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

68 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

21707. Разделы модуля «Базовые понятия. Методы извлечения знаний» 368 KB
  Методы извлечения знаний [1] История и этапы развития искусственного интеллекта [2] Подходы к созданию систем искусственного интеллекта [3] Искусственный интеллект в России [4] Направления развития искусственного интеллекта [5] Основные определения [6] Методы извлечения знаний [7] Классификация методов извлечения знаний [8] Пассивные методы [9] Наблюдения [10] Анализ протоколов мыслей вслух [11] Лекции [12] Активные методы [13] Активные индивидуальные методы [14] Анкетирование [15] Интервью [16] Свободный диалог [17] Активные групповые методы...
21708. Модуль Жизненный цикл интеллектуальной системы 147.5 KB
  2] Этап 2: Разработка прототипной системы [1.4] Этап 4: Оценка системы [1.5] Этап 5: Стыковка системы [1.
21709. Модуль Методы представления знаний: Нечеткая логика 192 KB
  Математический аппарат Характеристикой нечеткого множества выступает функция принадлежности Membership Function. Обозначим через MFcx – степень принадлежности к нечеткому множеству C представляющей собой обобщение понятия характеристической функции обычного множества. Значение MFcx=0 означает отсутствие принадлежности к множеству 1 – полную принадлежность. Так чай с температурой 60 С принадлежит к множеству 'Горячий' со степенью принадлежности 080.
21711. Оценка вероятностей возможных последствий от нарушений электроснабжения потребителей 181.5 KB
  Оценка вероятностей возможных последствий от нарушений электроснабжения потребителей Для решения широкого класса задач эксплуатации и проектирования с учётом фактора надёжности необходимо определение вероятностей возникновения возможных последствий от нарушения электроснабжения потребителей которые сводятся к следующим: вероятность возникновения катастрофических и аварийных ситуаций исследование которых необходимо для нормирования надёжности электроснабжения; вероятность возникновения отдельных составляющих ущерба их величина и...
21712. ИСПЫТАНИЯ НА НАДЕЖНОСТЬ ЭМС. КОНТРОЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ 2.49 MB
  Показатели надежности экспериментальными методами могут быть получены по результатам либо испытаний – специальных или совмещенных либо наблюдением за функционированием объекта в условиях эксплуатации. Методы испытаний организуются специально с целью определения показателей надежности объем их обычно заранее планируется условия функционирования объектов устанавливаются исходя из требований оценки конкретных показателей. Показатели надежности таких объектов оцениваются в основном либо по результатам совмещенных испытаний при которых...
21713. СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ, АНАЛИЗА И КОНТРОЛЯ НАДЕЖНОСТИ 358.5 KB
  Сбор информации об отказе элементов технических систем В общем комплексе мероприятий по обеспечению надёжности любого изделия сбор статистической информации об отказах и оценка показателей надёжности в условиях эксплуатации являются последним заключительным этапом. При этом появляется возможность оценить реальные значения показателей надежности и следовательно оценить эффективность мероприятий по обеспечению надёжности на всех этапах – проектирование производство испытания монтаж эксплуатация. Поэтому особое значение приобретает вопрос...
21714. ИСПЫТАНИЯ НА НАДЕЖНОСТЬ ЭМС. ОПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ 3.06 MB
  При определительных испытаниях могут оцениваться законы распределения отказов и их параметры. При определительных испытаниях могут оцениваться законы распределения отказов и их параметры. Однако существует универсальный план испытаний позволяющий по единой методике проводить статистическую оценку величины Р для изделий с любым законом распределения. Полученные данные по отказам изделий в результате испытаний или по данным эксплуатации подвергаются статистической обработке для получения следующих результатов: определения вида функции...
21715. Планирование эксперимента при ускоренных испытаниях электрических машин 102 KB
  ТЕМА № 2 Регрессионный анализ установившихся режимов электрической системы Для этой цели целесообразно использование регрессионного моделирования сложной системы. При этом с использованием имеющихся программ расчета установившегося режима на ЭВМ проводятся целенаправленные исследования в результате которых получаются регрессионные модели для анализа или управления. Такие модели могут быть получены при регрессионном анализе или методом планирования многофакторного эксперимента МПЭ. При этом для построения линейных моделей используется полный...