5.5.4. Энергетические расчеты

Обработка продуктов в технологических процессах связанна с затратой энергии: тепловой, механической, электрической и др. Для определения расхода энергии обычно составляют энергетические балансы. На основе закона сохранения энергия, количество энергии, введенной в процесс, должно быть равно количеству энергии, полученной в результате проведения процесса, или, иначе говоря, в любом процессе приход энергии равен ее расходу.

Если учесть все потери энергии, которые неизбежны в любом производственном процессе, то уравнение теплового баланса имеет вид:

Q₁ + Q₂ + Q₃ = Q₄ + Q₅. (5.28)

где Q₁  количество теплоты, введенной в процесс продуктами;

Q₂  количество теплоты, введенной в процесс извне;

Q₃  количество теплоты, выделяющейся в результате приведения процесса;

Q₄  количество теплоты, выведенной из процесса продуктами;

Q₅  количество теплоты, теряемой в окружающую среду.

Из этого уравнения можно определить любую из пяти величин при условии, что известны остальные. Обычно при проектировании определяют то количество теплоты, которое необходимо подводить извне, а при исследовании действующих аппаратов и машин  потери теплоты.

Энергия привода каждой машины расходуется на преодоление сопротивлений: передвижению подвижных частей машины при совершении технологического процесса, перемещению продукции, а также дополнительных и вредных сопротивлениях в механизмах. Эта энергия в единицу времени, т.е. мощность, также характеризует машину с энергетической точки зрения. Следует отличать мощность, необходимую на валу данной машины, от мощности двигателя, который приводит машину в движение. Мощность двигателя вследствие потерь энергии в передаточных механизмах всегда должна быть больше мощности, требующейся на валу машины.

Таким образом, полезная мощность всегда меньше фактической. Отношение полезной мощности к фактической с учетом всех потерь называется коэффициентом полезного действия (КПД) машины, т.е.

(5.29)

Чем совершеннее работает данная машина, тем ближе КПД к единице.

В сложных животноводческих машинах и в поточных производственных линиях различные транспортные устройств (скребковые, ленточные и другие транспортеры, шнеки, ковшевые элеваторы и т.п.) применяют как отдельные узлы и рабочие органы для погрузки, перемещения, совершения технологических процессов и выгрузки. Для приготовления, транспортировки и раздачи кормов, удаления навоза, помета и т.п. также широко применяют транспортирующие машины.

Методика энергетических расчетов транспортирующих машин подробно разработана и изложена в соответствующих литературных источниках. В частности, при выполнении энергетических расчетов по транспортирующим машинам в курсовом проекте рекомендуется использовать учебное пособие «Подъемно-транспортные машины» В. В. Красников и др. (1987г.).

Для энергетических расчетов таких машин, как дробилки, соломосилосорезки, корнеклубнемойки, корнерезки, объемные, барабанные, шнековые и тарельчатые дозаторы, смесители, скребковые и ленточно-тросовые раздатчики кормов, навозо-уборочные транспортеры, вакуум-насосы доильных установок, пастеризаторы с вытеснительным барабаном, молочные сепараторы и др., рекомендуется использовать учебное пособие С. В. Мельникова «Механизация и автоматизация животноводческих ферм». – Колос, 1978 и «Технологическое оборудование животноводческих ферм и комплексов». Агропромиздат, 1985.

При необходимости и в зависимости от тематики дипломного и курсового проектов рекомендуется также пользоваться научно-технической справочной и учебно-методической литературой пищевой, мясо-молочной, комбикормовой и химической промышленности, так как машины и оборудование для животноводства по принципу действия и, следовательно, по методике расчета аналогичны машинам, применяемым в указанных отраслях народного хозяйства.