4. Расчетная часть
4.1 Технологический расчет
4.1.1 Расчет основных параметров гидравлических транспортеров[1]
Производительность гидравлического транспортера можно рассчитать по формуле:
,кг/с
(1)
где f – площадь поперечного сечения желоба, которая рассчитывается по формуле(:
,
м2
(2)
где b – ширина желоба, м [6, с.23];
h1 – высота желоба, м [6, c.23];
v – скорость движения смеси воды и продукта (v = 0,65…1 м/с для корнеплодов);
ρ – плотность смеси воды и продукта, кг/м3, определяемая по формуле:
(3)
где ρп – насыпная плотность продукта, кг/м3 ( ρп = 600…780 кг/м3 ) [1, приложение 1];
ρв – плотность воды, кг/м3 ( ρв (при 200С) = 998,3 кг/м3 ) [1б приложение 2];
m – кратность расхода воды, кг/кг продукта ( m = 5 для корнеплодов );
φ – коэффициент заполнения желоба продуктом ( φ=0,4…0,6 );
n – коэффициент неравномерности подачи продукта в гидротранспортер (n = 1,1…1,5 ).
кг/м3
м2
кг/с
4.1.2 Расчет гидравлического транспортера [7]
Для расчета гидравлического транспортера используют уравнение неразрывности потока в открытом русле:
(4)
где Vt – объемный расход жидкости, м3/с;
S – площадь поперечного сечения потока, которая рассчитывается по формуле:
,
м2
(5)
vж – скорость жидкости, м/с (vж =2,7 м/с)[6, c.18];
В гидравлическом транспортере движется поток, состоящий из смеси воды, свеклы, тяжелых и легких примесей. Примесей в потоке незначительное количество и их можно не учитывать. Если принять, что плотность смеси по длине гидравлического транспортера постоянна, то формула (4) запишется в следующем виде:
,
м3/с
(6)
где mt -массовый расход воды, кг/с;
q-масса перерабатываемой свеклы, кг/с (q=510 кг/с) [6, c.21];;
𝜌-плотность смеси, кг/м3.
Скорость течения воды по транспортеру зависит от формы его поперечного сечения. В соответствии с формулой французского ученого-гидравлика Шези для скорости течения в открытом русле при одном и том же гидравлическом уклоне и одинаковой шероховатости стенок получим, что скорость движения потока будет тем больше, чем больше гидравлический радиус R некруглого транспортера:
;
(7)
где vп - скорость потока, м/с;
c - коэффициент Шези;
R - гидравлический радиус канала гидравлического транспортера, который рассчитывается по формуле:
, м
(8)
i - гидравлический уклон,м/м;
(9)
g=9,81 м/с2 ускорение силы тяжести,
Коэффициент трения Дарси, зависящий от шероховато стенок канала (λ=0,03)[6, с.21];
,м2
,м3/с
