Инженерные расчеты

Вместимость ванн V(m³) для созревания сливок с качающейся трубча­той мешалкой рассчитывается по формуле

V=(π /8)L- Vм

где d_B — внутренний диаметр ванны, м; L — внутренняя длина ванны, м; V_M — объем, занимаемый мешалкой, м³;

V_M = l_T(π /4)n + l_K(π /4),

где l_т, l_к — длины труб мешалки и коллектора, м; d_T, d_K — диаметры трубы и коллектора мешалки, м; п — число труб в мешалке.

Вместимость ванн V (м³) для созревания и нормализации высоко­жирных сливок рассчитывается по формуле

V=(π /8)H- V_M,

где Н— высота ванны, м.

Пропускная способность ванны (кг/смену)

G= Vρ(τ_cm/τ₀),

где р — плотность продукта, кг/м³; т_см, т₀ — продолжительность соответственно смены и цикла обработки, ч.

Количество теплоты Q (Дж), расходуемой на нагрев и охлаждение сливок в ваннах, рассчитывают на основании уравнения теплового ба­ланса:

Q - m_nc_n(t₁ - t₂) = m_Tc_T(t₃ - t₄),

где т_п, т_Т — массы продукта и теплоносителя, кг; с„, с_т — теплоемкость продукта и теп­лоносителя, Дж/(кг • К); t₁ t₂ — конечная и начальная температуры продукта, К; t₃, t₄ — конечная и начальная температуры теплоносителя, К.

Выработку П (кг/ч) маслоизготовителей периодического действия рассчитывают по формуле

П=(V/τ_ц)ρ,

где V— вместимость емкости, м³; т_ц – продолжительность цикла, ч.

Продолжительность цикла х_ц находят по уравнению

τ_ц = τ₁+ τ₂ + τ₃ + τ₄ + τ₅ + τ₆ + τ₇,

где τ₁, τ₂ , τ₃ , τ₄ , τ₅ , τ₆ , τ₇ — продолжительность соответственно наполнения емкости сливками, сбивания сливок, выпуска пахты, промывки, посолки, обработки и выгрузки масла, ч.

Продолжительность т_ц принимают с учетом времени, необходимого для подготовки и мойки маслоизготовителя.

Частоту вращения маслоизготовителя при сбивании сливок можно определить, исходя из условий, что сливки при вращении отрываются от поверхности маслоизготовителя и свободно падают, а не движутся вместе с ней. Свободное падение сливок возможно, если а < g.

v²/R = 4π²Rn² = g,

где R— внутренний радиус резервуара, м.

Максимальную частоту вращения n₁ (с¹) находят по уравнению

n₁ = O,5/

ИЛИ (МИН^-1)

n₁ = 3O/

Существует и некоторая частота вращения (минимальная) п_ъ ниже которой резко снижается интенсивность сбивания.

Для определения п₂ необходимо знать скорость движения потока v (м/с):

V=

где h_кр критическая глубина потока, м;

h_кр q²/g

_где q— количество жидкости, стекающей за 1 с через 1 м ширины потока.

Так как v =2πRn₂ , g= πR²n₂η, то

2πRn₂ = g (πR²n₂η)/g,

где η— коэффициент наполнения маслоизготовителя.

Следовательно, частоту вращения п₂ (с¹) находят по формуле

n₂=0,35 η/R,

или (мин"¹)

n₂=21 η/R

Если коэффициент наполнения маслоизготовителя η = 0,4 и наполне­ние емкости нормальное, то частоту вращения рассчитывают по формуле

n = b(30/ R),

где b = 0,7...0,8.

В маслоизготовителях периодического действия масло обрабатыва­ется в результате многократного сбрасывания пласта. Оптимальная час­тота вращения емкости будет такой, при которой пласт сбрасывается с наибольшей высоты. В этом случае высоту свободного падения Н (м) масла определяют по формуле

Н= - 4R sin²α cosα.

Эта функция имеет максимальное значение при а = 54°40'. При этом угле отрыва пласта масло будет падать с наибольшей высоты, сле­довательно, он является наивыгоднейшим.

Ориентировочно мощность N (кВт), потребляемую маслоизготови-телем периодического действия, определяют по формуле

N= 0,005J,

где J— рабочее наполнение маслоизготовителя, кг.

N = 2πngH/60,

где H— высота подъема жидкости в маслоизготовителе, м.