Расчет бутылкомоечной машины

практическая работа

2.2 Расчет бутылкомоечной машины

Определение шага бутылконосителей и радиусов поворотных блоков.

Размеры бутылкомоечных машин зависят от правильного выбора шага носителей и радиусов поворотных блоков. При уменьшении шага носителей уменьшается длина конвейера бутылконосителей и следовательно, длина машины. В то же время уменьшение шага носителей неизбежно приводит увеличению диаметров поворотных блоков, и как следствие, к увеличению размеров машины.

Соотношение между величинами шага носителей м, и радиуса поворотных блоков R, м. можно определить с учетом свободного прохождения бутылконосителей через поворотные блоки.

Радиус поворотного блока R м (рис. 1),

и шаг носителей м.

где и соответственно ширина, и высота носителя, м.

Оптимальные величины и должны соответствовать минимуму функции, представляющей собой их произведение. Приравнивая первую производную этой функции нулю, находим после ряда преобразований оптимальное число носителей на начальной окружности поворотного блока

Расчет привода транспортера бутылконосителей.

Рабочий цикл машины

где , теоретическая производительность машины, бут./ч; число потоков в машине (принимается равным числу бутылок в бутылконосителе ).

Так как бутылкомоечная машина с прерывистым движением конвейера относится к машинам II класса, то её рабочий цикл равен кинематическому .

Определение количества бутылконосителей и длины конвейера машины.

Средняя скорость движения конвейера

(5)

где S путь, который проходит конвейер машины за время рабочего цикла , м.

Минимальное теоретическое количество бутылок, единовременно находящихся в машине, составит

(6)

Где продолжительность технологического цикла, которая действительно полезно используется (время активной мойки), с.

Минимальное теоретическое количество кассет Кт, шт., равно

.

К этому минимальному числу кассет необходимо прибавлять некоторое число кассет для вспомогательных операций (для загрузки бутылок, стекания капель моющих жидкостей при переходе кассет из одной зоны в другую, неизбежный холостой ход кассет и т. д.). Тогда действительное количество бутылок , шт., находящихся в машине.

, (8)

а действительное количество кассет шт.,

где - коэффициент непрерывности, равен отношению той доли технологического цикла, которая действительно полезно используется, к общему времени технологического цикла ().

Полная длина конвейера L, м,

(10)

Расчет режима гидродинамической обработки бутылок.

Предельное количество моющей жидкости m1, м3/с подаваемой в бутылку, определяем по эмпирической формуле

Где D внутренний диаметр горлышка бутылки, мм (D = 17 мм).

Предельный диаметр сопла шприца d1 , м.

(12)

где µ коэффициент расхода жидкости при истечении её из отверстия (µ = 0,65…0,70); р1 давление моющею раствора в шприцевальных трубках, МПа (р1 =(2...3)·105 Па); - плотность моющегораствора, кг/м3 (). Диаметр отверстия ополаскивающей форсунки м.

(13)

где количество моющего раствора, необходимою дня ополаскивания наружной поверхности бутылок м3/с (для бутылок вместимостью 0,5 дм3 = (0,15...0,20)· м3/с); µ- коэффициент расхода жидкости при истечении её из отверстия (µ = 0,65…0,70); p2 давление перед форсункой, МПа (0,5...0,6)105 Па).

Определение подачи насосов и потребляемой ими мощности. Расход щелочного раствора на шприцевание и обливание бутылок

Wщ.р, м3/с, , (14)

где коэффициент расхода жидкости при истечении ее из отверстия (); d1 диаметр отверстий в шприцевальных трубках, мм; d2 диаметр отверстий в опрыскивающих трубках, мм; и общее количество отверстий соответственно в шприцевальных и опрыскивающих трубках, шт.; p1 и p2 давление моющего раствора соответственно в шприцевальных и опрыскивающих трубках, МПа.

Мощность, потребляемая насосом N1 , кВт, перекачивающим щелочной раствор, составит

где Р давление щелочного раствора, МПа ( P = (2...3)105 Па); КПД насоса (); КПД двигателя (= 0,85).

Расход воды на шприцевание и обливание бутылок Wв м3/с, определяем по формуле

Мощность, потребляемая насосом кВт, перекачивающим воду

Определение расхода пара.

Расчет произведем по методу теплового баланса. Составим уравнение теплового баланса:

где приход теплоты с бутылками, кДж,

приход теплоты с холодной водой, кДж,

приход теплоты с греющим паром, кДж,

расход теплоты с уходящими бутылками, кДж.

расход теплоты с отработанной водой, сливаемой в канализацию, кДж,

расход теплоты с конденсатом пара, кДж,

потери теплоты в окружающую среду, кДж, принимаются равными 20 % к расходу теплоты

где масса бутылок, поступающих в машину, кг/ч; ст = 0,84 кДж/(кгК) удельная теплоемкость стекла, расход холодной воды, кг/ч (при установившемся режиме работы равен расходу отработанной воды, в расчете принимается ; расход пара, кг/ч; 2724 кДж/кг - энтальпия греющего пара;

557,3 кДж/кг энтальпия конденсата; 0,485 кг - масса одной бутылки вместимостью 0,5 дм3 ; = 5 °С начальная температура грязных бутылок; температура холодной воды;35 °С температура отработавшей воды; 37 °Стемпература чистых бутылок; ; 99 °Стемпература конденсата; МПа давление греющего пара; 20 °С начальная температура моющей жидкости.

Тогда расход пара D, кг/с, можно определить по формуле

Однако такой расход пара будет только при установившемся режиме работы машины. Здесь не учтен расход пара на нагревание моющих жидкостей перед пуском машины.

Учитывая малую массовую долю щелочных растворов, будем считать их теплоемкость такой же, как и для воды.

Расчет трубчатого подогревателя раствора в первой ванне. Расход теплоты на нагревание раствора в первой ванне

бутылкомоечный конвейер гидродинамический подогреватель

где удельная теплоемкость воды (4,186 кДж/(кг К)); соответственно конечная и начальная температура щелочного раствора. оС ( 20 оС; 65 оС).

Средняя разность температур оС

оС

оС оС

здесь температура греющего пара ( 133 оС).

Площадь поверхности теплопередачи F, м2

где время нагревания, с; 10 кВт/(м2К) коэффициент теплопередачи между трубами подогревателя и раствором в первой ванне.

Найдем полную длину труб

= 1,91 м.

где наружный диаметр труб подогревателя, м ( 0,06 м).

Полная длина одной трубы равна

где число труб в подогревателе, шт. (в расчете принимается )

Делись добром ;)