Техническая характеристика ванны нормализации ВН-600

1 2 3 4 5 6 7

Рабочая емкость, л.................................................................... 600

Объем обогревающего пространства, м³................................. 0,08

Давление пара, МПа.................................................................. 0,06

Частота вращения мешалки, с^–1................................................ 5,7

Установленная мощность, кВт.................................................. 1,1

Габаритные размеры, мм........................................................... 1210´1350

Масса, кг.................................................................................... 351

Инженерные расчеты. При конструировании перемешивающих устройств определяют производительность, длительность процесса перемешивания, потребляемую энергию и мощность электродвигателей, проводят также прочностные и конструктивные расчеты отдельных узлов и элементов.

Уровень жидкости в спокойном состоянии h (м)

где V – объем жидкости, м³; R_ап – радиус аппарата, м.

Предельная угловая скорость вращения лопасти w _н.в (рад/с), при которой жидкость в емкости размерами R_ап и H, м, налитая до уровня h, не выплеснулась через край емкости. Условие невыплескивания жидкости из аппарата ориентировочно определяют по эмпирической формуле

Предельная угловая скорость вращения лопасти w _н.л (рад/с), которую она может иметь для того, чтобы ее верхний край не оказался выше уровня перемешиваемой жидкости. Условие необнажения лопасти мешалки ориентировочно определяют по формуле

Предельная угловая скорость вращения лопасти w _о (рад/с) при которой будет выполнено условие необнажения дна аппарата, определяется по эмпирической формуле

Рис. 13.7. Схема к расчету скорости лопастной мешалки

Зная w _н.в, w _н.л и w _о, выбираем w _раб (рад/с).

Максимальная высота жидкости в аппарате h_max (м) (рис. 13.7)

Тогда высота аппарата H (м)

где К – некоторый запас высоты, м.

Минимальная высота жидкости в аппарате h_min (м), при которой процесс будет протекать нормально, равна

Для того чтобы верхний край лопасти не оказался выше уровня воронки вращающейся жидкости, нижний уровень h_min воронки в центре должен быть выше плоскости верхнего края лопасти h₁ (рис. 13.7)

Крутящий момент на валу лопасти М (Н×м)

где c – коэффициент сопротивления, величина которого зависит от формы и скорости тела, вязкости жидкости и т. п.; r – плотность перемешиваемой жидкости, кг/м³; h_л – высота лопасти, м; R_л и r_л – соответственно радиусы вращения наружного и внутреннего краев лопасти, м (рис. 13.7).

Мощность, потребная на вращение лопасти N (кВт)

Следует учесть, что найденная мощность потребна только на вращение одной лопасти. Для того чтобы определить мощность привода вала лопастной мешалки, следует учесть общий КПД привода h _пр, количество лопастей z и принять некоторый запас мощности. Поэтому мощность электродвигателя привода вала лопастной мешалки N_э (кВт) равна

где z – количество лопастей на валу, шт.; h _пр – общий КПД привода; k_з – коэффициент запаса мощности.

Производительность смешивающих устройств П (кг/с) определяют по следующим формулам:

для барабанного смесителя

где V – объем барабана, занимаемый продуктом, м³; r – плотность продукта, кг/м³; m_n – число перемещений продукта в барабане; п – частота вращения барабана, с^-1; t _з – время загрузки барабана, с; t _p – время разгрузки барабана, с;

для мешалок для жидких пищевых продуктов

где m – масса загруженного в емкость продукта, кг; t _п – время работы барабана, с.

Длительность перемешивания t_п (с) для смешивания жидких и тестообразных продуктов определяют по формуле

где С – постоянный коэффициент, зависящий от вида процесса, определяемый экспериментально; п – частота вращения лопастей, с^-1; a – коэффициент, учитывающий наличие элементов турбулизации (a = 1, при отсутствии таких элементов a = 2,5); n ₁ – параметр, зависящий от вида и состояния перемешиваемой массы, определяемый экспериментально.

Давление сжатого воздуха P (Па) для перемешивания жидких продуктов в емкости находят по формуле

где r – плотность перемешиваемого продукта, кг/м³; g – ускорение свободного падения, м/с²; Н – высота столба жидкости, м; h – коэффициент потерь напоpa (h = 1,2…2,0).

Расход сжатого воздуха Q_v (м³/с) на перемешивание жидких продуктов

где g_y – удельный расход воздуха, с (g_y = 0,4…1,0); S – открытая поверхность емкости, м².

Мощность, необходимую для привода перемешивающих устройств N (кВт), рассчитывают следующим образом:

для мешалок пропеллерного типа

;

для лопастной горизонтальной

;

для лопастной вертикальной

где K – экспериментальный коэффициент (K = 1,0…2,0); d, d_л, d_н, d_в – диаметр мешалки, лопасти, наружный и внутренний, м; m – динамическая вязкость жидкости, Па×с; K ₁ – коэффициент, зависящий от соотношения размеров в лопасти; h – высота лопасти, м; Z – число лопастей; п – частота вращения мешалки, мин^–1.