Мерзімді әрекетті араластырғыштың өнімділігі
1-тапсырма. Мерзімді әрекетті куттерді есептеу
Мерзімді әрекетті куттер үшін келесі бастапқы сипаттамалар беріледі: пышақты біліктің айналу жиілігі n (айн/мин), тостағанды толтыру коэффициенті φ, фарш тығыздығы ρ (кг/м³), ұсақталғаннан кейінгі түйіршік өлшемі δ (мм), пышақтар саны z (дана).
Анықталатын параметрлер
- Куттер тостағанының сыйымдылығы
- Көлемдік өнімділік
- Массалық өнімділік
- Жетекке жұмсалатын қуат
- Куттерлеу кезіндегі қар (мұз) шығыны
- Тостағаннан өнімді түсіруге қажетті уақыт
Ескерту
Тапсырма нұсқалары 1-кестеде беріледі. Есептеу барысында өлшем бірліктерін біріздендіріңіз: δ мәнін мм-ден м-ге ауыстыру қажет (δ(м)=δ(мм)/1000).
Есептеу әдістемесі
Төмендегі формулалар мерзімді әрекетті куттер үшін технологиялық есептеудің негізгі қадамдарын сипаттайды.
1) Тостаған сыйымдылығы
Куттер тостағанының сыйымдылығы келесі формуламен анықталады:
W = … , м³ (1.1)
Мұнда R — тостағанның үлкен радиусы, м.
2) Көлемдік өнімділік
Мерзімді әрекетті куттердің көлемдік өнімділігі:
Mк = W · φ · 60 / Tц , м³/сағ (1.2)
Мұнда W — шанақ (тостаған) сыйымдылығы, м³; φ — жүктемелік коэффициент; Tц — цикл уақыты, мин.
3) Массалық өнімділік
Массалық өнімділік көлемдік өнімділік арқылы табылады:
Mс = Mк · ρ , кг/сағ (1.3)
Мұнда ρ — фарш тығыздығы, кг/м³.
4) Жетекке жұмсалатын қуат
Куттердің жетегіне шығындалған қуат:
N = q · Mс / (η · η1) , кВт (1.4)
Мұнда q — ұсақтауға жұмсалатын энергияның меншікті шығыны, кВт·сағ/т (алдын ала ұсақталған ет үшін q = 8–10; ет түйіршіктері үшін q = 11–16); η — жетектің ПӘК-і; η1 — тостаған жетегінің шығынын ескеретін коэффициент (0,85–0,9).
5) Ұсақтауға кететін қуат шығыны (кесу арқылы)
Ұсақтауға кететін қуат:
N = A · F , кВт (1.5)
Мұнда A — энергияның меншікті шығыны, Дж/м² (су қоспаған кезде A = 2,0–2,4 кДж/м²); F — тиеу кезіндегі пышақ кесетін фарш ауданы, м².
F = … , м² (1.6)
nп = … ; nт = 9 немесе 14 айн/мин (1.7)
Мұнда z — орақ тәрізді пышақтар саны; nп — пышақты біліктің айналу жиілігі; δ — түйіршік өлшемі (м).
6) Куттерлеу кезіндегі қар (мұз) шығыны
Ұсақ және жұқа ұсақтау кезінде энергияның едәуір бөлігі пластикалық деформация мен үйкеліс арқылы жылуға айналады. Егер фаршты қыздыруға кететін энергия үлесі 90% деп алынса, онда су немесе қар қоспағандағы температураның өсуі шамамен:
Δt ≈ 0,97 · q , °C
Фарштың меншікті жылусыйымдылығы: C = 0,86 ккал/(кг·°C). Қар (мұз) ерігендегі жасырын жылу: r = 80 ккал/кг.
Gқар = … , кг/сағ (1.8)
Gқар = … · Mс , кг/сағ (1.9)
7) Тостағаннан өнімді түсіру уақыты
Түсіру тәлеңкесіндегі өнім қабатының қалыңдығы h1 берілген жағдайда (мысалы, 15, 20, 25 немесе 30 мм), тостағаннан өнімді түсіруге қажетті уақыт төмендегі қатынастармен анықталады:
t = … (1.10)
Qорт = … (1.11)
fорт = 2πRT nт / 60 (1.12)
Fорт = … (1.13)
Мұнда RT — түсіргіш тәлеңкесінің радиусы, м; nт — тәлеңкенің айналу жиілігі, айн/мин; h1 — қабат қалыңдығы, м.
2-тапсырма. Екі қалақшалы мерзімді әрекетті араластырғышты есептеу
Фаршты араластыруға арналған екі қалақшалы араластырғыш үшін: жұмысшы камераны толтыру коэффициенті φ = 0,7, фарш тығыздығы ρ = 1050 кг/м³, дежа пішіні — екі жанасқан жартылай цилиндрден тұратын, үстіңгі жағына қарай кеңейетін астауша тәрізді сыйымдылық. Геометриялық байланыстар: L/R = 4–6, тік бұрышты бөліктің биіктігі H = c·R (мұнда c = 1,2–1,6).
Анықталатын параметрлер
- Өнім массасы G
- Жұмысшы камера сыйымдылығы V
- Габариттік өлшемдер (R, H, L)
Нұсқалар
Тапсырма нұсқалары 2-кестеде беріледі: өнімділік Mв (кг/сағ) және цикл уақыты (T+t) (мин).
Есептеу әдістемесі
Өнімділік және жүктеме массасы
Мерзімді әрекетті араластырғыштың өнімділігі:
Mв = 60G / (T + t) , кг/сағ (2.1)
G = Mв(T + t) / 60 , кг (2.2)
Мұнда G — жұмысшы камераға тиелетін өнім массасы, кг; (T+t) — негізгі және қосалқы операциялар уақытының қосындысы, мин.
G = V · φ · ρ , кг (2.3)
V = Mв(T + t) / (60 · φ · ρ) , м³ (2.4)
Дежа геометриясы
Дежа екі жанасқан жартылай цилиндрден тұрады (Z = 2) және үстіңгі жағына қарай кеңейеді (кеңею бұрышы α = 10°–15°). Бұл конструкция түсіруді жеңілдетеді.
V = (0,5R²Z + 2RZH + H²tgα) · L , м³ (2.5)
H = c·R , мұнда c = 1,2–1,6 (2.6)
V = R²(π + 4c + c²tgα) · L , м³ (2.6)
Егер c = 1,5 және L/R = 6 деп алынса, онда:
R = √( V / (6(π + 4c + c²tgα)) ) , м (2.7)
Радиус табылғаннан кейін H пен L қатынастар арқылы анықталады. Қалақша радиусы жартылай цилиндр радиусынан 2–4 мм кіші болады.
3-тапсырма. Үздікті әрекетті піспекті гидравликалық шприцті есептеу
Үздікті әрекетті піспекті гидравликалық шприц үшін берілетін параметрлер: фарш цилиндрінің диаметрі D (м), толтыру коэффициенті φ, цевка диаметрі d (м), піспектің орын ауыстыру ұзақтығы T (мин), цилиндр биіктігі H (м), қосымша операциялар уақыты t = 2 мин, фарш тығыздығы ρ (кг/м³), ығыстыру қысымы P = 80·104 Па, жетектің ПӘК-і η = 0,75.
Анықталатын шамалар
- Шын өнімділік Mв, кг/сағ
- Цевкадағы жылдамдық v2, м/с
- Еркін өту қабілеті M0, м³/с
- Қозғалтқыш қуаты N, кВт
Есептеу әдістемесі
Шын өнімділік
Үздікті әрекетті машина үшін шын өнімділік — жұмысшы камерадағы өнім массасының цикл уақытына қатынасы:
Mв = 60 · V · φ · ρ / (T + t) , кг/сағ (3.1)
Мұнда V — цилиндр көлемі, м³; T+t — толық цикл ұзақтығы, мин.
Өту қабілеті және жылдамдықтар
Ағынның тұтастық теңдеуі бойынша:
M0 = f1·v1 = f2·v2 , м³/с (3.2)
v1 = H / (60·T) , м/с (3.3)
v1 — цилиндрдегі фарш жылдамдығы (піспек жылдамдығына тең).
v2 = v1·(f1/f2) , м/с (3.4)
Мұнда f1 = πD²/4, f2 = πd²/4.
Қуат
Қуат қысым мен көлемдік шығын арқылы анықталады:
N = P · M0 · A / (1000 · η) , кВт (3.5)
Мұнда A — қор коэффициенті (1,2–1,5), η — жетектің ПӘК-і.
4-тапсырма. Фарш даярлау агрегатын есептеу
Фарш даярлау агрегаты үшін бастапқы деректер: пышақты біліктің айналу жиілігі nн, фарш тығыздығы ρ, ұсақтау және араластыру ұзақтығы τ (с), астау ұзындығы l, геометриялық биіктік h, пышақтар саны z, құрам үлестері (mгов, mсв, mп), фарш массасы mф, шнек адымы a, шнек айналымы nш, шприц шнегінің өлшемдері (D, d, ra, r1, b), және ығыстыру қысымы p0.
Анықталатындар
- Агрегаттың жалпы өнімділігі
- Куттер-араластырғыш өнімділігі
- Шприц өнімділігі
Қуаттар
- Агрегат электрқозғалтқышының жалпы қуаты
- Куттер-араластырғыштың қуаты
- Шприц қуаты
Маңызды коэффициенттер
Есептеу барысында толтыру коэффициенттері, ПӘК, сондай-ақ өнім түріне байланысты пропорционалдық коэффициенттер (K) пайдаланылады. Бұл коэффициенттер кесу күші тұрақсыздығын және үйкеліс/қысылу әсерлерін ескеруге арналған.
Есептеу әдістемесі
1) Жалпы өнімділік
Агрегаттың жалпы өнімділігі куттер-араластырғыш және шприц өнімділіктерінің байланысы арқылы анықталады:
M = … , кг/сағ (4.1)
Мұнда Mк — куттер-араластырғыш өнімділігі; Mш — шприц өнімділігі.
2) Куттер-араластырғыш өнімділігі
Өнімділік толтыру коэффициенті, тығыздық, астау көлемі және процестің ұзақтығы арқылы анықталады:
Mк = φ · ρ · V / τ · 3600 , кг/сағ (4.2)
V = l · S , м³ (4.3)
S = … , м² (4.4)
τ = … (4.5)
Ұсақтау/араластыру ұзақтығында әртүрлі шикізат түрлеріне арналған коэффициенттер қолданылады: жоғары сорт сиыр еті үшін Kгов=0,9, I сорт — 0,95, II сорт — 1; жартылай майлы шошқа еті — Kсв=1, майлы — 0,95, шикі майлы — 0,9; меланж және құрғақ сүт — Kп=1.
Ω = … (4.7)
ωФ = … (4.8)
Kо = … (4.9)
Sд = … (4.10)
3) Шприц өнімділігі
Шприцтің өнімділігі фарштың еркін өту ауданы және ось бойымен қозғалу жылдамдығы арқылы анықталады:
Mш = ρ · f · v · k , кг/сағ (4.11)
f = π(D² - d²)/4 , м² (4.12)
v = … , м/с (4.13)
ψ = … (4.14)
vmax = … , м/с (4.15)
Мұнда k — өнімділікті пайдалану коэффициенті (0,4–0,7).
4) Қуаттарды анықтау
Агрегаттың жалпы қуаты — куттер-араластырғыш пен шприцке берілетін қуаттардың қосындысы:
N = Nк + Nш , кВт (4.16)
Nк = … , кВт (4.17)
Nш = p0 · M · A / (η · 1000) , кВт (4.18)
M = … , м³/с (4.19)
Мұнда A — қуатты арттыру коэффициенті; η — сәйкес механизмнің ПӘК-і.
Тапсырмалар кестелері туралы
Мәтінде 1–4 кестелерде нұсқалар бойынша бастапқы деректер берілетіні көрсетілген. Бұл жазбада кестелердің мәндері сақталды, алайда есепті ыңғайлы орындау үшін оларды бөлек форматта (мысалы, электрондық кесте түрінде) рәсімдеп, әр нұсқа үшін параметрлерді бір жолға жинақтап алған дұрыс.
Практикалық кеңес
- Өлшем бірліктерін есептеуге дейін толық біріздендіріңіз (мм → м, мин → с, т.б.).
- Коэффициенттердің мәндерін (ПӘК, қор коэффициенті, пайдалану коэффициенті) есептің шартынан немесе әдістемеден нақтылап алыңыз.
- Нәтижелерді физикалық мағынасына сай тексеріңіз: өнімділік, қуат және температура өсуі өзара үйлесімді болуы тиіс.