Расчет поточно-технологической линии производства сортовой муки производительностью 45-50 т/сут, страница 12

1-газоструйные излучатели ультразвука; 2-шнек; 3-штуцер; 4-полость вала; 5-перфорация; 6- вал шнека;

7-канал.

К газоструйным излучателям звука подводится воздух давлением 3-3,5 атм. Излучатели преобразуют энергию сжатого воздуха в акустическую энергию, которая, благодаря параболической форме контура межвиткового пространства, равномерно распределяется по всему объему жидкости. Излучатели звука могут настраиваться на различную частоту и создавать интенсивное звуковое поле, частота которого изменяется в широком диапазоне.

Зерно во время перемещения шнеком к выпуску непрерывно подвергается воздействию интенсивного акустического поля. При этом в результате наложения на зерно-водяную смесь интенсивного акустического поля (не ниже 2 Вт/см²) в последней возникает интенсивная кавитация особенно на границе раздела жидкости с пленкой зерна, а также в промежутке между пленкой и ядром зерна. Поступление в зерно-водяную смесь воздуха, обработанного в излучателях звука интенсифицирует развитие кавитации, так как пузырьки воздуха являются зародышевыми центрами кавитации. Благодаря тому, что частота звукового поля изменяется в широком диапазоне, то частота собственных колебаний микропузырьков воздуха совпадает с частотой акустических колебаний, генерируемых в смеси, т. е. имеет место резонансный эффект, способствующий ослаблению связи между пленкой и зерном по всему периметру ядра. Возникающая от наложения интенсивного акустического поля интенсивная турбулизация зерно-водяной смеси способствует очистке зерна от различных минеральных загрязнений. Наличие перфорации в лопастях шнека способствует более равномерному распределению пузырьков воздуха в смеси и уменьшает сопротивление перемещению жидкости, вызванное турбулизацией.

Такое выполнение устройства, позволяет интенсифицировать процесс гидротермической обработки, что увеличивает удельную производительность оборудования, повышает качество продукта, совмещает операции мойки и гидротермической обработки.

Для подвода сжатого воздуха в полость вала установим компрессор. Привод, которого осуществляется от отдельного электродвигателя через клиноременную передачу.

3.2 Кинематические расчеты машины

Для подвода сжатого воздуха, как упоминалось выше, подбираем компрессор и разрабатываем его привод.

Рисунок 12. Принципиальная кинематическая схема

1 – штуцер подвода воздуха; 2 – излучатели; 3 – шнек; 4 – вал шнека; 5 – электродвигатель; 6 – шкив электродвигателя; 7 – шкив привода компрессора; 8 – поршневой компрессор.

Чтобы подобрать компрессор, определяем необходимый расход воздуха и скорость истечения воздуха из сопел излучателей.

Скорость истечения воздуха из сопла определяется по формуле [4]:

(4)

где    k -  показатель адиабаты (для воздуха k=1,4);

Р₀ =3,5*10⁵ – давление воздуха перед соплом, Па;

ρ₀=3,85 – плотность воздуха перед соплом, кг/м³;

Р – давление в выходном сечении сопла, Па;

φ – коэффициент скорости сопла (0,95-0,97).

Расход сжатого воздуха через сопло определим (приняв критический диаметр сопла, по рекомендации [4], равным 4,3 мм) по формуле:  

           (5)

где      n – количество излучателей;

с – коэффициент адиабаты (для воздуха с=2,14);

F_кр=πd²/4=3,14*(4,3*10^-3)²/4=1,45 – критическое сечение сопла, м².

По расчетному расходу воздуха G=0,432 кг/с=6,7 м³/мин, по справочнику [3] выбираем поршневой компрессор марки ВНК-0,5М, производительность которого равна 8,3 м³/мин. Частота вращения  коленчатого вала компрессора n=1500 об/мин.

По заданным параметрам воздуха перед соплом и расходу воздуха уточняем критическое сечение сопла по формуле:

                   (5')

где      G=0,533 кг/с=8,3 м³/мин – производительность компрессора.

Входное сечение сопла определяется по формуле [4]:

                                                  (6)

где    υ₁ – скорость воздуха во входном сечении сопла (υ₁ =25-35м/с).

Выходное сечение сопла определяется формуле [4]:

(7)