• Что можно приготовить из кальмаров: быстро и вкусно

  • Алгоритм расчета дисперсионных характеристик плоского трехслойного оптического волновода
  • Амортизация как целевой механизм возмещения износа. Методы расчета амортизационных отчислений.
  • На предприятиях водяной пар расходуют на технологические и бытовые и силовые цели.

    Для технологических целей глухой и острый пар используют как тепло­носитель. Острый пар используют, например, для разваривания сырья в варильниках или нагрева и перемешивания жидкостей барботированием, для создания избыточного давления в автоклавах, а также на изменение агрегатного состояния вещества (испарение или выпаривание жидкости, сушка материалов и т.д.). Глухой пар используют в поверхностных теплообменниках с паровым обогревом. Давление пара, используемого на мясообрабатывающих предприятиях, колеблется от 0,15 до 1,2 МПа (1,5÷12 кг/см 2).

    Для каждой технологической операции с использованием водяного пара определяют его расход по данным теплового баланса каждого теплового процесса. При этом используют данные материальных балансов продуктовых расчетов. Для периодических процессов учитывают время термообработки по каждому циклу.

    В каждом конкретном случае тепловая нагрузка аппарата (затраченное тепло) может быть определена из теплового баланса процесса. Например, тепло, затраченное на нагрев продукта от начальной (t н) до конечной (t к) тем­пературы для аппарата непрерывного действия, определяют по формуле 72:

    Q = Gc (t к – t н)φ, (72)

    где Q – тепло, затраченное на нагрев, Дж/с (Вт), т.е. тепловая нагрузка аппарата;

    G

    с – удельная теплоемкость продукта при его средней температуре, Дж/кг·К;

    t к, t н – начальная и конечная температура, °С;

    φ – коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую
    среду (φ = 1,03÷1,05).

    Теплоемкость продукта выбирают либо по известным справочникам, ли­бо рассчитывают по принципу аддитивности для многокомпонентных систем.

    На изменение агрегатного состояния вещества (затвердение, плавление, испарение, конденсация) расходуется тепловая энергия, количество которой определяют по формуле 73:

    где Q – количество тепла, Дж/с (Вт);

    G – массовый расход продукта, кг/с;

    r – теплота фазового перехода, Дж/кг.

    Значение r определяют по справочным данным в зависимости от вида продукта и вида фазового перехода вещества. Например, теплота плавления льда принимается равной r 0 = 335,2·10 3 Дж/кг, жира

    r ж = 134·10 3 Дж/кг. Теплота парообразования зависит от давления в рабочем объеме аппарата: r = f (P a). При атмосферном давлении r = 2259·10 3 Дж/кг.

    Для аппаратов непрерывного действия рассчитывают расход тепла за единицу времени (Дж/с (Вт) – тепловой поток), а для аппаратов периодическо­го действия – за цикл работы (Дж). Чтобы определить расход тепла за смену (сутки), необходимо умножить тепловой поток на время работы аппарата в смену, сутки или на число циклов работы аппарата периодического действия и количество подобных аппаратов.

    Расход насыщенного водяного пара как теплоносителя при условии его полной конденсации определяют по уравнению:

    где D – количество греющего водяного пара, кг (или расход, кг/с);

    Q общ – общий расход тепла или тепловая нагрузка теплового аппарата (кДж, кДж/с), определяют из уравнения теплового баланса аппарата;

    – энтальпия сухого насыщен­ного пара и конденсата, Дж/кг;

    r – скрытая теплота парообразования, кДж/кг.

    Расход острого пара на перемешивание жидких продуктов (барботирование) принимают по норме 0,25 кг/мин на 1 м 2 поперечного сечения аппарата.

    Расход пара на хозяйственные и бытовые нужды по этой статье пар расходуется для нагрева воды для душей, прачечной, мытья полов и оборудования, прошпарки оборудования.

    Расход пара на прошпарку оборудования и инвентаря определяют по истечению его из трубы по уравнению расхода:

    (75)

    где D ш – расход пара на прошпарку, кг/смену;

    d – внутренний диаметр шланга (0,02÷0,03 м);

    ω – скорость истечения пара из трубы (25÷30 м/с);

    ρ – плотность пара, кг/м 3 (по таблицам Вукаловича ρ = f (ρ ));

    τ – время прошпарки, ч (0,3÷0,5 ч).

    Если в уравнении принять τ = 1 ч, то расход пара определяется в кг/ч.

    Расчет расхода пара по всем статьям сводят в таблицу 8.3.

    Таблица 8.3 - Расход пара, кг

    Статья расхода В час В смену В сутки В год
    Итого

    Удельный расход пара вычисляют по формуле 76.

    Вентиляцией воздухом при температуре окружающей среды можно удалить только летучие остатки жидкости с температурой выкипания не выше 300° С. Для очистки оборудования от остатков жидкостей с высокой температурой кипения применяют пропарку. В отличие от вентиляции воздухом пропарка является более сложным процессом. Аппараты нагреваются до температуры, при которой начинают размягчаться, плавиться и испаряться тяжелые остатки продукта.

    Температура пропарки принимается обычно 80...90° С. Расход пара, необходимый для поддержания такой температуры в газовом пространстве аппарата, можно рассчитать исходя из уравнения теплового баланса, которое имеет вид:

    Q 1 = Q2+Q 3 +Q4, (6.26)

    где Q 1 , - теплосодержание пара; Q 2 - теплота, затрачиваемая на испарение жидкости при температуре Т; "Q 3 - теплопотери через стенки, кровлю и днище; Q 4 - тепло, идущее на предварительный нагрев остатков жидкости, газового пространства и корпуса аппарата до температуры пропарки.

    Если не учитывать предварительный нагрев остатков жидкости, газового пространства и корпуса аппарата (Q 4 =0), а процесс пропарки считать стационарным, уравнение теплового баланса примет вид:

    Q 1 = Q 2 +Qs. (6.27)

    Раскрыв значения Q1...Q3, получим:

    где α i и Fi - коэффициенты теплопередачи и соответствующие поверхности i -ых элементов конструкции аппаратов; Т - среднеобъемная температура; Т в - температура наружного воздуха; G o - количество испаряющегося продукта; r 0 - теплота испарения продукта; G B - общий расход водяного пара; r в - теплота парообразования.

    Из уравнения (6.28), задавшись расходом и параметрами водяного пара, можно оценить температуру в паровоздушном пространстве аппарата при его пропарке:

    . (6.29)

    Чтобы решить обратную задачу (найти расход и параметры водяного пара), задаются температурой пропарки. Пропарка аппаратов большого объема без теплоизоляции (например, резервуаров емкостью более 10 000 м 3) крайне длительна и не позволяет достигнуть желаемого результата.

    Следует учитывать, что пропаркой, так же как и вентиляцией, нельзя удалить твердые и вязкие горючие остатки. В этом случае следует зачищать аппараты, используя безопасные методы промывки аппаратов растворами технических моющих средств или размывать остатки продуктом, циркулирующим в системе.

    При использовании водяного пара для очистки аппаратов от горючих продуктов должны быть приняты меры предосторожности во избежание чрезмерного повышения давления внутри аппарата (путем снятия грузовых тарелок с дыхательных клапанов и крышек со световых и монтажных люков) и накопления опасных зарядов статического электричества, которые могут возникать в быстрой струе водяного пара, особенно при ее ударах о преграду. Поэтому в начальный период пропарки (до флегматизации горючей среды в аппарате) пар нужно подавать медленно. Если в процессе пропарки возникло загорание, опасно применять воду внутри или снаружи аппарата, так как при этом произойдет конденсация пара; воздух из атмосферы проникнет в аппарат, возникнет угроза образования внутри аппарата горючей смеси и взрыва.

    Задача и исходные данные. Рассчитаем, сколько килограммов воды выпаривается в каждом из корпусов выпарки на 100 кг свеклы. Такой расчет имеет большое значение, так как он позволяет определить расход пара на выпарку и, кроме того, можно затем подсчитать количество тепла, передаваемое в каждом корпусе через поверхность нагрева, и определить величину необходимых поверхностей нагрева и размеры корпусов.
    Рассчитаем пятикратную выпарку как наиболее простую, хотя далеко еще не наилучшую. Она применяется в том случае, когда на диффузии работают с большой откачкой сока (США), например 140% к массе свеклы, причем па 100 кг свеклы приходится выпаривать W=120 кг воды. Примем для этого случая следующую систему использования паров выпарки (табл. 23).

    Итак, Е1 = 7,0; Е2 = 9,5 и Е3 = 21,0. Значительная часть расхода пара по заводу (17,0 кг) не зависит от выпарки: для уваривания сиропа в вакуум-аппаратах применяется отработавший (ретурный) пар.
    Расчет. Обозначим количество воды, выпариваемой в V корпусе выпарки на 100 кг свеклы, через х кг. В качестве основы всех расчетов примем, что 1 кг греющего пара выпаривает 1 кг воды; это для практических целей достаточно близко к действительности.
    Очевидно, чтобы выпарить в V корпусе х кг воды, нужно направить туда из IV корпуса х кг пара, т. е. в IV корпусе выпаривается также W4 = х кг воды. Чтобы в IV корпусе выпарить х кг воды, нужно из III корпуса направить туда х кг сокового греющего пара. Однако в III корпусе выпарки (см. рис. 135) выпариваются не только эти х кг воды, которые в виде пара направляются в IV корпус; соковый пар III корпуса идет еще, как экстрапар, в количестве Е3 - 21,0 кг для обогрева некоторых станций, сахарного завода. Следовательно, в III корпусе выпаривается

    W3 = (х + 21) кг.


    Поэтому из II корпуса нужно (х + 21) кг сокового пара направить для обогрева III корпуса; кроме того, из II корпуса берется Е2 = 9,5 кг экстрапара. Следовательно, всего во II корпусе будет выпариваться

    W2 = (х + 21 + 9,5) кг.


    Так же точно найдем, что в I корпусе должно выпариваться

    W1 = (x + 21 + 9,5 + 7,0) кг.


    Очевидно, сумма воды, выпаренной во всех корпусах выпарки, равна

    W1 + W2 + W3 + W4 + W5 = W


    или

    x + 21 + 9,5 + 7 + x + 21 + 9,5 + x + 21 + x + x = 120,


    отсюда x = 6,2 кг.
    Зная х, найдем

    W5 = 6,2; W4 = 6,2; W3 = 6,2 + 21 - 27,2;
    W2 = 6,2 + 21 + 9,5 = 36,7;
    W1 = 6,2 + 21 + 9,5 + 7 = 43,7 кг.


    Расчет выпарки удобно располагать так:

    Раcход пара на выпарку. В предыдущем примерном расчете найдено, что в I корпусе выпаривается 43,7 кг воды. Следовательно, для обогрева этого корпуса затрачивается на 100 кг свеклы также D = 43,7 кг пара (ретурного и редуцированного).
    Следует заметить, что этот, все же довольно значительный расход пара требуется в основном совсем не для выпаривания воды, а для обеспечения паром почти всех станций сахарного завода: выпарка является «тепловым сердцем» сахарного завода, посылающим пар по всему заводу. Как уже указывалось, если из какого-нибудь корпуса выпарки взят 1 кг сокового пара, то ему соответствует затрата также 1 кг свежего пара (ретурного или редуцированного), но при этом, как бы бесплатно, в нескольких корпусах выпарки выпаривается несколько килограммов воды.
    Итак, если мы берем из разных корпусов выпарки (Е1 + Е2 + Е3) кг экстрапаров, то это соответствует затрате такого же количества свежего пара. Кроме того, в V корпусе выпаривается W5 кг воды, которая в виде пара уходит на конденсатор. Этот пар аналогичен экстрапарам, только он является бесполезно расходуемым экстрапаром, так как лишь нагревает холодную воду конденсатора до 40-45° С, чего совсем не требуется для производства. Уходящим па конденсатор W5 кг пара, очевидно, также соответствует затрата W5 кг свежего пара.
    Следовательно, суммарный расход пара на выпарку должен быть равен

    D = E1 + E2 + E3 + W5,


    т. е. сумме экстрапаров плюс количество воды, выпаренной в V корпусе выпарки (или количество пара, ушедшее на конденсатор).
    В самом деле, для предыдущего числового примера найдем

    D = 7 + 9,5 + 21 + 6,2 = 43,7 кг,


    т. е. как раз та же величина, какую мы вычислили иным путем но здесь гораздо яснее расшифровано, от каких причин зависит расход пара на выпарку, для каких целей требуется этот расход. Очевидно, расход пара для обогрева станций, т. е.

    Е = Е1 + Е2 + Е3 = 7 + 9,5 + 21 = 37,5 кг,


    все равно неизбежен в виде ли сокового или в виде свежего пара.
    Следовательно, дополнительным расходом пара для самой выпарки является лишь W5 = 6,2 кг. Это вредный расход пара и теплоты - этот пар без пользы уходит на конденсатор.

    Индустриализация агропромышленного комплекса на основе межотраслевых связей и повышения его эффективности позволит ликвидировать имеющиеся в сельском хозяйстве диспропорции, а также устранить крупные потери продукции во время ее производства, транспортировки, хранения, переработки и реализации. В условиях перестройки необходимы совершенствование формы и организации производства, улучшение его планирования и управления.

    Введение 3
    1. Расчет структуры стада ……… 6
    2. Разработка генерального плана животноводческого комплекса. 6
    2.1 Обоснование типа производственных помещений и определение потребности в них. 8
    2.2 Расчет годовой потребности в кормах. 9
    2.3 Расчет вместимости хранилищ для кормов и определение потребности в них. 12
    2.4 Расчёт навозохранилища. 15
    2.5 Расчёт водопотребления. 17
    3. Обоснование и выбор средств механизации и автоматизации для выполнения основных процессов фермы. 17
    3.1 Доение коров. 17
    3.2 Навозоудаление. 20
    3.3 Стойловое оборудование. 21
    4. Проектирование поточно-технологической линии раздачи кормов. 22
    4.1 Определяем производительность ПТЛ 22
    4.2 Составляем конструктивно технологическую схему ПТЛ. 23
    4.3 Производим расчет и выбор оборудования для ПТЛ. 24
    4.4 Суточный график работы машин и оборудования. 32
    4.5 График расхода электроэнергии по часам в сутки. 33
    5. Анализ показателей технологической карты. 34
    Заключение. 36
    Литература 37

    Работа содержит 1 файл

    4.Эксплуатационно- энергетический расчёт.

    Эксплуатационно- энергетический расчёт включает в себя определение затрат энергии на выполнение таких технологических операций, как водоснабжение, паро- и теплопотребление, освещение, отопление, воздухообмен, привод рабочих органов оборудования для доения, обработки и хранения молока.

    Табл. : Примерные нормы расхода воды на технологические нужды


    4.1 Суточный расход холодной воды определяется как

    ,

      где q 1 , q 2 ,…,q n – среднесуточная норма расхода воды данным потребителем;

    m 1 , m 2 ,…,m n – число потребителей данного вида.

    .

    4.1.1 Часовой расход воды на технологические нужды ПТЛ

    ,

    где α – коэффициент суточной неравномерности разбора воды (α = 3…4).

    4.1.2 На некоторые технологические операции вода используется в подогретом состоянии. Такую воду получают путём смешивания нагретой до 90 °С горячей воды с холодной водопроводной водой суточный расход нагретой до 90 °С воды определяют по формуле:

    где Q c1 , Q c2 ,…,Q cn – суточное количество смешанной воды, л ;

    t c1 , t c2 ,…,t cn – температура смешанной воды, °С ;

    t Г – температура горячей воды, (t Г = 90°С );

    t Х – температура холодной воды, (t Х = 8…12°С ).

    4.2 Расход пара на технологические нужды ПТЛ определяют по формуле:

    ,

      где Р п , Р р-т , Р с , Р о – расход пара соответственно на пастеризацию, пропаривание резервуара-термоса, стерилизацию молочных труб и на отопление.

    4.2.1 Расход пара на пастеризацию продукта (молока, сливок) для паровых пастеризаторов определяется по формуле:

    ,

    где М – производительность пастеризатора, ;

    С м – теплоёмкость молока, ;

    i и λ – теплосодержание пара и конденсата, ;

    η Т – тепловой КПД пастеризатора;

      t н и t п – начальная температура продукта и температура пастеризации, °С .

    4.2.2 Расход пара на пропаривание резервуара-охладителя определяется как


    где k ф – количество пара на пропаривание одного резервуара-термоса

    k ф = 0,2 кг ;

    Z ф – количество резервуаров-термосов.

    .

    4.2.3 Расход пара на стерилизацию молочных труб и фасонных частей составляет:


    где k c - расход пара на стерилизацию после обработки каждой партии

    молока, k c = 25 кг ;

    n c – количество отдельных циклов обработки в сутки.

    .

    2.4) Расход пара на отопление помещения определяется как


    где k 0 - удельный расход пара на отопление, k 0 = 0,5…0,75 кг/м 3 ;

    V П – объём помещения, V П = a∙b∙h = 66∙150∙6 =60000 м 3 .

    .

    Тогда

    4.3 расчёт водоснабжения фермы

    Общий среднесуточный расход воды на ферме Q ср.сут (м 3 /сут) определяется по формуле

    ,

    где g i – среднесуточное потребление воды одним потребителем;

    n i – число потребителей.

    Максимальный суточный расход воды.

    Q max сут =Q cр сут *ά сут

    где ά сут -коэффициент суточной неравномерности.

    ά сут =1,3

    Q max сут =180*1,3=234 м 3 \сут

    Максимальный часовой расход воды, л\ч

    где ά ч =коэффициент часовой неравномерности(на фермах с автопоением ά ч =2….2.5; без автопоения ά ч =4

    Секундный расчет воды, л\с

    Л\с

    Суточный расход насосной станции, должен быть равен мах суточном у расходу воды на ферме, а часовой расход станции насоса определяют по формуле:

    М 3 \ч

    где: t-продолжительность работы насоса или станции в сутки часов.

    t=7ч

    По величине Q нас выбираем тип и марку насоса 3В-27.

    Технические характеристики

    Подача

    Давление

    Высота всасывания 6,0 м

    Частота вращения колеса 1450 мин -1

    Масса 65 кг

    Мощность

    Потребляемая мощность электродвигателя для привода насоса,Вт

    Потребная мощность эл. двигателя для привода насос,Вт.

    где: Q нас= объемный расход воды м 3 \ч

    p-плотность воды, кг\м 3 (р=1000 кг\м 3)

    К з =коэффициент запаса мощности учитывающий возможные перегрузки во время работы насоса (К з =1,1….20)

    g-ускорение свободного падения, м\с 2

    Кпд насоса, дви вихревых насосов:

    =0,4…..0,6

    Кпд передачи от двигателя к наосу

    1 при прямом соединении с насосом

    4.4 расчёт суточного выхода навоза

    Определение суточного выхода навоза в зимний период:

    ,

    где g э – среднесуточное выделение твёрдых экскрементов;

    g м – среднесуточное выделение мочи;

    g п – среднесуточная норма подстилки.

    В пастбищный период суточный выход навоза меньше

    Годовой выход навоза


    где Т ст – продолжительность стойлового периода (230 сут. );

    Т п - продолжительность пастбищного периода (135 сут. ).

    4.4.1 Расчёт навозохранилища

    где h – высота укладки навоза. Принимаем h = 2 м;

    G сут – суточный выход навоза на ферме от всего поголовья, кг. Примем суточный выход навоза, соответствующий максимальному количеству, т.е. в зимний период;

    Д ХР – продолжительность хранения навоза. Принимаем Д ХР = 180 дн.;

    ρ – плотность навоза, ρ = 900 кг/м 3 ;

    φ – коэффициент заполнения навозохранилища. Принимаем φ = 0,8.

    Принимаем навозохранилище объёмом V = 50·24·2,5 = 3000 м 3 .

    1. Расчет вентиляции.

    Для поддержания параметров микроклимата в оптимальном режиме или близком к оптимальному, для этого необходимо удалить из помещения вредные газы и обновлять воздух, т.е осуществлять воздухообмен в соответствии с нормами.

    Определяем часовой воздухообмен по содержанию углекислого газа:

    где: С-количество углекислого газа, выделенного одним животным.

    Принимаем С=130 дм 3 /ч

    M-число животных в помещении

    Допустимая норма содержания СО в воздухе помещения,

    2,5 дм 3 /м 3

    С 1 =содержание углекислого газа в наружном воздухе, С=0,3….0,4 дм 3 /м 3

    Правильность расчета проверяем по кратности воздухообмена:

    где V П внутренний объем помещения м 3:

    Помещение размером с= ,b= , h= ,

    В животноводческом помещениях n=3….5 ч

    При кратности воздухообмена n выбираем естественную вентиляцию, при n=3….5 принудительную вентиляцию без подогрева подаваемого воздуха и при n -принудительную вентиляцию с подогревом подаваемого воздуха.

    Выбираем………………………..

    Литература

    1. Брагинец Н.В., Палишкин Д.А. Курсовое и дипломное проектирование по механизации животноводства. – М.: Агропомиздат, 1991.
    2. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий крупного рогатого скота. ОНТП 1-89 – М.: Госагропром СССР, 1989.
    3. Мурусидзе Д.Н., Левин А.Б. Технология производства продуктов животноводства.
    4. Чугунов А.И., Проничев Н.П. и др. Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине “Технология и механизация животноводства”. – М.: МГАУ, 1998.
    5. Проничев Н.П. Методические указания по расчету технологических карт. – М.: МГАУ, 1999.
    6. Богданов В.Д., Головатов Ю.П. и др. Альбом схем и чертежей сельскохозяйственного объекта. – М.: МГАУ, 1996.