Розрахунок машин для отримання чистої фракції
Розрахунок ситових механізмів очисно–сортувальних і подрібнювально–сортувальних машин з барабанними і плоскими ситами розглядали при вивчен-ні машин для підготовки борошна та іншої сировини до виробництва в хлібо-пекарському і макаронному виробництві, тому у даному розділі його розгля-дати не будемо (див. розділ 2.7).
Розрахунок аспіраційної частини цих машин полягає у визначенні швид-кості і витрат повітря, необхідного для сепарації сипкої сировини і напів-фабрикатів, що поступають в машину.
Швидкість повітря у вертикальному пневмо–сепаруючому каналі повинна бути вибрана таким чином, щоб захоплювались какао–боби і легкі домішки, а важкі домішки опускались вниз, а при відокремленні оболонки – щоб захоп-лювалась оболонка і легкі домішки, а ядро опускалось. Надалі частки, які за-хоплюються повітрям, будемо називати легкими, а які опускаються – важкими.
Аеродинамічною характеристикою будь–якого сипкого продукту є швид-кість витання його часток, тобто швидкість повітря, при якій абсолютна їх швидкість приблизно дорівнює нулю. Насправді положення часток змінюється відносно його середнього значення (вони витають).
Для підіймання легких часток уверх і опускання важких униз необхідно, щоб виконувались наступні умови:
(367)
де і – підіймальна сила повітряного потоку відповідно для легких і важких часток, Н; і – вага легкої і важкої часток, Н.
При зависанні легких часток у потоці
(368)
де – коефіцієнт аеродинамічного опору легкої частки; – густина по-вітря, кг/м3; – площа міделевого перерізу легкої частки, тобто площа проек-ції частки на площину, перпендикулярну вектору швидкості повітря, м2; – швидкість витання легкої частки, м/с.
Аналогічно для важких часток
(369)
де – коефіцієнт аеродинамічного опору важкої частки; – площа мі-делевого перерізу важкої частки, м2; – швидкість витання важкої частки, м/с.
Для того, щоб відбувалось розділення часток, необхідно, щоб
або
(370)
Якщо і , тоді
(371)
Умова (371) може виконуватись лише тоді, коли розміри і форма часток будуть приблизно однакові.
Розглянемо частки кулеподібної форми діаметром , тоді
.
Тоді умови витання часток у повітряному потоці
(372)
де – щільність частки, кг/м3; – швидкість витання частки, м/с; – прискорення сили ваги, м/с2.
Із формули (372) знаходимо, що
(373)
Звідси видно, що швидкість витання часток кулеподібної форми тим біль-ша, чим більші діаметр і щільність матеріалу частки, і вона зменшується від збільшення коефіцієнта її аеродинамічного опору . Для розділення час-ток по їх щільності необхідно, щоб їх діаметри і коефіцієнти були приблизно (або повністю) однаковими, а швидкість повітря відповідала умові (371).
Для того, щоб було можливе просіювання какао–порошку, на розсійнику з круговим поступальним рухом сит сила інерції повинна бути більшою сили тертя, тобто
(374)
де і – кутова швидкість (рад/с) і радіус (м) кривошипа приводного механізму ситового корпуса.
Після перетворення отримали, що кутова швидкість кривошипа, рад/с,
(375)
З виразу (375) видно, що кутова швидкість обертання кривошипа кругового механізму прямо пропорційна коефіцієнту тертя і обернено пропорційна його радіусові.
Продуктивність соломурної машини визначається швидкістю осідання час-ток і продуктивністю шнеків машини, кг/год:
(376)
де – коефіцієнт об’ємної подачі шнека; , і – зовнішній, внут-рішній діаметри і крок шнека, м; – кутова швидкість шнека, рад/с; – об’ємна щільність ядра (або оболонки), кг/м3.
Розміри корита для соломура визначаються тривалістю осідання оболонки. Довжина шляху часток до зливної грані
(377)
де – тривалість осадження важких часток, с; – горизонтальна швид-кість води з ядром, м/с,
(378)
де – задана глибина осаджування часток оболонки, яка забезпечує їх надійне відокремлення від ядра, м; – швидкість осаджування часток, м/с.
Швидкість осаджування часток кулеподібної форми
(379)
де – радіус частки, м; і – густина матеріалу часток і рідини, кг/м3; – динамічна в’язкість рідини, Па·с.
Підстановкою виразів (377) і (378) у (379) отримаємо, м,
(380)
Із виразу (380) видно, що габарити машини пропорційні горизонтальній швидкості і глибині осаджування часток в рідині і обернено пропорційна радіусу часток і різниці .
Дата добавления: 2020-10-25; просмотров: 401;