Технологический расчет фаршемешалки [11]

4.1.2 Технологический расчет фаршемешалки [11]

Фаршмешалка горизонтальная с вертикальным вращением лопастей.

Определим производительность фаршемешалки. Для мешалок периодического действия производительность определяется по следующей формуле:

, (4.15)

где a = 0,7- коэффициент заполнения или использования полезной емкости;

V = 0,15 – геометрическая емкость резервуара (дежи) мешалки, м³;

r = 1070 - плотность перемешиваемого продукта, кг/м³;

t = 16 – полная продолжительность перемешивания, включая загрузку и выгрузку, мин.

Среднее практическое значение a для перемешивания вязких продуктов в горизонтальной мешалке составляет 0,5-0,7.

.

Определим сопротивление среды, испытываемое вращающимися лопастями ведущего и ведомого валов.

Сопротивление, испытываемое одной лопастью, определяется по формуле:

, (4.16)

где s - удельное сопротивление, Н/м²;

F – площадь лобовой поверхности лопасти, м².

По данным Лапшина для фарша, имеем:

, (4.17)

где s₀ = 4000-8000 – условное начальное сопротивление, Н/м²;

а = 4000-5000 – постоянный параметр, зависящий от вида фарша;

J - скорость вращения лопастей, м/с.

Лобовая площадь поверхности лопасти:

F = (R - r)×l, (4.18)

где R = 0,1375– наружный радиус, м;

r = 0,03– внутренний радиус, м;

l = 0,39– длина лопасти, м;

F = (0,1375 – 0,03)×0,39 = 0,042 м².

Удельное сопротивление для лопасти:

s₁ = 7000 + 5000 + 0,685 = 10420 Н/м²;

s₂ = 7000 + 5000 + 1,1 = 12500 Н/м².

Сопротивление, испытываемое одной лопастью ведущего вала

Р₁ = s₁×F = 10420×0,042 = 437,64 Н;

ведомого вала

Р₂ = s₂×F = 12500×0,042 = 525 Н.

Мощность двигателя привода фаршемешалки определяется по формуле

 (4.19)

где z₁, z₂ – соответственно число лопастей на ведущем и ведомом валах

Выбираем согласно рекомендациям [13] мотор-редуктор МЦ2С-100-56 КУЗ ГОСТ 20721-75, мощностью N = 3 кВт, n = 56 мин^-1.

Мощность, потребляемая на привод поворота дежи фаршемешалки определяется по формуле

, (4.20)

гдеМ – момент сопротивления повороту дежи, Н×м;

w - угловая скорость вращения дежи, рад/c;

h_а = 1,3-1,5 – коэффициент запаса мощности в момент пуска, выбираем h_а = 1,5;

h = 0,8 – КПД привода поворота дежи;

h₁ = 0,87 – КПД редукторной части мотор-редуктора.

Момент сопротивления определяется следующим образом

М = Р×l, (4.21)

где Р – сила сопротивления повороту дежи, Н;

l – плечо силы относительно оси поворота (оси ведущего вала фаршемешалки), м;

Р = m×g, (4.22)

гдеm – суммарная масса дежи фаршемешалки и находящегося в ней фарша

m = m₁×m₂, (4.23)

где m₁ = 100 – масса дежи, кг;

m₂ – масса фарша, кг.

 (4.24)

гдеa = 0,7 – коэффициент заполнения дежи;

V = 0,15 – емкость дежи, м³;

r - плотность фарша, кг/м³.

m₂ = 0,7×0,15×1070 = 112,5 кг

m_сум = 100 + 112,5 = 212,5 кг

Р = 2125 Н; R = 0,15 м – определяется согласно чертежу.

М = Р×R, (4.25)

М = 2125×0,15 = 319 Н×м.

, (4.26)

.

.

Согласно рекомендациям [13] выбираем мотор-редуктор 2МВЗ-80-15G310 ГОСТ 24439-80 мощностью N = 0,25 кВт; n = 15 мин^-1.

4.1.3 Технологический расчет шприца ФШ2-ЛМ [11]

Определим производительность шприца

Q =  (4.27)

где l= 0,6 – коэффициент подачи фарша;

a = 58 - угол подъема винтовой линии шнека, град;

D = 0,1- наружный диаметр рабочей части шприца, м;

D = 0,05 - внутренний диаметр рабочей части шприца, м;

S = 0,07 - шаг винта, м;

К = 1,075 - коэффициент увеличения ширины впадины;

h = 95,5 - число оборотов шнека, мин^-1;

r = 1100 - плотность мяса, кг/ м³

Q =  кг/ч.

Объемную производительность шнекового питателя определим по методу Шенкеля

 , (4.28)

где D = 0,1 - наружный диаметр шнека, м;

h = 0,004 - глубина нарезки, м;

Z = 2 - число шнеков;

j₀ = 0,25 - коэффициент, учитывающий уменьшение производительности за счет контакта шнеков;

к = 0,6 - коэффициент;

к₁ = 0,7 - коэффициент;

t = 0,17 - среднее значение шага нарезки винтовой линии, м;

N₀ = 1 – число заходов винта;

l - 0,005 - средняя толщина гребня винта, м;

j = 48 - угол развертки средней линии нарезки;

к₂ = 0,7 - коэффициент, зависящий от обратного хода продукта;

r = 300×10³ - давление, создаваемое винтом на выходе продукта, Н/м²;

L = 0,6 – длина шнека, м.

=

= 4,2×10^-3 м³/с.

Мощность электродвигателя вытеснителя

N = , (4.29)

где М = 4,2×10^-3 –объемная производительность за секунду, м³/с;

Р = 300×10³ – давление напора, создаваемое вытеснителем, Н/ м²;

h_a = 1,2 - коэффициент запаса мощности;

h = 0,21 - механический КПД вытеснителя.

N =  кВт.

Производительность вакуум-насоса

М_в = b₀×M, (4.30)

где b₀ = 4 - коэффициент, учитывающий соотношение производительности вакуум- насоса и производительности вытеснителя

М_в = 4×4,2×10^-3 = 16,8×10^-3 м³/с.

Мощность электродвигателя к вакуум- насосу

N =  (4.31)

где А = 30000 - расход энергии на сжатие, 1 м³воздуха, откачиваемого вакуум-насосом, Дж/м³;

h = 0,8 - механический КПД вакуум-насоса

N =  = 5 кВт.