Decontarea și munca practică nr. 4
MACHINI DE CAPACITATE CU MECANIC
Dispozitivele mecanice de amestecare constau din trei părți principale: agitatoare; vertical, orizontal sau înclinat, pe care este atașat un agitator și un dispozitiv electric. În funcție de viteza de rotație, ele sunt împărțite în viteză mare (viteză de rotație de până la 40 s -1) și viteză lentă (viteza nu este mai mare de 1 s -1). Cele cu viteză mică includ mixere cu lobi, rame, ancore, pentru turbine de mare viteză și șuruburi. Tipurile și dimensiunile dispozitivelor de amestecare pentru aparatele verticale sunt definite în GOST 20680-75. Cerințele GOST pentru principalele tipuri de agitatoare sunt prezentate în Anexa B.
Calcularea fermentatoarelor cu agitator mecanic
Obiectiv: Pentru a explora dispozitivele capacitiv de dispozitiv, astfel de dispozitive de amestecare și de aparate calculelor de proiectare dispozitive de bază și dispozitivele de amestecare ca un exemplu de calcul pentru un volum de lucru fermentator dat.
Procedura de decontare
Fiecare student efectuează calculele în mod independent, în conformitate cu sarcina individuală.
Înainte de efectuarea calculelor se stabilește masa volumetrică a mediului nutritiv, vâscozitatea dinamică, coeficientul de conductivitate termică, presiunea de lucru în fermentator cu sterilizare cu abur, capacitatea de căldură c. În calcule este posibilă utilizarea datelor din VNIIbiochniki: masa în vrac a mediului nutritiv este în intervalul 1060-1070 kg / m3 Viscozitatea dinamică se situează în intervalul 0,001. 0,00155 Pa · s, capacitatea de căldură se consideră c = 4186 J / (kg · K), coeficientul de conductivitate termică este 0,6 W / (m · K).
Pentru a steriliza mediul nutritiv în interiorul fermentatorului, este necesar să se creeze o presiune de funcționare de cel puțin 0,2 MPa. Coeficientul de umplere a dispozitivului depinde de compoziția mediului și de tipul organismului cultivat, k = 0,5. 0,65.
Calculul structural al fermentatorului. Volumul de lucru al aparatului Vp se calculează prin formula:
Calculul agitatorului mecanic al fermentatorului. Pentru a amesteca mediul nutritiv în timpul creșterii microorganismelor, se folosesc diferite dispozitive de amestecare: lob, ancoră, cadru, turbină, elice. Datorită creșterii biomasei, crește viscozitatea fluidului de cultură, se agravează amestecarea și aerarea mediului. Pentru a intensifica amestecarea suspensiilor, se recomandă utilizarea mixerelor cu turbină.
Diametrul mixerului cu turbină se calculează după formula:
unde Dνν - diametrul interior al fermentatorului, m.
Conform valorii obținute de dm, un mixer cu un sistem eficient de amestecare este ales din cataloage. Caracteristicile dispozitivelor de agitare sunt prezentate în tabelul 1 din anexa A.
Determinați viteza de rotație a agitatorului conform formulei:
Pe baza vitezei recepționate a mixerului, luăm viteza reală.
Conform valorii acceptate a vitezei mixerului, reductorul este ales conform catalogului NIIhimmash.
Calculăm puterea consumată de agitator pentru a amesteca cultura în creștere fără a lua în considerare influența dispozitivelor auxiliare:
unde este criteriul de putere, care depinde de intensitatea amestecării și este caracterizat de criteriul centrifugal Reynolds (Re); - densitatea mediului, kg / m3; n este viteza de rotație a agitatorului cu -1; - diametrul mixerului, m.
Criteriul Reynolds poate fi calculat prin formula:
unde este vâscozitatea dinamică a mediului, Pa.
În funcție de criteriul puterii de la RETS Nm pentru agitatoare de tip găsi valoarea (procese VN Stabnikov și echipamente pentru producția de alimente -M industrie alimentară, 1976:.. 127-130).
Puterea estimată pe arborele mixerului este calculată prin formula:
unde este coeficientul de umplere a aparatului cu o cultură în creștere; - coeficient care ia în considerare creșterea consumului de energie datorită creșterii rezistenței culturii în creștere (= 1,1); - coeficient care ține cont de creșterea consumului de energie pentru a depăși rezistența cauzată de dispozitivele auxiliare.
unde k este coeficientul de rezistență al șicanelor; km - coeficientul de rezistență al mixerului suplimentar; ktr - coeficientul de rezistență al conductei pentru alimentarea cu aer; kt este coeficientul de rezistență al tubului termic. Valorile acestor coeficienți sunt prezentate în tabelul 2 (apendicele A).
Puterea de a depăși fricțiunea în etanșarea arborelui se calculează prin formula:
unde n este viteza de rotație a arborelui de agitare, s -1; dв - diametrul arborelui, m; Sc - grosimea ambalajului cutie de umplutură, m; p - presiunea aerului de lucru în aparat deasupra nivelului de lichid, Pa; hc - înălțimea de ambalare, m (poate fi acceptată
Diametrul arborelui de antrenare al mixerului este determinat de formula:
unde Mcr este cuplul la arborele de amestecare, N · m; - efortul admisibil pentru materialul arborelui de torsiune, N / mm 2; cm - corecție pentru coroziune, eroziune și uzură a materialului, mm.
Cuplul pe axul agitatorului este:
unde Np este puterea calculată transmisă pe arbore, W; n - marjă de siguranță.
Pentru a asigura rigiditatea arborelui, valoarea calculată a lui dv este înmulțită cu un factor de 1,25.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: