Барабанды кептіргіштер

Барабанды кептіргіш құралдарды ауылшаруашылық өндірісіндегі сусымалы материалдарды кептіруге қолданады. Кептіргіш аспапта көлденең орнатылған немесе колденеңге сәл жәй айналмалы барабан орналасқан. Барабанда екі жұпты тіреуіш доңғалақ арқылы және оған кигізілген тегершік қозғалысқа түседі. Кептіргіш аспап барабаннан материалға келтірілген тура немесе қарама-қарсы тоқ арқылы іске асады. Кептіргіш құралдарды тиімді ұйымдастыру үшін барабанның ішіне өзара қозғалмалыматериал қондыруды қарастырған. Ол кептірілетін материалдарды барабанның барлық кесіктеріне бөліп жеткізуді қамтамасыз етеді.

Уалыбарабанды кептіргіш құралдар өзіне барабанның әр түрлі түрлерін жинақтай алған құрал ұсақталған шөптерді қабылдайды және шөпті ұнға айналдыра алады. Бұл құралда айналмалы барабан қондырғымен көлденең орнатылған. Кептірілетін материал барабан бойымен ауалытранспортқа ауысады. Ауалыбарабанды кептіргіш құралдар бір және көп жүрісті болады. Көпжүрісті ауалыбарабанды кептіргіш құралдардың кесік көлемін өзгерту арқылы сапалы шикізат алуға болады. Ауалыбарабанды кептіргіш құралдар көмегімен дәруменді ұн АВМ-0,65 жәнеАВМ-1,5 түрлерін сағатын 650 және 1500кг дейін өндіреді.

Барабанды атмосфералық кептіргіштер материалдарды газбен немесе жылы ауамен кептіруге арналған. Барабанды атмосфералық кептіргіштердің бір түрі арнайы түтік тәрізді қондырма арқылы жылу жеткізуі бар аппараттар болып табылады. Барабанды кептіргіштердің цилиндрлік корпусының аяқ жағында кептіірлетін материал және газ тәрізді жылу шығаратын барабанға беру жіне тарату үшін таратушы камералар орналасқан.

Барабанның ішінде құрылымы кептірілетін материалдың қасиеттерімен байланысқан арнай қондырма орналасқан. Жүктеуші камера қағынан барабан диаметріне сәйкес спираль қалақтарының саны 6 – 16 – ға дейінгі бірнеше запорлы бұрандала қондырма орналасқан.

Үлкен адгезиялы материалдарды кептіргенде, барабанның беткі қабатындаңы бастапқы телімде барабан қабырғасын тазартып, тесіктерді жоятын шынжырды бекітеді.

Бұл мақсатта барабанның сыртында орналасқан екпінді тетіктер қолданылады.

2. НЕГІЗГІ ЕСЕПТЕМЕЛЕР

Ас содасын кептіруге арналған барабанды кептіргіштің есептеу үлгісі

Келесі берілгендер бойынша ас содасын кептіруге арналған барабанды кептіргіштің жобалау есептеуін орындау қажет:

1. Кептіруге берілетін шикізат бойынша қондырғының өнімділігі G₁=3000 кг/сағ.

2. Ас содасының ылғалдылығы: бастапқы W₁=4,5%

3. Сыртқы ауаның температурасы t₀=20⁰C

4. Калориферден кейін ауаның температурасы t₁=120⁰C

5. Кептіргіштен шығатын пайдаланған ауаның температурасы t₂=75⁰C

6. Сыртқы ауаның салыстырмалы ылғалдылығы ⁰C

7. Ылғал бойынша кептіргіш көлемінің кернеуі A=12 кг/м³*сағ.

2.1. МАТЕРИАЛДЫҚ ЕСЕПТЕУ

1.1. Кептіргіште буланған ылғалдың мөлшерін есептейміз(W):

1.2. Ас содасы бойынша кептіргіштің өнімділігі (G₂):

1.3. Буланған ылғал мөлшері (W) бойынша тексеру:

1.4. Ылғал ауа үшін Рамзиннің I-x – диаграммасын қолданып ауаның бастапқы (x₀) және соңғы (x₂) ылғал мөлшерлерінің және калорифер алдындағы I₀ және калорифердан кейінгі I₁ энтальпияларын анықтаймыз. Сыртқы ауаның бастапқы (калорифер алдындағы) күйін сипаттайтын t₀ және ₀ сызықтарының қиылысында А нүктесін табамыз. А нүктесінің х осіне перпендикуляр түсіріп x₀= 0,0060 кг/кг табамыз. А нүктесі арқылы тұрақты энтальпияның (изоэнтальпияның) сызығы өтеді. I₀ = 28 кДж/кг. А нүктесінен перпендикулярбойынша көтеріліп изотерма t₁=100⁰C сызығының қилысында ауаның калорифердан кейін кептіргіш камера алдындағы күйін сипаттайтын В нүктесін табамыз. В нүктесінің изоэнтальпия I₁= 117 кДж/кг бойымен астына түсеміз изотермия t₂=60⁰C сызығымен қиылысқан жерде С нүктесін аламыз. С нүктесінен перпендикулярды х осіне түсіріп х₂=0,0207 кг/кг табамыз.

1.5. Кептірілетін материалдан 1 кг ылғалды шығару үшін қажетті құрғақ ауаның теориялық меншікті мөлшерін l₀ анықтаймыз:

1.6. Кептіруге қажетті ауаның жалпы теориялық абсолютті мөлшерін L (кг/сағ) анықтаймыз:

2. ЖЫЛУЛЫҚ ЕСЕПТЕУ

2.1. Кептіру камера үшін жылулық баланс теңдеуін құрастырамыз:

мұнда Q_m –жылу шығындары. Жылу изоляция қабаты дұрыс істелінген жағдайда ыстық ауамен кіретін жылуының 5% аспайды.

₁ кептіргіш камераға берілетін ас соданың бастапқы температурасы, =50⁰C;

₂ кептіргіш камерасынан шығатын ас содасының температурасы, ₂= 70⁰С.

Ас содасы үшін жылу сыйымдылықтарының мәндерін анықтаймыз: С₁=3764 кДж/кг*град;

С₂=3881 кДж/кг*град.

2.2. Жылулық баланс теңдеуінің кептіргіш камерадағы кептіруге қажетті жылу мөлшерін және жылулық түзетуді анықтаймыз:

мұнда ∑Q –кептіргіш камерадағы абсолютті жылулықтардың қосындысы, Вт;

∆ - нақты кептіру процеске жылулық түзету, кДж/кг.

∑Q есептейміз.

∆ жылулық түзетуді есептейміз.

I₂ анықтаймыз.

2.3. Нақты кептіру процесіне қажетті ауаның мөлшерін дәлдеп табамыз.

Изоэнтальпия I₂ және изотермия t₂ қиылысында С₁ нүктені табамыз. В және С₁ нүктелерін қосамыз. Нақты кептіру процесін сипаттайтын АВС₁ сынық сызығын аламыз. С₁ нүктесінен х осіне перпендикуляр түсіріп кептіргіш камерасының шығуында ауаның нақты ылғал мөлшерін х₂ = 0,070 кг/кг анықтаймыз.

Онда нақты меншікті ауаның мөлшерін анықтаймыз:

2.4. Кептіруге қажетті ауаның нақты мөлшерін L (кг/сағ) анықтаймыз:

3. ҚҰРАСТЫРУ ЕСЕБІ

3.1. Ас содасын кептіру уақытын анықтаймыз (τ,мин):

мұнда β- барабанды толтыру коэффициенті (ол материалмен толтырылған барабанның көлденең қима ауданың барабанның барлық көлденең қима ауданына қатынасын көрсетеді). Қалақшалы көтергішті саптаманы β=0,2 таңдаймыз;

ρ₁ – ылғалды ас содасының үйінді тығыздығы (u₁=10%, ρ₁=1075) кг/м³.

3.2. Кептіргіш барабанның алдын-ала көлемін есептейміз (V_б^/):

3.3. Кептіру кезінде барабанның ішіндегі ыстық ауаның қозғалысы үшін үзіліссіздік теңдеуі:

мұнда V_с ауаның көлемдік мөлшері, м³/с;

v_ауа – ауаның орташа жылдамдығы, м/с; v_ауа=0.75м/с;

D_б – барабанның ішкі диаметрі, м;

(1-β) – ас содасы ауа ағынының өтуіне кедергі жасағандықтан ауа барабанның барлық қимасымен емес өтетіндігін көрсететін шама.

3.4. Үзіліссіздік (мөлшер) теңдеуінен барабанның ішкі диаметрін (D_б) анықтаймыз:

Стандартты қатарының D_б= 1200 м деп қабылдаймыз.

3.5. L_б/D_б= 3.5÷7.0 конструктивті қатынасын есепке ала отырып барабанның ұзындығын (L_б) анықтаймыз:

Стандартты қатардан L_б= 4000 мм деп қабылдаймыз.

3.6. Стандартты D_б және L_б бойынша барабанның көлемін есептейміз:

Барабан көлемін V_б=10,2м³ деп қабылдаймыз.

3.7. Ылғалды қанттың көлемдік мөлшерін анықтаймыз (Vылғ):

3.8. Ас содасын кептіру уақытын дәлдеп анықтаймыз(τ,мин):

Кептіру уақыты τ=43мин деп қабылдаймыз.

4. ДИНАМИКАЛЫҚ ЕСЕПТЕУ

4.1. Барабанның айналу санын (n,айн/мин) анықтаймыз:

m – саптаманың түріне байланысты коэффициент; қалақшалы көтергішті саптаманы үшін m=0.6;

k – материал және ауа қозғалысы түріне тәуелді коэффициент;

k=2,0;

tgα = tg5⁰=0,0875.

4.2. Барабанды айналдыруға қажетті қуатты (N) есептейміз:

мұнда ϭ= 0,078 – қуат коэффициенті.

N= 43кВт деп қабылдаймыз.

4.3. Барабанды екі тіректе бос жатқан арқалықта сияқты қарастыруға болады. Барабанның, саптамалардың, бандаждардың, тиелетін материалдар мен изоляцияның салмақтары барабанның ұзындығы бойынша біркелкі таратылған, ал тісті доңғалақтың салмағы - шоғырланған күш болып есептеледі.

Барабан қабырғасының қалыңдығын δ анықтаймыз:

δ=9,5мм деп қабылдаймыз.

4.4. Барабан салмағы (G_б):

4.5. Изоляцияның салмағы (G_из):

4.6. Ылғал материалдың салмағы (G_ылғ):

4.7. Жалпы жүктемені анықтаймыз (G):

4.8. Меншікті жүкетеме (q):

4.9. Біркелкі таратылған жүктемеден июші моментті (М₁) анықтаймыз:

4.10. Тісті доңғалақтың шоғырланған күшінен июші моментті (М₂) анықтаймыз:

4.11. Жалпы июші момент (М_и):

4.12. Бұраушы момент (М_б):

4.13. Есептелген келтірілген момент (М_ес):

4.14. Барабанның сақиналы қабырға қимасының кедергі моменті (W):

4.15. Барабан қабырғасындағы кернеудегі (ϭ) анықтаймыз:

4.16. Жұмыс кезінде барабанды кептіргіштің июлу және бұрау біріккен деформацияларына беріктік шартының сақталуын тексереміз: қосымша кестесінен 35ХГОСТ4543-71 легирленген болат үшін июлу және бұрау біріккен деформацияларына мүмкіндік кернеуді [ϭ]=736 МПа тауып аламыз.

ϭ=5,89МПа < [ϭ] = 736 МПа – беріктік шарты орындалады.

5. КАЛОРИФЕРДІ ЕСЕПТЕУ

Кептіргіш қондырғысы қажетті жабдықтармен қамтамасыз етіледі, соның ішінде ауаны жылытуға арналған калориферлермен. Осы шақта негізінде, бумен немесе сумен қыздырылатын, пластинкалы калориферлерді қолданады. Есептеу мақсаты – калорифердің жылу өту ауданың және каталог бойынша өлшемдерін анықтау.

5.1. Калорифердің жылулық жүктемесін (Q_к) есептейміз:

5.2. Пластинкалы калорифер (КФСО немесе КФБО) жылу өту коэффициентін k анықтаймыз:

5.3. Ысытатын будың температурасын (t_бу) есептейміз:

5.4. Температуралардың үлкен айырмасы:

5.5. Температуралардың кіші айырмасы:

5.6. Ысытатын бу және ысытылатын ауа арасындағы температураларының орташа логарифмдік айырмасын (∆t) есептейміз:

5.7. Калориферлердің жылу өту ауданың (F) анықтаймыз:

5.8. Қосымшасының кестесінен КФСО және КФБО калориферлердің параметрлерін талдап калориферлердің санын n=2 деп қабылдаймыз. Бір калорифердің жылу өту беті:

5.9. Параллель орнатылған калориферлердің саны:

5.10. Тізбектеп орнатылған калориферлердің саны:

5.11. Калориферлік станциясының жылу өтудің орнатылу ауданы (F_орн):

5.12. Калорифердің кедергісі (тегеуірін шығындары) h_к

5.13. Калориферлік станцияның кедергісі (тегеуіріннің шығындары) h_k0

5.14. Калориферлік станция арқылы өтетін ауаның жылдамдығын дәлдеп анықтаймыз υ_k:

мұнда ауаның мөлшері V_c = L/p =1.46/1.075 = 1.36 кг/с.

5.15. Жылу өту коэффициентін есептейміз:

5.16. Ауаның бастапқы тығыздығы:

5.17. Ауаның бастапқы тығыздығы:

5.18. Ауаның орташа тығыздығы:

5.19. Онда жылу өту коэффициентін есептейміз

5.2-пункте алдын ала есептелген k= 30 Вт/м² *град. Ауытқу ∆k≈10% сондықтан негізгі параметрлерді жаңа жуықтармен қайтадан есептейміз.

5.20. Барлық калориферлердің жылу өту бетінің ауданы

5.21. Бір калорифердің жылу өту беті

5.22. Калориферлік станциясының жылу өтудің орнатылу ауданы (F_орн):

5.23.Калорифердің кедергісі (тегеуірін шығындары) h_k

5.24. Калориферлік станцияның кедергісі (тегеуірін шығындары) h_k0

5.25. Калориферлік станция арқылы өтетін ауаның жылдамдығын дәлдеп анықтаймыз υ_k:

мұнда ауаның мөлшері V_c = L/p =1.46/1.075 = 1.36 кг/с.

5.26. Жылу өту коэффициентін есептейміз:

5.19-пункте алдын ала есептелген k= 16,6 Вт/м² *град. Ауытқу ∆k≈0,9%. Ондай ауытқу техникалық мүмкін болып саналады. Сондықтан негізгі параметрлерді жаңа жуықтаумен қайтадан есептейміз.

6. ЖЫЛУЛЫҚ ИЗОЛЯЦИЯ ҚАБАТЫНЫҢ ҚАЛЫҢДЫҒЫН ЕСЕПТЕУ

Изоляция қабатының қалыңдығы δ_и қоршаған ортаға изоляция бетінен қабаты арқылы өтетін меншікті жылу ағындардың теңдігінен табылады.

мұнда:

t_ауа – қоршаған ортаның (ауаның) температурасы, ⁰С;

t_к1 – изоляцияның аппарат жағындағы температурасы t_к1 = t_бу деп қабылдаймыз, ⁰С;

t_к2 – изоляцияның қоршаған орта жағындағы температурасы t_к2 = 40⁰С деп қабылдаймыз;

λ_и – изоляциялық материалдық жылуөткізгіштік коэффициенті, Вт/(м*К);

α_ауа – изоляциялық материалдың сыртқы бетінен қоршаған ортаға жылу беру коэффициенті, Вт/(м²*⁰С).

Жылу изоляциясының қалыңдығы:

7.ЭКOНОМИКАЛЫҚ ЕСЕПТЕУ

Есептеудің мақсаты – аппаратты орнату және пайдалану кезіндегі негізгі шығындарын анықтау.

7.1. Аппарат алатын өндірістік ауданның құны:

мұнда l, b – аппараттың габариттік өлшемдері (ұзындығы мен ені), м;

с_пл – 1м² өндірістік ауданның құны, с_пл = 15000 тнг/м²

7.2. Қондырғы амортизациясының және жөндеудің құны

мұнда с_а – 1м² жылу алмасу беті амортизациясының және жөндеудің құны, с_а = 12000 тнг/м².

а – аппарат амортизациясының және жөндеуінің жылдық нормасы, а=0,2;

F – жылу алмасу беті, м²

7.3. Жыл бойы тұтанатын электроэнергияның құны:

С_эл – 1 кВт*сағ электроэнергияның нормативті құны, с_э = 4,5 тнг/кВт*сағ.

N – электрқозғалтқыштың орнату қуаты, кВт;

Θ – тәулікте аппарат жұмысының сағаттар саны, Θ=14 сағ;

Z₀ – жыл бойы жұмыс күндерінің орташа саны, z = 280.

7.4. Жыл бойы тұтынатын жылу энергиясының құны:

с_т – 1Гкал жылулығының құны, с_т=2400 тнг/Гкал;

Q – аппараттың жылулық жүктемесі, кВт.

7.5. Акелуін аппаратқа орналастыруын және оған қызмет көрсетуді есепке алғандағы жылу изоляциясының құны

с_из – жылу изоляциясының нормативті меншікті құны, с_из = 3000тнг/м³;

а_из – жылу изоляцияны орналастыруының және қызмет көрсетудің амортизациялық нормасы, а_из =0,3.

7.6. Қондырғыны пайдаланудың және жөндеудің жиынтық жылдық құны:

ҚОРЫТЫНДЫ

Курстық жобада барабанды кептіргіштер, оның құрылғысының өлшемін есептеуі, барабанды кептіргіштің сұлбалары туралы толық мағұлматтар берілген. Соның ішінде барабанды кептіргіштегі кептірілетін крахмалға тоқталдым.

Кептіргіш қондырғылардың артықшылықтары да, кемшіліктері де бар. Олар процестерді көп төмен температурада өткізуге, жоғары температураларда ыдырап кетуі мүмкін ерітінділерді қоюландыруға және қондырғыдан шыққан екіншілік буды ысытатын бу ретінде пайдалануға мүмкіндік береді. Сонымен қатар кемшілігі де қатар жүреді. Ол процестерді өткізуге қосымша қондырғылар талап етеді және ол қондырғылар бағасы қымбат, сондықтан экономикалық тиімсіз болып табылады.

Негізінен барабанды кептіргіш қондырғылары өнеркәсіпте кеңінен қолданылады. Сонымен қатар ауылшаруашылық өндірістерінде сусымалы және паста тәрізді өнімдерін өңдеген кезде айналмалы барабанды агрегаттарды жиі қолданады. Барабан ось бойымен айналады және көлбеу орнатылады. Берілген материал тесікке дейін баяу қозғалады. Жылуды материал кептіргіш агрегаттан қабылдайды да оған ылғалды береді, сол кезде кептіргіш агентінің температурасы төмендейді. Барабанды кептіргіш үздіксіз және мерзімді әрекетті болады.

Пайдаланылған әдебиеттер:

1. Жидко В.И, Резчиков В.А, Уколов В.С Зерносушение и зерносушилки «Колос»

2. Какимов А.К, Тусипов Н.О, Еренгалиев А.Е, Масленников С.Л – «Тамақ өндірісінің процестері мен аппараттарын жобалау», Семей 2008 жыл.

3. Ахбердиев.Э. Молдабеков Ш.М – «Химиялық технологияның негізгі процестері және аппараттары», Алматы 1993 жыл.

4. Сейітов. З - «Биологиялық химия» Алматы 1992 жыл.

5. Дытнерский Ю.И – «Основные процесы и аппараты химической технологии», Москва 1991 жыл.

6. В.Н. Стабников, В.М.Лысянский, В.Д. Попов, М.Агропромиздат, 1985 жыл

7. Кавецкий. Г.Д Процессы и аппараты пищевой технологии Г.Д.Кавецкий, Б.В. Васильев - М.Колос, 1997 жыл

Поиск по сайту: