жиромассе и горячей воде подаваемой в аппарат.
При вязкости взятой по радиус свободной поверхности весьма большой 0,136 м, при внутреннем радиусе барабана 0,145 м.
То есть жидкостное кольцо в барабане весьма мало и составляет в толщину всего лишь 9 мм.
Но, очевидно так и будет, если принять что вся жиромасса поступает в барабан уже расплавленной в жидком состоянии.
Если же это не так и жиромасса поступает в барабан нагретой не до 800, а меньше, то вязкость будет больше и радиус свободной поверхности увеличится.
Проверка теоретической производительности АВЖ-245 при разных значениях вязкости жира:
или 2230 кг/ч
Расчет проектируемого аппарата типа АВЖ – 130 выполняется по варианту, выбираемому по номеру студента в журнале преподавателя.
№ варианта | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 |
Наружный диаметр барабана, м | 0,140 | 0,142 | 0,143 | 0,144 | 0,145 | 0,146 | 0,147 | 0,148 | 0,149 | 0,150 |
Внутр. Диаметр барабана, м | 0,130 | 0,132 | 0,129 | 0,128 | 0,127 | 0,132 | 0,133 | 0,128 | 0,134 | 0,136 |
Количество отверстий, шт | 280 | 260 | 270 | 258 | 262 | 268 | 280 | 272 | 274 | 266 |
Диаметр отв., мм | 2 | 1,5 | 1,7 | 1,6 | 1,5 | 1,6 | 1,5 | 1.5 | 1,6 | 2 |
Кол-во добавляемой воды, л | 200 | 190 | 210 | 220 | 185 | 175 | 240 | 230 | 200 | 220 |
Углов скорость. рад/с | 280 | 300 | 310 | 290 | 295 | 300 | 285 | 305 | 295 | 300 |
Поверочный расчет серийного аппарата АВЖ-130
Особенности конструкции аппарата АВЖ – 130
Наружный диаметр барабана аппарата – 140 мм (0,14 м);
Наружный радиус барабана аппарата – 0,07 м;
Внутренний диаметр барабана аппарата – 130 мм (0,13 м),
Внутренний радиус барабана – 0,065 м;
Количество отверстий - 240 шт.;
Диаметр отверстий – 1,5 – 2,0 мм (0,002 м)
Длина отверстий – 0,005 м
Частота вращения – 48 об/с; угловая скорость 300 рад/с;
Практическая производительность - до 1500 кг/ч;
Мощность двигателя – 28 кВт
Этот аппарат самый маленький из аппаратов типа АВЖ. Он предназначен для создания дальнейшего напора, чтобы водно-жировая эмульсия могла и дальше течь в линии Р3-ФВТ-1, а также для поддержки жира в расплавленном горячем состоянии.
Поскольку в описании этого аппарата нет сведений о размерах кольцевого пространства за барабаном, то постараемся аналитически определить его минимальный радиус, а также высоту лопастей барабана.
Известно, что напор создаваемый барабаном достаточен для подъема расплавленной водно-жировой эмульсии на высоту 3 м, что соответствует давлению порядка 0,029 – 0,03 Мпа.
То есть
0,03 Мпа = 0,03·106 Па = 30000 Па ≈ 3 м. ж. ст.
Давление, создаваемое барабаном можно определить
где, Р = 30000 Па – давление, которое должен создавать барабан;
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
