50532

Гомогенизатор А1-ОГМ

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Цель работы: Оценить технический уровень состояние гомогенизатора А1ОГМ и дать предложения по развитию его конструкции для повышения эффективности процесса гомогенизации. Изучить устройство и принцип работы гомогенизатора А1ОГМ. Определить теоретическую и экспериментальную производительности а также мощности привода гомогенизатора А1ОГМ при различном давлении гомогенизации и обработать результаты испытаний. Дать предложения по техническому обслуживанию гомогенизатора А1ОГМ.

Русский

2014-01-25

260.5 KB

88 чел.

Работа 1.7. Гомогенизатор А1-ОГМ

Технологическая задача: механическое дробление жировых шариков с целью стабилизации жировой эмульсии.

Цель работы: Оценить технический уровень (состояние) гомогенизатора «А1-ОГМ» и дать предложения по развитию его конструкции для повышения эффективности процесса гомогенизации.

Задачи работы:

1. Изучить устройство и принцип работы гомогенизатора «А1-ОГМ».

2. Рассмотреть особенности процесса гомогенизации.

3. Определить теоретическую и экспериментальную производительности, а также мощности привода гомогенизатора «А1-ОГМ» при различном давлении гомогенизации и обработать результаты испытаний.

4. Дать предложения по техническому обслуживанию гомогенизатора «А1-ОГМ».

5. Усвоить правила безопасной эксплуатации и наладки гомогенизатора «А1-ОГМ».

Оборудование, инструменты и инвентарь: виртуальные имитационные модели: гомогенизатор «А1-ОГМ», весы технические, секундомер, амперметр, ведро, линейка, манометр.

Продукты: молоко.

Изучение устройства и принципа работы. Гомогенизатор А1-ОГМ предназначен для дробления и равномерного распределения жировых шариков в молоке и жидких молочных продуктах.

Гомогенизатор А1-ОГМ (см. «Машины и аппараты пищевых производств». В 3 кн. Учеб. для вузов/ С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков и др.; Под ред. акад. РАСХН В.А. Панфилова.– М.: КолосС, 2009.– 2008 с).

Порядок выполнения работы.

На рис. 1 показан внешний вид пользовательского интерфейса виртуальной лабораторной работы:

Рис. 1 – пользовательский интерфейс виртуальной лабораторной работы.

  1.  Нажмите кнопку Пуск на панели управления 2 гомогенизатора. После этого загорается сигнальная лампа и начинает перемещаться плунжер в гомогенизирующей головке 1.
  2.  Взвесьте пустое ведро 6 на весах 4, показания занесите в протокол испытаний.
  3.  Установите заданное преподавателем давление гомогенизации. Величину давления можно изменять, вращая рукоятку 7. Для этого нужно кликать мышью по верхней или нижней части рукоятки 7. Значение давления контролируйте по показаниям манометра 8.
  4.  Установите ведро 6 на подставку под выходной патрубок гомогенизатора, включите секундомер 5 и дождитесь заполнения емкости примерно на 50 %.
  5.  Выключите секундомер и остановите установку.
  6.  Перенесите ведро на весы, показания весов и секундомера занесите в протокол измерений.
  7.  Верните ведро на подставку и вновь запустите установку.
  8.  Внесите в протокол измерения показания амперметра.


Таблица 1.1.

Протокол исследований

№ опыта

Номер измерения

Площадь сечения плунжера, f, м2

Ход плунжера, S, м

Частота вращения коленчатого вала, n, мин-1

Количество плунжеров, z, шт.

Показания весов в i-ом опыте, mi, кг

Масса пустой емкости (ведра), mе, кг

Время наполнения емкости в i-ом опыте, I, с

Давление, развиваемое плунжерами гомогенизатора (давление перед клапаном), р, Па

Плотность продукта, кг/м3

Массовая теплоемкость продукта, Дж/(кгC)

Диаметр клапана, dкл, м

Средний диаметр жировых шариков, м

Сила тока I, А

Напряжение питающей сети U, В

Повышение температуры продукта ∆t, C

Угловая скорость вращения

коленчатого вала, ω, с-1

Площадь сечения хвостовика, F, м2

1

1

1

2

1

1

1

2

i-1

i


  1.  Измените давление гомогенизации (см. п. 2) и повторите измерения силы тока.
  2.  Повторите пункты 7 и 8 несколько раз.

Расчетная часть

Производительность гомогенизатора G, м3/ч зависит от производительности насоса, который нагнетает молоко в гомогенизирующую головку. Чаще всего, гомогенизаторы оснащены плунжерными насосами, производительность которых вычисляют по формуле

,     (1.1)

где f – площадь сечения плунжера, м2; S – ход плунжера, м; n – частота вращения коленчатого вала, мин-1 (n = 190 мин-1); z – количество плунжеров, шт. (z = 3 шт.); – объемный КПД насоса ( = 0,8…0,9).

Фактическая производительность гомогенизатора в каждом опыте определяется по формуле

,    (1.2)

где mi – показания весов в i-ом опыте, кг; mе – масса пустой емкости (ведра), кг; I – время наполнения емкости в i-ом опыте.

Фактическая производительность гомогенизатора

,     (1.3)

где k – количество опытов.

Мощность N (кВт), необходимую для работы гомогенизатора, определяют по формуле для расчета мощности насосов

,     (1.4)

где р – давление, развиваемое плунжерами гомогенизатора (давление перед клапаном), Па; – механический к.п.д. гомогенизатора ( = 0,75…0,85).

Потребляемая установкой электрическая мощность Nф (Вт) определяется как произведение значения тока I (А) на напряжение питающей сети U (В):

Nф = IU.   (1.5)

Установка питается от промышленной трёхфазной сети напряжением 380 В, таким образом принимаем U = 380 В.

В результате затрат большого количества механической энергии, которая превращается в теплоту, при клапанной гомогенизации заметно нагревается продукт. Повышение температуры продукта ∆t (C) в гомогенизаторе можно рассчитать по формуле

,    (1.6)

где р – давление гомогенизации, Па; плотность продукта, кг/м3 ( = 1033 кг/м3); c массовая теплоемкость продукта, Дж/(кгC) (с = 3880 Дж/(кгК)).

Толщина тарелки клапана hкл, м

   (1.7)

где  - допускаемое напряжение для материала клапана, Па (  = 24107 Па); dкл – диаметр клапана, м.

,    (1.8)

где vд – допускаемая скорость жидкости в седле, м/с (для всасывающего клапана 2 м/с, а для нагнетательного 5…8 м/с); F – площадь сечения хвостовика, м2

,    (1.9)

где rк – радиус хвостовика, м (rк = (4…5)10-3 м).

Пружину  нагнетательного клапана рассчитывают, исходя из необходимого усилия Рпр при закрытом клапане

,    (1.10)

где ω - угловая скорость вращения коленчатого вала, с-1 ( = 2n/60 мин-1); М – масса клапана, кг (М = 0,4  кг); λ - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна (λ = 0,15...0,20).

Сила сжатия пружины при рабочей деформации Рд, Н

.    (1.11)

Жесткость пружины Ж, Н/м

,    (1.12)

где h – высота пружины, м (h = 0,10...0,14 м).

Средний диаметр жировых шариков, м, в диапазоне изменения давления от 2,0 до 20,0 МПа определяется по формуле Н.В. Барановского

.   (1.13)

Расчет предохранительных клапанов можно свести к определению проходного сечения седла клапана с учетом вязкости обрабатываемой жидкости. Для маловязких жидкостей (молоко, соки) диаметр, м, проходного сечения седла определяется по формуле

,    (1.14)

где рв – давление всасывания, МПа (рв = 0,210-6 МПа); δв – отношение массы перекачиваемой жидкости к массе воды (для молока δв = 1,03).

Анализ результатов исследования

Сравните расчетную и фактическую производительности гомогенизатора и при несоответствии объясните причину. Сравните расчетную и фактическую мощности на привод гомогенизатора и при несоответствии объясните причину.

Постройте график зависимости . Проанализируйте рост температуры в зависимости от давления. Постройте график зависимости . Проанализируйте работу машины и сделайте вывод, обеспечивает ли она необходимое давление и стабильность процесса.

Выполните рабочий чертеж одного из наиболее изнашиваемых узлов гомогенизатора (кулачок, поршень, клапан, плунжер) и сделаете к нему спецификацию в соответствии с требованиями ЕСКД.

Проверь себя

1. Что называется гомогенизацией?

2. Назовите классификацию гомогенизаторов.

3.  Какие  виды  гомогенизирующих  головок  используются  в  гомогенизаторах?

4. Как устроен и работает гомогенизатор?

5. Какие типы гомогенизаторов используются в промышленности?

6. От каких факторов зависит степень гомогенизации?

7. Как регулируется производительность гомогенизатора?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

75934. Конституция РФ 1993 года: порядок принятия и основные особенности 19.87 KB
  Необходимость разработки и принятия новой конституции РФ была официально признана еще в середине 1990 г. и тогда же на I Съезде народных депутатов РСФСР была создана Конституционная комиссия которая за четыре месяца подготовила и опубликовала для широкого обсуждения первый проект новой конституции. В это время наряду с проектом Конституционной комиссии были внесены и ряд других проектов Конституции РФ которые также обсуждались в указанной комиссии и общественностью.
75935. Культурная политика РФ в конце ХХ – начале ХХI века 19.74 KB
  Повсеместному пользуются самыми сверхустойчивыми образцами действий которые Александр Архангельский называет матрицами российской культуры. Наблюдается в обществе кризис морали и кризис нынешнего состояния культуры психологическое здоровье российского общества. Мы знаем огромное количество поведенческих предписаний скрывающихся за фразой специфика российской культуры. Существенно возросла роль Министерства культуры РФ в разработке культурной политики в стране в продвижении проблем культуры в органы власти.
75936. Левые политические силы в РФ и их эволюция 24.17 KB
  Важной особенностью формирования социально-демократического направления стало то, что начало было положено на окраинах, где социальный гнет сопровождался национальным. В конце 1890-х гг. сложилась армянская социал-демократическая партия
75937. Либеральные и правые политические партии в РФ и их эволюция 18.95 KB
  Распад КПСС и возникновение многопартийности В первой половине 1990 г. происходит углубление политического размежевания на сторонников и противников курса Горбачева внутри КПСС. Сторонники консервативной оппозиции выступали за сплочение КПСС на ленинских основах сохранение классового подхода вместо общечеловеческих ценностей уничтожение частной собственности на основе общего владения средствами производства. Одновременно в лагере либеральной оппозиции возникло демократическое движение коммунистов которое предполагало достичь обновления...
75938. Межнациональные отношения и миграционные процессы в РФ в начале ХХI века 18.75 KB
  Однако сейчас в современной России безусловно одна из самых острых проблем межнациональные отношения. По мнению эксперта фонда Карнеги Лилии Незамовой Сегодня многонациональность России дополняется и усложняется эффектами полиэтничности иммиграцией из бывших республик Советского Союза вьетнамской китайской афганской и др. Премьерминистр Дмитрий Медведев утвердил в августе федеральную целевую программу Укрепление единства российской нации и этнокультурное развитие народов...
75939. Место и роль России в современных международных процессах: оценки и дискуссии 18.05 KB
  Геополитическое положение России уникально она находится между двумя крупнейшими центрами современной мировой экономики. Вместе с тем геополитическое положение России подразумевает высокую ответственность и требует серьезных усилий при его использовании. Тем не менее в ряде важнейших областей реальное положение России в мире...
75940. Наследие Российской империи и современная внешняя политика Российской Федерации 16.67 KB
  Postimperium как внутренний социальный и политический порядок означает что при доминировании новых начал в экономической и политической жизни России рынок большая открытость в политике предполагающей существование не зависимых от государства акторов она ограничивается институтами и традициями почерпнутыми из имперского прошлого. Зато правящие слои хотят быть глубоко интегрированными по разным линиям деловой в области престижного потребления образования в мировую капиталистическую элиту но при этом внутри России играть по...
75941. Особенности политических конфликтов в России в 1992-1993 годах 19.86 KB
  Еще одна особенность проявляется в том что все более или менее крупные конфликты в России с давних пор чрезмерно идеологизированы. Становление новой социально-экономической и общественно-политической системы России сопровождалось политическими потрясениями и кризисами. Политическая элита России раскололась на два лагеря.
75942. Особенности политических конфликтов в России. Характеристика общего кризиса власти 1992-1993 годах 22.78 KB
  Характеристика общего кризиса власти 1992-1993 гг. Содержание политических конфликтов в отдельной стране зависит от структурных и функциональных характеристик политической власти потребностей политического развития общества состояния идеологии традиций и опыта политической борьбы особенностей политической культуры. Ряд особенностей российской конфликтности тесно связан с элементами византийского влияния откуда берет свое начало российское самодержавие как устойчивая форма ярко выраженной централизованной власти. Характеристика общего...