1. Dinamiğin temel denklemleri

Teknolojik nesnelerin matematiksel modellerinin geliştirilmesine yönelik aşağıdaki yaklaşımlar ayırt edilebilir: teorik (analitik), deneysel-istatistiksel, bulanık modeller oluşturma yöntemleri ve kombine yöntemler... Bu yöntemlerin açıklamasını yapalım.

Analitik Yöntemler teknolojik nesnelerin matematiksel bir tanımının derlenmesine genellikle, incelenen nesnede meydana gelen fiziksel ve kimyasal süreçlerin teorik analizi temelinde ve ayrıca temel alınarak statik ve dinamik denklemlerini türetme yöntemleri denir. ekipmanın belirtilen tasarım parametreleri ve işlenmiş maddelerin özellikleri. Bu denklemleri türetirken, maddenin ve enerjinin korunumuna ilişkin temel yasaların yanı sıra kütle ve ısı transferi süreçlerinin kinetik yasaları, kimyasal dönüşümler kullanılır.

Teorik bir yaklaşıma dayalı matematiksel modelleri derlemek için, nesne üzerinde deneyler yapmak gerekli değildir, bu nedenle, bu tür yöntemler, süreçleri yeterince iyi çalışılmış yeni tasarlanmış nesnelerin statik ve dinamik özelliklerini bulmak için uygundur. Bu tür model derleme yöntemlerinin dezavantajları, nesnenin yeterince eksiksiz bir açıklamasıyla bir denklem sistemi elde etmenin ve çözmenin karmaşıklığını içerir.

Petrol arıtma süreçlerinin deterministik modelleri, açıklanan sistemin yapısı ve bireysel alt sistemlerinin işleyişinin düzenlilikleri hakkında teorik fikirler temelinde geliştirilir, yani. temelli teorik yöntemler... Sistem üzerinde en kapsamlı deneysel verilere sahip olsa bile, bu bilgi genelleştirilmemişse ve resmileştirilmemişse, yani deterministik bir model aracılığıyla işleyişini açıklamak imkansızdır. incelenen süreçlerin mekanizmasını bir kesinlik ile yansıtan kapalı bir matematiksel bağımlılıklar sistemi şeklinde sunulur. Bu durumda, sistemin istatistiksel bir modelini oluşturmak için mevcut deneysel verileri kullanmalısınız.

Deterministik bir modelin geliştirme aşamaları Şekil 2'de gösterilmektedir. 4.

Sorunun formülasyonu

Matematiksel modelin formülasyonu

Analitik yöntem seçildi mi?

Parametre seçimi hesaplanır

süreç

Deneysel

Kontrol görevi tanımını çözme

model sabitleri

Değil

Kontrol deneyleri Yeterlilik kontrolü Düzeltme

doğal model modelleri üzerinde deneyler

Nesne yok Evet

optimizasyon Hedef tanımlama ile süreç optimizasyonu

model fonksiyon modelini ve kısıtlamasını kullanarak

ile süreç kontrolü Yönetim modeli

modeli kullanmak

4. Deterministik model geliştirme aşamaları

Çeşitli petrol arıtma süreçlerinin modellenmesindeki belirli problemlerin içeriğindeki önemli farklılıklara rağmen, modelin inşası, uygulanması ortaya çıkan zorlukların başarıyla üstesinden gelmenizi sağlayan, birbiriyle ilişkili belirli bir dizi aşamayı içerir.

Çalışmanın ilk aşaması, sistem ve bilgisi hakkındaki ilk verilerin analizine dayanan görevin formülasyonu, modelin inşası için tahsis edilen kaynakların değerlendirilmesi dahil olmak üzere görevin formülasyonudur (blok 1). (personel, finans, teknik araçlar, zaman vb.) beklenen bilimsel, teknik ve sosyo-ekonomik etki ile karşılaştırıldığında.

Problemin ifadesi, geliştirilen modelin sınıfının ve doğruluğu ve hassasiyeti, hızı, çalışma koşulları, sonraki ayarlamalar vb. için ilgili gereksinimlerin oluşturulmasıyla sona erer.

İşin bir sonraki aşaması (blok 2), formalizasyonunun çıkarlarına göre fenomenin temel bileşenlerine (ısı transferi, hidrodinamik, kimyasal reaksiyonlar, faz dönüşümleri) bölünmüş, açıklanan sürecin özünün anlaşılmasına dayanan modelin formülasyonudur. vb.) ve kabul edilen ayrıntı derecesine göre kümeler (makro seviye), bölgeler, bloklar (mikro seviye), hücreler. Aynı zamanda, hangi fenomenlerin ihmal edilmesinin gerekli veya uygunsuz olduğu, söz konusu fenomenlerin karşılıklı ilişkisini ne ölçüde hesaba katmanın gerekli olduğu netleşir. Seçilen fenomenlerin her birine belirli bir fiziksel yasa (denge denklemi) atanır ve seyri için başlangıç ​​ve sınır koşulları belirlenir. Bu oranların yazılması matematiksel semboller- ilk matematiksel modelini oluşturan incelenen sürecin matematiksel açıklamasından oluşan sonraki aşama (blok 3).

Sistemdeki süreçlerin fiziksel doğasına ve çözülmekte olan problemin doğasına bağlı olarak, matematiksel model, modelin seçilen tüm alt sistemleri (blokları) için kütle ve enerji dengesi denklemleri, kinetik denklemleri içerebilir. kimyasal reaksiyonlar ve faz geçişleri ve maddenin, momentumun, enerjinin vb. aktarımının yanı sıra modelin çeşitli parametreleri arasındaki teorik ve (veya) ampirik ilişkiler ve sürecin koşulları üzerindeki kısıtlamalar. Çıkış parametrelerinin bağımlılığının örtük doğası nedeniyle Y girdi değişkenlerinden x Ortaya çıkan modelde, uygun bir yöntem seçmek ve sorunu çözmek için bir algoritma geliştirmek gerekir (blok 4), blok 3'te formüle edilmiştir. Kabul edilen algoritmayı uygulamak için analitik ve sayısal araçlar kullanılır. İkinci durumda, bir bilgisayar programı oluşturmak ve hatalarını ayıklamak (blok 5), hesaplama sürecinin parametrelerini seçmek (blok 6) ve bir kontrol hesabı yürütmek (blok 8) gereklidir. Analitik bir ifade (formül) veya bilgisayara girilen bir program, modelin doğal bir nesneye yeterliliği sağlanmışsa, bir süreci incelemek veya tanımlamak için kullanılabilecek yeni bir model biçimini temsil eder (blok 11).

Yeterliliği kontrol etmek için, modele dahil edilen bu faktörlerin ve parametrelerin değerleri hakkında deneysel veriler (blok 10) toplamak gerekir. Bununla birlikte, modelin yeterliliğini yalnızca biliniyorsa (tablo verilerinden ve referans kitaplarından) veya ek olarak sürecin matematiksel modelinde bulunan bazı sabitler deneysel olarak belirlenmişse (blok 9) kontrol etmek mümkündür.

Modelin yeterliliğini kontrol etmenin olumsuz bir sonucu, yetersiz doğruluğunu gösterir ve bir dizi farklı nedenin sonucu olabilir. Özellikle bu kadar büyük bir hata vermeyen yeni bir algoritmanın uygulanabilmesi için programın yeniden yazılması, ayrıca matematiksel modelin düzeltilmesi ya da fiziksel modelde değişiklik yapılması için, ihmalin ihmal edildiği anlaşılırsa, programın yeniden yazılması gerekebilir. herhangi bir faktör başarısızlığın nedenidir. Modelin (blok 12) herhangi bir düzeltmesi, elbette, alttaki bloklarda yer alan tüm işlemlerin yeniden uygulanmasını gerektirecektir.

Modelin yeterliliğinin kontrol edilmesinin olumlu bir sonucu, model üzerinde bir dizi hesaplama (blok 13) gerçekleştirerek süreci inceleme olasılığını açar, yani. elde edilen bilgi modelinin kullanılması. Doğruluğunu artırmak için bilgi modelinin sıralı ayarlanması, dikkate alınarak karşılıklı etki faktörler ve parametreler, modele ek faktörlerin eklenmesi ve çeşitli "ayar" katsayılarının iyileştirilmesi, nesnenin daha derin bir çalışması için bir araç olabilecek, doğruluğu artırılmış bir model elde etmenizi sağlar. Son olarak, teorik analiz veya deneyler kullanılarak amaç fonksiyonunun (blok 15) oluşturulması ve sistemin optimum bölgeye amaca yönelik evrimini sağlamak için modele bir optimize edici matematiksel aparatın (blok 14) dahil edilmesi, bir sürecin optimizasyon modeli. Otomatik kontrol araçları sisteme dahil edildiğinde, üretim sürecini gerçek zamanlı olarak kontrol etme probleminin (blok 16) çözümü için elde edilen modelin uyarlanması, matematiksel bir kontrol modeli oluşturma çalışmalarını tamamlar.

Analitik yöntem, nesnenin tasarımını dikkate alarak, incelenen nesnede meydana gelen fiziksel ve kimyasal süreçleri tanımlayan temel yasalar temelinde statik ve dinamik denklemlerinin bulunduğu nesnenin matematiksel bir tanımını derlemekten oluşur. ekipman ve işlenmiş maddelerin özellikleri. Örneğin: maddenin ve enerjinin korunumu yasalarının yanı sıra kimyasal dönüşüm, ısı ve kütle aktarımı süreçlerinin kinetik yasaları. Analitik yöntem, fizikokimyasal süreçleri iyi çalışılmış yeni teknolojik nesnelerin tasarımında kullanılır.

Avantajlar:

Gerçek bir nesne üzerinde deney gerektirmez;

Kontrol sisteminin tasarım aşamasında matematiksel bir tanım tanımlamanızı sağlar;

Kontrol nesnesinin dinamiklerinin tüm ana özelliklerini hesaba katmaya izin verir - doğrusal olmama, durağan olmama, dağıtılmış parametreler, vb.

Geniş bir benzer kontrol nesnesi sınıfı için uygun evrensel bir matematiksel açıklama sağlar.

Kusurlar:

Gerçek bir nesnenin tüm özelliklerini hesaba katan yeterince doğru bir matematiksel model elde etmenin zorluğu;

Modelin ve gerçek sürecin yeterliliğini kontrol etmek, tam ölçekli deneyler gerektirir;

Birçok matematiksel model, sayısal olarak tahmin edilmesi zor olan bir dizi parametreye sahiptir.

Deneysel yöntem, üzerinde özel bir deney kurarak gerçek bir nesnenin özelliklerini belirlemekten oluşur. Yöntem basittir, düşük emek yoğunluğuna sahiptir ve belirli bir nesnenin özelliklerini doğru bir şekilde belirlemenizi sağlar.

Dinamik özellikleri belirlemek için deneysel yöntemler aşağıdakilere ayrılır:

 kontrol nesnesinin zamansal özelliklerini belirleme yöntemleri;

 kontrol nesnesinin frekans özelliklerini belirleme yöntemleri.

Dinamik özellikleri belirlemek için geçici yöntemler sırayla aktif ve pasif olarak ayrılır. Aktif yöntemler, test test sinyallerinin nesnenin girişine beslenmesini içerir (adım veya dikdörtgen darbeler, periyodik ikili sinyal).

Avantajlar:

 matematiksel bir tanım elde etmede yeterince yüksek doğruluk;

 Deneyin nispeten kısa süresi.

Pasif yöntemlerde, nesnenin girişine hiçbir test sinyali gönderilmez, sadece nesnenin normal işleyişi sürecindeki doğal hareketi kaydedilir. Giriş ve çıkış sinyallerinde elde edilen veri dizileri, istatistiksel yöntemlerle işlenir.

Kusurlar:

 Elde edilen matematiksel açıklamanın düşük doğruluğu (çünkü normal çalışma modundan sapmalar küçüktür);

 doğruluğu artırmak için büyük miktarda veri biriktirme ihtiyacı (binlerce puan);

• Deney, regülasyon sisteminin kapsadığı bir cisim üzerinde yapılırsa, cismin giriş ve çıkış sinyalleri arasında regülatör vasıtasıyla korelasyon (ara bağlantı) etkisi gözlemlenir. Bu ilişki matematiksel açıklamanın doğruluğunu azaltır.

Deneysel yöntemle, işlenmiş ve elde edilen maddelerin özellikleri, teknolojik sürecin çalışma parametreleri ve nesnenin tasarım özellikleri arasındaki işlevsel ilişkileri belirlemek mümkün değildir. Bu dezavantaj, deneysel yöntemle elde edilen sonuçların aynı tipteki diğer nesnelere genişletilmesine izin vermez.

En etkili olanı deneysel-analitik yöntemdir, nesnenin analitik olarak elde edilen yapısı kullanılarak parametreleri saha deneyleri sırasında belirlenir. Analitik ve deneysel yöntemlerin bir kombinasyonu olan bu yöntem, avantaj ve dezavantajlarını dikkate alır.

Deneysel verileri yumuşatma, yöntemler

Deneysel verileri işlerken, yaklaşım ve enterpolasyon kullanılır. Veriler bir hatayla kaydedilirse, o zaman yaklaşıklık kullanmak gerekir - verilerin genellikle deneysel noktalardan geçmeyen, ancak bağımlılığı izleyen bir eğri ile yumuşatılması, ölçüm hatasından kaynaklanan olası hataları ortadan kaldırarak.

Veri hatası küçükse, enterpolasyon kullanılır, yani. Her bir deney noktasından geçen bir yumuşatma eğrisini hesaplayın.

En iyi yaklaşım yöntemlerinden biri yoldur (yöntem) en küçük kareler 150 yılı aşkın bir süre önce Legendre ve Gauss'un çabalarıyla geliştirilen .

En küçük kareler yöntemi, mevcut noktalar kümesi için en iyi işlevsel bağımlılığı elde etmenizi sağlar (en iyi, sapmaların karelerinin toplamının minimum olduğu anlamına gelir).

Eğer y1, y2, ... noktalarını kesikli bir çizgi ile seri halinde bağlarsak, bu = f(x) fonksiyonunun grafik bir temsili değildir, çünkü bu deney serisini tekrarlarken, şundan farklı bir kesikli çizgi elde ederiz. ilk. Bu, ölçülen y değerlerinin istatistiksel dağılım nedeniyle gerçek y = f (x) eğrisinden sapacağı anlamına gelir. Görev, deneysel verilere, y = f (x) gerçek bağımlılığına mümkün olduğunca yakın geçecek olan düzgün (kırık olmayan) bir eğri ile yaklaşık olarak yaklaşmaktır.

Regresyon analizi parametrelerin birçok faktöre bağlı olduğu süreçlerde bağımlılıkları elde etmek için kullanılır. Genellikle x ve y değişkenleri arasında bir ilişki vardır, ancak iyi tanımlanmamıştır. En basit durumda, bir x değeri, y'nin birkaç değerine (koleksiyona) karşılık gelir. Bu gibi durumlarda ilişkiye regresyon denir.

İstatistiksel bağımlılıklar açıklanmıştır Matematiksel modeller işlem. Model mümkün olduğunca basit ve yeterli olmalıdır.

Regresyon analizinin görevi, regresyon denklemini kurmaktır, yani. arasındaki eğri türü rastgele değişkenler ve aralarındaki bağlantının sıkılığının, ölçüm sonuçlarının güvenilirliğinin ve yeterliliğinin değerlendirilmesi.

x ve y arasında böyle bir ilişkinin varlığını önceden belirlemek için, noktalar grafiklerde çizilir, sözde korelasyon alanı oluşturulur. Korelasyon alanı, x ve y arasındaki ilişkinin türünü karakterize eder. Alanın şekline göre, düz veya eğrisel bağımlılığı karakterize eden grafiğin şekli kabaca yargılanabilir.

Puanların korelasyon alanında ortalaması alınırsa, deneysel regresyon bağımlılığı adı verilen kesik bir çizgi elde edebilirsiniz. Kesik bir çizginin varlığı, ölçüm hataları, yetersiz ölçüm sayısı, incelenen olgunun fiziksel doğası vb.

fenomenolojik yöntem

Gıda üretim süreçlerinin karmaşıklığı ve işletme faktörlerinin çeşitliliği nesnel bir temel oluşturur. geniş uygulama fenomenolojik bağımlılıklar denir. Tarihsel olarak, enerji ve madde transferinin çok sayıda fenomeni, formun bağımlılıkları ile yaklaştırılır.

ben = aX, (1)

Neredeyim - sürecin hızı; a - sabit; X - sürecin arkasındaki itici güç.

Bu tür fenomenlerin sınıfı şunları içerir: katı bir cismin deformasyonu (Hooke yasası); elektrik akımının bir iletken boyunca hareketi (Ohm yasası); moleküler ısı transferi (Fourier yasası); moleküler kütle transferi (Fick yasası); genelleştirilmiş (sadece moleküler değil) ısı ve kütle transferi yasaları; bir sıvı boru hattından geçerken enerji kayıpları (Darcy ve Weisbach yasaları); bir cismin sürekli bir ortamda hareketi (Newton'un sürtünme yasası), vb. Bu fenomenleri tanımlayan yasalarda, sabitlerin fiziksel bir anlamı vardır ve buna göre adlandırılır: elastik modül, elektrik direnci, moleküler termal iletkenlik, moleküler difüzyon katsayısı, konvektif termal iletkenlik veya türbülanslı difüzyon katsayısı, Darcy sürtünme katsayısı, viskozite vb.

Buna dikkat çeken Rus asıllı Belçikalı fizikçi I. Prigogine, Hollandalı fizikçiler L. Onsager, S. de Groot ve diğerleri bu olguları fenomenolojik olarak adlandırılan bağıntı (1) biçiminde genelleştirdiler. fenomenlerin mantığı. Özü kısaca aşağıdaki gibi formüle edilen fenomenolojik araştırma yönteminin temelini oluşturdu: denge durumundan küçük sapmalar için akış hızı Bence herhangi bir karmaşık süreç, bu sürecin itici gücüyle orantılıdır. X.

Bu yöntemi kullanarak araştırmanın ana zahmeti, bu sürecin uyaranları olan faktörleri veya parametreleri ve sonucunu karakterize eden faktörleri belirlemektir. Bunları tanımladıktan sonra, aralarındaki ilişki bağımlılık (1) şeklinde ve bunları birbirine bağlayan katsayının sayısal değeri ile temsil edilir. a deneysel olarak belirlenir. Örneğin, ekstraksiyon işleminin itici gücü, ham maddedeki ve ekstraktandaki ekstrakte edilebilir maddenin konsantrasyonları ΔС arasındaki fark ise ve işlemin hızı, bu maddenin konsantrasyonunun zamana göre türevi ile karakterize edilir C hammaddede, o zaman şunu yazabiliriz:

BΔC,

nerede B- çıkarma oranı katsayısı.

Sürecin hem itici gücünü hem de etkinliğini karakterize eden bir dizi parametreyi her zaman adlandırabilirsiniz. Kural olarak, açık bir şekilde ilişkilidirler. Bu nedenle, fenomenolojik denklem, sürecin itici gücünü ve etkinliğini karakterize eden herhangi bir parametre kombinasyonu için birçok versiyonda yazılabilir.

Fenomenolojik yöntem, biçimsel olduğundan, devam eden süreçlerin fiziksel özünü ortaya çıkarmaz. Bununla birlikte, fenomenleri tanımlamanın basitliği ve deneysel verileri kullanmanın basitliği nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır.

Deneysel yöntem

İncelenen sorunun ön analizine dayanarak, istenen sonuç üzerinde belirleyici veya önemli bir etkiye sahip olan faktörler seçilir. Sonuç üzerinde çok az etkisi olan faktörler atılır. Faktörleri göz ardı etmek, analizin basitliği ile incelenen fenomeni tanımlamanın doğruluğu arasındaki uzlaşma arayışı ile ilişkilidir.

Deneysel çalışmalar, kural olarak, bir model üzerinde gerçekleştirilir, ancak bunun için endüstriyel bir kurulum da kullanılabilir. Belirli bir plana göre ve gerekli tekrarlarla yapılan deneysel çalışmalar sonucunda, faktörler arasındaki bağımlılıklar grafiksel veya hesaplanmış denklemler şeklinde ortaya çıkarılmaktadır.

Deneysel yöntem aşağıdaki avantajlara sahiptir:

• türetilmiş bağımlılıkların yüksek doğruluğunu elde etme yeteneği
• bağımlılık alma olasılığı yüksek veya fiziksel özellikler başka bir yöntemle bulunamayan araştırma nesnesi (örneğin, ürünlerin termofiziksel özellikleri, malzemelerin emisyon derecesi, vb.).

Aynı zamanda, deneysel araştırma yönteminin iki önemli dezavantajı vardır:

• Kural olarak, incelenen fenomeni etkileyen önemli sayıda faktöre bağlı olarak yüksek emek yoğunluğu
• bulunan bağımlılıklar özeldir, yalnızca araştırılan fenomenle ilgilidir; bu, elde edildikleri koşullar dışındaki koşullara genişletilemeyecekleri anlamına gelir.

Analitik metod

Bu yöntem, fizik, kimya ve diğer bilimlerin genel yasalarına dayanarak, tüm benzer fenomen sınıfını tanımlayan diferansiyel denklemlerin derlenmesi gerçeğinden oluşur.

Örneğin, Fourier diferansiyel denklemi, ısının termal iletkenlik yoluyla aktarıldığı vücudun herhangi bir noktasındaki sıcaklık dağılımını belirler:

2 ton, (2)

a, termal yayılımdır, m 2 / s; T - Laplace operatörü;

2 t = + +.

Denklem (2) herhangi bir durağan ortam için geçerlidir.

Analitik yöntemin avantajı, elde edilen diferansiyel denklemlerin tüm fenomen sınıfı (ısı iletkenliği, ısı transferi, kütle transferi vb.) için geçerli olmasıdır.

Ancak, bu yöntemin önemli dezavantajları vardır:

• çoğu teknolojik sürecin, özellikle ısı ve kütle transferinin eşlik ettiği süreçlerin analitik tanımının karmaşıklığı; bu, bugün bu tür birkaç hesaplama formülünün bilindiği gerçeğini açıklıyor.
• çoğu durumda bir çözüm bulmanın imkansızlığı diferansiyel denklemler Matematikte bilinen formülleri kullanarak analitik olarak.

9. Kesme.

Kesme bunlardan biridirana teknolojik süreçler Gıda endüstrisi.

en çeşitli malzemeler, örneğin: şekerleme ve şekerleme endüstrisi, fırıncılık endüstrisinde hamur kütlesi, konserve endüstrisinde sebze ve meyveler, pancar şekeri endüstrisinde şekerli kekler, et endüstrisinde et.

Bu malzemeler, kesme yöntemlerinin çeşitliliği, kesici takımların türü, kesme hızı, kesme cihazları ile belirlenen çeşitli fiziksel ve mekanik özelliklere sahiptir.

Gıda sanayi işletmelerinin kapasitesinin artması, kesim makinelerinin verimliliğinde, verimliliğinde ve rasyonel kesim modlarının geliştirilmesinde artış gerektirmektedir.

Genel Gereksinimler kesme makinelerine uygulananlar şu şekilde formüle edilebilir: yüksek verimlilik sağlamalı, yüksek kaliteli ürünler sağlamalı, yüksek aşınma direnci, kullanım kolaylığı, minimum enerji maliyetleri, iyi sıhhi koşullar, küçük boyutlar sağlamalıdır.

Kesme cihazlarının sınıflandırılması

Gıda kesme cihazları ayrılabiliraşağıdaki gerekçelerle gruplar:

amaca göre: kırılgan, sert, elastik-viskoz-plastik ve homojen olmayan malzemeleri kesmek için;

eylem ilkesine göre: periyodik, sürekli ve birleşik;

kesici alet tipine göre: lamelli, disk, ip, giyotin, döner, ip (akışkan ve pnömatik), ultrasonik, lazer;

Pirinç. 1. Kesici takım türleri:
a - rotor; B— giyotin bıçağı; c - dairesel bıçak; g - dize

kesici takımın hareketinin doğası gereği: döner, ileri geri, düzlem-paralel, döner, titreşimli;

kesme sırasında malzemenin hareketinin doğası ve ekinin türü ile.

İncirde. 1, bazı kesici takım tiplerini göstermektedir: döner, giyotin, disk, jet.

kesme teorisi

Kesme, malzemeye belirli bir şekil, boyut ve yüzey kalitesi kazandırmak için ayırarak işleme görevine sahiptir.

İncirde. 2, malzeme kesiminin bir diyagramını gösterir.

İncir. 2. Cxe m bir pe malzeme bilgisi:
1- baba kesilmiş malzeme; 2 - kesici takım, 3 - plastik deformasyon bölgesi, 4 - elastik deformasyon bölgesi, 5 - sınır bölgesi, 6 - kırılma çizgisi

pe 3a için malzemeler, sınır tabakasının tahrip olması sonucu parçalara ayrılır. Başarısızlık, şekilde gösterildiği gibi elastik ve plastik deformasyondan önce gelir. Bu tip deformasyonlar kesici takıma kuvvet uygulanarak oluşturulur. Bir malzemenin başarısızlığı, stres malzemenin nihai çekme mukavemetine eşit olduğunda meydana gelir.

Kesme işi, elastik ve plastik deformasyon yaratmanın yanı sıra takımın kesilen malzemeye karşı sürtünmesinin üstesinden gelmek için harcanır.

Kesme işi teorik olarak aşağıdaki gibi belirlenebilir.

Malzemeyi yok etmek için 1 m uzunluğundaki bir bıçağın kenarına uygulanması gereken kuvveti gösterelim. r (hN / m). A işi (J cinsinden) malzemeyi bir alanla kesmek için harcanır. l - l (m 2 cinsinden)

A - (Pl) l - Pl 2

İşe atıfta bulunarak 1 m 2 , özel kesme işini elde ederiz (J / m cinsinden 2 ).

Bazı kesim türleri

Pancar ve sebze kesiciler... Şeker fabrikalarında, yivli veya lamelli bir çiftliğin pancar cipsleri kesilerek elde edilir. Konserve endüstrisinde havuç, pancar, patates vb. kesime tabi tutulur.

Kesicilerin hareketi, kesicilerin - bıçaklar ve malzeme - göreli hareketine dayanır. Bu göreceli hareket çeşitli şekillerde gerçekleştirilebilir.

Ana kesme türleri disk ve santrifüjdür. Pancar için disk kesici, Şek. 3. Yatay oluklu bir döner diskten ve bunun üzerinde bulunan sabit bir tamburdan oluşur. Disk yuvalarına bıçaklı çerçeveler yerleştirilmiştir (Şek. 4). Disk, 70 rpm dönüş hızıyla dikey bir şaft üzerinde döner. Bıçakların ortalama lineer hızı yaklaşık 8 m/s'dir.

Tambur, doğranacak pancarlarla doldurulur. Disk döndüğünde, pancarlar yerçekimi ile bıçaklara bastırılır ve şekli bıçakların şekline bağlı olan talaşlar halinde kesilir.

Disk kesime ek olarak santrifüj kesim de kullanılmaktadır. Bunların içinden x kesme bıçakları, sabit dikey silindirin duvarlarının yuvalarına sabitlenmiştir. Kesilecek malzeme, silindirin içinde dönen bir salyangozun bıçakları tarafından harekete geçirilir. Merkezkaç kuvveti, ürünü kesen bıçaklara doğru iter.

P dır-dir. 5. Döner bir kesme cihazının şeması

İncirde. Şekil 5, şekerleme ürünleri için döner kesimi göstermektedir. Demetler halinde dekore edilmiş şeker kütlesi 3şekillendirme makinesinin kalıbından 1 alıcı tepsiye gider 2 ve bunun üzerinden kesme cihazına beslenir. kesme e cihaz, eksen üzerinde serbestçe dönen bir dizi rotordan oluşur 4 onlara bağlı bıçaklarla. Her kablo demetinin kendi rotoru vardır. Hareketli bir turnike ile sürülür. 5 kesme şeker, 6 konveyör bandına düşer.

İncirde. Şekil 6, dondurulmuş ve dondurulmamış et, ekmek, patates, pancar vb. kesmek için üst kısım olarak adlandırılan iki tip makineyi göstermektedir.

Kullanılan üstlerin tasarımıet kıyma makinelerinden kopyalanan endüstri, xopo Sho ünlü ve günlük yaşamda yaygın. Üstlerde üç tip kesici alet kullanılmaktadır: sabit çentik bıçakları, bıçak ızgaraları ve hareketli düz bıçaklar.

Kesme işlemi bir çift kesici aletle yapılır - düz m dönen bıçak ve bıçak ızgarası. Malzeme burgu tarafından beslenir, bıçak ızgarasına bastırılır, malzeme parçacıkları ızgaranın deliklerine bastırılır ve sürekli dönen düz bıçaklarızgaralara bastırılan bıçaklarla malzeme parçacıklarını kesin.

Pirinç. 6. İki tip üst:
a - zorunlu malzeme temini olmadan; B — zorla besleme

Düşük hızlı üstler için vidanın dönme sıklığı, 300 rpm'nin üzerindeki yüksek hızlı olanlar için 100-200'dür.

29. Homojenizasyon.

Homojenizasyonun özü. Homojenizasyon (Yunan homojenlerinden - homojen) - bileşim ve özelliklerde farklılık gösteren ve arayüz yüzeyleri ile birbirinden ayrılan parçaları içermeyen homojen homojen bir yapının oluşturulması. Ürün, 10 ... 15 MPa'lık bir basınçta 20 ... 30 μm çapında parçacıklarla ince dağılmış bir kütleye getirildiğinde, konserve endüstrisinde yaygın olarak homojenleştirme kullanılır. Şekerleme endüstrilerinde, çikolata kütlesinin makinelerde, emülgatörlerde veya melanj makinelerinde işlenmesinden oluşan homojenizasyon sayesinde, kakao yağındaki katı parçacıkların eşit dağılımı sağlanır ve kütlenin viskozitesi azaltılır.

Emülsiyonların, süspansiyonların, süspansiyonların parçacıkları, herhangi bir mekanik karıştırma cihazının çalışma gövdelerinden önemli ölçüde daha küçüktür. Parçacık boyutu daha küçük boyutlar karıştırma cihazları tarafından oluşturulan ve sürekli bir ortamın akışının diğer homojen olmayan boyutlarından daha küçük girdaplar. Mekanik karıştırıcılar tarafından başlatılan ortamın hareketi nedeniyle, parçacıkların birleşimleri, dağılmış fazın bileşenlerinin ve dağılım ortamının göreli bir yer değiştirmesi olmaksızın bir bütün olarak hareket eder. Böyle bir hareket, ortamın bileşenlerinin gerekli ölçekte karışmasını sağlayamaz.

Gıda parçacıklarının karıştırılmasının ne ölçüde tavsiye edildiği, gıda özümseme koşulları tarafından belirlenir. Şu anda, gıda karışımlarının homojenleştirilmesinin tavsiye edildiği ölçeğin sınırları belirlenmemiştir. Bununla birlikte, gıdaları moleküler seviyeye kadar homojenleştirmenin fizibilitesini gösteren bir dizi çalışma vardır.

Ürünlerin homojenleştirilmesi için aşağıdaki fiziksel olaylar kullanılır: sıvı parçacıkların bir kolloid değirmeninde ezilmesi; valf boşluklarında sıvı ortamın kısılması; sıvıda kavitasyon olgusu; sıvı bir ortamda ultrasonik dalgaların hareketi.

Bir kolloid değirmende sıvı parçacıkların ezilmesi.Rotorun dikkatlice işlenmiş sert konik yüzeyleri ile bir kolloid değirmeninin statoru arasında (Şekil 7), emülsiyon partikülleri, genellikle homojenizasyon için yeterli olan 2 ... 5 mikron boyutuna kadar ezilebilir.

Pirinç. 7. Bir kolloid değirmeninin şeması:
1- rotor; 2 — stator; h - boşluk

Sıvı ortamın kısılmasıvalf boşlukları.10 ... 15 MPa'ya sıkıştırılmış bir sıvı ortam, küçük çaplı bir memeden veya bir gaz kelebeği (gaz kelebeği yıkayıcı) içinden geçerek kısılırsa, memede hızlandırıldığında, içindeki küresel oluşumlar uzunlamasına çekilir. İş Parçacığı. Bu iplikler parçalanır, bu da ezilmelerinin nedenidir (Şek. 8).

Küresel oluşumların filamentli oluşumlara gerilmesi, akış ivmesinin hareket yönü boyunca dağılmış olmasıyla belirlenir. Formasyonların ön elemanları, arka kısımlarından daha erken ivmeye maruz kalmakta ve daha uzun süre artan hızların etkisinde kalmaktadır. Sonuç olarak, küresel sıvı parçacıklar uzar.

Sıvıda kavitasyon olayı.Sürekli bir ortamın akışını düzgün bir şekilde sivrilen bir kanaldan (nozul) geçirerek gerçekleştirilirler - Şekil 8. İçinde, Bernoulli denklemine göre hızlanır ve basınç düşer.

nerede p - basınç, Pa; ρ sıvının yoğunluğu, kg / m 3; v - hızı, m / s; G - serbest düşüş ivmesi, m / s 2; H- sıvı seviyesi, m

Basınç, basıncın altına düştüğünde doymuş buharlar sıvı kaynar. Daha sonra basınç artışı ile buhar kabarcıkları "çöker". Bu durumda üretilen ortamın yüksek yoğunluklu, ancak küçük ölçekli basınç ve hız titreşimleri onu homojenleştirir.

Benzer fenomenler, blöf cisimleri bir sıvı içinde hareket ettiğinde (döndüğünde) ortaya çıkar. Blöf cisimlerinin arkasındaki aerodinamik gölgede basınç düşer ve cisimlerle birlikte hareket eden kavitasyon boşlukları belirir. Bunlara yapışık boşluklar denir.

Sıvı bir ortamda ultrasonik dalgaların hareketi. V Ultrasonik homojenleştiricilerde ürün, ultrasonik bir emitör ile ışınlandığı özel bir bölmeden akar (Şekil 10).

Ortamda ilerleyen dalgaların yayılmasıyla, oluşturulan salınımların frekansıyla (saniyede 16 binden fazla) tekrar eden bileşenlerin göreceli yer değiştirmeleri meydana gelir. Sonuç olarak, ortamın bileşenlerinin sınırları bulanıklaşır, dispersiyon fazının parçacıkları ezilir ve ortam homojenleştirilir.

Pirinç. 8. Valf boşluğundan geçerken bir yağ parçacığını ezme şeması

Pirinç. 9. Valf homojenleştiricisinin çalışma şeması:
1 — çalışma odası; 2 - mühür; 3 - kapak; 4 - vücut

Sütün ultrasonik dalgalar ve diğer rahatsızlıklarla homojenleştirilmesi sırasında, homojenizasyonun imkansız olduğu sınırlayıcı süt parçacıkları boyutları belirlenir.

Süt yağı parçacıkları yuvarlak, neredeyse küresel parçacıklar 1 ... 3 mikron boyutundadır (birincil toplar veya çekirdekler), 2 ... 50 parça veya daha fazlası ile konglomeralar (agregalar, demetler) halinde birleştirilir. Konglomeraların bir parçası olarak, bireysel parçacıklar bireyselliklerini korurlar, yani açıkça ayırt edilebilir kalırlar. Konglomeralar, bireysel parçacıkların zincirleri şeklindedir. Konglomeranın bütünlüğü, yuvarlak parçacıkların yapışma kuvvetleri tarafından belirlenir.

Pirinç. 10. Doğrudan hacminde titreşimler üreten bir ultrasonik homojenleştirici şeması:
1 - homojenizasyon boşluğu, 2— titreşimli plastik; 3 - sıvı jet nozulu

Tüm pratik homojenleştirme yöntemleri, konglomeraların en iyi ihtimalle birincil topların boyutuna kadar ezilmesini sağlar. Bu durumda, birincil damlacıkların yapışkan yapışma yüzeyleri, konglomeranın tek tek parçaları üzerinde etkili olan dispersiyon ortamının dinamik basınçlarındaki fark tarafından yırtılır. Birincil damlaların ultrasonik dalgalar tarafından parçalanması, yalnızca üzerlerinde yüzey dalgalarının oluşum mekanizması ve dağılma ortamının akışı ile tepelerinin bozulması ile gerçekleşebilir. Parçalanma, ona neden olan kuvvetlerin, parçacıkların orijinal şeklini tutan kuvvetleri aştığı anda meydana gelir. Şu anda, bu kuvvetlerin oranı kritik değeri aşacaktır.

Hem birincil parçacıkların hem de bunların kümelerinin parçalanmasına yol açan kuvvetler, dağılım ortamının dinamik basıncının yarattığı kuvvetlerdir (N):

nerede Δp d - dispersiyon ortamının dinamik basıncı, Pa; ρ ortamın yoğunluğu, kg / m 3; sen, v - sırasıyla, ortamın ve parçacığın hızı, m / s; F = π r 2 - orta bölüm alanı, m 2; r - birincil parçacığın yarıçapı, m

parçacık hızı v (t ) Newton'un ikinci yasasını (bir parçacığın kütlesinin çarpımının eşitliği ve etrafında akan ortamın ön direncinin kuvvetine ivmesi) yansıtan formülle hesaplanır:

nerede C x — Damlacık hareketine karşı önden direnç katsayısı; t kütlesi, kg;

nereye ρ - parçacık yoğunluğu, kg / m 3 .

Şimdi parçacık hızı v (t ) denkleminin integrali alınarak bulunur.

Frekanslı sinüzoidal salınımlarla F (Hz) ve genlik p bir (Pa) dağılan bir ortamda ses hızında c (m/s) ortamın hızı sen (t) (m/s) ifadesi ile belirlenir

Parçacıkların orijinal şekli, kuvvetler tarafından tutulur:

küresel bir parçacık için yüzey gerilimi kuvvetidir

burada σ yüzey gerilimi katsayısıdır, N / m;

parçacıklar topluluğu için bu, birincil parçacıkların yapışma gücüdür.

a'nın özgül kuvvet olduğu yerde, N / m 3; tekrar - konglomeranın eşdeğer yarıçapı, m

R ve R p kuvvetlerinin oranı, kırma kriteri veya Weber kriteri olarak adlandırılır ( Biz ), şeklinde yazılır.:

küresel parçacık için

parçacık konglomera için

Weber kriterinin mevcut (zamana bağlı) değeri kritik değeri aşarsa, yani Biz (t)> Biz (t) cr , birincil parçacığın yarıçapı r (t) ve holdingin eşdeğer yarıçapı r e (t ) bir değere düşürmek Biz (t) = Biz (t) Kp. Sonuç olarak, belirtilen sınırlar dahilinde yarıçapta bir azalmaya karşılık gelen, birincil parçacıktan veya bunların konglomerasından bir madde kütlesi ayrılır. Bu durumda aşağıdaki bağıntılar geçerlidir.

Parçacıkları kırmak için sunulan hesaplama ifadelerinde, kırılmaya neden olan tek faktör parçacıkların hızları ile ortam arasındaki farktır [ u (t) - v (t )]. Bu fark, azalan yoğunluk oranı ρ / ρ ile artarİle ... Sütün içindeki yağ parçacıkları ezildiğinde bu oran en fazladır ve ezilmeleri en zor olanıdır. Durum, süt yağı parçacıklarının daha viskoz bir şişmiş protein, lipit ve diğer maddelerle kaplanması gerçeğiyle daha da kötüleşir. Ultrasonik titreşimlerin her döngüsü için, kırma damlacıklarından az sayıda küçük damlacıklar kopar ve ezmenin bir bütün olarak devam etmesi için, dış yüklerin tekrar tekrar uygulanması gerekir. Bu nedenle, ezilme süresi yüzlerce hatta binlerce titreşim döngüsüdür. Bu, ultrasonik titreşimlerle ezilen yağ damlacıklarının yüksek hızlı video çekimi ile pratikte gözlemlenir.

Parçacıkların şok dalgalarıyla etkileşimi.Normal yoğunluktaki ultrasonik titreşimlerin etkisi altında, yalnızca damla yığınlarını ezmek mümkündür. Birincil damlacıkları ezmek için, yaklaşık 2 MPa'lık bir yoğunluğa sahip basınç dalgalanmaları gereklidir. kullanma modern teknoloji ulaşılamaz. Bu nedenle, herhangi bir işletim ekipmanında 1 ... 1.5 mikrondan daha küçük bir partikül boyutuna süt homojenizasyonunun uygulanmadığı iddia edilebilir.

Damlaların daha fazla ezilmesi, homojenleştirilmiş bir ortamda özel bir uyarıcı, örneğin bir hidrolik veya pnömatik darbe tahrikine bağlı bir piston tarafından oluşturulan bir dizi şok darbesinin etkisi altında mümkündür. Bu tür darbelerden etkilenen damlacıkların yüksek hızda filme alınması, bu durumda parçalanmanın "en küçük damlacıkları yüzeylerinden üfleme" mekanizmasıyla gerçekleştiğini göstermektedir. Bu durumda ortamın hızının bozulması damlaların yüzeyinde dalgaların oluşmasına ve peteklerinin bozulmasına neden olur. Bu fenomenin tekrar tekrar tekrarlanması, damlacıkların veya yağ parçacıklarının önemli ölçüde ezilmesine yol açar.

73. Tahıl kurutma işlemi için gereklilikler.

Tahıl ve tohumların tahıl kurutucularında ısıyla kurutulması, ana ve en verimli yöntemdir. Çiftliklerde, devletin tahıl alan işletmelerinde yılda on milyonlarca ton tahıl ve tohum kurutulur. Tahıl kurutma ekipmanının oluşturulması ve işletilmesi için büyük fonlar harcanmaktadır. Bu nedenle, kurutma uygun şekilde organize edilmeli ve en büyük teknolojik etki ile gerçekleştirilmelidir.

Uygulama, birçok çiftlikte tahıl ve tohumların kurutulmasının genellikle tahıl ürünleri devlet sisteminden önemli ölçüde daha pahalı olduğunu göstermektedir. Bu, yalnızca orada daha az verimli kurutucular kullanıldığı için değil, aynı zamanda tahıl kurutmasının yeterince net olmayan bir organizasyonu, tahıl kurutucularının yanlış çalışması, önerilen kurutma rejimlerine uyulmaması ve üretim hatlarının olmaması nedeniyle de olur. Tarım tohumlarının kurutulması için mevcut öneriler, tahıl kurutucularının hazırlanması ve bunların başkan ve baş mühendislerin kollektif çiftliklerinde ve devlet çiftliklerinde - müdürler ve baş mühendislerde çalıştırılması için sorumluluk sağlar. Kurutma işleminden ziraat mühendisleri ve tahıl kurutucuları sorumludur. Devlet tohum müfettişleri, tohumların ekim kalitesi üzerinde kontrol uygular.

Tahıl ve tohumların kurutulmasını en verimli şekilde organize etmek için aşağıdaki temel hükümleri bilmek ve dikkate almak gerekir.

1. İzin verilen maksimum ısıtma sıcaklığı, yani belirli bir tahıl veya tohum partisinin hangi sıcaklığa ısıtılması gerektiği. Aşırı ısınma her zaman teknolojik ve ekim kalitesinin bozulmasına ve hatta tamamen kaybolmasına yol açar. Yetersiz ısıtma, kurutma etkisini azaltır ve maliyetini artırır, çünkü daha düşük ısıtma sıcaklığında daha az nem giderilecektir.
2. Tahıl kurutma odasına verilen kurutma maddesinin (ısı taşıyıcı) optimum sıcaklığı. Isı taşıyıcının sıcaklığı önerilen sıcaklıktan daha düşük olduğunda, tahıl gerekli sıcaklığa ısıtılmaz veya bunu başarmak için tahılın kurutma odasında kalma süresinin arttırılması gerekli olacaktır, bu da verimliliği azaltır. tahıl kurutucularından biridir. Tavsiye edilenden daha yüksek kurutma maddesi sıcaklığı, tahılın aşırı ısınmasına neden olacağından kabul edilemez.
3. Çeşitli tasarımlardaki tahıl kurutucularında tahıl ve tohumların kurutulmasının özellikleri, çünkü bu özellikler genellikle diğer parametrelerde ve her şeyden önce kurutma maddesinin sıcaklığında değişikliklere neden olur.

Tahıl ve tohumların ısıtılması için izin verilen maksimum sıcaklık şunlara bağlıdır:
1) kültür; 2) gelecekte tahıl ve tohumların kullanımının doğası (yani kullanım amacı); 3) tahıl ve tohumların başlangıçtaki nem içeriği, yani kurutmadan önceki nemleri.

Farklı bitkilerin taneleri ve tohumları farklı ısı direncine sahiptir. Bazıları, diğer her şey eşit olmak kaydıyla, daha yüksek ısıtma sıcaklıklarına ve hatta daha uzun süre dayanabilir. Diğerleri, daha düşük sıcaklıklarda bile fiziksel durumlarını, teknolojik ve fizyolojik özelliklerini değiştirir. Örneğin, yemlik fasulye ve fasulye tohumları daha yüksek bir ısıtma sıcaklığında kabuklarının elastikiyetini kaybeder, çatlar ve tarla çimlenmeleri azalır. Un üretimi için amaçlanan buğday tanesi sadece 48-50 ° C'ye kadar ve çavdar tanesi - 60 ° C'ye kadar ısıtılabilir. Buğday belirtilen limitlerin üzerinde ısıtıldığında glüten miktarı keskin bir şekilde azalır ve kalitesi bozulur. Çok hızlı ısıtma (soğutucunun daha yüksek bir sıcaklığında) ayrıca pirinç, mısır ve birçok baklagilleri de olumsuz etkiler: (tohumlar çatlar, bu da örneğin tahıllara daha fazla işlenmesini zorlaştırır.

Kurutma sırasında, partilerin kullanım amacı dikkate alınmalıdır. Bu nedenle, buğdayın tohum tanesinin ısıtılmasının sınır sıcaklığı 45 ° C ve gıda tanesinin 50 ° C'dir. C ... Çavdar için ısıtma sıcaklığındaki fark daha da büyüktür: tohum için 45 ° C ve gıda için 60 ° (un için). (Genel olarak, canlı olması gereken tüm tahıl ve tohum partileri daha düşük bir sıcaklığa ısıtılır. Bu nedenle demleme arpa, malt çavdar vb. tohum modları kullanılarak kurutulur.

Tahıl ve tohumların ısıtılması için izin verilen maksimum sıcaklık, başlangıçtaki nem içeriğine bağlıdır. Bu nesnelerde ne kadar serbest su olursa, ısıya o kadar az dayanıklı oldukları bilinmektedir. Bu nedenle, içlerindeki nem oranı %20'den ve özellikle %25'ten fazla olduğunda, ısı taşıyıcının sıcaklığı ve tohumların ısınması azaltılmalıdır. Bu nedenle, bezelye ve pirincin ilk nem içeriği% 18 ile (Tablo 36), izin verilen ısıtma sıcaklığı 45 ° C ve ısı taşıyıcının sıcaklığı 60'tır.Ö C. Bu tohumların başlangıçtaki nem içeriği %25 ise, izin verilen sıcaklık sırasıyla 40 ve 50 °C olacaktır. Aynı zamanda, sıcaklıktaki bir düşüş, nemin buharlaşmasında (veya dedikleri gibi, uzaklaştırılmasında) bir azalmaya da yol açar.

Büyük tohumlu baklagilleri ve soya fasulyelerini kurutmak, yüksek nemde (%30 ve üzeri) tahıl kurutucularında kurutmanın, ısı taşıyıcının düşük bir sıcaklığında (30 °C) ve tohumların ısıtılması gerektiğinde daha da zordur. (28-30 ° C) birinci ve ikinci geçiş sırasında önemsiz nem giderme ile.

Farklı tip ve markalardaki tahıl kurutucularının tasarım özellikleri, çeşitli mahsullerin tohumlarını kurutmak için kullanım olanaklarını belirler. Bu nedenle tamburlu kurutucular bakliyat, mısır ve pirinci kurutmaz. İçlerindeki tahılın hareketi ve kurutma maddesinin sıcaklığı (110-130 ° C), bu mahsullerin taneleri ve tohumlarının çatlamasına ve ciddi şekilde yaralanmasına neden olur.

Tahıl kurutucularında ısıl kurutma sorunları göz önüne alındığında, tahılın ve çeşitli mahsullerin tohumlarının eşit olmayan nem verme kapasitesinin hatırlanması gerekir. Buğday, yulaf, arpa ve ayçiçeği tohumlarının nem verimi birim olarak alınırsa, uygulanan ısı taşıyıcı sıcaklığı ve tahıl kurutucudan tek geçişte nem giderme dikkate alınarak, (K) katsayısıeşit olacak: çavdar 1.1 için; karabuğday 1.25; darı 0.8; mısır 0.6; bezelye, fiğ, mercimek ve pirinç 0.3-0.4; yem fasulyesi, fasulye ve acı bakla 0.1-0.2.

Tablo 1. Çeşitli mahsul tohumlarının tahıl kurutucularında kurutulması için sıcaklık koşulları (° C cinsinden)

Ayrıca, tahıl ve tohumların belirli bir nem verme kapasitesi nedeniyle, hemen hemen tüm kurutucuların Tarım, tahıl kütlesinin bir geçişi için gıda tahılı modlarında yalnızca %6'ya kadar ve tohum için %4-5'e kadar nem giderme sağlar. Bu nedenle yüksek nemli tahıl kütleleri 2-3 hatta 4 kez kurutuculardan geçirilmelidir (bkz. Tablo 1).

Sorun numarası 1.

3,0 t / saat un elemek için belirtilen parametrelere sahip bir tambur eleğinin uygunluğunu belirleyin. İlk veri:

Çözüm

Verilen:

ρ - dökme malzeme ağırlığı, 800 kg / m 3 ;

α - tamburun ufka eğim açısı, 6;

μ, malzemenin gevşeme katsayısıdır, 0.7;

n - tamburun devir sayısı, 11 rpm;

r - tambur yarıçapı, 0,3 m;

H - elek üzerindeki malzeme tabakasının yüksekliği, 0,05 m.

Pirinç. 11. Bir tambur elek şeması:
1 - tahrik mili; 2 - davul kutusu; 3 - elek

burada μ malzeme gevşeme katsayısıdır μ = (0.6-0.8); ρ - dökme malzeme ağırlığı, kg / m 3 ; α - tamburun ufka eğim açısı, derece; r - tambur yarıçapı, m; H - elek üzerindeki malzeme tabakasının yüksekliği, m; n - tamburun devir sayısı, rpm.

Q = 0,72 0,7 800 11 tg (2 6) =
= 4435,2 0,2126 = 942.92352 0,002 = 1,88 t/saat

Tambur elek veriminin elde edilen değerini şu koşulda verilen 3.0 t/h ile karşılaştıralım: 1.88< 3,0 т/ч, значит барабанное сито с заданными параметрами непригодно для просеивания 3,0 т/ч муки.

Cevap: uygun değil.

Sorun numarası 2.

8000 kg / saat malzemeyi sıralamak için düz bir döner ekranın boyutlarını (uzunluğunu) belirleyin. İlk veri:

Çözüm

r - eksantriklik, 12 mm = 0.012 m;

α - yay ekranının dikey eğim açısı, 18º;

F - elek üzerindeki malzemenin sürtünme katsayısı, 0.4;

ρ - dökme malzeme ağırlığı, 1,3 t / m 3 = 1300 kg/m3;

H - elek üzerindeki malzeme tabakasının yüksekliği, 30 mm = 0,03 m;

φ, yatak yüzeyinin malzeme ile eksik yüklenmesini hesaba katan doldurma faktörüdür, 0,5.

Pirinç. 12. Döner ekran diyagramı:
1 - yay; 2 - elek; 3 - şaft vibratörü; 4 - eksantriklik

Döner ekranın dönüş hızı:

rpm

Elek üzerinden malzeme ilerleme hızı:

Hanım,

nerede - ekran milinin dönme sıklığı, rpm; r - eksantriklik, m; α - yay ekranının dikey eğim açısı, derece; F Malzemenin eleğe karşı sürtünme katsayısıdır.

Hanım.

Ekrandaki malzemenin kesit alanı S:

kg / saat,

nerede S - ekrandaki malzemenin kesit alanı, m 2; v - ekran boyunca malzeme ilerleme hızı, m / s; ρ - dökme malzeme ağırlığı, kg / m 3 ; φ, yatak yüzeyinin malzeme ile eksik yüklenmesini hesaba katan doldurma faktörüdür.

2.

Ekran uzunluğu b:

H - elek üzerindeki malzeme tabakasının yüksekliği.

Cevap: ekran uzunluğu b = 0.66 m.

Sorun numarası 3.

Tamburun iç çapı varsa, şeker lapasını ayırmak için askıya alınmış dikey santrifüjün şaftındaki gücü belirleyin. D = 1200 mm, tambur yüksekliği H = 500 mm, dış tambur yarıçapı r2 = 600 mm. İlk verilerin geri kalanı:

D - tamburun iç çapı, 1200 mm = 1,2 m;

H - tambur yüksekliği, 500 mm = 0,5 m;

r n = r 2 - tamburun dış yarıçapı, 600 mm = 0,6 m

n - tambur dönüş frekansı, 980 rpm;

m b - varil ağırlığı, 260 kg;

D - mil boynunun çapı, 120 mm = 0.12 m;

τ p - tambur hızlanma süresi, 30 s;

ρ - lapa yoğunluğu, 1460 kg / m 3 ;

m ile - süspansiyon ağırlığı, 550 kg.

Pirinç. 13. Tamburun duvarlarındaki basıncın büyüklüğünü belirleme şeması

Tambur dönüş frekansını açısal hıza dönüştürme:

sevindim / s.

Kapasiteler N 1, N 2, N 3 ve N 4:

KW

nerede - santrifüj tamburunun kütlesi, kg; r n - tamburun dış yarıçapı, m;τ p - tambur hızlanma süresi, s.

Halka şeklindeki masöz tabakasının kalınlığı:

nerede - tambura yüklenen süspansiyonun kütlesi, kg; n - tamburun iç kısmının yüksekliği, m.

Maslak halkasının iç yarıçapı (Şekil 13'e göre):

r n = r 2 Tamburun dış yarıçapıdır.

Kinetik enerjiyi masöze aktarma gücü:

KW

nerede η - katsayı faydalı eylem(hesaplamalar için kabul edin r = 0.8).

Santrifüj tamburundaki ayırma faktörü:

nerede - süspansiyonlu tamburun kütlesi ( m = mb + ms), kg; F - ayırma faktörü:

Rulmanlardaki sürtünmenin üstesinden gelme gücü:

KW

nerede p ω - tamburun açısal dönüş hızı, rad / s; D - mil boynunun çapı, m; F - yataklardaki sürtünme katsayısı (hesaplamalar için 0.01 alın).

KW.

Tamburun havadaki sürtünmesini yenecek güç:

KW

nerede D ve H - tamburun çapı ve yüksekliği, m; n - tambur dönüş frekansı, rpm.

Elde edilen güç değerlerini formülde değiştirin:

KW.

Cevap: santrifüj mili gücü N = 36.438 kW.

Sorun numarası 4.

r - toplam hava basıncı, 1 bar = 1 10 5 Pa;

T - hava sıcaklığı, 32.55 ºС;

φ - bağıl nem, %75 = 0.75.

Ek B'ye göre doymuş buhar basıncını belirliyoruz ( r bize ) belirli bir hava sıcaklığı için ve SI sistemine dönüştürün:

için t = 32,55 ºС p sat = 0,05 · 9,81 · 10 4 = 4905 Pa.

Hava nemi içeriği:

nerede p - toplam hava basıncı, Pa.

Nemli havanın entalpisi:

burada 1.01 ρ = havanın ısı kapasitesidir const kJ / (kgK); 1.97 - su buharının ısı kapasitesi, kJ / (kg · K); 2493 - 0'da özgül buharlaşma ısısı С, kJ / kg; T - kuru termometre ile hava sıcaklığı, S.

Islak hava hacmi:

Islak hava hacmi (m olarak 3 1 kg kuru hava için):

hava için gaz sabiti nerede, 288 J / (kg · K'ye eşittir); T - mutlak hava sıcaklığı ( T = 273 + t), K.

M3 / kg.

Cevap: nem içeriği χ = 0.024 kg / kg, entalpi Bence = 94.25 kJ/kg ve nemli havanın hacmi v = 0.91 m3 / kg kuru hava.

bibliyografya

1. Plaksin Yu.M., Malakhov NN, Larin VA Gıda üretimi için işlemler ve aparatlar. - E.: KolosS, 2007 .-- 760 s.

2. Stabnikov V.N., Lysyansky V.M., Popov V.D. Gıda üretimi için prosesler ve aparatlar. - E.: Agropromizdat, 1985 .-- 503 s.

3. Trisvyatsky L.A. Tarım ürünlerinin depolanması ve teknolojisi. - E.: Kolos, 1975 .-- 448 s.