Расчетная часть

Ц е л ь р а б о т ы: изучение теоретических основ процесса измельчения сырья с помощью волчков; знакомство с конструкцией и принципом действия волчка, выполнение расчета волчка.

З а д а н и е: выполнить расчет волчка, если заданы: n – частота вращения ножевого вала, мин^-1; D - диаметр решетки, м; z – количество режущих плоскостей механизма, шт; v – скорость истечения продукта через отверстия решетки, м/с; d^/ - внутренний диаметр лезвия ножа, м; L– длина шнека волчка, м.

Методика расчета

Производительность волчка G, кг/с,

(5.43)

где  - коэффициент использования площади решетки,  = 0,6; F - режущая способность измельчающего механизма, м²/ч; F_p- удельная поверхность продукта после измельчения, м²/кг.

Режущая способность измельчающего механизма F, м²/ч

F = 15nD²₁k₁ + ₂k₂ + … + _zk_z) (5.44)

где n - частота вращения ножевого вала, мин^-1; D - диаметр решетки, м; ₁, ₂,…_z - коэффициенты использования соответствующих площадей решеток, принять ₁, ₂,…_z==0,6; k₁= k₂ = … k_z - количество зубьев ножей режущих плоскостей механизма волчка, шт, чаще всего используется k₁= k₂ = … k_z = 4 шт; z – количество режущих плоскостей механизма, шт.

Удельная поверхность продукта после измельчения F_p, м²/кг

F_p= (5.45)

где v - скорость истечения продукта через решетки волчка, м/с; J - продолжительность поворота ножевого вала на угол, равный углу между зубьями ножа, с;  - плотность мяса, кг/м³,  = 1100 кг/м³; d - диаметр отверстий в выходной решетке, м, d = 0,003 м.

Продолжительность поворота ножевого вала на угол, равный углу между зубьями ножа J, с

(5.46)

Мощность привода волчка N, кВт

N = N₁ + N₂ + N₃ + N₄, (5.47)

где N₁ - мощность затрачиваемая на разрезание мышечных волокон мяса, кВт; N₂ - мощность, необходимая для преодоления трения в режущем механизме, кВт; N₃- мощность, необходимая для работы шнека волчка, кВт; N₄ - мощность, необходимая для работы подающих механизмов, кВт.

Мощность затрачиваемая на разрезание мышечных волокон мяса N₁, кВт

, (5.48)

где  - удельный расход энергии на измельчение, Дж/кг,  =210⁴ Дж/кг; G - секундная производительность волчка, кг/с.

Мощность, необходимая для преодоления трения в режущем механизме N₂, кВт

, (5.49)

где  – коэффициент трения скольжения ножа по решетке во время работы, =0,15; р - усредненное удельное давление в поверхности стыка, Н/см², р= 310⁴ Н/м²; b– ширина площади контакта лезвия ножа и решетки, м, b = 310^-2 м;  - угловая скорость вращения ножей, рад/с; d^/ - внутренний диаметр лезвия ножа, м.

Мощность, необходимая для работы шнека волчка N₃, кВт;

, (5.50)

где P₀ - давление, необходимое для преодоления сопротивлений, Па; L₀ - коэффициент, учитывающий потери энергии на трение продукта о стенки при движении его в цилиндре машины, L₀ = 2.

Давление, необходимое для преодоления сопротивлений P₀, Па

, (5.51)

где J^/ - напряжение сдвига продукта, Н/м, (для мяса J^/ = 410⁴ Н/м); R -коэффициент, учитывающий соотношение размеров кусочков и диаметр отверстий, R=1; d_пр-приведенный диаметр, м.

Приведенный диаметр d_пр, м

, (5.52)

где d₁ - диаметр отверстий первой решетки, см, d₁ = 310^-3 м; d₂ - диаметр отверстий второй решетки, м, d₂ = 2510^-3 м.

Мощность, необходимая для работы подающих механизмов N₄, кВт

(3.53)

где К₀ - коэффициент сопротивления при перемещении продукции шнеками, К₀= 8; L - длина шнека волчка, м.