e1e8c5e8-a15c-402e-9588-79a5edcee8c1 434 4 5 false false 0 decimal

&[DATE] &[TIME] - &[FILENAME]

Рисунок 1 – Класифікаця дифузійних апаратів

Дифузійні апарати повинні забезпечувати: - знецукрення найбільш тонкої бурякової стружки при рівномірному обмиванні її дифузійним соком; - гарантоване протитечійне переміщення бурякової стружки і дифузійного соку; - мінімальні втрати цукру у відходах (жомі) при максимальній концентрації дифузійного соку; - високу якість соку при мінімальному вмісті в ньому мезги; - мінімальну тривалість процесу дифузії.

Колонні вертикальні дифузійні апарати непереривної дії (КДА)бувають одно- двох- і багатоколонні.

1 - ошпарювач; 2 - лобове сито; 3 - очищувач; 4 - вал; 5 - колектор; 6 - лопаті; 7 - підігрівач; 8 - лопаті; 9 - мотор редуктори; 10 - вал колони; 11 - шнеки вивантажувальні; 12 - колона; 13 - віконця; 14 - контрлопаті; 15 - ситовий пояс; 16 - пісковловлювач; 17 - насос; Рисунок 2 - Схема колонної дифузійної установки

Ротаційні дифузійні установки типу РДА застосовуються тільки в цукровій промисловості.

1 - барабан; 2 - збірник циркуляційного соку; 3 - насос; 4 - передошпарювач; 5 - підігрівач; 6 - ошпарювач. Рисунок 3 – Схема ротаційної дифузійної установки

Завдання: виконати розрахунок дифузійного апарата, якщо задані (таблиця 2): Dш -зовнішній діаметр шнека, м; d - діаметр вала шнека, м; S - крок витків шнека, м; q - маса стружки на одиницю корисної місткості апарата, кг/м3 ; n - частота обертання шнеків, хв–1; DK - діаметр корпусу апарата, м; τ - час активного дифундування, хв; L - довжина шляху активного дифундування стружки в апараті, м; l - відстань між осями шнеків, м; а - маса (відкачка) дифузійного соку, кг.

5 Методика розрахунку

d - діаметр вала шнека, м; d 075 :

де Dш - зовнішній діаметр шнека, м; D.w 0.75 :

i

де r - радіус кола; r D.w 2 / : 0.375

відстань між осями шнеків l 2.4 :

 - центральний кут сегмента, град α 2 l D.w / acos * : 3.6619 i *

радіус шнека R.w 0.5 D.w * : 0.375

lд - довжина дуги; l.d π R.w * α 180 / * : 0.024 i *

с - довжина хорди сегмента; c 2 R.w 2^0.25 l 2^* - sqrt * : 2.2798 i *

h - висота сегмента h R.w 0.5 l * - : 0.825 -

В загальному виді площа сегмента визначається з вираження: F 0.5 r l.d * c r h - (* - (* : 1.3634 i * -

Коефіцієнт перекриття витків шнека: Ψ 1 F 0.25 π * D.w 2^d 2^- (* / - : 1 0.0003 i * -

де Dк - діаметр корпуса апарата, м D.k 4 :

загальний переріз стружки більший за переріз шнеків, що враховується коефіцієнтом η η 0.5 1 D.k 2^D.w 2^/ + (* : 14.7222

S - крок шнеків апарата, м S 0.75 :

q - маса стружки на одиницю корисної місткості апарата, кг/м3; q 620 :

у - коефіцієнт наповнення апарата стружкою (у = 0,9...1,0); y 0.95 :

n - частота обертання шнеків, хв–1; n 1 :

m - кількість одночасно працюючих шнеків (m = 2); m 2 :

ε - експлуатаційний коефіцієнт (ε = 0,9); ε 0.9 :

де L - довжина шляху активного дифундування стружки в апараті, м; L 32 :

ω - кутова швидкість обертання шнека, рад/с (ω = π·n/30); ω π n 30 / * : 0.1047

τ - час активного дифундування, с. τ 67 :

kn - коефіцієнт подачі бурякової стружки. k.n 2 π * L * S ω * τ * / : 38.209

Продуктивність похилого дифузійного апарата, т/добу: P 2460 π 4 / * D.w 2^d 2^- (* Ψ * η * S * q * y * n * m * ε * k.n * + : 1.1855 1011^* - 3.659 107^* i * +

tcm - температура стружки, °С ( tcm = 5…7 °С); t.cm 6 :

сcm - питома теплоємність стружки, сcm= 3,77 кДж/(кг∙К); c.cm 3.77 :

де Gcm - маса бурякової стружки, кг (Gcm = 100 кг); G.cm 100 :

Теплота бурякової стружки, кДж: Q.1 G.cm c.cm * t.cm * : 2262

tб - температура барометричної води, °С; tб = 40°С; t.b 40 :

сб - питома теплоємність барометричної води, сб = 4,19 кДж/( кг∙К); c.b 4.19 :

де Wб - маса барометричної води, кг, Wб = 60 кг; W.b 60 :

Теплота барометричної води, кДж: Q.2 W.b c.b * t.b * : 10056

tж.в. - температура жомопресової води °С (tж.в. = 75 °С). t.jv 75 :

сж.в. - питома теплоємність жомопресової води, кДж/( кг∙К); c.jv 4.19 :

де Wж.в. - маса жомопресової води, кг, Wж.в. = 50 кг; W.jv 50 :

Теплота жомопресової води, кДж: Q.3 W.jv c.jv * t.jv * : 15712.5

tc - температура дифузійного соку °С; tc = 30 °С; t.c 30 :

сс - питома теплоємність соку, сс = 3,77 кДж/( кг∙К); c.c 3.77 :

де а - маса (відкачка) дифузійного соку, кг; a 126 :

Теплота дифузійного соку, кДж: Q.4 a c.c * t.c * : 14250.6

tж - температура бурякового жому °С, (tж = 75 °С); t.j 75 :

сж - питома теплоємність жому, сж = 4,19 кДж/( кг∙К); c.j 3.77 :

де Gж - маса бурякового жому, кг, Gж = (0,7…0,75)∙Gcm; G.j 0.73 (G.cm * : 73

Теплота бурякового жому, кДж: Q.5 G.j c.j * t.j * : 20640.75

θ - температура конденсату, °С, (θ = 98...100 °С); Θ 99 :

ск - питома теплоємність конденсату, кДж/( кг∙К), c.k 4.19 :

Використовуючи рівняння теплового балансу визначимо масу гріючої пари на обробку 100 кг бурякової стружки: D Q.4 Q.5 + Q.1 - Q.2 - Q.3 - 0.9 i * c.k Θ * - / : 16.5397 - 0.0359 i * -

де i - ентальпія пари, кДж/кг (i = 2679,5 кДж/кг); i 2679.5 :

Теплота гріючої пари, кДж: Q.gn D i * : 44318.0276 - 96.1554 i * -

де Dк - маса конденсату, кг; (Dк = D). D.k D :

Теплота конденсату, що виходить з апарата, кДж Q.6 D.k c.k * Θ * : 6860.8177 - 14.8857 i * -

Втрати теплоти в навколишнє середовище, кДж: Q.внс 0.1 Q.gn * : 4431.8028 - 9.6155 i * -

Витрата гріючої пари, т/добу,\ D.dob D P 100 / * : 1.9608 1010^* 3.6491 107^* i * +