ganea grigore, utilaj tehnologic in industria alimentara

8/22/2019 Ganea Grigore, Utilaj Tehnologic in Industria Alimentara

1/247

Universitatea Tehnica Moldovei

Grigore GANEA, Dorel COJOC

Utilaj tehnologicn industria alimentar

Probleme i metode de rezolvare

Ediia a II-arevizuiti completat

Editura TEHNICAChiinu 2011


2/247

CZU 691.51.06(075.8)

G 18

Grigore GANEA, Dorel COJOC Utilaj tehnologic nindustria alimentar, Probleme i metode de rezolvare, Editura

TEHNICA, Chiinu, 2011 - 250 p.

Aceastcarte reprezintun suport practic la cursul de bazUtilaj tehnologic n industria alimentar i este destinat

studenilor de la specialitile Maini i Aparate n Industria

Alimentar (MAIA) i Utilajul i tehnologia ambalriiproduselor (UTAP), dar poate fi util studenilor colegiilor de

profil alimentar i specialitilor din domeniu.

Recenzent: Mircea Bernic, conf. univ. dr.

Redactor: Parascovia Onofrei

Tehnoredactare: Maxim Vaculenco, conf. dr.

ISBN 978-9975-63-330-7 Autorii,2010

Descrierea CIP a Camerei Naionale a Crii

GANEA, Grigore

Utilaj tehnologic n industria alimentar : Probleme

i metode de rezolvare / Grigore GANEA, Dorel COJOC ;

Univ. Tehnica Moldovei. Ed. a 2-a rev. i compl. Ch. :

Tehnica, 2011 (Tipogr. Bons Offices SRL). 248p.600 ex.

ISBN 978-9975-63-330-7.

691.51.06(075.8)

G 18


3/247

Utilaj tehnologic n industria alimentar 3

CUPRINSPrefaa ........................................................................................ 5

1.Metode de calcul ale parametrilor termofizici almateriilor prime ............................................................... 6

2.Transportul hidraulic ....................................................... 113.Maini de splat materii prime ........................................ 15

3.1.Maini liniare ........................................................... 153.2.Maini cu tambur rotativ .......................................... 24

4.Maini de splat recipiente .............................................. 275.Maini de tiat fructe i legume ....................................... 386.Zdrobitoare ...................................................................... 447.Prese ................................................................................. 508.Malaxoare ........................................................................ 659.Sedimentarea gravitaional............................................. 7710.Filtre ............................................................................... 8311.Centrifuge ....................................................................... 9112.Maini de dozat produse alimentare ............................... 101

12.1.Maini de dozat lichide ......................................... 10112.2.Maini de dozat produse vscoase ........................ 109

13.Calculul mainii-automate de nchis sticle ..................... 11714.Divizor-aeztor automat din fluxurile tehnologice

de coacere a pinii n forme ........................................... 12015.Extractoare ..................................................................... 126

15.1.Extracia n sistemul corp solid-lichid .................. 12615.2.Bilanul material ................................................... 12915.3.

Bilanul de cldur................................................ 13016.Blanatoare ..................................................................... 135

17.Autoclave ....................................................................... 14218.Sterilizatoare cu aciune continu.................................. 15019.Pasteurizatoare cu plci .................................................. 15920.Cuptoare de copt pine ................................................... 16421.Cuptoare de prjit legume .............................................. 17022.Usctor cu band............................................................ 17623.Usctor cu strat fluidizat ................................................ 187


4/247

4 Grigore GANEA, Dorel COJOC

24.Evaporatoare .................................................................. 19525.Condensatoare ................................................................ 206

25.1.Condensatoare prin suprafa............................... 20625.2.Condensatoare barometrice .................................. 214

26.Schimbtoarele de cldurmultitubulare ....................... 219Anexe ......................................................................................... 225Bibliografie ................................................................................ 246


5/247


PREFAA

Utilaj tehnologic n industria alimentar este una dindisciplinele de baz, prevzute de planurile de studii aleuniversitilor tehnice i colegiilor n vederea pregtiriispecialitilor pentru industria alimentar.

n nsuirea mai profund a materiei un rol substanialaparine leciilor practice, la care studenii, folosind tehnica decalcul, nsuesc metodele de calcul ale mainilor, aparatelor iinstalaiilor din industria alimentar.

Culegerea de probleme propus include majoritateacompartimentelor conform programei la disciplina Utilajtehnologic n industria alimentar.

Din punctul de vedere metodic fiecare din compartimentelemanualului este construit din trei pri: n prima parte sunt expusenuanele principale i formulele de calcul, aplicate la rezolvareaproblemelor, n a doua o rezolvare detaliat a unei problemetipice i n a treia variante de date iniiale pentru rezolvareaproblemelor.

Anexele manualului conin caracteristicile termofizice,mecanice i altele ale materiilor prime, semifabricatelor i aleproduselor finite din industria alimentar necesare studenilor larezolvarea problemelor.

Autorii


6/247


1. METODE DE CALCUL AL PARAMETRILORTERMOFIZICI AI MATERIILOR PRIME

Cldura specific c (n J/(kgK) a produseloragroalimentare poate fi calculatcu expresia lui V. Z. Jadan [1]:

4190 3,35 1,25 27,65g pc n n n (1.1)

n care gn i pn reprezint coninutul n produse a grsimilor i

proteinelor, %;n coninutul n produse al hidratului de carbon, %.

Cldura specific,J/(kgK), a produselor agroalimentare sepoate calcula i cu ecuaia:

. . 1 0,01 41,87s uc c W W . (1.2)

n care . .s uc reprezintcldura specifica substanelor uscate (s.u.)

din produse,J/(kgK);W coninutul apei n produse,%.

Dacconinutul grsimilor i proteinelor n produse (fructe,legume) este foarte mic, atunci cldura specifica lor se calculeazcu expresia:

4190 27,65c n . (1.3)Cldura specifica grului:

1550 26,4c W . (1.4)Cldura specifica produselor de tomate:

. .4226,7 20,9 10,88

s uc c t

, (1.5)n care treprezinttemperatura produselor, C.Pentru produsele lichide din producia zahrului cldura

specificse calculeazcu expresia:

. . 04190 0,01 2510 7,54 4,61 100s uc c t D , (1.6)

n care 0D reprezintcalitatea buna produsului, %.

Cldura specifica aluatului:


7/247


1675 1 0,015c W , (1.7)n care Wreprezintumiditatea aluatului, %.

Densitatea masa unei uniti de volum de produs, kg/m3m V , (1.8)

n care m reprezintmasa produsului, kg;

V volumul produsului, 3m .Densitatea lichidelor care conin substane uscate (siropul

de zahr, sucul de fructe, lapte cu zahr etc.) la temperaturade20C 20 3kg m :

20 10 1, 42 100n n , (1.9)

n care n reprezinta coninutul substanelor uscate (s.u.), %.La temperatura tC:

20 0,5 20t t . (1.10)

Densitatea produselor ( n 3kg m ) agroalimentare (careconin grasimi la temperatura 20C) poate fi determinat i cu

expresia 4 :

267 1000 267 1, 23 grn n . (1.11)Pentru produsele care conin puine grsimi:

267 1000 267 n . (1.12)Densitatea produselor de tomate la temperatura 20C cu

concentraia s.u. 12%:

1000 1000 19 2353n , (1.13)

sau 1016,76 4, 4 0,53n t ,n care t reprezinttemperatura produsului, C; coninutul zahrului, %

Pentru suspensii compuse din api fazsoliddensitatea

s (n 3kg m )


8/247


1 1 /s fs fs fs ax x , (1.14)

n care fs reprezintfracia de masn faza solidn suspensie;

fs i a densitatea fazei solide i a apei,3kg m .

Densitatea suspensiilor binare sb poate fi calculat cu

expresia:

1sb fs f , (1.15)n care reprezintfracia volumica fazei solide n suspensie

fs s fsx . (1.16)Viscozitatea dinamic ( n Pa s ) a suspensiilor se

determin n funcie de viscozitatea mediului exterior ext i

concentraia volumic a particulelor n suspensie.Pentru suspensii cu concentraia volumic a fazei solide

10% viscozitatea dinamic:

1 2,5sl . (1.17)Dac 10% , atunci n aceastexpresie n locul lui 2,5 se

accept4,5.Pentru sucuri, siropuri i lapte condensat:

0,05 0,080,94 ne (1.18)n care n reprezintconcentraia s.u., %.

Pentru laptele natural la temperatura 20C,0,05 0,080,5 ne . (1.19)

Dactemperatura diferde 20C,0,8512,9t t . (1.20)

Pentru soluiile de zaharoz, cnd 15 65%n s.u. i cnd70t C va fi:

ln an be c , (1.21)

n care:


9/247

Utilaj tehnologic n industria alimentar 97 2 48, 405 10 1,65 10 0,03617a t t ,

5 2 31,0161 10 1,098 10 0, 48542b t t , (1.22)

4 71,534 10 0,03291 6,8505c t t .Pentru soluii de zaharoz cu concentraii mari (mas

groas) care conin cristale:

lg 0,01322 65 85 1y pn K , (1.23)n care y reprezintviscozitatea dinamica masei groase, Pa s ;

p viscozitatea dinamica soluiei dintre cristale la temperature

dat, Pa s ;

pK coninutul cristalelor n masa groas, %;

n coninutul s.u. n masa groas, %.Viscozitatea dinamica produselor de tomate:

2,94 1,170,019n t , (1.24)n care nreprezintconinutul s.u., %;

t temperatura produsului, C.Conductibilitateatermicalichidelorbinare (W/(mK)):

2 1 21,59 1 0,37l lx x , (1.25)

n care 1 i 2 reprezint conductibilitatea termic a

componentelor 1 i 2 (unde 1 2 ) ;

lx fracia de masa componentei l n amestec.

Conductibilitatea termica soluiilor de zaharoz, cnd:0 65%n s.u. i 0 80t C

31 5, 479 10 n

3 6 20,5686 1,514 10 2, 2 10t t (1.26)Conductibilitatea termica produselor de tomate:

3528 4,04 2,05 10n t . (1.27)


10/247


Conductibilitatea sucurilor de fructe, laptelui cu zahr,siropurilor la 20C:

0,53

0, 593 0, 025n

. (1.28)La temperatura tC:

20 0,00068 20t . (1.29)Pentru majoritatea lichidelor organice n limitele de

temperatur 0...120 C, 0,25...0,12W m K , pentru ap n

aceleai limite de temperatur 0,55...0,68W m K , pentru

produsele care conin o cantitate mare de grsimi: 0,14...0,17W m K .

ProblemDe determinat densitatea i viscozitatea dinamic a zemii

de zahr nelimpezite cu fracia de masa fazei solide 0,04fsx ,

dacdensitatea fazei solide 32100fs kg m , densitatea zemii de

zahr limpezite 31080zl kg m i viscozitatea dinamic a ei0,0005zl Pa s .

Rezolvare:

Densitatea zemii de zahr limpezite o determinm dinexpresia (1.14):

31/ 0,04 2100 1 0,04 /1080 1123vl kg m .

Fracia volumic a fazei solide din zeama de zahr sedetermincu expresia (1,16):0, 04 1100 2100 0, 021 .

Determinm viscozitatea dinamic a zemii de zahrnelimpezite cu expresia (1.17):

0,0005 1 2,5 0, 21 0,00076 Pa s .


11/247


2. TRANSPORTUL HIDRAULIC

Productivitatea transportului hidraulic kg s 1 :P Fv n m , (2.1)

n careFreprezintaria seciunii transversale a jgheabului, 2m ;v viteza de micare a amestecului de ap i produs, m s :( 0,7...0,8v pentru tomate i mere; 0,65...1v pentrurdcinoase, 0.6v pentru mazrea verde);

-densitatea amestecului de api produs, 3kg m ,

1p am m , (2.2)

n care p reprezintdensitatea volumica produsului,3kg m .

a densitatea apei,3kg m ;

m multiplicitatea consumului de ap kg kgde produs (m=4pentru tomate, mere i mazre verde; m=5- pentru rdcinoase);

coeficientul de umplere a jgheabului 0.4...0.6 ;n coeficientul de neregularitate a ncrcrii produsului n jgheab

1.1...1.5n .

Productivitatea kg s transportatorului hidraulic maipoate fi determinati cu expresia urmtoare:

11000 1P f c m Ri (2.3)

n care 1f reprezintaria seciunii transversale a fluxului, 2m ;c coeficientul de rezisten a micrii amestecului de ap iprodus (c=13,45, dacm=4 i c=19,18 dacm=5):R raza hidraulic care depinde de forma i dimensiunilejgheabului (fig.1), m;i panta jgheabului pe 1 mde lungime (pentru poriuni curbiliniii= 0,0080,012, cnd se transport tomate i mere; i 0,012 cndse transport rdcinoase i i=0,010,015 cnd se transportmazre verde), m.


12/247


Panta jgheabului ise poate determina i cu expresia:20,00188i v R (2.4)

Dimensiunile jgheabului (nlimea i limea saudiametrul) se calculeazn funcie de forma seciunii transversale,aplicnd una din expresiile urmtoare(n m):cnd sunt egale nlimea i limea jgheabului dreptunghiular,

1b h P m v ; (2.5)

cnd nlimea e de douori mai mare dect limea,

1 2b P m v ; (2.6)

cnd forma jgheabului este semicircular, 1,6 1d P m v ; (2.7)

cnd forma jgheabului este circular,

1,1287d Pm v . (2.8)

Problem

De calculat aria seciunii transportorului hidraulic, formaseciunii cruia este semicircular, diametrul lui i panta, dac setie c productivitatea lui este egal cu 2,3 kg tomate s ,coeficientul de neregularitate de ncrcare a tomatelor ntransportor n=1,5, raportul de mrire a consumului de ap m=5,

densitatea amestecului =933 3kg m ,viteza de transportare aamestecului V=0,8 m s .

RezolvareDeterminm:productivitatea transportorului hidraulic, innd cont decoeficientul de neregularitate k:

1 1,5 2,3 3,45P kP kg s ;consumul de ap:

2 1 3, 45 5 17, 25P P m kg s ;

consumul amestecului de api tomate:


13/247


3 1 2 3, 45 17, 25 20,7P P P kg s ;consumul volumic de amestec:

320,7 933 0,0222am PV m s

;

aria seciunii transversale a transportorului hidraulic:

1amV f V , de unde2

1

0,02220,02775

0,8amVf m

V ;

raza semicercului transportorului, m, fiindc2

1 2

rf

, apoi

2 2 0,027750,132

3,14

fr m

.

Diametrul cercului 2 2 0,133 0,264D r m ;raza hidraulica transportorului hidraulic:

2 0,133 2 0, 067R r ;panta transportorului hidraulic cu expresia (2.4):

2

0,00188 0,8 0,066 0,018i m m lungime.

Figura 1. Schema pentru calculul razei hidraulice a transportoarelorhidraulice cu forma jgheaburilor semicircular (a), trapezoidal (b),dreptunghiular(c), triunghiular(e) i circular(d).

Tabelul 1

Date iniiale pentru calculul transportoarelor hidraulice


14/247


Varianta

Productivitatea

transportorului

hidraulicP,kg/s.

Coeficientul

de

neregularitat

en

Raportuldemrirea

consumuluideapR

1

Densitateaamestecului

,

kg/m

3

Vitezademic

area

amestecului,m/s

1 2,3 1,5 5 933 0,8

2 2,4 1,1 4 930 0,7

3 2,3 1,2 4 940 0,8

4 2,5 1,3 4 932 0,7

5 2,3 1,4 4 931 0,75


15/247


3. MAINI DE SPLAT MATERII PRIME

3.1. Maini liniareProductivitateaP( kg h ) mainilor liniare de splat materiiprime (cu transportoare cu plci sau cu role) se determin cuexpresia:

3600P Bh v , (3.1.1)n care:B reprezintlimea benzii, m;

h nlimea stratului de produs pe band, m (pentruproduse alimentare aezate ntr-un strat h=0,05);

densitatea volumica materiei prime, 3kg m ; coeficientul de utilizare a benzii (pentru fructe i

legume de dimensiuni mici =0,785, de dimensiuni mari =0,4);v viteza liniara transportorului (se recomandde

acceptat n limitele v =0,1...0,25 m s .Dimensiunile cuvei mainii liniare de splat materii prime

se determininnd cont de durata de nmuiere, care, de obicei, seadmite egalcu 2 min.Productivitatea mainii, capacitatea cuvei i durata de

nmuiere sunt legate prin urmtoarea egalitate:

060V

P

, (3.1.2)

n care: reprezint densitatea volumic a materiei prime,3

kg m ; durata de nmuiere, min;

0V volumul cuvei,3

m , care se determin cu expresia

(3.1.2)

0 60

PV

. (3.1.3)

Limea cuveiB(n m):


16/247


0,1c trB B , (3.1.4)

n care trB reprezintlimea transportorului, m.

Lungimea cuveiL(n m), umplutcu ap, se determindinconsiderentele c volumul poriunii cuvei n form de clinconstituie 20% din partea cuvei, unde este un strat de ap cugrosime constantdeasupra benzii transportorului egalcu 250mm.

00.8

c

VL

B H , (3.1.5)

n care H reprezint grosimea stratului de ap deasupra

transportorului, m.Lungimea cuvei care servete pentru cltirea materiilor

prime cu apcuratcurgtoare 0L (n m):

0 1L a m , (3.1.6)n care: areprezintpasul duzelor, m;

m numrul de colectoare cu duze.

Puterea motorului electric care pune n micaretransportorul mainiiN(n kW):

max

1000

AvN

, (3.1.7)

n careAreprezintefortul de traciune a transportorului principal,N;

maxv viteza maximde micare a transportorului, m s ;

randamentul mecanismului de acionare.

Ventilatorul pentru mainile de splat se selecteazconform consumurilor de aer aW i presiuni necesare a .

Fiindclungimea conductei de aer pentru refularea aeruluin barbotor i viteza aerului n conducta de aer sunt mici, pierderilede presiune n conducta de aer nu se iau n consideraie i atuncipresiunea necesar aP(nPa):


17/247


2

12

aer aer aer e

vP hg

, (3.1.8)

n care aer reprezintdensitatea aerului (la presiunea atmosferic760 mm col. Hg,

30,00129aer kg m );

aerv - viteza aerului n conduct(se recomandca 10v m s );

coeficientul de rezistenlocal;

e densitatea apei,3kg m ;

h adncimea de plonjare n apa orificiilor pentru ieirea aerului(de obicei h=0,6...0,8 m);

g acceleraia cderii libere,2

m s .

Cantitatea de aer aW (n3m s ) introdus n barbator se

determin de suprafaa oglinzii apei n cuv. Experimental estestabilitnorma 31,5m de aer pe minut pentru 1 2m al oglinzii apei,adic:

1,5 60a ogl W F , (3.1.9)n care oglreprezintsuprafaa oglinzii apei n cuv,

2m , egalcu

produsul dintre limea cuvei i lungimea oglinzii apei n cuv.Puterea motorului electric pentru acionarea ventilatorului

vN (n kW):

1000

a v

vv

W PN

, (3.1.10)

n care: vPreprezintpresiunea dezvoltatde ventilator,Pa;

v randamentul ventilatorului.

Puterea motorului electric care pune n micare pompa

pentru refularea apei n dispozitivul de stropire priuire pN (n kW):


18/247


1000l

p

p

WPN

, (3.1.11)

n care W reprezintconsumul de ap, 3m s ;

lP presiunea apei, Pa;

p randamentul pompei.

Consumul de ap lW(n3m s ):

2 2

4

d dl

e

d PW n

, (3.1.12)

n care reprezintcoeficientul de consum;

dd diametrul orificiilor de ieire a apei, m;

dP presiunea apei la ieire din duze,Pa;

n numrul de orificii;

e densitatea apei,3kg m .

Presiunea apei la ieire din pompsau presiunea de refularea apei l (nPa):

l d pierderiP P P , (3.1.13)

n care pierderiP reprezint pierderile de presiune cauzate de

rezistenele locale i pe lungimea evilor,Pa:2

1 ,2

e e c

pierderi cc

v l

P d

(3.1.14)n care ev reprezint viteza apei n conducte (se recomand de

acceptat nu mai mare de 2 m s );

cl lungimea conductelor de ap, m;

cd diametrul conductelor, m;


19/247


c coeficientul de rezisten frecrii pe lungimea

conductelor

dac 100000eR ,0,250,3164c eR ;

dac 100000eR ,2

0,555 lg7

el

R

. (3.1.15)

ProblemaDe efectuat calculul de dimensionare i energetic al mainii

liniare de splat tomate tip 9--8, dacse tie c:productivitatea mainii 8000P kg h ;

limea benzii transportorului 400trB mm ;

densitatea tomatelor 3600kg m ;

durata de nmuiere 2min ;nlimea stratului de apn cuvdeasupra transportorului250H mm ;

pasul colectoarelor 60a mm ;numrul de colectoare cu duze 10m ;viteza maxima transportorului mainii 0,25mv m s ;randamentul mecanismului de acionare a transportorului 0,7 ;

efortul de ntindere a lanului transportorului n punctul 1:1 2000S N ;

masa 1m liniar de bandi lanfrncrctur 0 3q kg ;lungimea transportorului 2m ;

unghiul de nclinare a transportorului 30 ;masa ncrcturii pe 1 m liniar de band 5q kg ;

nlimea de ridicare a produsului splat 1,2h m

;


20/247


randamentul ventilatorului 0, 6 ;

coeficientul rezistenei locale 0,4 ;randamentul pompei 0,7p ;coeficientul de consum 0,8 ;

diametrul duzelor 0,004d m ;numrul de duze 110n ;presiunea apei la ieirea din duze 25000dP Pa ;pierderile de presiune cauzate de rezistenele locale i pe lungimea

conductei de ap 1100pierderiP Pa .Rezolvare:

Determinm:volumul cuvei mainii cu expresia (3.1.3)

30

8000 20,26

60 1020V m

;

limea cuvei mainii cu expresia (3.1.4)

400 100 500 0,5B mm m ;lungimea cuvei mainii umplutcu ap, care constituie 80% dintoatlungimea mainii, cu expresia (3.1.5)

0,8 0,261, 6

0, 5 0, 25 m

;

lungimea prii nclinate a mainii cu expresia (3.1.6)

0 0,06(10 1) 0,54L m ;

fora de traciune a transportorului cu role al mainii:


21/247


Figura 2. Schema transportorului cu role.

fora de traciune n punctul 2

2 1 1 2S S W ,

n care 1 2W reprezintfora de rezistenmicrii pe poriune 1-2,N.

1 2 010 orW q L ,n care reprezint coeficientul de rezistena micrii egal cu

0,1...0,12; pentru lanuri cu buce i role se acceptegal cu 0,1.3

cos30 2 1,732or

L L m i atunci

1 2 10 3,0 1,73 0,1 5,19 5, 2W N ;

2 2000 5, 2 2005, 2S N ;efortul de traciune n punctul 3

3 2 2 3S S W

,n care 2 3W reprezintfora de rezistenmicrii pe poriunea 2-3

2 3 20,1 200,5W S N ;

3 2005,2 200,5 2205,7S ;efortul de traciune n punctul 4

4 3 3 4S S W ,

n care 3 4W reprezintfora de rezistenmicrii pe poriunea 3-4


22/247


3 4 010 orW q q L qh ,

n care qreprezintmasa ncrcturii pe 1 mliniar de band, kg;

3 4 10 3 5 1,73 0,1 5 1, 2 74W N ;

4 2205,7 74 2279,7S N ;fora de traciune pe roile de lanconductoare:

4 1 4 10,05 2279,7 2000 0,05A S S S S

2279,7 2000 494N ;puterea motorului electric al transportorului mainii cu expresia(3.1.7):

494 0,250,176

1000 0,7N kW

;

puterea motorului electric al ventilatorului cu expresia (3.1.10);presiunea aerului cu expresia (3.1.8):

20,00129 9

1 0,4 1000 0,8 9,81 0,73 7848 7849 ;

2

aerP Pa

cantitatea de aer care se introduce n barbotor cu expresia (3.1.9):20,5 1,6 0,8

a cF B L m .

Atunci 31,5 0,8 60 0,02aW m s ,

de unde0,02 7848,97

0,261000 0,6v

N kW

;

puterea motorului electric al pompei cu expresia (3.1.11);1. debitul pompei cu expresia (3.1.12);2. presiunea pompei cu expresiile (3.1.13) i (3.1.14):

25000 1100 26100pP Pa ;

Tabelul 2Date iniiale pentru calculul mainilor de splat materii prime


23/247


Date iniialeVarianta

1 2 3 4 5

ProductivitateaP, kg h 8000 4000 12000 6000 7000Limea benzii transportoruluiBtr, mm 400 350 500 580 400Densitatea produsului , kg/m3 120 960 1010 960 970Durata de nmuiere , min 2 2 2 2 2nlimea stratului de apH, mm 250 250 250 250 250Pasul duzelor a, mm 60 70 50 60 55

Numrul de colectoare cu duze, m 10 11 12 9 11Viteza maxima transportorului , m/s 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25Randamentul mecanismului deacionare a transportorului 0,7 0,75 0,73 0,7 0,71Efortul de ntindere prealabila benziitransportorului S1,N

2000 2100 2200 2150 2050

Masa 1 m liniar de bandi lanqa, kg 3 3,1 3,2 3 3,1Lungimea proieciei orizontale atransportorului cu roleLor, m

Lcos Lcos Lcos Lcos Lcos

Lungimea transportorului cu roleL, m 2 2,1 2,1 2,3 2

Unghiul de nclinare , grad 30 30 30 30 30

Masa ncrcturii pe 1 mde bandq, kg 5 6 8 4 4,5nlimea de ridicare a produsuluisplat h, m

1,2 1,1 1,3 1,4 1,2

Randamentul ventilatoruluiv 0,6 0,65 0,55 0,6 0,5

Coeficientul rezistenei locale 0,4 0,4 0,6 0,5 0,5Randamentul pompei

p 0,7 0,72 0,73 0,71 0,7

Coeficientul de debit 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8Diametrul duzelor d, mm 4 5 5,5 4 4,5

Numrul de duze n 100 98 110 95 96Presiunea apei la ieirea din duzeP,Pa 25000 24500 25500 24000 24500

Pierderile de presiune din cauzarezistenei locale i lungimea conducteide apPpier,Pa

1100 1100 1200 1100 1100


24/247


233,14 0,004 2 250000,8 110 0,007

4 1000pW m s

i

astfel 0,007 26100 0,261000 0,7p

N kW

;

determinm puterea instalatla main:0,176 0,26 0,696inst v pN N N N kW .

3.2. Maini cu tambur rotativNumrul critic de turaii

cr

n ( minrot ) ale tamburului

rotativ al mainii cu tambur de splat materii prime se determin

cu expresia 1 :

42,3cr tn D (3.2.1)

n care tD reprezintdiametrul tamburului, m.

Numrul turaiilor de regim ale tamburuluimainii rn (n

minrot ):r crn kn , (3.2.2)

n care k reprezintcoeficientul obinut experimental (k=0,6...0,9).Viteza micrii translatoare a materiilor prime de-a lungul

tamburului, ( )v m s .

60t rv kD tg n , (3.2.3)

n care: reprezintunghiul de nclinare a tamburului ( 3

);k coeficientul care ia n consideraie antrenarea materiilorprime de ap(k=1,5...2,0).

Productivitatea mainiiP(n kg h ):2900 tP D v , (3.2.4)

n care reprezint densitatea volumic a materiilor prime,3kg m ;


25/247


coeficientul de umplere a tamburului cu materii prime,(=0,02...0,12).

Puterea motorului electric al mainii N (n kW):(1000 3600 )N P L g tg , (3.2.5)n careLreprezintlungimea tamburului, m;

g acceleraia cderii libere, 2m s .

ProblemDe calculat productivitatea mainii de splat materii prime

i puterea motorului electric al ei, dacse tie c:organul de transportare a materiei prime realizeaz o micareuniformrotativ;

densitatea volumica produsului de splat 3900kg m ;

diametrul tamburului 0,9tD m ;

lungimea tamburului 2,7tL m ;

unghiul de nclinare a tamburului 3

.RezolvareDeterminm:

numrul critic de turaii ale tamburului mainii cu expresia (3.2.1):42,3 0,9 40,13 / min;crn rot ;

numrul de turaii de regim ale tamburului cu expresia (3.2.2):.

0,8 40,13 32,104

min.r

rotn ;

viteza de micare translatoare a merelor de-a lungul tamburului cuexpresia (3.2.3):

2 0,9 3 32,104 2 0,9 0,0524 32,1040,049 /

60 60

tgv m s

.

Se accept 2,0k ;productivitatea mainii cu tambur cu expresia (3.2.4):

2900 3,14 0,9 0,049 0,1 900 10094P kg h ;


26/247


puterea motorului electric al mainii cu expresia (3.2.5):10094 2,7 9,81 1000 3600 0,0524 1,41N kW .

Tabelul 3Date iniiale pentru calculul mainii cu tambur de splat

materii prime

Nr.variantei

Produsulagroalimentarcare se spal

Densitateavolumic, kg/m3

Diametrultamburului

Dt, m

Lungimeatamburului

Lt, m

Unghiul denclinare atamburului

,grad

1 Mere 900 0,9 2,1 3

2 Pere 600 1,1 2,4 2

3 Cartofi 750 1,0 2,6 3

4 Sfecl 780 1,2 2,5 2

5 Ceap 740 1,15 2,6 3

6 Gutui 1010 1,05 2,45 3


27/247


4. MAINI DE SPLAT RECIPIENTE

Productivitatea Prec s a mainilor cu aciune continudesplat recipiente se determincu expresia:60

c

ZP

T , (4.1)

n care Z reprezintnumrul de fluxuri n main;

cT -durata ciclului cinematic, s

60c

Z

T . (4.2)Durata staionrii transportorului mainii st (n s) ntr-un

ciclu cinematic:

s c sprt T t , (4.3)

n care sprt reprezintdurata unei priuiri,s.

Din experiense acceptcdurata unei priuiri i a unei

deplasri a recipientelor ntre doupriuiri vecine este egalcu 4s.Durata tuturor priuirilor se accept tot din experimente

30sprt s . Numrul de priuiri:'spr

spr

spr

tn

t . (4.4)

Durata de nmuiere a recipientelor se accept 7.5inmt min,

innd cont de cerinele tehnologice i atunci numrul poziiilorocupate de recipiente n baia de nmuiere:

inminm

c

tn

T . (4.5)

Timpul util de splare a recipientelor cu capacitate de 0,5lvariazntre 0,5 i 7,6 min.

Durata priuirii constituie 6,5 la sut din timpul total de

splare a recipientelor, iar durata nmuierii 93,5%.


28/247


Numrul total de purttori de recipiente n main ' 180pn

i din ei pn =120 se afln baia de nmuiere, la priuire i cltire,

iar pe poriunile libere de lanuri-60 de purttori.Randamentul procesului de splare:

' 100p

p

n

n

. (4.6)

Durata ciclului tehnologic cT (n min.):

p

c

Z n

T

. (4.7)Fora periferic rF (n N) a roii conductoare de lan se

determinfolosind metoda din 21 .Sarcina dinamic care se genereaz n lanurile

transportorului mainii dinF (nN):2 2

. .1 1

6 6med med dinG

F mZ H Z g H

, (4.8)

n care m reprezintmasa organului de traciune i a ncrcturii,

care se mic mpreun cu el, kg ( G

m , n care G reprezint

fora de greutatea ncrcturii i a lanului care se mic,N);

.med - viteza medie a lanului, m s ;

..

med

misc

l

t , (4.9)

H pasul lanului, m;Z numrul de dini ai roii de lan;G fora de greutate a ncrcturii i a organului de

traciune,N.Fora de inerie .inertF (n N) generat n micarea

intermitenta lanului:


29/247


. maxinertF a m , (4.10)

n care maxa reprezint acceleraia maxim a lanului, care se

acceptegalcu 0,14 2m s .

Fora total totF (nN):

.tot r din inert F F F F .

Puterea tN(n kW) consumat la micarea organului de

traciune mpreuncu ncrctura:

. .. .102 102

tc medtot medt

FFN

, (4.11)

n care .med reprezintviteza medie de micare a organului de

traciune i se acceptegalcu 0,12 m s ;

.ptcF pierderile de putere pe tamburul de comand,N.

Puterea N (n kW) necesar pentru a pune n micaretransportorul principal al mainii se va determina cu expresia:

1

1 2 3 4 5

NN

, (4.12)

n care 1 =0,95reprezint randamentul transmisiei cu biel-

manivel;

2 3 4 =0,96 randamentul transmisiilor prin roi de

lan;

5 =0,63 randamentul reductorului.

ProblemDe calculat maina de splat ambalaje de sticl cu

capacitatea de 0,5l. Productivitatea mainii P=12000 but/h.Numrul de fluxuri n mainZ=20. Durata unei priuiri i adeplasrii ntre doupriuiri vecine 4st s .

Rezolvare


30/247


Determinm:durata ciclului cinematic cT cu expresia (4.2):

60 20 6200c

T s ;

durata staionrii transportorului mainii st pe parcursul unui ciclu

cinematic cu expresia (4.3):6 4 2st s ;

numrul de priuiri cu expresia (4.4):32 / 4 8sn ;

numrul de poziii ocupate de ambalaje n bile de nmuiere cuexpresia (4.5):

7,5 6075

6pozn

poz. .a.m.d.

inclusiv: n baia de prenclzire' 48inmt s i

' 48 86poz

n poz;

n baia cu soluie alcalincu 60t C ,''

inm

t 4,0min i

'' 4 60 406poz

n poz;

n baia cu soluie alcalincu 80t C ,7,5 60 48 4 60 162inmt s i

''' 162 / 6 27pozn poz.

randamentul procesului de splare cu expresia (4.6):120 100

67%180

s

;

Aici a fost acceptat ca numrul total de purttori de casete

n main 180purtn , iar din ei' 120purtn se afl n bile de

prenclzire, nmuiere i splare i, de asemenea, n dispozitivelede priuire, 50 de purttori se afl n afara procesului deprelucrare; durata ciclului tehnologic al mainii cu expresia (4.7):

20 18018min

200tT

;


31/247


Calculul lanului transportorului de traciune al mainii.Date iniiale:

masa unei casete frambalaj 20cm kg ;numrul de purttori de casete fixai pe 1m de lungime atransportorului 8purtn ;pasul lanului transportorului S=0,125m;masa 1m de lungime a lanului dotat cu purttori 1 160m ;

masa unei butelii 0,3bm kg ;

masa lichidului din butelie 0,5lm kg ;masa ncrcturii ntr-un purttor de casete 2 0,8 20 16m kg ;

masa ncrcturii pe 1m de lan 3 8 16 128m kg ;

masa 1m liniar de lan 4 15m kg ;masa totala 1m liniar de lan

1 3 4 160 128 15 303totm m m m kg ;

numrul de casete ntr-un purttor 20cn ;masa unei casete 1cm kg .

Acceptm c masa 1m de lan 303totm kg rmneconstantpe tot traseul transportorului mainii.

Acceptm, de asemenea, cefortul de traciune (ntindere) alanului n p. ''1 (figura 1) ''1 1000S N . Atunci efortul de ntindere

a lanului n p. '2 se determinca '' '' '' '2 1 1 2S S W ,

n care: '' '1 2W fora de rezistenmicrii pe tronsonul1-2

'' ' 0 0 11 210 ( cos )W m L c m h

;

n care L reprezint lungimea tronsonului de lan 1-2, mL=0,3m;

unghiul de nclinare a tronsonului de lan1-2relativ

verticalei, =10 ;


32/247


c coeficientul de rezistenmicrii (pentru lanuri cubuce i role c=0,1...0,12);

Astfel '' '1 2 10 303 0,3 cos10 0,12 109 909 1018W N

cos10 0.97 ,

i ''

21000 1018 2018S N .

Efortul de ntindere n p. ''2 se determincu expresia:

'' ' ' ''

' '

2 2 2 2S S W

;

n care ' '' ''

2 2 20,1 201,8 202 .W S N N

;

Astfel ''2 2018 202 2220 .S N

Efortul de ntindere n p. '3 .

' '' '' '

' '

3 2 2 3S S W

;

'' ' 0 02 310 cos 10W m L c m h

;

'' '2 310 303 0,3 0,97 0,12 10 303 0,3 800W N

i ''3 2220 800 1420S N .Efortul de ntindere a lanului n p. ''3 :

'' ' ' ''

' '

3 3 3 3S S W

;

' '' '

'

3 3 30,1 1420 0,1 142W S N

;

iar '''

31420 142 1562S N .

Efortul de ntindere a lanului n p.

'

4 :' '' '' '

' '

4 3 3 41562 1381,7 2943,7S S W N

;

'' '3 410 303 3,8 0,12 1381,7W N

.

Efortul de ntindere a lanului n p. ''4 :

'' ' ' ''

' '

4 4 4 4S S W

;

' '' '

'

4 4 40,1 0,1 2943,7 294 .W S N


33/247


prin urmare: '''

42943,7 294 3237,7S N .

Efortul de ntindere a lanului n p. '5 :

' '' '' '' '5 5 4 5

S S W ;

'' ' 0 04 510 cos 10 cos 10 303 1,3W m L c m h

cos10 0,12 10 303 1,3 cos10 4323, 2N ;

Astfel ''

53237,7 4323, 2 7560,9 .S N


'' ' ' ''

' '

5 5 5 5S S W ;' '' '

'

5 5 50,1 0,1 7560,9 756W S N

;

rezultc '''

57560,9 756 8316,9 .S N


' '' '' '

' '

6 5 5 6S S W

;

'' ' 05 6

10 ;W m Lc

'' '5 610 303 1,8 0,12 654,5 ;W N

'

'

68316,9 654,5 8971, 4 .S N


'' ' ' ''

' '

6 6 6 6;S S W

' '' '

'

6 6 60,1 0,1 8961,4 897 ;W S N

Astfel '''6 8971,4 897 9868, 4 .S N


' '' '' '

' '

7 6 6 7;S S W

'' ' 06 710 cos 10 303 0,9 cos15 0,12 314 ;W m L c N

iar ''

79868, 4 314 10182, 4 .S N



34/247


'' ' ' ''

' '

7 7 7 7;S S W

' '' '

'

7 7 70,1 0,1 10182,4 1018,2 ;W S N

Astfel '''

710182,4 1018,2 11200,6 .S N


' '' '' '

' '

8 7 7 8;S S W

'' ' 07 810 10 303 1,1 0,12 400 ;W m L c N

Astfel ''

811200,6 400 11600,6 .S N

Efortul de ntindere a lanului n p. ''8 :'' ' ' ''

' '

8 8 8 8;S S W

' '' '

'

8 8 80,1 0,1 11600,6 1160 ;W S N

Astfel '''

811600,6 1160 12760,6 .S N


' '' '' '

' '

9 8 8 9 ;S S W

'' '8 9

10 303 0,6 cos10 0,12 10 303 0,6 2031,8 ;W N

Astfel ''

912760,6 2031,8 14792,4 .S N


'' ' ' ''

' '

9 9 9 9;S S W

' '' '

'

9 9 90,1 0,1 14792,4 1479,2 ;W S N

Astfel '''

914792,4 1479,2 16271,6 .S N


' '' '' '

' '

10 9 9 10;S S W

'' ' 09 1010 10 303 2,1 0,12 763,6 ;W m L c N

Astfel ''

1016271,6 763,6 17035,2 .S N



35/247


'' ' ' ''

' '

10 10 10 10;S S W

' '' '

'

10 10 100,1 1703,5 ;W S N

iar '''

1017035,2 1703,5 18738,7 .S N

Efortul de ntindere a lanului n p. '1 :'' '1 1 1000S S c N , de unde

'1 1000 / 0,12 8333,3 .S N

Efortul de ntindere a lanului n p. ''10 :'' '10 1 cos sin sin 8333,3tot tot tot S S m l m l c m l f

303 1,3 cos15 303 1,3 sin15 0,12 303 1,3 sin15 0,3

8556 .N

Fora periferic aplicat pe roile de lan conductoare sedeterminn felul urmtor:

' ''10 10 17035,2 8556 8479,6 .F S S N

Efortul de rupere a lanului transportorului maxQ KS , n

care maxS F

, iarKreprezintcoeficientul de securitate al lanuluicare se acceptegal cu 5.Atunci 5 8479, 6 42398 .Q N Fiindc transportorul are dou lanuri infinite, efortul de

rupere pentru un lanva constitui 42398: 2 21199 .N Selectm lanul cu buce i role STAS 588-41:

efortul de rupere Q=60000N;diametrul rolelor d=0,055m;lungimea rolelor l=0,026m;lungimea prii utile a rolelor 1l=0,018m;

grosimea plcii interioare S=0,0054m;limea plcilor b=0,03m;grosimea plcii exterioare 1S =0,0034m;

masa 1m liniar de lan m=61 m .


36/247


Fora dinamic dinF (N) generat n lanuri datorit

acceleraiei se determincu expresia (4.8):

2144240 3,14 0,0625 16 1309,81 14 0,125din

F N

;

Aici maxv a fost calculatcu expresia (4.9):

max

0,1250,0625 .

2v m s

Fora de inerie .inerF generat n timpul micrii

intermitente a transportorului cu acceleraia 2max 0,14 /Q m s sedetermincu expresia (4.10):

. 0,14 1424 200 ;inerF N Coeficientul de securitate a lanului organului de traciune

se determincu expresia:

max

600006,58

0,5 17904 130 200 0,5din iner

QK

S F F

;

Puterea totalse determincu expresia:14474 130 200 14804 ;tot din iner P F F F N

Puterea N (n kW) aplicat pe arborele conductor alorganului de traciune se determincu expresia (4.11):

14804 0,12 640 0,121,86 ;

102 102N kW

Puterea motorului electric al organului de traciune sedetermincu expresia (4.12):

1,863, 26 .

0,95 0,96 0,63N kW


37/247


Figura 3. Traseul mainii de splat recipiente

Tabelul nr. 4Date iniiale pentru calculul mainilor de splat recipiente

Date iniialeNr.variantei

1 2 3 4 5

ProductivitateamainiiP, rec/h 12000 6000 3000 24000 12000

Numrul de purttori n main, n1 180 120 100 180 200Numrul de fluxuri nmainZ 20 16 16 20 18

Capacitatea recipientului V,l 0,5 0,7 0,8 0,8 0,7

Masa unei casete mc, kg 20 22 26 24 21

Numrul de purttori pe 1mdelungime a lanului

8 8 8 10 16

Masa unei butelii ms, kg 0,3 0,4 0,5 0,4 0,5Masa lichidului din butelie ml, kg 0,5 0,6 0,7 0,6 0,7

Masa unui metru de lanfr

ncrcturm1, kg 15 13 18 13 14Masa unui metru de lancu

ncrcturP2, kg200 190 160 175 170

Pasul lanuluiH, m 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125

Fora de greutate organului detraciune i a ncrcturii care se

miccu el G,N14240 14350 15000 14350 13500

Numrul de dini ai roii de lanconductoareZ

14 15 16 15 13


38/247


5. MAINI DE TIAT FRUCTE I LEGUME

Parametrii principali care caracterizeaz funcionareamainilor de tiat sunt efortul specific i viteza optim de tiere,calitatea produsului mrunit i starea tiului util a dispozitivuluide tiere.

Prin vitez de tiere se nelege viteza de deplasare apunctului tiului cuitului relativ punctului de pe suprafaatieturii produsului n direcia micrii utile. Dacorganul de tiererealizeazo micare rotativ, atunci ca vitezde tiere se accept

viteza punctelor tiului, care sunt cele mai ndeprtate de axa derotire.ProductivitateaP(n kg s ) a mainilor de tiat cu aciune

continu, innd cont de capacitatea de creare a suprafeelor noi nrezultatul tierii, se poate determina cu expresia:

1

FP , (5.1)

n care

reprezintcoeficientul de utilizare a capacitii de tierea cuitului;F capacitatea de tiere a cuitelor de tipul dat, 2m s ;

1F suprefaa obinut n rezultatul tierii unei uniti de

masa produsului, 2m kg.

Capacitatea de tiere F ( 2m s ) se determincu expresiile:a. pentru maini cu discuri multiple sau cu benzi multiple:

Z , (5.2)n care reprezintgrosimea medie a tieilor, m;

viteza de ncrcare a produsului, m s ;Z numrul de cuite;

b. pentru maini cu cuite n formde secer:60SZn , (5.3)

n care S reprezintaria titurii stratului de produs, 2m ;

n turaia cuitelor, rot/min;


39/247


c. pentru maini cu cuite n formde plci de tip rotor sau band:

tF S l , (5.4)

n care tS reprezint aria seciunii produsului n direcieperpendicularpe direcia de introducere a produsului, 2m ;

l distana dintre cuite pe lungimea produsului, m.Productivitatea mainii de tiat sfeclde zahrP( kg s ) se

poate determina i cu expresia:

1 2L Z K K , (5.5)

n care L reprezint lungimea muchiei titoare a cuitelor, m

(L=0,165); grosimea medie a tieilor, mm ( =1...2mm);

Z numrul cuitelor;

t viteza de tiere, m s (pentru mainile centrifuge

t =6,7...9,65 m s , pentru maini cu discuri t =8 m s );

densitatea sfeclei, =1050 3kg m ;

1K coeficient care ia n consideraie neregularitatea

repartizrii sfeclei n volumul util al mainii i care depinde deviteza unghiulara rotorului, dac=5...20 1s , atunci:

5 3.41 1,38 10 0,56K

; (5.6)

2 coeficient care ia n consideraie gradul de utilizare a

cuitelor n main (pentru maini centrifuge de tiat 2 0,9K ,

pentru maini cu discuri 2 0,85K ).

Puterea consumat de mainile de tiat sfecl depinde deconstrucia mainii, numrul i lungimea cuitelor, viteza de tiere,lungimea i forma tieilor.

Puterea total necesar N (n kW) pentru punerea nfunciune a mainii de tiat sfeclde zahr:

1 2 3 4 5 maN N N N N N , (5.7)

n care 1,N 2,N 3,N 4,N 5N reprezint respectiv, puterea necesar

pentru depirea forei de frecare a sfeclei de suprafaa interioara


40/247


corpului mainii de tiat, pentru: depirea forelor de rezistenatierii sfeclei, majorarea treptata vitezei sfeclei din rotor pn laviteza de tiere, depirea forelor de frecare ntre rdcinile desfecl n timpul trecerii lor din buncrul de alimentare n rotor,depirea rezistenei aerului n timpul rotirii rotorului, kW;

randamentul mecanismului de acionare a mainii.

Puterea 1N(n kW)se determincu expresia:3 2

1 int6,28 10 sN Ph r f , (5.8)

n care sPreprezintfora specificde apsare a sfeclei pe corpul

mainii,Pa;h nlimea stratului de sfecl, egalcu lungimea muchiei

tietoare a cuitului, m; viteza unghiulara rotorului, 1s ;

intr raza interioara corpului mainii de tiat, m;

f coeficientul de frecare a sfeclei de materialul corpuluimainii.

Se recomandurmtoarele valori ale eforturilor de strngerea sfeclei de corpP(n kPa)Viteza de tiere 5 7 9 11 12Efortul specific 10 21 38 59 74Puterea 2N (n kW) se calculeazcu expresia:

32 310 r tN PZ rL K

, (5.9)

n care rPreprezintfora specificde rezistenla tiere, N m ;

L lungimea tiului unui cuit, m;Z numrul cuitelor;

tr raza de tiere egalcu distana de la centrul de rotire al

rotorului pnla marginea cuitului, m;

3K coeficientul care ia n consideraie acoperirea unei

pri a tiului cuitelor ( 2 0,8...0,9K ).

Fora specificde rezistentierii r(n N m ):


41/247


0,2 0,3466 1 1,81r t tP v v , (5.10)n care tv reprezintviteza de tiere, m s .

Puterea 3N (n kW) se calculeazcu expresia:3

3 int0,5 10N P r ,

n carePreprezintproductivitatea mainii de tiat, kg s ;

viteza unghiulara rotorului, 1s ;

int.r raza interioara corpului mainii de tiat, m.

Valoarea puterii 4Npentru maini de tiat cu

productivitatea de la 1000 pn la 4000 / 24t ore respectivconstituie 5...8kW.

Puterea 5Npentru maini tipice de tiat oscileazn limitele0,3...1,0 kW. Valoarea mai micse acceptpentru maini cu razarotorului egalcu 0,6 m, valoarea mai mare-pentru rotoare cu razaegalcu 0,8 m 6 .

S-a stabilit c numai 20% din toat puterea motoruluielectric se consumla tierea sfeclei.

ProblemDe determinat productivitatea mainii centrifuge de tiat i

puterea motorului electric al ei dacse tie c:lungimea tiului cuituluiL=0,165m;grosimea medie a tieilor =1mm;

numrul de cuiteZ=24;viteza de tiere 0,8tv m s ;

densitatea sfeclei 31050kg m ;viteza unghiulara rotorului 112s ;efortul specific de apsare a sfeclei pe corp 30s kPa ;nlimea stratului de sfecln rotor h=0,165m;raza interioara tamburului 0.6inr m ;


42/247


coeficientul de frecare a sfeclei de rotorf=0,25;raza de tiere tr=0,55 m;

puterea, consumatla depirea forelor de frecare ntre rdcinilede sfecldin timpul introducerii lor n rotor din buncr 4N=7kW;puterea consumat la depirea rezistenei aerului n timpul rotiriirotorului 5N=0,3kW;

randamentul mecanismului de acionare ma =0,85;coeficientul care ia n consideraie gradul de utilizare a cuitelor latiere (pentru maini centrifuge 2K=0,9);coeficientul obinut din experiene care ia n consideraie oacoperire pariala cuitelor 3K=0,85.

RezolvareDeterminm:

valoarea coeficientului 1Kcu expresia (5.6):5 3,1

1 1,38 10 12 0,56 0,62K ;

productivitatea mainii centrifuge de tiat sfeclcu expresia (5.5):0,165 0, 001 24 8 1050 0, 62 0, 9 18, 56P kg s ;

puterea consumatla depirea forelor de frecare a sfeclei decorpul mainii cu expresia (5.8):

3 3 21 6,28 10 30 10 0,165 12 0,6 0,25 33,57N kW

;puterea necesar pentru depirea forelor de rezisten a tieriisfeclei, pentru care calculm mrimea forei specifice de tiere cu

expresia (5.10): 0,2 0,3466 0,8 1 1,81 0,8 41,7rP N m ,

iar din expresia (5.9):3

2 10 41,7 0,165 24 0,55 12 0,85 0,92N kW ;

puterea necesarpentru majorarea treptata vitezei sfeclei n rotorpnla viteza de tiere cu expresia (5.11):

3 23 0,5 10 18,56 12 0,6 0,8N kW

;


43/247


avnd n vedere c coeficientul care ia n consideraie majorareaputerii n timpul punerii n funciune a mainii este egal cu 1,3determinm puterea motorului electric al mainii cu expresia (5.7): 1,3 33,57 0,92 0,8 7,0 0,3 0,85 65,13N kW ,ceea ce corespunde puterii motorului electric ntrebuinat la acestemaini de tiat sfecl(75kW).

Tabelul 5Date iniiale pentru calculul mainii de tiat sfecl

Date iniialeNr. Variantei

1 2 3 4 5 6 7 8

Lungimea muchiei detiat a cuituluiL, m

0,165 0,166 0,168 0,162 0,16 0,17 0,172 0,174

Grosimea medie atieilor S, mm

1 1 1,1 1,2 0,9 0,9 1 1,1

Numrul de cuiteZ 24 24 24 24 24 24 24 24

Viteza de tiere t, m/s 8 8,1 8,2 7,9 8 7,8 8,1 8,2

Viteza unghiulararotorului ,s-1

12 12,1 12,2 11,9 12 11,8 12,1 12,2

Efortul specific deapsare a sfeclei pe

corpul mainiiP, kPa30 31 32 33 28 29 30 31

nlimea stratului desfecln rotor h, m

0,165 0,166 0,165 0,164 0,165 0,168 0,168 0,164

Raza internatamburului rint, m

0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6

Coeficientul de frecarea sfeclei de rotorf

0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

Raza de tiere rt, m 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55Puterea consumatladepirea forelor de

frecare dintre tuberculiide sfeclN4, kW

7 7,2 7,2 7,4 7,4 7,1 7 7,5

Puterea consumatladepirea rezistenei

aeruluiN5, kW0,3 0,32 0,33 0,34 0,35 0,34 0,3 0,31

Randamentulmecanismului de

acionare ma0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85


44/247


6. ZDROBITOARE

ProductivitateaP(n kg s ) a zdrobitoarei cu douvaluri sedetermincu expresiile 1 :

2

Dp L sau medV L sau

0,0052 ,medp Dn L (6.1)n careDreprezintdiametrul valurilor, m(D=0,54...0,32 m);

L lungimea valurilor, m(L=0,37...0,9 m); intervalul dintre valuri m( =0,003...0,020);

.medv viteza medie a produsului n intervalul dintre valuri

sau viteza medie periferica valurilor, m s ;

.medn turaia medie a valurilor ,1s (sau rot/min);

densitatea volumica produsului de zdrobit, 3kg m ; coeficientul de umplere al intervalului dintre valuri,

(=0,3...0,8).Productivitatea zdrobitoarei cu cuite P (n kg s ) se

determincu expresia:1

,2

V Z (6.2)

aici:

,360

D

V gl

(6.3)n care V reprezintvolumul produsului mrunit de un organ delucru n timpul unei rotaii a arborelui, 3m ;

D diametrul tamburului cu cuite, m; unghiul dintre doucuite vecine,grad.;

densitatea volumica produsului iniial, 3kg m ;Z numrul de cuite sau cremaliere;


45/247


viteza unghiulara tamburului, 1s ;g nlimea cuitului deasupra suprafeei tamburului, m;

l lungimea tiului cuitului, m; coeficientul de utilizare a productivitii zdrobitoarei(=0,3...0,5).

Productivitatea zdrobitoarei centrifuge P (n kg/s) sedetermincu expresia:

2 2( ) sin,

4 60

D d h nP q

(6.4)

n careDreprezintdiametrul exterior al paletelor nclinate, m;d diametrul exterior al cilindrului mediu, m;h nlimea medie a paletelor nclinate, m; unghiul de nclinare a paletelor ( 15 ...18 );n frecvena de rotaie a paletelor, rot/min.;

densitatea volumica botinei,3

kg

m;

coeficientul de umplere a spaiului util cu bo

tin

( 0,850 ); coeficientul, care ia n consideraie neregularitatea

introducerii strugurilor n zdrobitoare (=0,7);q o parte de botin i de suc, care trece prin gurile

fundului cilindrului mare ( 0,083q kg s sau 0, 3 t h ).Productivitatea P (n t/h) zdrobitoarelor cu ciocane se

determincu expresia: 2 20,0011 0,0017 1P D Ln i (6.5)

n careDreprezintdiametrul rotorului, m;L lungimea rotorului, m;n turaia rotorului, rot/min;i gradul de mrunire care reprezint raportul dintre

dimensiunile particulare pni dupmrunire.


46/247


Puterea motorului electric al zdrobitoarei cu ciocane N (nkW):

0,1...0,15 .N Pi (6.6)Puterea motorului electric N (n kW) al zdrobitoarelor cuvaluri se poate determina aproximativ cu expresia:

,N PW (6.7)n care W reprezint consumul specific de energie la zdrobire(pentru struguri, mere W=2,162,88 kJ/kg; pentru tomateW=1,081,44kJ/kg;);

randamentul mecanismului de acionare egal cu 0,8...0,9.Puterea motorului electric al zdrobitoarelor de strivit viine,

ciree, coaczN(n kW):

0,1...0,2 .N P (6.8)Puterea motorului electric al zdrobitoarelor cu cuiteN(n

kW) se determincu expresia:1000,N qp (6.9)

n care qreprezintconsumul specific de energie la marunirea 1tde materie prim (pentru rdcinoase, mere, tomate);

0, 3...0, 5 .q kW h t

Puterea 2N (n kW) consumat la separarea ciorchinilor se

determincu expresia:

2 ,1000

aN

(6.10)

n carePreprezintproductivitatea, ;kg s a lucrul specific la separarea ciorchinilor N m kg .

3 ,a AV D n careAiDreprezintrespectiv, coeficieni care se determinnmod experimental:A=0,161, D=59,5;

V viteza periferica bttoarelor, m s .


47/247


ProblemDe calculat zdrobitoarea cu dou valuri i cu

desciorchinator, tip din linia de prelucrare a strugurilor -20, dacse tie c:diametrul valurilorD=0,30 m;lungimea valurilor l=0,90 m;intervalul dintre valuri =0,003 m;densitatea volumica strugurilor 3600 ;v kg m

coeficientul de umplere a intervalului dintre valuri 0.78; turaia bttoarelor n=200 rot/min;diametrul bttoarelor 1D =0,60m.

Rezolvare

Determinm:productivitatea zdrobitoarei (n kg s ):

1

200005,556 ;

3600 3600

Pkg s

turaia medie a valurilor din expresia productivitii (6.1):3,140,305,556 0,90 0, 003 600 0, 78,

2 30medn

de unde medn =293,13 rot/min;

acceptm diferena vitezelor periferice ale valurilor 1 .v m s Atunci:

1 2 1 2 1 23,14 0.3

60 60 60 60

Dn Dn Dv n n n n

1 20,0157 ,n n

de unde 1 21

63,690,0157

n n rot/min.

Dac 1 2 293,132

n n rot/min., atunci 1 2 586,26n n rot/min;

adunm prile dreapta i stnga ale egalitilor anterioare:


48/247


1 2 1 2 63,69 586,26 649,95.n n n n Prin urmare,

1 649,95 324,9752n rot/min.

Acceptm 1 325n rot/min.

Atunci 2 1 63,69 325 63,69 261,33n n rot/min.

Acceptm 2 261n rot/min.puterea consumatla punerea n funciune a valurilor cu expresia

(6.7):1

5,556 2,515,4

0,9N kW

.

Acceptm 2, 5W J kg i 0,9; viteza periferica bttoarelor:

1 3,14 200 0, 6 6, 28 ;30 2 60

Dnv m s

lucrul specific necesar la separarea ciorchinelor l determinm cuexpresia (6.11):

30,161 6,28 59,5 59,79 ;Nm

akg

puterea consumatla desciorchinarea strugurilor o determinm cuexpresia (6.10):

2

5,556 59,790,332 ;

1000N kW

puterea totalinstalatla zdrobitor - desciorchinator:

1 2 15, 4 0,332 15,73 .N N N kW


49/247


Tabelul 6Date iniiale pentru calculul

zdrobitoarelor-desciorchinatoarelor cu valuri

Varianta

DiametrulvalurilorD,m

Lungimeavalurilorl,m

Intervalul

dintrevaluri,m

Densitatea

volumic,

kg/m

3

Coeficientuldeumplerea

intervalul

uidintrevaluri

Frecve

naderotaiea

bttoarelor,rot/min

Diametrul

bttoarelorD,m

1 0,3 0,9 0,003 600 0,75 200 0,6

2 0,32 0,92 0,004 610 0,76 210 0,62

3 0,34 0,94 0,005 590 0,78 220 0,644 0,36 0,96 0,006 620 0,79 230 0,65

5 0,37 0,95 0,006 625 0,8 240 0,66


50/247


7. PRESE

Productivitatea preselor P (kg/schimb) cu aciunediscontinuse determincu expresia:2 ,

TP m D H

(7.1)

n care: mreprezintnumrul de couri ale presei;D diametrul interior al coului, m;H nlimea coului (pentru presele orizontale se ia n

consideraie lungimea lui), m; coeficientul care ia n consideraie gradul de umplere a

coului (=0,85);

densitatea volumica botinei, 3kg m ;T durata schimbului de lucru, min; durata ciclului de presare, m.

1 2 3, (7.2)

n care 1, 2 i 3 reprezint respectiv durata de umplere cubotin a coului, de presare a botinei i de descrcare a presei,min.

Dac n presa cu couri presarea se efectueaz numai osingur dat atunci 120min. ( 1 25min, 2 65min,

3 30min ).

Atunci cnd botina dup zdrobitoare nu se trimite la

scurgtoare, n care poate fi separato cantitate oarecare de must,productivitatea preselor cu aciune discontinu poate fi calculat

20 :a) Pentru prese verticale (kg/schimb) cu expresia:

2

;4 m m

D H TP m Q

k

(7.3)

b) Pentru prese orizontale cu expresia:


51/247


2 2;

4 m mD d L T

P m Q

(7.4)

n care dreprezintdiametrul urubului presei, m;L lungimea coului, m;

mQ randamentul sumar al mustului la sfritul ncrcrii

coului (nainte de a ncepe presarea), 3m ; cnd se preseazstrugurii ntregi mQ =0;

m densitatea mustului separat prin curgere liber,3kg m ;

k coeficientul care ia n consideraie stagnarea presei ntimpul ncrcrii, descrcrii i deplasrii courilor (dac: m=1,k=1; m=2, k=1,2; m=3, k=1,3).

n expresia (7.4) coeficientul m lipsete din cauza c nuexistprese orizontale cu mai multe couri.

n presele cu aciune discontinu energia se consum la

acionarea dispozitivului de presare. Acest consum de energie sedetermincu expresia:

2

,4

DN q H

(7.5)

n care q reprezintpresiunea specificasupra produsului,MPa(ieste egalcu 0,3MPa).

Fora 1F (n N) aplicat pe mnerul cu lungimea l al

dispozitivului de strngere se determincu expresia:

1 ,2

p medP d tg f

Fl

(7.6)

n care pPreprezintfora utilde presare,N;

medd diametrul mediu al filetului urubului, m;

unghiul de ridicare al liniei elicoidale ( 20 );


52/247


unghiul de frecare a urubului de piuli( 8...170 );f coeficientul de frecare a urubului de piuli.

n procesele hidraulice energia se consumla creareapresiunii n sistemul hidraulic. Fora utilde presare pF (nN):

2

,4

cp

q DF

(7.7)

n care q reprezintpresiunea specificasupra produsului,Pa;

c -diametrul coului, m;

Fora util de regim uF (n N), creat de presiunealichidului de regim asupra pistonului presei se determin cuexpresia:

2

,4ud

F P mg fB d

(7.8)

n care P reprezint presiunea specific a lichidului de regim

asupra pistonului presei,Pa;m masa totala pieselor mobile (pistonul i coul cu

produs), kg;

g acceleraia cderii libere, 2m s ; coeficientul care caracterizeaz construcia

etaneitii;f coeficientul de freacre a pistonului de manet de

etanare;B limea manetei de etanare a pistonului, m;d diametrul pistonului, m.Rezolvnd ecuaiile (7.7) i (7.8), vom obine:

2 2

.4 4

cD dP q mg fB d

(7.9)


53/247


Tabelul 7Valorile coeficienilor i f

Coeficientul

Tipul garniturii

De umplere

de manetn formde jgheab cu formarea

unghiului

60 90 120

0,150 0,4 0,5 0,7

f 0,2 0,7...1,0

Productivitatea preselor cu melcP(n kg/s) se determincuexpresia general:

,P F v (7.10)n careFreprezintaria seciunii transversale a camerei de presaren locul amplasrii primei spire a melcului de presare, 2m ;

2 2

4F D d , n care D i d reprezint respectiv diametrulexterior i diametrul interior al melcului, m;

v viteza de micare a produsului de-a lungul melcului depresare, m/s; v =ns/60, unde s pasul melcului de presare, m;nfrecvena de rotaie a melcului, rot/min;

densitatea volumetrica tescovinei, 3kg m ; coeficientul total de umplere a seciunii melcului de

presare i se accept 0,85. nlocuind n (7.10) F i v obinem:

2 2,

4 60

D d nSP

(7.11)

de unde 2 2

4 60.

Pn

D d S


54/247


Puterea utila melcului se determindupmetoda lui

Krucikov I.V. i Dako A.A. 21 :

4 30,816 10 ,N PD (7.12)n care reprezintviteza unghiulara melcului, 1s ;

P presiunea exercitatasupra ultimei spire a melcului,Pa.Pentru calculele practice se folosete valoarea medie

aritmetica valorilor unghiurilor de ridicare a liniilor elicoidale laperiferia melcului D i lngarborele melcului ,d adic:

. 0,5 ,med D d

(7.13)n care

D

Harctg

D

; d

Harctg

d

,

iarH pasul melcului, m.Diametrul arborelui melcului .lind (n m) trebuie sa fie mai

mare dect valoarea limitdeterminatdin condiia:

lim. ,H

d tg

(7.14)

n care tg f coeficientul de frecare, care se acceptegal cu0,3.

Pasul liniei elicoidale a melcului:H=(0,7...0,8)D. (7.15)

Pentru obinerea productivitii maxime a melcului trebuiede acceptat cea mai mare valoare a unghiului de ridicare a liniei

elicoidale a melcului, 10 .D

Momentul de torsiune pe arborele melcului .tor (n Nm)

poate fi determinat dupmetoda lui C.P.Guskov 24 :

3 3. max .0,131 ,tor med M P n D d tg (7.16)

2 2max0,393 ,S P n D d (7.17)n care n reprezint

num

rul de spire utile ale melcului;


55/247


maxP presiunea maximcreatde melc,MPa.

Tensiunile normale (de comprimare .com ) i cele

tangeniale (n 2N m ):

.com

S

F i .tor

p

M

W , (7.18)

n care F reprezintaria seciunii arborelui melcului, 2m .

pW momentul de rezistena seciunii arborelui melcului, 3 .m

3

.16pW

Tensiunile echivalente se determin n baza teorieitensiunilor tangeniale maxime (nMPa):

2 24 .ec com (7.19)

Ultima spira melcului de presare se gsete sub aciuneapresiunii maxime din camera de presare, din aceast cauz ea

trebuie s fie calculat la ncovoiere. Cu o aproximaie accesibilse poate de considerat cultima spirala melcului este similarcuo placinelarncastratpe conturul interior pe arborele melcului.Atunci momentul maximal de ncovoiere pe conturul interior alplcii confecionate din oel-carbon va fi:

1 2max

. 2

1,9 0,7 1,2 5,2ln

32 1,3 0,7incP D a a a

Ma

, (7.20)

Iar tensiunile maxime, care sunt egale cu cele echivalente:.

. 2

6,incinc

M

(7.21)

n care ,D

ad

care variazde la 1,8 la 3,0.

grosimea spirei, m, care poate fi calculatcu expresia(7,21), dac .inc este cunoscut.


56/247


Calculul tamburului perforatTamburul perforat al presei se calculeazla rezistenca o

placplatperforatncrcatcu fora care acioneazn planul ei.Tensiunile nominale n tamburul perforat generate de

forele care acioneazasupra lui se determincu expresia: max ,2n

P R h

h

(7.22)

n care max reprezint resiunea maxim care acioneaz asupra

tamburului,MPa;

R raza tamburului, m;h grosimea peretelui tamburului, m.Prin tensiuni nominale se nelege acele tensiuni care ar fi

putut aprea n placa perforat. Trecerea de la aceste tensiuni latensiunile reale care apar n tamburul perforat se efectueaz cuajutorul coeficientului de amortizare (atenuare).

Coeficientul de siguranal tamburului perforat:,a c mn (7.23)

n care a reprezintcoeficientul de amortizare;

dac 0 0,5,d t 1 0,84 ;a d t

dac 0, 5 1, 0 ,d t 1,16 1 ;a d t aici: dreprezintdiametrul gurilor, m;

t pasul gurilor, m;

c

limita de curgere a materialului tamburului perforat,

MPa.

n tensiuni nominale,MPa.

Calculul matrieiCalculul tehnologic al matriei const n determinarea

productivitii matriei existente sau n determinarea diametruluimatriei, cunoscnd productivitatea ei.


57/247


Productivitatea matriei P (n kg de produs finit/s) sedetermincu expresia:

100 ,100a

pt

WP v fW

(7.24)

n care v reprezintviteza de depresare prin gurile matriei, ;m s densitatea aluatului care variaz de la 1330 la 1447

3;kg m

f aria seciunii matriei, 3;m

aW umiditatea aluatului, %;ptW umiditatea produsului finit, %.

Aria seciunii vii a matriei pentru paste finoase tubulare:

2 2,

4g pc

ps

d df n

(7.25)

n care gd reprezintdiametrul gurilor din matri, m;

pcd diametrul picioruului cuzinetului, m;n numrul de guri n matri.

Figura 4. Element perforat al virolei.


58/247


Figura 5. Tambur perforat al presei cu melc.

Pentru fidea:2

,4fnd

f (7.26)

n care reprezintdiametrul gurii matriei, m.Pentru tiei:

,tf nla (7.27)n care lreprezintlungimea gurii de modelare a tieilor, m;

a limea gurii de modelare, m.Viteza de depresare se acceptn limitele urmtoare: dacpresiunea de presare este egalcu 6...7MPapentru

presele -2M viteza de depresare este egalcu 0,3...0,04 m/s. dac presiunea de presare este egal cu 9...12 MPa,pentru presele 6- viteza de depresare este egal cu0,03...0,04 m/s.

Diametrul matrieiD(n m):

4 .D F (7.28)

Suprafaa matriei F (n 2m ):

,fF f K (7.29)


59/247


n care K reprezintcoeficientul seciunii vii a matriei (pentru

matrie circulare; K =0,035...0,14).

Seciunea vie a tuturor gurilor de modelare ,f 2m : : 100 100 ,p af PK v W W (7.30)

n care k reprezintcoeficientul lucrului util al matriei(K=0,9...0,95).

Calculul la rezistena matriei se efectueazcu scopul de adetermina grosimea matriei.

Grosimea matriei ,ph b AP (7.31)n care breprezintlimea matriei, m;

pP presiunea de presare,MPa;

tensiunile admisibile,MPa;A coeficient (A=1,4...137).Expresia (7.31) se folosete i pentru calculul presiunii de

presare, daceste cunoscutgrosimea matriei.Problem

De calculat i de dimensionat un melc de presare a preseicu melc pentru presarea botinei de struguri, dacse tie c:productivitatea melcului 8,3P kg s (30t h );

presiunea maximn camera de presare max 1,5MPa ;

coeficientul de frecare interioara botinei 0,3;f densitatea volumica botinei 3900kg m .

Rezolvare

Admitem cdiametrul exterior al melculuiD=0,3 m, atunci pasulmelcului 0,8 0,3 0, 24H m.Diametrul arborelui melcului se determincu expresia (7.14):

lim.

0,240,3 0,0229 .

3,14d m


60/247


Verificm lim.d din raportullim.

.ad

Dacacceptm a=2, atunci lim. 0,3 0,15 ,2Dd ma

acceptm lim 0,15 .d m Unghiul de urcare a liniei elicoidale pe diametrul exterior

al melcului i pe arborele lui se calculeazcu expresia (7.13):0,24

1413,3,14 0,3D

arctg

0,24 32 21 .3,14 0,15d

arctg

Valoarea medie a unghiului de urcare se determin cuexpresia (7,13):

0.5 14 13 32 21 23 17 .med Momentul de ncovoiere n spira melcului pe conturul

interior al ei (pe arborele melcului) se determin cu expresia(7.20):

6 4 2

2

1,5 10 0,3 1,9 0,7 2 1,2 2 5,2ln 2

32 1,3 0,7 2incM

450 .Nm m Admitem c spirele melcului sunt confecionate din oel

carbon 10, pentru care tensiunile admisibile la ncovoiere pot fiacceptate egale cu tensiunile admisibile la extindere, adic

5 2

. 1300 10inc N m 23 . Atunci grosimea spirei se va determina cu expresia (7.21):

5

6 4500, 0045 ,

1300 10 m

acceptm 0,005 .m

Momentul de torsiune generat n arborele melcului care aredouspire utile se determincu expresia (7.16):

6 3 3. 0,131 2 1,5 10 0,3 0,15 0, 42 21292 /tor N m


61/247


Fora axialgeneratn arbore se determincu expresia (7.17):

6 2 20,393 2 1,5 10 0,3 0,15 70740 .S N

Tensiunile de comprimare i tangeniale generate n arborelemelcului se determincu expresiile (7.18):

5 2. 2

7074010,1 10 ;

0,785 0,3com N m

4 23

21292 161,6 10 .

3,14 0,3 N m

Tensiunile echivalente se determincu expresia (7.19):

2 25 4 5 210,1 10 4 1,6 10 10,1 10 ,ea N m

care sunt mai inferioare dect tensiunile admisibile pentrumaterialul din care este confecionat arborele (oelcarbon 10).Din (7.11) determinm frecvena de rotaie a melcului de presare:

2 28,3 4 60

500,3 0,15 0, 24 900 0,85

n

rot/min.

Puterea aplicat pe arborele melcului se determin cu expresia(7.12):

4 6 30.816 10 4 1.5 10 0.3 32,3 .mN kW

Tabelul 8Date iniiale pentru calculul melcului de presare

Nr.varian

tei

Productivitatea

P,

kg/s

Presiuneamaxim

Pmax,

MP

a

Coeficientu

lde

frecareinterioarf

Densitateavolumic

,

kg/m

3

Diametrulexterioral

melculuiD

,m

Materialuldincare

esteconfecionat

melcul

Tensiunileadm

isibile

[],MPa

1 8,3 0,1 0,3 200 0,3 X18H12T 1462 5,5 1,2 0,3 210 0,32 X18H12T 1463 2,8 1,3 0,3 880 0,34 X18H12T 1464 5,5 1,4 0,3 870 0,36 X18H12T 1465 8,3 1,5 0,3 860 0,4 X18H12T 146


62/247


ProblemDe calculat la rezistentamburul perforat al presei cu melc

dacse tie c: presiunea maxim max 1,2 ;P MPa raza tamburului perforatR=0,3 m;grosimea peretelui tamburului h=0,01 m;diametrul gurilor perforaiei d=0,02 m, pasul orificiilor t=0,035 m.

RezolvareTensiunile nominale se determincu expresia (7.22):

1, 2 0,3 0,01

17,4 .0,02n Pa

Raportul0,02

0,570,035

d

t .

Coeficientul de amortizare:0,02

1,16 1 0, 499.0,035a

Dactamburul perforat este confecionat din oel 1X13 pentru care410 ,ec Pa atunci coeficientul de siguranse va determina cuexpresia (7,23):

0, 499 410 : 36 5, 4,n ceea ce satisface condiiile necesare.

Tabelul 9Date iniiale pentru calculul tamburului perforat

Nr.variantei

Presiuneamaxim

Pmax,

MPa

Razatamburului

perforatR,m

Grosimea

pereilor

tamburului

perforat2h,m

Diametrul

orificiilor

tamburuluid,m

Pasulorificiilort,

m

1 1,2 0,3 0,01 0,02 0,0352 1,1 0,31 0,012 0,019 0,0363 1,15 0,35 0,014 0,018 0,0374 1,25 0,4 0,016 0,22 0,0385 1,12 0,42 0,011 0,21 0,04


63/247


ProblemDe calculat matria de form circular cu care este dotat

presa cu aciune continutip -2M, pentru a fabrica fidea, dacse tie c:viteza de depresare a fidelei 0, 02 ;v m s

densitatea aluatului 31400 ;kg m

umiditatea aluatului 30%;W

umiditatea produsului uscat . 12%;umW diametrul gurilor matriei d=0,007m, numrul de guri n matrin=100, coeficientul seciunii matriei 0,1.fK

Rezolvare

Aria seciunii matriei se determincu expresia (7.25):23,14 100 0,007 0,54 .

4ff m

Productivitatea matriei se calculeazcu expresia (7.24):100 30

0,02 1400 0,54 12,02 .100 12 kg s

Tabelul 10

Date iniiale pentru calculul matrielor

N

r.variantei

Vitezadedeplasare

v,m/s

Densitateaaluatului,

kg/m

3

Umiditateaprodusului

finitW

pf,

%

Umid

itateaaluatului

Wa,

%

Diametrulgurilor

m

atrieid,m

Num

ruldegurin

matri,n

Coeficientulseciunii

vii

amatrieiK

f

1 0,02 14 12 30 0,007 100 0,1

2 0,019 13,8 12,5 32 0,007 100 0,11

3 0,018 13,6 12,6 28 0,006 78 0,12

4 0,017 13,7 13 29 0,005 184 0,13

5 0,021 13,5 12,5 27 0,0055 90 0,14


64/247


Aria seciunii vii a tuturor gurilor de modelare se determincuexpresia (7.30):

212,02 0,9 100 12 0,483 .0,02 1400 100 30f m

Suprafaa matriei se determincu expresia (7.29):

20, 482 : 0,1 4,82 .F m Diametrul matriei se calculeazcu expresia (7.28):

4 0, 482 :3,14 0,78 .D m


65/247


8. MALAXOARE

Productivitatea P(n kg/s sau3

/m s ) a malaxoarelor cuaciune discontinuse determincu expresia: /, (8.1)

n care m reprezint cantitatea de produs ncrcat n malaxor,/; durata ciclului de malaxare (se ine seama i de durata dencrcare),s.

Productivitatea malaxoarelor cu aciune continu se

determincu expresia:P=/, (8.2)

n care reprezintncrctura utila malaxorului, kg(); durata de malaxare,s.Puterea (n kW) aplicat pe arborele malaxorului se

determincu expresia:= 1, (8.3)

n careK1reprezintcoeficientul, care ia n consideraie gradul dencrcare cu produs iniial al malaxorului;K2 coeficientul care ia n consideraie majorarea puterii n timpulpunerii n funciune a mainii;K suma coeficienilor, care iau n consideraie majorareaputerii, generat de prezena n malaxor a unor dispozitivesuplimentare (se ia n consideraie numai cnd se malaxeazproduse cu viscozitatea

0,1 );

Nm puterea necesarpentru malaxarea produselor n regimul dejastabilit n aparat, kW.

Valoarea coeficientuluiK1 /, (8.4)n care H1 reprezint nlimea stratului fazei lichide, care semalaxeazn aparat, m

0,8 1,2 ; (8.5)n careDintreprezintdiametrul interior al aparatului de malaxare, m.


66/247


nlimea stratului de lichid (n m), cnd este dat volumulaparatului cilindric Vva fi:daceste dotat cu fund plat

=1,27V/; (8.6)daceste dotat cu fund sferic, eliptic sau conic

=1,27(V-)/ , (8.7)n care reprezintvolumul fundului, .

Valoarea coeficientului pentru majoritatea cazurilorpoate fi acceptat egal cu 1, fiind motoarele electrice,ntrebuinate n mecanismul de acionare a malaxoarelor, permit o

suprancrcare egalcu 30 %timp de 1...1,5 min.Pentru malaxoarele cu elice se recomandde acceptat 1,3 .

Valoarea poate fi acceptat egal cu 0, fiindc nmalaxoarele, ntrebuinate n industria de prelucrare a strugurilor,lipsesc dispozitive suplimentare.

Puterea Nm (n kW), necesar la malaxarea produselor nregim deja stabilit se determincu expresia:

, (8.8)n care reprezint criteriul puterii, care se determin dinnomograma (figura 8) n funcie de criteriulRe; densitatea produsului, /;n turaia malaxorului, rot/s;d diametrul malaxorului, m.

Diametrul malaxorului cu elice se accept egal cu

(0,3...0,33) .Turaia optim se determin n funcie de viteza perifericoptima malaxorului

/ , (8.9)numai cn prealabil trebuie de acceptat diametrul malaxorului ituraia optimn funcie de construcia malaxorului din tabelul 3.2[22].


67/247


Criteriul puteriiKNse determindin expresii complicate nfuncie de criteriul lui ReynoldsRe:

Re=

/, (8.10)n care reprezintviscozitatea dinamica produsului, .Criteriul puterii poate fi determinat din diagram(figura 6),

n care sunt reprezentate curbele pentru tipurile de malaxoareindicate n tabelul 3-2 [22].

Pentru malaxoarele cu elice, cndRe>300, n locul lui sentrebuineazexpresia /,n care m=(algRe)/b. Pentru amestectoarele cu propeler (curba

4) a=2,1; b=18.Puterea N2 consumat la depirea forelor de frecare n

presetup, se determincu expresia:=1,48fnlP, (8.11)

n care f reprezintcoeficientul de frecare a arborelui de presetup(f0,2);n turaia arborelui malaxorului, rot/s;d diametrul arborelui malaxorului, m;l lungimea garniturii, m;P presiunea de regim n aparat,Pa.

Puterea nominal calculat N (n kW) pe arborelemotorului electric

N=(+)/, (8.12)n care reprezintrandamentul mecanismului de acionare care seaccept=0,9...0,95.

n unele cazuri valoarea lui este neglijati n expresia(8.12) se introduce la numrtor coeficientul 1,2.Calculul organului de lucru al malaxorului la rezistense

efectueazconform metodei obinuite. Tensiunile se determin nseciunea periculoas (mai des n locul de fixare a paletelor pearbore).

Pentru aceasta se determin fora de rezistena mediuluiP (n N), care acioneaz asupra unui element de palet a

malaxorului. Pentru calcule practice


68/247


P=/ ; (8.13)n care Mtor reprezint momentul de torsiune pe arborele

malaxorului, ;r0 distana de la axa de rotire a malaxorului pn la punctul deaplicare a foreiP, m(pentru malaxoarele ntrebuinate n industriade prelucrare a strugurilor =0,5 din diametrul malaxorului);z numrul de palete pe arborele malaxorului.

Momentul de torsiune, =0,163/n (8.14)

Figura 6. Determinarea criteriului de putere (sau ).Momentul de ncovoiereMnc:=P( ), (8.15)n care reprezintraza arborelui malaxorului, m.

Momentul de rezistense calculeazcu expresia:W= , (8.16)

n care reprezinttensiunile admisibile,MPa.Diametrul arborelui malaxorului d(n m) se determincu

expresia:

1,71/ +c, (8.17)n care c reprezint adaosul la coroziune (pentru oel-carbon

c=1...3 mm).


69/247


Grosimea paletelor malaxorului

. (8.18)

Valoarea coeficientului i a exponenilor puterii i sunt indicate n tabelul 8.1

Tabelul 11Valoarea coeficienilor c i ale exponenilor

MalaxoareValorile coeficienilor i ale exponenilor puterii

Cu palete 46,4 0 1 3,02 1,3 2,17

Cu elice 20,6 1 2 6,05 0,67 1,54

Cu turbin 14,7 1 2 4,72 0,67 1,54

Tabelul 12

n tabelul 13 d reprezint diametrul malaxorului, m; b limeapaletei m; h distana ntre partea inferioar a malaxorului ifundul aparatului,m;Hnlimea stratului de lichid din aparat, m;D diametrul interior al aparatului, m.

Numrulcurbei nfigura 8

Tipul malaxoruluiRaportul dimensiunilormalaxorului la diametrul lui

cnd=1

D/d B/d S/d

1 Cu palete 1,5 0,885

2Cu palete n aparatdotat cu serpentin

2,0 0,885

3 Cu elice 3,0 14 Cu elice n difuzor 3,0 15 Cu turbin 4,0 6 Cu ancor 1,15 0,066


70/247


Turaia n (n rot/s) a malaxorului, la care se obine oamestecare uniforma suspensiei, se determincu expresia:

/, (8.19)n care reprezintdiferena ntre densitatea particulelor nsuspensie i a mediului, /; diametrul (echivalent) al particulelor solide n suspensie, m;

Tabelul 13Malaxoare Aparat Lichid

Tip

Vitezaperiferic

m/sH/D

,Pas

,/

Cupalete

0,6-0,7

0,10,1-0,3

1,5-5,0 0,8-1,33,0-

0,001800-1900

Cu elice0,15-0,4

0,061,2-2,0

1-2 3,8-16,0 1,0-1,54,0-

0,001800-1900

Cuturbin

0,25-0,35

0,2 0,5-1,0

2,5-12,0 1,0-1,5 25-0,001

800-1900

Cuancor

0,95-0,98

0,070,01-0,06

0,5-2,0 0,8-1,2 40-10800-1900

D i d reprezint respectiv diametrul exterior i interior al

malaxorului, m; densitatea amestecului, /.n figura 8 sunt prezentate valorile Kn n funcie de Re

pentru malaxoare de diverse tipuri i raporturi D/d, H/Di b/di,de asemenea, pentru malaxoare cu elice se indic i s/d. Kn,obinut din figura 8, este precispentru malaxoarele geometriceasemntoare cu malaxoarele de model, care s-au studiat n modexperimental. Dac lipsete asemnarea geometric a


71/247


malaxoarelor, valoarea Kn obinut din figura 8 se nmulete laurmtorii coeficieni de corecie:

; / ; / ; / , (8.20)n care a=

pentru malaxoare de model (privii tabelul 12);

pentru malaxoare de model.Valoarea exponenilor puterii n expresia (8.20) este datn

tabelul 14.Tabelul 14

Valoarea exponenilor puteriiMalaxoare A N K P

Cu palete 1,1 0,6 0,3 -

Cu elice 0,93 0,6 - 1,3

Cu turbin 0,93 0,6 - -

Dac raportul

1 , valoarea se nmulete lacoeficientul de corecie:= . (8.21)

Rugozitatea pereilor interiori ai aparatului, prezenaserpentinei n aparat i a locaului pentru termometru secaracterizeazcu urmtorii multiplicatori:

pentru : 1,15; 2; 1,1. Dac=1,3 (se ia n consideraie momentul de demarare)

i randamentul transmisiei = 0,8...0,85, apoi puterea necesar amotorului electric al malaxorului:

Figura 7. Tipuri de malaxoare:1 cu palete; 2 cu palete n aparate cu serpentine; 3 cu elice;

4 cu elice i cu difuzor; 5 cu turbin; 6 cu ancor


72/247


KN

ReFigura 8. Funcia .

1,3 /1000 . (8.22)Problem

De calculat la rezistenmalaxorul cuZ=4 palete montatepe acelai arbore, dacputerea aplicatpe arboreN=7 kW, turaiaarborelui n=48 rot/min, diametrul paletelorD=1600 mm, limeapaletelor b=160mm, materialul malaxorului oel 3, diametrularborelui d=160 mm.

Rezolvare

Determinm momentul de torsiune pe arborele malaxoruluicu expresia (8.14):

0,163 1426 .Determinm fora de rezistena mediului, care acioneaz

asupra unui element de paletcu expresia (8.13):

P=,=445N.

Determinm momentul de ncovoiere n partea inferioara

paletelor cu expresia (8.15):


73/247

Utilaj tehnologic n ind

ganea grigore, utilaj tehnologic in industria alimentara

Documents