3. Определение расхода воздуха доильной установкой

Расход воздуха доильными аппаратами зависит от частоты пульсаций. величины вакуумстатического давления, объема камер пульсатора, коллектора и соединительных трубок, в которых действует переменное давление.

При изотермическом процессе расширения согласно закону Бойля-Мариотта

откуда

где V_a и V_h – объемы воздуха, занимаемые при атмосферном P_a и остаточном

давлении P_h, соответствующему разряжению h в вакуумной системе.

Остаточное давление

тогда

т.е. объем, занимаемый воздухом при давлении P_h, будет больше объема при атмосферном давлении P_a. Поскольку объем камер и трубок доильного аппарата неизменен, то за один цикл работы необходимо откачать объем воздуха равный

Этот объем необходимо привести к нормальным условиям, т.е. к атмосферному давлению. Тогда согласно закону Бойля-Мариотта

.

Подставив значение V_ц получим

При частоте пульсаций (теоретически) расход воздуха доильным аппаратом

, м³/с.

Расход воздуха доильной установкой

м³/с,

где z – количество одновременно работающих доильных аппаратов.

В связи с тем, что доильные аппараты несовершенны и при их работе наблюдается утечка воздуха, то фактический расход воздуха доильной установкой будет определяться

м³/с,

где 1,3 – коэффициент, учитывающий подсос воздуха при переключении

клапанов в пульсаторе;

А – суммарный коэффициент, учитывающий подсос воздуха.

Королев В.Ф. предлагает его значение определять по выражению

где α_i – коэффициент, учитывающий подсос воздуха через зазоры в соединительных

трубках, между соском и сосковой резиной, при ухудшении работы насоса и т.д.

Обычно, с учетом запаса подачи воздухи насосом А = 2.

4. Классификация охладителей молока. Тепловой баланс процесса охлаждения и расчет поверхности охлаждения

Охладители молока бывают двух типов: проточные и емкостные. В проточных охладителях теплообменивающиеся среды движутся непрерывно потоком. Их можно классифицировать по следующим признакам:

1. по характеру соприкосновения с окружающим воздухом – открытые (оросительные) и закрытые (проточные);

2. по профилю рабочей поверхности – трубчатые и пластинчатые;

3. по числу секций – одно- и многосекционные;

4. по подаче – напорные и вакуумные;

5. по направлению движения охлаждающей жидкости – прямоточные и противоточные.

Количество теплоты, отбираемое хладоносителем от молока, определяется по выражению

Вт

где М – подача молока в единицу времени, кг/с;

с – удельная теплоемкость молока, Дж/кг·град;

t_H, t_K – начальная и конечная температура молока соответственно.

Теплота, передаваемая через стенки охладителя, при установившемся режиме воспринимается хладагентом и определяется как

Вт

где В – массовый расход охлаждающей жидкости, кг/с;

с_х – удельная теплоемкость охлаждающей жидкости, Дж/кг·град;

t_к.х,, t_о – конечная и начальная температуры охлаждающей жидкости.

Если пренебречь потерями тепла в окружающую среду, то баланс тепла будет следующим

Приняв, что отношение

– коэффициент кратности расхода хладагента, предыдущее выражение можно переписать

Отсюда .

При охлаждении водой n = 2,5…3, рассолом – n = 1,5…2,5.

Поток тепла, проходящий через стенки охладителя, можно определить уравнением Ньютона-Фурье:

,

где K – коэффициент теплопередачи через плоскую стенку, Вт/м²·град;

F – общая теплообменная поверхность, м²;

– средняя логарифмическая разность температур между теплообменными средами.

Приняв, что все количество теплоты, отбираемое у молока, передается через теплообменную поверхность, можно записать

Отсюда определим общую теплообменную поверхность

,

где – разность температур между жидкостями в начале процесса;

– разность температур между жидкостями в конце процесса.