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

62 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

15273. Исследование механических характеристик АД с фазным ротором и исследование переходных процессов при его пуске 632.32 KB
  ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №3 Тема: Исследование механических характеристик АД с фазным ротором и исследование переходных процессов при его пуске Цель работы: с помощью приложений ActiveASMA и DynAMA исследовать механические характеристики АД с фазным рото...
15274. ВИВЧЕННЯ ВТРАТ НА ТЕРТЯ В ПІДШИПНИКАХ КОЧЕННЯ 1.39 MB
  Наведено мету лабораторної роботи теоретичні відомості приведено обладнання прилади й інструменти порядок виконання та довідкова література. Дані методичні вказівки допоможуть студентам глибше засвоїти теоретичний матеріал курсу. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №10. ВИВЧ
15275. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ 180 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ Цель: Научиться моделировать локальные сети используя программу для моделирования сетей Packet Tracer 3.1. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ. Для выполнения лабораторной работы по моделированию локальной сети необходимо ...
15276. Основи програмування мовою Асемблер 183.5 KB
  Лабораторна робота № 1 Тема: Основи програмування мовою Асемблер. Мета роботи: Вивчити функціональні можливості середовища емулятора Emu8086. Набути навичок зі складання та налагодження програм мовою асемблер з використанням середовища емулят...
15277. Вивчити програмну модель мікропроцесора і8086 153 KB
  Лабораторна робота № 2 Тема: Основи програмування мовою Асемблер. Мета роботи: Вивчити програмну модель мікропроцесора і8086. Навчитися інтерпретувати стан регістрів мікропроцесора з використанням емулятора. Засвоїти правила запису інформ
15278. Засвоїти способи адресування операндів в мікропроцесорі і8086 161 KB
  Лабораторна робота № 3 Тема: Основи програмування мовою Асемблер. Мета роботи: Засвоїти способи адресування операндів в мікропроцесорі і8086. Набути навичок з використання різних способів адресування операндів при складанні програм мовою асемблера. Ко...
15279. Команди і директиви мови Асемблер 122.5 KB
  Лабораторна робота № 4 Тема: Команди і директиви мови Асемблер. Мета роботи: Набути навичок застосування асемблерних команд передачі інформації. Засвоїти способи адресування операндів вказаних груп команд та алгоритми їх виконання.
15280. Застосування асемблерних команд з реалізації арифметичних, логічних операцій і операцій зсуву 156 KB
  Лабораторна робота № 5 Тема: Команди і директиви мови Асемблер. Мета роботи: Набути навичок застосування асемблерних команд з реалізації арифметичних логічних операцій і операцій зсуву. Засвоїти способи адресування операндів вказаних гру
15281. Застосування асемблерних команд передачі управління. Алгоритми їх виконання 110.5 KB
  Лабораторна робота № 6 Тема: Команди і директиви мови Асемблер. Мета роботи: Набути навичок застосування асемблерних команд передачі управління. Засвоїти алгоритми їх виконання. Короткі теорет