Задание

Определить действительную объемную производительность сепаратора-сливкоотделителя , м³/с, построить график зависимости производительности сепаратора от остаточной жирности обезжиренного молока , %, объемное количество выделяемых сливок , м³/с, и обезжиренного молока , м³/с и степень обезжиривания σ, %, если заданы: количество тарелок , шт., частота вращения барабана , с^-1, максимальный , м, и минимальный , м, расчетные радиусы тарелок, температура молока , ⁰С.

Числовые значения исходных данных примите из таблицы 14.

Таблица 14

Ва-риант	Кол-во тарелок Z, шт.	Частота вращения барабана W, с-1	Расчетные радиусы тарелок, м		Температура молока t, 0С	Расстояние R0, м	Наружный радиус барабана Rб, м
			максимальный	минимальный
1	12	1256	0,045	0,012	30	0,014	0,052
2	28	952	0,049	0,020	35	0,022	0,054
3	30	764	0,054	0,022	40	0,025	0,060
4	35	776	0,065	0,024	45	0,028	0,072
5	80	764	0,109	0,037	50	0,042	0,115
6	120	628	0,155	0,048	55	0,050	0,165
7	135	673	0,143	0,050	30	0,016	0,150
8	150	617	0,164	0,014	35	0,014	0,170
9	12	1570	0,050	0,01	40	0,020	0,056
10	28	1258	0,058	0,018	45	0,022	0,065
11	30	815	0,068	0,022	50	0,028	0,074
12	35	810	0,058	0,026	55	0,040	0,064

Расчетная часть

Действительная объемная производительность сепаратора-сливкоотделителя , м³/с, определяется по зависимости

, (11.1)

где β – технологический КПД сепаратора, показывающий отношение действительной производительности к теоретической. (β = 0,5…0,7);

– угловая скорость вращения барабана сепаратора, рад/с;

Z – число тарелок в барабане, шт.;

α – угол подъема образующей конуса тарелки, ⁰ (α ≈ 56 ⁰);

R_max, R_min – максимальный и минимальный расчетные радиусы тарелок, м;

ρ_с, ρ_ч – плотность дисперсионной среды (плазмы) и жировых

частиц, кг/м³;

μ – вязкость дисперсионной среды, Па∙с;

d_ч – минимальные диаметры жировых частиц, выделяемых

из молока (максимальный диаметр жировых частиц,

оставшихся в обрате), м.

Рассчитайте действительную объемную производительность сепаратора , м³/с, при заданных диаметрах жировых частиц. По графику определите жирность обрата , %.

Рис. 11.2. Зависимость жирности обрата , % от диаметра

жировых частиц d_ч, м

Таблица 15. Значения плотности молока, жира и вязкости молока при различной температуре

Температура молока t, 0С	Плотность		Вязкость молока μ, Па∙с
	молока ρс, кг/м3	жира ρч, кг/м3
30	1030,6	911,9	0,00133
35	1028,8	908,2	0,00117
40	1026,6	905,0	0,00104
45	1024,5	901,2	0,00090
50	1022,3	898,2	0,00085
55	1019,8	894,5	0,00077

Объемное количество сливок , м³/с, выделенных сепаратором:

, (11.2)

где – соответственно жирности молока, обрата, сливок, %. Примените для расчетов = 4,2 %; = 0,05 %; = 20 %;

– действительная объемная производительность сепаратора при жирности обрата 0,05 %.

Количество обрата , м³/с, выделенного сепаратором:

. (11.3)

Степень обезжиривания молока σ, % сепаратором-сливкоотделителем:

. (11.4)

Мощность, затрачиваемая на привод барабана открытого сепаратора , кВт:

, (11.5)

где – мощность на придание кинетической энергии выводимым фракциям молока, кВт;

– мощность на преодоление аэродинамического сопротивления барабана о воздух, кВт;

– мощность на преодоление трения в уплотнительных манжетах и опорных узлах (подшипниках), кВт;

– мощность на встроенные насос и напорный диск, кВт.

, (11.6)

где φ – экспериментальный коэффициент (φ = 1,1…1,2);

– расстояние от оси барабана до торца отверстия, через которое фракции молока покидают барабан, м.

, (11.7)

где β – экспериментальный коэффициент (β = 0,15);

ρ_в – плотность воздуха, кг/м³ (ρ_в = 1,23 кг/м³);

– наружный радиус барабана по заданию, м.

Для расчетов примите = 0,020 кВт.

Так как в рассчитываемом сепараторе нет встроенных насосов и напорного диска, = 0.

Мощность, потребляемая сепаратором , кВт:

, (11.8)

где η – механический КПД привода барабана (η = 0,87…0,90).

Мощность электродвигателя с учетом пускового момента , кВт:

(11.9)

Удельные затраты электроэнергии на сепарирование молока , кВт∙ч/м³:

. (11.10)