Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
274
Добавлен:
15.03.2016
Размер:
13.78 Mб
Скачать

6. Расчет бутылкомоечной машины

Цель работы: изучение теоретических основ процесса мойки; знакомство с классификацией, устройством и принципом действия бутылкомоечных машин; приобретение практических навыков по расчету бутылкомоечной машины.

Задание: выполнить расчет бутылкомоечной машины, если заданы: ширина бутылконосителя , м; высота бутылконосителя b м; производительность машины , бут./ч; продолжительность технологического цикла (время активной мойки) , с; количество отверстий в шприцевальных трубках для щелочного раствора ,шт; количество отверстий в опрыскивающих трубках для щелочного раствора , шт.; количество отверстий в шприцевальных трубках для подачи воды шт.: количество отверстий в опрыскиваю- щих трубках для подачи воды , шт.; τ - .время нагревания раствора ,с.

Методика расчета

Определение шага бутылконосителей и радиусов поворотных блоков. Размеры бутылкомоечных машин зависят от правильного выбора шага носителей и радиусов поворотных блоков. При уменьшении шага носителей уменьшается длина конвейера бутылконосителей и, следовательно, длина машины. В то же время уменьшение шага носителей неизбежно приводит к увеличению диаметров поворотных блоков, и как следствие, к увеличению размеров машины.

Соотношение между величинами шага носителей S, м, и радиуса поворотных блоков R, м, можно определить с учетом свободного прохождения бутылконосителей через поворотные блоки.

Радиус поворотного блока R, м (рис. 6.1),

и шаг носителей

где а и b - соответственно ширина и высота носителя, м.

Оптимальные величины R и S должны соответствовать минимуму функции, представляюшей собой их произведение. Приравнивая первую производную этой функции нулю, находим после ряда преобразований оптимальное число носителей на начальной окружности поворотного блока.

Рисунок 6.1 Схема поворотного блока

Расчет привода транспортера бутылконосителей. Рабочий цикл машины , c,

где - теоретическая производительность машины, бут./ч;

- число потоков в машине (принимается равным числу бутылок в

бутылконосителе = 24).

Так как бутылкомоечная машина с прерывистым движением конвейера относится к машинам 2 класса, то ее рабочий цикл равен кинематическому .

Определение количества бутылконосителей и длины конвейера машины. Средняя скорость движения конвейера м/с,

(6.5)

где - путь, который проходит конвейер машины за время рабочего цикла , м.

Минимальное теоретическое количество бутылок, единовременно находящихся в машине, составит

где - продолжительность технологического цикла, которая действительно полезно используется (премя активной мойки), с.

Минимальное теоретическое количество кассет , шт., равно

К этому минимальному числу кассет необходимо прибавлять некоторое число кассет для вспомогательных операций (для загрузки и выгрузки бутылок, отекания капель моющих жидкостей при переходе кассет из одной зоны в другую, неизбежный холостой ход кассет и т. д.).

Тогда действительное количество бутылок шт., находящихся в машине,

а действительное количество кассет , шт.,

где - коэффициент непрерывности, равен отношению той доли технологического цикла, которая действительно полезно используется, к общему времени технологического цикла (= 0,56). Полная длина конвейера L, м.

Расчет режима гидродинамической обработки бутылок. Предельное количество моющей жидкости , подаваемой в бутылку, определяем по эмпирической формуле

где D - внутренний диаметр горлышка бутылки, мм (D = 17 мм). Предельный диаметр сопла шприца , м.

где - коэффициент расхода жидкости при истечении се из отверстия ( = 0.65...0,70); - давление моющего раствора в шприцевальных трубках, МПа 2...3) Па); - плотность моющего раствора, кг/ ( = 1000 кг/).

Диаметр отверстия ополаскивающей форсунки , м.

где - количество моющего раствора, необходимою для ополаскивания наружной поверхности бутылок, /с (для бутылок вместимостью 0,5 - = (0,15…0,20)∙ /с ); - коэффициент расхода жидкости при истечении ее из отверстия ( 0,65...0,70); - давление перед форсункой, МПа (=0,5...0,6) Па);

Определение подачи насосов и потребляемой ими мощности. Расход щелочного раствора на шприцевание и обливание бутылок, /с,

где - коэффициент расхода жидкости при истечении ее из отверстия ( = 0,65); - диаметр отверстий в шприцевальных трубках, мм; - диаметр отверстий н опрыскивающих трубках, мм; и - общее количество отверстий соответственно в шприцевальных и опрыскивающих трубках, шт.; и - давление моющего раствора соответственно в шприцевальных и опрыскивающих трубках. МПа.

Мощность, потребляемая насосом , кВт, перекачивающим щелочной раствор, составит

где - давление щелочного раствора, МПа (P=2...3) Па); - КПД насоса (= 0.5); - КПД двигателя ( = 0.85).

Расход воды на шприцевание и обливание бутылок ,/с , определяем по формуле

Мощность, потребляемая насосом , кВт, перекачивающим воду

Определение расхода пара. Расчет произведем по методу теплового баланса. Составим уравнение теплового баланса:

где - приход теплоты с бутылками,

– приход теплоты с холодной водой

приход теплоты с греющим паром, кДж

– расход теплоты с уходящими бутылками, кДж

расход теплоты с обработанной водой, сливаемой в канализацию, кДж

Расход тепла с конденсатором пара, кДж

потери теплоты в окружающую среду, кДж, принимаются равными 20 % к расходу теплоты

где - масса бутылок, поступающих в машину, кг/ч; = 0,84 кДж/(кг∙К) - удельная теплоемкость стекла; W - расход холодной воды, кг/ч (при установившемся режиме работы равен расходу отработанной воды, в расчете принимается ); D - расход пара, кг/ч: - 2724 кДж/кг - энтальпия греющего пара; = 557.3 кДж/кг - энтальпия конденсата; 0,485 кг - масса одной бутылки вместимостью 0,5 ; 5 °С - начальная температура грязных бутылок; = 8°С - температура холодной воды; = 35 °С - температура отработавшей воды; = 37 °С - темпера- тура чистых бутылок; = 99 °С - температура конденсата; Р = 1,695 МПа - давление греющего пара, = 20 С - начальная температура моющей жидкости.

Тогда расход пара D, кг/с, можно определить по формуле

Однако такой расход пара будет только при установившемся режиме работы машины. Здесь не учтен расход пара на нагревание моющих жидкостей перед пуском машины.

Учитывая малую массовую долю щелочных растворов, будем считать их теплоемкость такой же, как и для воды.

Расчет трубчатого подогревателя раствора в первой ванне. Расход теплоты на нагревание раствора в первой ванне

где – удельная теплоемкость воды (

– соответственно конечная и начальная температуры щелочного раствора, С (

Средняя разность температур , С,

Здесь температура греющего пара (

Площадь поверхности теплопередачи F,

где τ - время нагревания, с ; k = 10 кВт/ – коэффициент теплопередачи между трубами подогревателя и раствором в первой ванне.

Найдем полную длину труб

(6.24)

Где наружный диаметр труб подогревателя, м (.

Полная длина одной трубы равна

где - число труб в подогревателе, шт. (в расчете принимается = 15 шт.).