Міністерство аграрної політики України

Вінницький національний аграрний університет

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДЛЯ ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

З ДИСЦИПЛІНИ

«МАШИНИ ТА ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ПЕРЕРОБКИ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОЇ ПРОДУКЦІЇ»

для студентів напряму підготовки

0919 – Механізація та електрифікація сільського господарства спеціальності 6.091902 – Механізація сільського господарства

денної та заочної форми навчання

Лабораторна робота № 8 ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ СУШІННЯ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ

Вінниця 2011

РОЗДІЛ 9. ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ СУШІННЯ ХАРЧОВИХ

ПРОДУКТІВ

Розрахунок барабанної сушарки

Розрахунок сушарок цього типу (рис. 9.1) починається з визначення кількості вологи , що підлягає випарюванню, і кількості висушеного матеріалу при заданій кількості вологого матеріалу в кг/год

(9.1)

(9.2)

де ,– початкова і кінцева вологість матеріалу, %.

Визначення витрат повітря на одиницю випареної вологи ведеться за формулою:

кг/г, (9.3)

а загальні витрати повітря:

кг/г, (9.4)

де – вологовміст повітряна вході в сушарку, кг/кг повітря;

–вологовміст повітря на виході з сушарки, кг/кг повітря.

; (9.5)

, (9.6)

де – відносна вологість повітря;

–пружність парів вологи в повітрі до нагрівання, Н/м²;

–загальний тиск, Н/м²;

–коефіцієнт, що враховує втрати теплоти в навколишнє середовище;

–кількість теплоти для нагрівання сухого матеріалу від початкової його температури до кінцевої:

, Дж/год (9.7)

де – теплоємність сухого матеріалу, Дж/кгград

–годинна продуктивність сушарки по сухому матеріалу, кг/год;

–кінцева і початкова температури матеріалу, °К;

–тепловміст повітря на вході в сушарку, нагрітого до заданої температури сушіння:

, Дж/кг, (9.8)

Тепловміст повітря на виході з сушарки:

, Дж/кг, (9.9)

де і– теплоємність повітря і парів води при температурі виходу їх з сушарки, Дж/(кгград);

–температура повітря на вході в сушарку, С;

–температура повітря на виході з сушарки, С;

–прихована теплота пароутворення, Дж/кг;

–температура повітря на виході з сушарки.

(9.10)

Тепловміст повітря знаходиться здіаграми або за формулою 9.8. Постількидіаграма розроблена виходячи з умовипри, то в даному випадку температури в формулі 9.8 іу формулі 9.6 необхідно підставляти в °С.

Визначення витрат повітря ведеться за формулою:

, кг/год. (9.11)

Ця кількість повітря повинна відповідати кількості повітря, визначеній з рівняння 9.4.

Об’єм сушильного барабана:

, м³ (9.12)

де – напруження сушарки по волозі, , що підбирається з практичних даних в межах від 5 до 15.

Коефіцієнт заповнення барабана матеріалом:

(9.13)

де – термін сушіння матеріалу, що визначається експериментально, або приймається поданим роботи аналогічних сушарок, хв.

–насипна густина матеріалу, кг/м³

Діаметр барабана:

, м (9.14)

де – швидкість повітря на виході з барабана, приймається в межах 1,5 – 3 м/с;

–об’єм повітря, що виходить з сушарки при температурі Т.

Довжина барабана:

, м (9.15)

Визначаємо потужність,що затрачається на обертання барабана:

, кВт (9.16)

де об/хв

, Н∙м, (9.17)

–кут нахилу вісі барабана;

–коефіцієнт, що залежить від конструкції барабана (при підйомно-лопатевій насадці при секторній або без насадок );

Таблиця 9.1

Напрямок руху	прямотечійне		протитечійне
Вага матеріалу	легкий	тяжкий	легкий	тяжкий
	0,2	0,7	2	5

Таблиця 9.2

Діаметр барабана,мм	1100	1200	1400	1600	1800	2000	2200
Вага погонного метра, Н	10790	12570	15200	18630	20600	24520	26980
Коефіцієнт, f	4∙10-3	4,3∙10-3	4,1∙10-3	4,6∙10-3	4,7∙10-3	4,9∙10-3	5,1∙10-3

–коефіцієнт, що визначається з таблиці 9.1;

–приведений коефіцієнт тертя;

–вага сушильного барабана, Н/пог. м, визначається за наступними даними (табл. 9.2);

–к.к.д. привода;

–коефіцієнт, що залежить від типу ущільнення (при сальниковому – , при лабіринтному –);

–коефіцієнт, що враховує ексцентриситет (неспіввісність).

Для сушарок з насадками крутний момент визначається за формулою:

Н/м, (9.18)

де – коефіцієнт, що враховує вплив насадок на крутний момент.

і – довжина насадки і приймальної камери,м.

Приклад. Розрахувати барабанну сушарку за наступними даними:

Продуктивність сушарки з початковою вологістю матеріалу і кінцевою1600 кг/год

Тривалість сушіння матеріалу, 90 хв

Насипна маса матеріалу, 15790 Н/м³

Насипна густина матеріалу, 1600 кг/м³

Теплоємність матеріалу, 1257 Дж/(кг∙град)

Початкова температура сушіння матеріалу, 293 °К

Кінцева температура сушіння матеріалу, 343 °К

Теплоносій – повітря,що має наступні параметри:

температура повітря на вході в калорифер, 293 °К

початкова вологість повітря, 60 %

температура повітря на вході в сушарку, 393 °К

температура повітря на виході з сушарки, 333 °К

напруження сушильного барабана по волозі, 10кг/м³

Розрахунок. Визначаємо кількість вологи, яку необхідно випарити і кількість висушеного матеріалу:

кг/год

кг/год

Кількість повітря, необхідна для випарювання вологи:

Визначаємо вологовміст повітря на виході з сушарки:

кг/кг

Для цього необхідно визначати наступні параметри:

тепловміст повітря на вході в сушарку:

Дж/кг

тепловміст повітря на виході з сушарки:

Дж/кг

Кількість теплоти для нагрівання матеріалу:

Дж/кг

Тоді вологовміст повітря на виході з сушарки:

кг/кг

Витрати повітря на сушіння визначаються за балансом вологи:

кг/год

Витрати повітря на сушіння визначаються за рівнянням теплового балансу:

кг/год

Отже, отримали повне співпадання витрат повітря за балансом вологи і за тепловим балансом.

Об’єм барабана сушарки:

м³

Коефіцієнт заповнення барабана:

Діаметр барабана:

м

Об’єм вологи повітря:

де кг/м³ – густина повітря

м/с – швидкість повітря на виході з сушарки (приймається).

За стандартними розмірами приймаємо найближчий діаметр барабана мм (табл. 9.2).

Тоді довжина його буде:

м

Потужність, що затрачається для приводу барабана:

кВт

де об/хв

–приймається, як для барабана без насадок;

–при протитечійному русі для легкого матеріалу;

–к.к.д. приводу барабана;

–ущільнення сальнікове;

–приймається;

Крутний момент:

Н∙м

Величини іприведені в табл. 9.2