3.2.4 Расчет пневматических барабанов

Определение основных размеров барабана. Размеры барабанов следует определять в зависимости от объема солода, проращиваемого в барабанах, и степени их наполнения.

Установлено, что оптимальная степень заполнения составляет для барабана с плоским ситом не более 50% объема; для барабана с ситчатыми трубами – 60 %.

Вместимость барабана рассчитывают по объему свежепроросшего солода, который принимают в 1,8 раза больше, чем объем сухого зерна:

, (3.32)

где – количество сухого зерна, единовременно перерабатываемого в ящике, кг;

– насыпная плотность воздушно-сухого зерна, кг/м³.

Полный внутренний объем барабана при степени наполнения

. (3.33)

При заданном диаметре находятся геометрические размеры барабана.

Длина заполняемой солодом части барабана

. (3.34)

Для барабана с плоским ситом (рисунок 3.13) максимальная высота слоя солода в барабане

, (3.35)

где и – внутренние радиус и диаметр барабана, м.

Максимальная высота подситового пространства и воздушного пространства над солодом

. (3.36)

Ширина сита

. (3.37)

В барабане с ситчатыми трубами центральная труба должна иметь радиус

. (3.38)

Радиус полутруб, располагаемых по периметру барабана,

. (3.39)

Количество перфорированных полутруб определяется в соответствии с шагом их расположения по периметру барабана:

. (3.40)

Такое соотношение размеров центральной трубы обеспечивает полноту перемешивания солода при степени наполнения 60 %.

Полная длина барабана любого типа может быть определена по объему солода и степени заполнения аппарата:

, (3.41)

где 1,8 – коэффициент увеличения объема зерна при проращивании в барабане;

– площадь поперечного сечения слоя солода в барабане, м² (в барабане с плоским ситом ; в барабане с ситчатыми трубами );

– число междонных камер (в барабане с плоским ситом = 2; в барабане с ситчатыми трубами = 1);

– ширина междонной камеры ( = 0,250,30 м).

Определение потребной мощности на привод барабана. Для приведения во вращение барабана к зубьям венечной шестерни необходимо приложить силу , работа которой будет преодолевать все сопротивления вращению. За один оборот барабана работа (Дж) силы определяется по формуле

, (3.42)

где – диаметр начальной окружности венечной шестерни, м.

Эта работа и, соответственно, мощность привода барабана расходуется на преодоление силы трения качения бандажей по опорным роликам, силы трения скольжения цапф опорных роликов в подшипниках и силы сопротивления солода вращению барабана.

Сила трения качения бандажей по роликам

, (3.43)

где – реакция опорного ролика, Н;

– коэффициент трения качения, м (для стали по стали = 0,05);

– радиус ролика, м;

– количество опорных роликов.

Реакцию опорного ролика можно найти по суммарной силе тяжести загруженного барабана и углу между направлением силы, действующей на ролик, и вертикалью (см. рисунок 3.13).

Проектируя действующие силы на вертикальную ось барабана, можно написать:

, (3.44)

где ;

– сила тяжести массы солода, Н;

– сила тяжести массы барабана, Н.

Из уравнения (3.44) реакция опорного ролика

, (3.45)

где – угол расположения опорных роликов.

В уравнении (3.45)

, , (3.46)

где – масса солода, кг;

– масса барабана, кг.

Работа силы трения качения (Дж) за один оборот барабана определяется в соответствии с уравнением (3.42) как произведение силы трения на длину окружности бандажа:

, (3.47)

где – диаметр бандажа, м.

С учетом уравнения (3.43)

. (3.48)

Работа трения скольжения (Дж) цапф опорных роликов в подшипниках определяется по формуле

, (3.49)

где – диаметр цапф опорных роликов, м;

– коэффициент трения скольжения.

Работа силы сопротивления солода вращению барабана (Дж) определяется как работа, затрачиваемая на преодоление силы трения скольжения продукта по внутренней поверхности барабана:

, (3.50)

где – коэффициент трения скольжения солода по поверхности барабана.

Работа на преодоление силы трения скольжения в местах соединения барабана с воздуховодами (Дж) определяется по формуле

, (3.51)

где – радиус уплотнительной шайбы воздуховода, м;

– коэффициент трения скольжения барабана.

– сила действия пружин, прижимающих шайбу к воздуховоду, Н.

Полная работа, совершаемая за один оборот барабана (Дж):

. (3.52)

Потребная теоретическая мощность для вращения барабана (кВт)

, (3.53)

где – частота вращения барабана, с^–1 (обычно 1 оборот за 45 мин);

– КПД всех звеньев привода барабана.

Мощность электродвигателя

, (3.54)

где – КПД двигателя.

По найденному значению по справочной литературе выбирается стандартный двигатель.