Экспериментально-теоретическое определение показателей работы молочного сепаратора

Лабораторная работа №20.

Экспериментально-теоретическое определение показателей работы молочного сепаратора.

Цель работы: изучить методы определения технических, энергетических и эксплуатационных показателей работы молочного сепаратора.

Вычисляем мощность N_п пускового периода по формуле:

где ω – угловая скорость барабана, рад/с;

       t_p – время разгона барабана, с;

      С – постоянный коэффициент, С=0,3;

       Р – плотность воздуха, Р=1,166кг/м³;

       V – окружная скорость барабана, м/с;

       F – боковая поверхность барабана, м²;

       η_м – КПД передаточного механизма, η_м=0,83;

       I_б – момент инерции барабана, кг·м³.

Момент инерции барабана определяется экспериментально методом двухниточного подвеса по формуле

где m – масса барабана, m=15,7кг;

       g – ускорение силы тяжести, g=9,81м/с²;

       а – половина расстояния между нитями подвеса, а=0,175м;

       Т – период одного полного колебания, с;

       l – длина нитей подвеса, l=2,43м.

Рисунок 1 – Схема подвески барабана.

Угловая скорость сепараторного барабана определяется по формуле:

где n=8000об/мин=1,33с^-1.

Боковая поверхность определится из выражения:

где Н₁ – высота цилиндрической части барабана, Н₁=0,035м;

      Н – высота конической части барабана, Н=0,055м;

      Н_Т – высота тарелки, Н=0,031м;

      D_max – максимальный диаметр тарельчатой вставки, D_max=0,122м;

      D_min – минимальный диаметр тарельчатой вставки, D_min=0,068м;

      Z – число тарелок Z=29;

m_б=15,7кг;

m_под=3,1кг;

D_{max б}=0,23м;

D_{min б}=0,105м.

Рисунок 2 – Схема сепараторного барабана.

Тогда F определиться по следующей формуле:

Далее получаем

и тогда момент инерции барабана получим

Мощность пускового периода N_П

 

Таблица 1 – Данные испытаний.

Показатели	Время разгона, с
	0	15	30	45	60	75	90	105	120	135	150	165	180
1	32	31	32,5	34	34	33	32	31,5	30	29	22	16	15
Мощность,кВт	960	930	975	1020	1020	990	960	945	900	870	660	480	450

Рисунок 3 – График изменения мощности при разгоне и работе сепаратора.

Окружная скорость барабана определяется

.

Тогда мощность холостого хода определится

Далее мощность N_сеп, требуемую для рабочего хода сепаратора определяют по формуле

где φ – коэффициент учитывающий радиальную скорость струи, φ=1,05;

      Q – производительность, замеренная в опыте, кг/ч;

      n_c – частота вращения барабана, с^-1;

      r – расстояние от оси вращения до центра выходного отверстия продуктов сепарации, r=0,037м.

Тогда

Определяем коэффициент использования производительности сепаратора по формуле

где Q_оп – действительная производительность барабана, замерная в опыте, кг/ч;

      L – теоретическая производительность, кг/ч.

L определиться

где τ – разделяемость молока, с;

      V_рас – расчетный объем барабана, см³.

Разделяемость молока рассчитывается по формуле

где δ_П – плотность плазмы молока, δ_П=1033,8кг/м³;

      δ_Ж – плотность жировых шариков, δ_Ж=930,4кг/м³;

      r_Ш – радиус жирового шарика, r_Ш=10^-6м;

      μ – динамическая вязкость молока, μ=0,00117МПа.

Расчетный объем сепаратора определяем по формуле

Тогда

Теоретическая производительность получается

Коэффициент использования определится

Таблица 2 – Исходные данные и результаты расчета.

Опытные данные	Время одного полного колебания		Время разгона бараб., t, с	Фактическая производ, Q, кг/ч
	Барабана и подв	Подвеса
Результаты расчетов	Мощность хх
	Мощность пусковая