4.2 Расчет оборудования для разделения зерновой смеси по аэродинамическим свойствам

1. Определить скорость воздушного потока в пневмосепарирующем канале сепаратора, необходимую для очистки ячменя первого сорта. Воздух нагнетается в сепаратор под давлением 0,23 МПа при температуре 22 °С. Масса 1000 зерен составляет 45 г, коэффициент сопротивления частицы ячменя 0,43.

2. Удельная зерновая нагрузка для воздушного сепаратора составляет 220 кг/( ) при ширине сепарирующего канала 330 мм. Требуется определить эффективность пневмосепарирования

ржи размером 3,2 мм. Масса 1000 зерен составляет 40 г, коэффициент сопротивления частиц 0,67. Температура воздуха в канале 24°С, давление 1,8 МПа.

3. В воздушном сепараторе достигается эффективность пневмосепарирования 70 % при удельной нагрузке на канал 100 кг/( ). Определить геометрические параметры и начертить схему пневмосепарирующего канала. В сепараторе очищается 5,4 т/ч зерна.

4. Для очистки 7 т/ч пшеницы с размером частиц 2,8 мм в воздушном сепараторе необходимо подобрать вентилятор. Удельная нагрузка на канал сепаратора 400 кг/( ), при которой достигается максимальная степень очистки. Коэффициент сопротивления сепаратора 0,05. Масса 1000 зерен равна 60 г, коэффициент сопротивления частиц 0,25. Воздух подается в канал при температуре 18 °С под давлением 0,32 МПа.

4.3 Расчет оборудования для замачивания зерна

1. В замочном отделении осуществляется ежесуточная замочка 1200 кг сортированного ячменя, объемная масса которого составляет 650 кг/м³. Рассчитать оборудование для проведения операции (объем, диаметр, высоту конической части и число замочных чанов) при условии, что чан изготавливается из листа стали шириной 1100 мм. В отделении происходит мойка зерна в течение 58 ч и замачивание в течение 58 ч при потерях сухих веществ в ходе замачивания 2,5 %.

2. Рассчитать требуемый расход воды на замачивание ячменя и расход сжатого воздуха при непрерывно проточном проведении процесса в замочном отделении. Известно, что на оборудовании замочного отделения ежесуточно перерабатывается 3200 кг ячменя с насыпной плотностью 680 кг/м³. В течение всего периода замачивания производится пять смен воды. Процесс замачивания протекает при среднем нормативном расходе воды и сжатого воздуха, подача которого в аппарат осуществляется под давлением 0,3 МПа и при температуре 20°С.

3. Выполнить расчет мощности привода воздуходувки, требуемой на продувание сжатого воздуха через кольцевой барботер замочного аппарата диаметром 2,5 м. В аппарате замачивается 5,5 т ячменя с насыпной плотностью 750 кг/ м³. В аппарат осуществляется подача воздуха для проведения процесса мойки и замачивания при средненормативном расходе при температуре 15°С под давлением 2,2 атм. Барботерная система аппарата характеризуется следующими

параметрами: суммарное сопротивление 11,5, диаметр отверстий 1,4 мм, общее количество отверстий барботера 430 шт. КПД воздуходувки 0,75.

4.4 Расчет оборудования для солодоращения

1. На солодоращение поступает товарное зерно с засоренностью 16 %. Требуется определить массу товарного зерна для получения в солодорастильном отделении 7000 кг свежепроросшего солода с влажностью 47 %. Потери при замачивании солода составляют 2,7 %, потерями при хранении можно пренебречь, потери на дыхание 6,6 %.

2. В ящичной солодовне ежесуточно перерабатывается 2,5 т сортированного ячменя. Рассчитать площади сит солодовни, если известно, что высота слоя замоченного зерна в ящике составляет 1,2 м, натура зерна 720 кг/м³. Определить массу свежепроросшего солода. Потери при замачивании и дыхании зерна составляют соответственно 1,1 % и 5,8 %.

3. Определить геометрические размеры солодовни с передвижной грядкой для проращивания ячменя и производительность по свежепроросшему солоду. В солодовне происходит проращивание ячменя в течение 16 суток в слое высотой 0,4 м, переброс солода осуществляется 2 раза в сутки ковшовым ворошителем на длину 1,5 м. Насыпная плотность ячменя 700 кг/м³.

4. В солодовню с передвижной грядкой подается для проращивания 8,2 т ячменя. Солод на сите солодовни укладывается слоем 0,8 м и проращивается в течение 8 суток. Каждые сутки происходит переброс солода на 2,5 м по длине сита. Определить общую площадь сит солодовни и основные геометрические размеры. Влажность поступающего зерна 17 %, влажность выходящего солода 45 %, потери сухих веществ при замачивании составляют 2 %.

5. Для проращивания 10 т ячменя используется барабанная солодовня с плоским ситом. Длина заполняемой солодом части барабана составляет 7 м. Рассчитать основные размеры солодовни при оптимальной степени заполнения. Ширина междонной камеры 0,25 м.

6. Барабанная солодовня с ситчатыми трубами работает при оптимальной степени заполнения. Требуется определить основные геометрические параметры солодовни для проращивания 2200 кг ячменя, если известно, что длина заполняемой солодом части барабана составляет 2,5 м, размер междонной камеры 300 мм.

7. Рассчитать мощность электродвигателя, необходимую для вращения барабана солодовни. В солодовне проращивается 8700 кг ячменя, при заполнении барабана на 50 %, длина заполняемой части барабана 3 м. Барабан располагается на 4-х стальных опорных роликах диаметром 600 мм, закрепленных на цапфах диаметром 100 мм, центральный угол расположения роликов 30°. Масса металлических частей барабана 9 т, диаметр бандажа составляет 1,2 диаметра барабана. Коэффициент трения скольжения цапф опорных роликов 0,42, коэффициент трения скольжения солода по поверхности барабана 0,35, коэффициент трения скольжения барабана в местах уплотнения 0,67. В местах подвода воздуха установлены уплотнения, сила действия пружин которых 200 Н. Диаметр подводящего воздуховода 500 мм. КПД привода барабана 0,68, КПД двигателя 0,85.

8. При проращивании ячменя в статической солодовне выгрузка солода осуществляется с помощью шнекового ворошителя диаметром 600 мм и шагом витка 500 мм. Требуется определить производительность разгрузочного конвейера при частоте вращения шнека 1,5 об/с. Шнековый ворошитель включает в себя 4 разгрузочных шнека и 6 шнеков ворошения. Рассчитать также мощность электродвигателя, необходимую для вращения шнеков ворошения при КПД двигателя 0,8.

9. Для подготовки воздуха, подаваемого в солодовню с загрузкой 4,8 т ячменя используется камера кондиционирования с центробежными распылительными форсунками, имеющими диаметр выходного отверстия 4 мм. Определить размеры камеры при скорости прохождения воздуха в камере 2,5 м/с, рассчитать расход воды на охлаждение и увлажнение воздуха, определить количество форсунок для распыления при увлажнении. Воздух подается в камеру при температуре 30 °С и с относительной влажностью 68 %. Кондиционированный воздух имеет температуру 10 °С и относительную влажность 98 %. Вода, используемая в камере, подается под давлением 0,5 МПа, на входе температура воды 7 °С, на выходе из камеры 20 °С. Конструкция форсунок характеризуется показателем k_ф=30.

10. Рассчитать расход товарного ячменя и выход основных продуктов производства солода на 1000 кг сортированного ячменя, поступающего на замачивание. Этапы производства характеризуются следующими показателями: влажность воздушно-сухого ячменя 15 %, после замачивания 47 %, свежепроросшего солода 43 %, сухого солода 4,1 %. Потери при очистке и сортировке 14,5 %, при замачивании 2,3 %, при проращивании 5,8 %, сухих веществ при дыхании 4,8 %, на ростки 6 %.

11. Производительность солодовенного производства по сухому солоду (влажность 3 %) 15750 кг. Требуется подобрать основное оборудование для стадий замачивания, проращивания, сушки и очистки солода. Определить выход продукта на каждой стадии производства. Данные для расчета: влажность сухого ячменя 17 %, после замачивания 45 %, свежепроросшего 42 %, сухого солода 2%; потери при очистке и сортировке 12 %, при замачивании 3,2 %, сухих веществ при дыхании 4,6 %, на ростки 5,5 %. Рассчитать требуемое для производства количество товарного зерна. Потери сухих веществ 5,2 %.

12. Рассчитать расход воздуха на проветривание солода в ящичной пневматической солодовне при загрузке сит ящика в 250 кг/м². В солодовне проращивается 8 т ячменя в течение 6 суток. Расчет провести для ячменя в условиях задачи 4.10. Параметры воздуха при соложении: относительная влажность кондиционированного воздуха 98 %, температура 10 °С; относительная влажность отработанного воздуха 85 %, температура 18 °С; температура воздуха в помещении солодовни 13 °С, температура солода перед загрузкой 12 °С, после выгрузки 18 °С. Коэффициент теплоотдачи с открытой поверхности солода 10,5 кДж/м^2.ч^.К. Потери сухих веществ 4,2 %.

13. Определить в условиях задачи 4.12 расход воздуха на проветривание солода при условии, что потери сухих веществ при дыхании составляют 7,8 %, параметры кондиционированного воздуха: относительная влажность 100 %, температура 14 °С. Сравнить изменение расхода воздуха.

14. Определить производительность вентилятора для подачи воздуха на проветривание барабанной солодовни в условиях задачи 4.11. Параметры работы солодовни соответствуют условиям задачи 4.12. Конструкция солодовни предусматривает установку одного вентилятора на 2 барабана. Давление воздуха 3 атмосферы, потери сухих веществ 5 %.

15. Воздух, подаваемый на проветривание барабанной солодовни, проходит через камеру кондиционирования, в которой установлены форсунки с диаметром отверстий 3 мм. Рассчитать расход артезианской воды на охлаждение воздуха в летнее время и количество форсунок в камере. В солодовне перерабатывается ежесуточно 11 т ячменя в течение 7 суток. Вода в камеру подается под напором в 0,2 МПа. Параметры наружного воздуха: температура 21 °С, относительная влажность 70 %; кондиционированного: температура 14 °С, относительная влажность 100 %; отработанного: температура 19 °С, относительная влажность 98 %. Удельный часовой расход воздуха 1,32 м³/(кг^.ч) на 1 кг перерабатываемого сухого ячменя.

16. Для распыления воды в камере кондиционирования воздуха, подаваемого в солодовню, установлены форсунки диаметром 2 мм. Для отвода из воздуха теплоты в количестве 80500 кДж/ч нагнетается вода под напором 0,24 МПа. Начальная температура охлаждающей воды 12 °С, конечная 15 °С. Рассчитать число форсунок в камере для охлаждения воздуха.

17. В камере кондиционирования воздуха пневматической солодовни удельный часовой расход воздуха составляет 1,12 м³/(кг^.ч) на 1 кг перерабатываемого ячменя. В солодовне ежедневно проращивается 1500 кг ячменя в течение 10 суток. Необходимо рассчитать расход воды на увлажнение воздуха и количество форсунок. Вода подается в камеру под давлением 0,35 МПа, диаметр форсунок 4 мм. Наружный воздух подается при относительной влажности 65 % и температуре – 10 °С. Из камеры выходит кондиционированный воздух влажностью 100 % и температурой 8 °С. При кондиционировании воздуха в камере происходит испарение 5 % воды.

18. Подобрать форсунки для увлажнения воздуха в камере кондиционирования барабанной солодовни, перерабатывающей 6300 кг ячменя в сутки. В камере происходит увлажнение воздуха, подаваемого на проветривание солодовни в количестве 1900000 кг за весь период соложения. Расход воды одной форсункой в камере составляет 106 кг/ч, а коэффициент неравномерности подачи воды соответствует коэффициенту неравномерности подачи воздуха. Барабанная солодовня оборудована групповой установкой вентиляторов: один вентилятор на 4 барабана. В камеру подается воздух с относительной влажностью 60 % и температурой минус 20 °С, кондиционированный воздух при температуре плюс 10 °С и относительной влажности 97 %.