Методика выполнения работы

1. Изучите конструкцию одношнекового экструдера и ознакомьтесь с его основными частями. Обратите внимание на то, что загрузочное устройство, корпус, шнек и матрица съемные. Загрузочное устройство и матрица крепятся к корпусу, а корпус к станине.

2. Снимите матрицу с экструдера, извлеките из корпуса шнек и определите его геометрические размеры.

3. Соберите экструдер в обратной последовательности и убедитесь в правильной сборке.

5. Перед началом работы произведите нагрев матрицы и корпуса экструдера до требуемой температуры обработки.

6. Включите машину на 30...40 с и проверьте ее исправность на холостом ходу.

7. С помощью вариатора и тахометра установите необходимую частоту вращения рабочего органа.

8. Вновь включите экструдер и равномерно загрузите первую порцию крупы с большей влажностью.

9. После вывода экструдера на рабочий режим засыпьте основную порцию продукта (крупа, хлебная крошка с размером частиц 2 мм) массой не менее 1,0 кг и влажностью 12...14%.

10. После достижения устойчивого режима работы периодически производите отбор проб экструдата, зафиксируйте значения величины давления в предматричной зоне экструдера, температуры корпуса и экструдата.

11. Замерьте напряжение и силу тока, потребляемого электроприводом.

12. Измените частоту вращения шнека и повторите испытания.

13. По окончании работы выключите привод, снимите матрицу и извлеките шнек из корпуса.

14. Очистите их от остатков продукта.

15. Все части экструдера, соприкасавшиеся с продуктом, протрите сухой тканью, а с наружных поверхностей сметите пыль сухой щеткой.

16. Устраните неисправности, замеченные при проведении испытаний.

Расчетная часть

Определите объемную производительность Q_d (м³/с) для любого сечения на длине dl дозирующей зоны шнека

Q_д= (4.3.1)

где D - наружный диаметр шнека, м; h. - глубина канала шнека, м; n - частота вращения шнека, с^-1 i - число заходов шнека (i=1); е- осевая ширина витков шнека, м (е=0); t - шаг нарезки шнека, м; j - угол подъема винтовой линии шнека,

j=arctg(t/pD); m - динамическая вязкость продукта, Па·с (m=const=m_эф – что соответствует изотермическому течению и очень близко к реальному процессу для мелких шнеков,

m = 1,03×10 Па·с); F_в, F_n - коэффициенты, зависящие от W/h и показывающие в какой мере на характер течения продукта влияют стенки канала и угол j.

Чем мельче канал (малое h,W>>h ), тем ближе к единице коэффициенты F .При F_в=F_n=1 получим одномерное течение расплава продукта.

Для изотермического режима работы шнекового экструдера

(4.3.2)

где P - перепад давления в дозирующей зоне ( P принимаем равным давлению p в предматричной зоне), Па;

L_д - длина дозирующей зоны шнека, м; L_д = 5D.

Рассчитайте расход через отверстие любого профиля в матрице Q_г (м³/с)

Q_г=K (4.3.3)

где К - константа матрицы; P_г - перепад давления в матрице. Па; m_г - вязкость продукта в матрице, Па×с.

Для цилиндрического канала матрицы константа K определяется выражением

K= (4.3.4)

где l - длина формующего канала матрицы, м; R - радиус канала, м.

Для плоской щели

K= (4.3.5)

где l - длина формующего канала матрицы (щели), м; - ширина формующей щели, м; h - высота щели, м.

Поскольку в обычных условиях работы экструдера P = P_г, а Q_д=Q_г - вследствие неразрывности потока и сохранения массы, то решая совместно эти уравнения, получим фактическую производительность

Q= (4.3.6)

Определите мощность, затрачиваемую на привод экструдера N_дв (кВт),

N_дв= (4.3.7)

де ; L_общ – общая длина рабочей части шнека, м.