Расчет установки для сушки яблок. Курсовая работа (т). Технология машиностроения.

💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.


Помощь в написании работы, которую точно примут!

Похожие работы на - Расчет установки для сушки яблок

Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе


Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе


Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе


Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе


Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе


Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе

Нужна качественная работа без плагиата?

Не нашел материал для своей работы?


Поможем написать качественную работу Без плагиата!

Министерство
образования Республики Беларусь


УО «Могилевский
государственный университет продовольствия»


На тему: «Рассчитать установку для сушки
яблок»


























2.1 Описание принципа работы
технологической схемы


2.2 Описание принципа работы
проектируемого аппарата


2.5 Конструктивный расчёт барабанной
сушилки


2.6 Расчёт и подбор комплектующего
оборудования


2.7. Гидравлический расчёт линии
воздуха и подбор вентилятора


Процессы
сушки широко применяются в промышленности и сельском хозяйстве. Объектами сушки
могут быть разнообразные материалы на различных стадиях их переработки (сырьё,
полуфабрикаты, готовые изделия).


Сушкой
называется процесс удаления из материала любой жидкости, в результате чего в
нём увеличивается относительное содержание сухой части. На практике при сушке
влажных материалов, в том числе пищевых продуктов, удаляют главным образом
воду, поэтому под сушкой понимают процесс обезвоживания материалов.


Материалы
сушатся с различной целью: для уменьшения массы (это удешевляет их
транспортировку), увеличения прочности (керамические изделия, древесина),
повышения теплоты сгорания (топливо), повышения стойкости при хранении и для
консервирования (зерно, пищевые продукты, биопрепараты).


Большинство
пищевых продуктов являются влажными телами, содержащими значительное количество
воды. Вода входит в состав растительных и животных тканей и являются
необходимой составной частью пищи человека. Однако избыток воды снижает
питательную ценность пищевых продуктов, значительно удорожает их
транспортировку и может вызвать порчу продуктов вследствие жизнедеятельности
различных микроорганизмов в водной среде. Поэтому большинство пищевых продуктов
подвергают сушке, в процессе которой их влажность значительно снижается.


Процесс
тепловой сушки пищевых продуктов заключается в переводе влаги, находящейся в
них, в парообразное состояние и удаление образующегося пара во внешнюю,
окружающую продукты, среду.


По способу подвода
теплоты к материалу различают сушилки конвективные, контактные (сушка на
горячих поверхностях), с лучистым нагревом (терморадиационные), с нагревом
токами высокой частоты, акустические. Наиболее широко в пищевой промышленности
применяются конвективные сушильные установки, в которых сушильным агентом
является нагретый воздух или смесь его с топочными газами. Продукты,
используемые для питания человека, высушиваются воздухом.


Основные элементы
установки - сушильная камера, где происходит собственно сушка, калорифер, в
котором воздух нагревается перед поступлением в сушильную камеру, и вентилятор,
обеспечивающий принудительную циркуляцию воздуха.


Широко используются в
промышленности сушильные установки с возвратом (рециркуляцией) части
отработанного воздуха, в этом случае свежий воздух смешивается с частью
отработанного воздуха, поступающего из сушильной камеры, образуя смесь. Смесь
вентилятором подается в калорифер, подогревается и направляется затем в
сушильную камеру. Сушильные установки бывают с дополнительным подогревом
воздуха непосредственно в сушильной камере и с промежуточным подогревом воздуха
в калориферах, установленных в отдельных ее зонах. Сушка в этих установках
протекает при более низкой и равномерной температуре воздуха в камере.









В
зависимости от свойств продукта подбирают способ подвода тепловой энергии
(конвективный, контактный, радиационный и др.), а также давление внешней среды
(атмосферное или вакуум). Широкое распространение находит как контактная, так и
конвективная сушка с механическим перемешиванием и перемещением материала.


Часто
используются барабанные сушилки, в работе и конструкции которых достигнут
значительный прогресс. Например, для сушки и охлаждения сахара используется
однобарабанная сушильная установка вместо ранее применявшейся двухбарабанной.


Большое распространение
получили различные конструкции пневматических сушилок (трубы-сушилки,
аэрофонтанные, которые нашли применение, например, в крахмальной промышленности
и при сушке зерна). Хотя эти сушилки позволяют использовать сушильный агент
высокой температуры, их недостатками являются большая высота установки и малое
время пребывания частиц в сушилке. Поэтому они используются для сушки
кристаллических продуктов, содержащих в основном легко удаляемую поверхностную
влагу.


Модификацией
пневматической сушилки, позволяющей уменьшить высоту, является сушилка с
двойными, коаксиальными трубами. Подъем горячей аэросмеси в такой сушилке
происходит по внутренней, а опускание – по внешней трубе.


Получил широкое
применение метод сушки сыпучих материалов в кипящем слое, пригодный для
высушивания материалов, содержащих связанную влагу. Установки с кипящим слоем
просты в конструктивном оформлении, в эксплуатации, легко могут быть
автоматизированы, в них можно совмещать процессы сушки и сепарации. Стоимость
сушилки кипящего слоя низка по сравнению со стоимостью барабанных и ленточных
конвейерных сушилок, а увеличенный расход энергии (по сравнению с барабанными
сушилками) окупается ее преимуществами.


Интенсивное перемешивание
в кипящем слое обуславливает высокий теплообмен и массообмен, высокую скорость
и качество сушки. Процесс может быть осуществлен как по периодической, так и по
непрерывной схеме.


Сушилки с псевдоожиженным слоем прямоугольного сечения
позволяют получать более равномерное, чем у круглых сушилок, распределение
времени пребывания продукта в сушильной камере и применяются для сушки
продуктов, которые нельзя долго подвергать действию высокой температуры. Перед
выгрузкой продукт продувается холодным воздухом.


Наряду с сушилка
аэрокипящего слоя используются вибрационные сушилки. Виброкипящий слой
создается как за счет аэродинамических свойств агента, так и воздействием на
материал вибрационных колебаний. Он пригоден для сушки различных дисперсных
материалов, в том числе для мелкодисперсных и слипающихся. Виброкипящий слой
имеет преимущества перед аэрокипящим. В нем может создаваться во всем объеме
перекрестный ток и противоток, что в аэрокипящем слое затруднительно
интенсивной циркуляцией частиц.


(19) Япония (Jp) (12) В4       (11)
5-45874


(65) 63-13198      (43)
880603 (40) 930712№5-1147


(54) Сушильная
установка с кипящим слоем (рисунок 1)


(57) Установка содержит печь 4 с кипящим слоем, внутри
которой размещена газораспределительная пластина 6, а с боковой стороны
сформировано окно 7 для выгрузки изделий. В печь из воздухопровода 5 вводится
поток горячего воздуха и из питателя подаются исходные изделия. Из печи в
циклон 13 через выпускной патрубок 14 вместе с отходящими газами выгружаются
малыми порциями обработанные изделия. Установка отличается тем, что отдельно от
циклона 13 установлен вспомогательный циклон 17, соединенный с окном 7
посредством вспомогательной трубы 15 с заслонкой 16.


(19) Япония (Jp) (12) В4       (11)
5-45875


(65) 63-13198      (43)
880603 (40) 930712№5-1147


(54) Сушильная
установка с кипящим слоем (рисунок 2)


(57) Установка содержит
печь 4 с кипящим слоем, внутри которой размещена газораспределительная пластина
6, а с боковой стороны сформировано окно 7 для выгрузки изделий. В печь из
воздухопровода 5 вводится поток горячего воздуха и из питателя подаются
исходные изделия. Из печи в циклон 13 через выпускной патрубок 14 вместе с
отходящими газами выгружаются малыми порциями обработанные изделия. Изделия,
выгруженные из циклона 13, подаются в пневматическую транспортировочную трубу
18 и по ней – в циклон 21, установленный отдельно от циклона 16.Установка
отличается тем, что окно 7 и средняя точка трубы 18 соединены между собой
посредством байпасной трубы 19 с заслонкой 19А. Внутри трубы 18 между точкой
присоединения трубы 19 и отверстием для выпуска воздуха установлен клапан 18В
для регулирования расхода воздуха.


(19) США (US)   (12) А        (11)
5294095


(54) Сушилка
псевдоожиженного слоя с погруженными в слой инфракрасными лампами


(57) Сушилка содержит
устройство, образующее некоторый объем для размещения слоя псевдоожиженных
частиц заданной высоты. В названном объеме размещен слой псевдоожиженных частиц
заданной высоты, в которой погружены инфракрасные лампы, направляющие излучение
на окружающие их часы. Лампы разделены на несколько самостоятельно регулируемых
зон, работающих независимо одна от другой, что позволяет изменить интенсивность
ламп в различных зонах.


Барабанная
сушильно-охладительная установка СБУ-1 предназначена для сушки и охлаждения сахара-песка.


Установка
СБУ-1 (рис. 3) состоит из вращающегося барабана 8, опорно-приводной станции, в
которую входит электродвигатель 18 и редуктор 20, установленные на раме 19,
загрузочной головки 1 двух неподвижных кожухов 10, трубы с дефлектором 17 для
отсоса обработавшего горячего воздуха.


Барабан
8 представляет собой стальной перфорированный цилиндр длиной около 10м,
наклоненный в сторону движения сахара. В передней части барабана имеется
распределительная царга 2 длиной 550 мм, внутри которой вварено десять лопаток 24, расположенных под углом 45° к образующей. Царга 2 обеспечивает равномерное
распределение сахара, поступающего из загрузочной головки 1с помощью турникета
25. К торцу распределительного устройства по периметру крепится 24 секции
фигурных лопаток (8 – по окружности, 3 – в длину).


Для
увеличения жесткости секций и предотвращения прохода воздуха вдоль секции между
фигурными лопатками ставят поперечные перегородки. Конфигурация лопаток
обеспечивает возможность прохождения воздуха внутрь корпуса и в то же время не
дает сахару просыпаться наружу. В конце барабана на фланце крепится ситовая
часть 9 корпуса, предназначенная для отделения комков сахара.
Сахар,
загружаемый в аппарат через загрузочную головку и царгу, равномерно
распределяется по фигурным элементам внутренней поверхности барабана и
располагается сегментом, образуемым углом естественного откоса. Именно эта зона
отделена продольными уплотнениями, обеспечивающими подачу воздуха только через
слой сахара. Кроме интенсификации процессов влаго- и теплообмена, такой метод
подачи воздуха способствует образованию псевдоожиженного слоя, поддерживая
кристаллы сахара в полувзвешенном состоянии, что предохраняет их от истирания.


Горячий
воздух подается через первые два патрубка (по ходу сахара), холодный – через
два последних. Средний патрубок может быть использован или для горячего, или
для холодного воздуха, что соответственно меняет длину сушильной или
охладительной зоны.


Разделение
отсоса горячего и холодного воздуха предотвращает возможность образования
конденсационных паров и завихрений, повышающих скорость воздушного потока, в
результате чего возможен унос кристаллов сахара.


В
целях предотвращения запыления помещения нагнетание и отсос воздуха рассчитаны
таким образом, что внутри барабана поддерживается разряжение.




Рис.
3. Барабанная сушильно-охладительная установка СБУ-1











2.1. Описание принципа
работы технологической схемы.




Исходный
продукт – яблоки, с содержанием влаги ω н =85% и температурой
θ 1 =17,5°С, из бункера Б 1 подается в шкафную сушилку ШС. Снизу в сушильную камеру вентилятором В нагнетается воздух, нагреваемый в
калориферной батарее КБ. Воздух на входе
в калориферную батарею имеет температуру t 0 =21,6°С и относительную
влажность φ 0 =62 %. В калориферной батарее воздух нагревается до
температуры t 1 =130°С. Подогрев воздуха в калориферной батарее
осуществляется за счёт конденсации греющего пара, имеющего температуру 160°С
при давлении 0,618 МПа. Из верхней части сушильной камеры отработанный воздух с
температурой t 2 =49°С поступает на очистку от мелких частиц в циклон
СК-ЦН-34 и далее выбрасывается в атмосферу. Сухой продукт с содержанием сухих
веществ 92% и имеющий температуру θ 2 =40°С из нижней части
сушильной камеры поступает в бункер высушенного материала Б 2 и далее
на ленточный транспортёр, а из циклона СК-ЦН-34 – прямо на ленточный транспортёр.




Из уравнения
материального баланса сушильной установки определим расход влаги W, удаляемый
из высушиваемого материала:




где   G к
– производительность установки по сухому веществу, кг/с


ω н – начальная влажность продукта, %


ω к – конечная влажность продукта, %.


Определение основных
параметров влажного воздуха.




К основным параметрам
влажного воздуха относятся:


2. относительная влажность воздуха
φ,%


3. удельное влагосодержание х, кг/кг


Температуру и
относительную влажность воздуха на входе в калорифер определяем по
климатическим таблицам, для г. Минск летние условия /10/:


2. 
относительная
влажность φ 0 =78%.


Удельное
влагосодержание воздуха рассчитаем по формуле:




где   0,622
– отношение мольных масс водяного пара и воздуха,


Р н – давление
насыщенного водяного пара при данной температуре воздуха, Па


В – барометрическое
давление воздуха, Па. (Для Европейской части СНГ принимается 745 мм рт. ст. = 99100 Па.)


Удельное
влагосодержание воздуха на входе в калорифер:




Т.к.
подогрев воздуха в калорифере происходит при неизменном влагосодержании
воздуха, то удельное влагосодержание воздуха на входе в калорифер тоже, что и
на входе в сушилку:


Энтальпия
влажного воздуха представляет сумму энтальпий сухого воздуха и водяного пара,
приходящегося на 1 кг сухого воздуха:




где   С с.в.
– средняя удельная теплоёмкость сухого воздуха, (при t<200°С С с.в . =1,004 кДж/(кг . К)),


t – температура
влажного воздуха, °С,


х – удельное
влагосодержание воздуха, кг/кг с.в.,


i n – удельная
энтальпия перегретого пара, кДж/кг,


где   r 0
– удельная теплота парообразования воды, (при 0°С r 0 =2500 кДж/кг),


c n – средняя
удельная теплоёмкость водяного пара, c n =1,842 кДж/(кг . К).


Рисунок 4 – Процесс сушки
в I–x диаграмме




Энтальпия
воздуха на входе в калорифер:




Энтальпия
воздуха на выходе из калорифера (на входе в сушилку):




Удельное
влагосодержание воздуха на выходе из сушилки:




Энтальпия
воздуха на выходе из сушилки:




Для
наглядности строим процесс сушки в I-x диаграмме, которая приведена на рисунке
4. По
состоянию наружного воздуха t 0 и φ 0 на диаграмме
находим точку А , по следующим параметрам t 0 = 17,5°С и j 0 = 78 %, и соответствующие
ей теплосодержание I 0 и влагосодержание х 0 . Нагревание
воздуха в калорифере происходит при постоянном влагосодержании (х 0 =0,0099
кг/кг) до температуры t 1 (точка В, со следующей температурой t 1 =81°С и влагосодержанием j 1 ≈0,6%, энтальпия I 1 =107,55
кДж/кг). По температуре воздуха на выходе из сушилки t 2 находим
точку С окончания теоретического сушильного процесса и значение х 2 =0,027
кг/кг с температурой t 1 =37°С и влагосодержанием j 2 ≈54%
(соответственно определенные по диаграмме).


При дальнейших расчетах используем значения и параметры, найденные
расчетным путем.


Запишем уравнение
внутреннего теплового баланса сушилки:




где    – разность между
удельными приходом и расходом тепла непосредственно в сушильной камере, кДж/кг
влаги;


– теплоемкость влаги во
влажном материале при температуре θ 1 =17,5°С,
кДж/(кг . К);




q доп . – удельный дополнительный подвод тепла в сушилку, кДж/кг влаги; при работе
сушилки по нормальному сушильному варианту q доп. =0;


q т .
– удельный расход тепла с транспортными средствами, кДж/кг влаги; в
рассматриваемом случае q т. =0;


q м. – удельный расход тепла в сушилке с высушиваемым материалом:





с м - теплоемкость высушенного материала:




с с - теплоемкость абсолютно сухого материала, кДж/(кг . К);


с с =0,86·4,190=3,603 кДж/(кг . К);


q п .
- удельные потери тепла в окружающую среду:




l – удельный расход абсолютно сухого воздуха:




I 2 – энтальпия воздуха на выходе из сушилки,
кДж/кг,


х 2 – удельное влагосодержание воздуха на выходе из
сушилки, кг/кг с.в.. Значение х 2 находим по I-х диаграмме
влажного воздуха, построив теоретический процесс сушки, и по нему рассчитываем
значение I 2 .


Теплоемкость высушенного материала:




Удельный расход тепла в сушилке с высушиваемым материалом:





Удельные потери тепла в окружающую среду:




Разность между удельными приходом и расходом тепла
непосредственно в сушильной камере:




Средняя температура воздуха в сушилке:




Среднее влагосодержание воздуха в сушилке:




Средняя объемная
производительность по воздуху:




2.4 Конструктивный
расчёт шкафной сушилки.




Определим габаритные
размеры. Загрузка на один противень




где  l – длинна противня, принимаем l=2,05 м;


b – ширина противня, принимаем b=1,2 м;


n шт – количество штучных изделий на 1м 2
поверхности противня;


Принимаем размеры ломтиков
яблок 5см×5см×1см. Следователь масса штучного изделия равна 0,025 кг. Количество ломтей яблок в вагонетке 400 шт.


Загрузка на вагонетку по
влажному материалу:




Определим количество
вагонеток по влажному материалу:




2.6. Расчёт и подбор
комплектующего оборудования.




Принимаем к установке
калорифер КФБО-5, для которого:


1. площадь поверхности нагрева F к =26.88
м 2 ,


2. площадь живого сечения по воздуху f к =0,182
м 2 .


где   Q – расчётное
количество теплоты, необходимое для подогрева воздуха, кВт




k – коэффициент
теплопередачи от греющего теплоносителя к воздуху, Вт/(м 2 ·К)




ρν – массовая
скорость воздуха в живом сечении калорифера, кг/(м 2 ·К)


Δt ср. –
средняя разность температур греющего теплоносителя и воздуха, °С


где   Δt' – большая
разность температур между температурами греющего пара и воздуха, °С


Δt'' – меньшая
разность температур между температурами греющего пара и воздуха, °С


Для подогрева воздуха в
калорифере используется греющий пар, имеющий при давлении 0,618 МПа.
температуру 160°С.




Количество параллельно
установленных калориферов:




Уточняем массовую
скорость воздуха в живом сечении калорифера:




Количество
последовательно установленных калориферов:




Установочная площадь
поверхности теплопередачи калориферной батареи:




Конструктивные размеры
калорифера КФБО-5.


Кол-во очищаемого воздуха
при рабочих условиях:




Оптимальная скорость газа
в аппарате:
Необходимая площадь
сечения циклона:




Стандартное значение D=1000
мм Действительная скорость газа в циклоне:




Коэффициент
гидравлического сопротивления циклона:




-
коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона,




К 1 –
поправочный коэффициент на диаметр циклона, К 1 =1.


К 2 –
поправочный коэффициент на запылённость газа, К 2 =0.93.


К 3 –
коэффициент, учитывающий дополнительные потери давления, К 3 =0.




Соотношение размеров в
долях диаметра D циклона СК-ЦН-34.


Внутренний диаметр цилиндрической части

Внутренний диаметр пылевыпускного отверстия

Высота внешней части выхлопной трубы

Минимальное время
пребывания частиц в циклоне:




L – длина пути,
проходимого газовым потоком в циклоне, м.




Минимальное время
пребывания частиц в циклоне:




2.7. Гидравлический
расчёт линии воздуха и подбор вентилятора.




L=1,91 кг/с, - массовый
расход воздуха;




Для трубопровода примем 
скорость движения воздуха w=25м/с.


Р н
– давление насыщенного водяного пара при данной температуре воздуха, Па Р н
=2580 Па


Температура воздуха на
участке 21,6 0 С.


Выбираем стальную трубу
наружным диаметром 320 мм. Внутренний диаметр трубы d=320-12∙2=296 мм.


Примем абсолютную
шероховатость труб D=0,2×10 -3 м, тогда 
относительная шероховатость трубы равна




Таким образом, в
трубопроводе имеет место смешанное трение, и расчет l следует проводить по формуле




Потери на преодоление
местных сопротивлений:


коэффициенты местных
сопротивлений x вх. вход трубу.


Гидравлическое
сопротивление всей сети:




1. 
вентилятор: марка
ЦП-40-8К с DР=5000 Па и
Q=4.2 м 3 /с,


2. 
электродвигатель:
марка 4А315S4 с N=60 кВт и h дв =0.92.











Рассчитали барабанную
сушилку для сушки сухарей панировочных с ω н =28%.
Производительность по исходному продукту 1000 кг/ч.


В результате расчёта
получили сушилку с D=1,94 м, длиной 7,76 м. Продукт из сушилки выходит с ω к =8% и температурой 40 0 С.


Для данной установки
рассчитали калориферную батарею, состоящую из четырех калориферов КФБО-5 с
F=26.88 м 2 , f=0.182 м 2 .


Для сухой очистки воздуха
выходящего из сушилки, рассчитали циклон СКЦН-34 (диаметр D=1000 мм).


Трубопровод для воздуха сделали
круглого сечения. Для подачи воздуха, по полезной мощности, подобрали
вентилятор марки марка ЦП-40-8К с DР=5000 Па и Q=4.2 м 3 /с и электродвигатель для
вентилятора: марка 4А315S4 с N=60 кВт и h дв =0.92. 









1) 
Гинзбург А.С.
Расчёт и проектирование сушильных установок пищевой промышленности, Москва,
Агропрмиздат, 1985 г.


2) 
Дытнерский Ю.И.
Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию,
Москва, Химия, 1991 г.


3) 
Дытнерский Ю.И.
Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию,
Москва, Химия, 1983 г. 272 с.


4) 
Павлов К.Ф.
Романков П.Г. Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов
химической промышленности.


5) 
Справочник по
пыле и газоулавливанию. Под. ред. Русанова А.А. М., “Энергия” 1975 г. 296 с.


6) 
Стахеев И.В
Пособие по курсовому проектированию процессов и аппаратов пищевых производств,
Минск, Вс. школа, 1975 г.


7) 
Стабников В.Н.
Проектирование процессов и аппаратов пищевых производств, Киев, В. школа, 1982 г.


8) 
Сажин В.С. Основы
техники сушки. - М: Химия, 1984 г.


9) 
Гришин М.А.  
Установки   для  сушки  пищевых продуктов.  Справочник: М: Пищевая
промышленность, 1989 г.


10)  Интернет http://www.kishinev.info/climate/






  Курсовая работа (т). Технология машиностроения.
Реферат по теме Православные в межвоенной Польше и их лидер сенатор В.В.Богданович
Курсовая работа: Технологія монтажу та ремонту машин постійного струму
Курсовая работа по теме Разработка развозочно-сборочного маршрута
Контрольная работа по теме Предмет и система жилищного права
Реферат: Великая экспедиция. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая Работа По Гражданскому Праву Источники Гражданского Права
Курсовая работа: Стимулирование сбыта в международном маркетинге
Дипломная работа по теме Анализ систем управления конденсаторными установками компенсации реактивной мощности в сети 0,4 кВ
Курсовая работа по теме Договор найма жилого помещения
История Возникновения Чина Малой Вечерни Реферат
Дипломная работа по теме Уголовно-правовая характеристика преступлений против государственной власти
Отчет По Практике Организационная Структура
Отчёт по практике: Экология на дородном предприятии. Скачать бесплатно и без регистрации
Контрольная работа по теме Тайны произведения Пушкина
Контрольная Работа По Математике 10 Класс Стереометрия
Контрольная работа: Статистические расчеты в сфере торговли
Сочинение По Тексту Крапивина Доброта
Реферат Банк Втб 24
Реферат: Реализация концепции единства власти в механизме государства
Деятельность Человека Эссе Обществознание
Реферат: Блоги
Похожие работы на - Куросава Акира
Книга: Гуси-лебеді летять