1.2. Розрахунок основних параметрів машин для механічного перемішування рідкої продукції

1.2.1. Загальна методика розрахунку

Витрата енергії під час механічного перемішування визначається за рівнянням:

(9)

де Eu – безрозмірний комплекс, що називається критерієм Ейлера; c,k – коефіцієнти, що визначаються експериментально: c визначається відрізком, який відтинається прямою на осі ординат; k– тангенсом кута її нахилу до осі абсцис.

Re – критерій Рейнольдса.

Критерії Ейлера та Рейнольдса для перемішування становлять: (10)

(11)

де N – потужність на валу мішалки, Вт; d – діаметр мішалки, м; ρ – густина рідини, кг/м³; μ – динамічний коефіцієнт в’язкості , кг/м*с.

Використовуючи формули (6.9), (6.10), (6.11), можна обчислити потужність на валу мішалки.

Опір, що створює рідина при обертанні в ній робочих органів машини, без врахування сил тертя можна визначити за формулою:

(12)

де – коефіцієнт обтічності робочого органу; – площа проекції робочого органу на площину, що перпендикулярна до вектору швидкості лопаті υ, м²; U– швидкість руху рідини.

Коли швидкості руху рідини та виконавчих органів співпадають за напрямом, то у формулі (12 ) приймають знак мінус, при зустрічному напрямі – знак плюс, при перехресному – векторну суму.

0

0

Коефіцієнт для мішалок, що обробляють м’ясожирову сировину, при перемішуванні прямими лопатями чистого жиру, що знаходиться у розтопленому стані, приймають к =300...400; при перемішуванні жиру, що має мазеподібний стан, к =700...800; при перемішуванні жиру з шкварок ( у перетопочних котлах ) к =950, для свинячої, к =850...900 для ялової та к =600 для баранячої сировини; при переробці технічної сировини на останній стадії процессу

0

переробки к =1300...1500.

Частота обертання мішалок визначається за формулою:

(13)

де – густина відповідно твердих частинок, рідини та їх суміші, φ– об’ємна доля твердої фази; d – діаметр твердих частинок, м; D – внутрішній діаметр мішалки, м;

Значення коефіцієнта с та показників степені x, y приведені у таблиці 1.

Таблиця 1 Значення коефіцієнта с та показників степені x

№ п/п	Тип мішалки	с	x	y
1.	Лопатева	46,4	0	1
2.	Гвинтова	20,6	1	2
3.	Турбінна	14,7	1	2

1.2.2. Особливості розрахунку лопатевих мішалок для перемішуваня рідкої продукції

Потужність двигуна приводу мішалки можна визначити як:

(14)

–коефіцієнт, що враховує затрати енергії на створення пускового

моменту: =1,3;– геометричний коефіцієнт:– коефіцієнт шорсткості стінок :=1,1...1,2;– поправочний коефіцієнт на змійовик: =2...3;– поправочний коефіцієнт при наявності гільзи для термометра:=1,1; η– к.к.д. приводу; – потужність, що необхідна для обертання лопатів у робочий період:

(15)

де – коефіцієнт поту жнос ті для нормалізованих мішалок, щовикористовуються для перемішування рідини помірної в’язкості. Даний коефіцієнт визначається в залежності від типу мішалки та критерія Рейнольдса; d – діаметр лопаті, м;

Потужність, що витрачається на переміщення робочої лопаті в процесі перемішування, можна також визначити за формулою:

(16)

де S –площа лопаті, м²; η – к.к.д. приводу мішалки: η=0,75...0,8; – коефіцієнт опору руху лопаті у середовищі.

(17)

де ρ – густина середовища;

ψ – коефіцієнт, що залежить від форми лопаті та співвідношення її висоти та довжини. Для рідкого середовища можна приймати ψ=1,2...1,5;

Коли горизонтальна лопать мішалки рухається обертово, то опір середовища визначають за формулою:

(18)

де ,м/с – максимальна швидкість на кінці лопаті; n – число обертів за хвилину; – відстань від осі обертання до кінця лопаті;

Для лопаті, що вертикально обертається, опір середовища визначається як:

(19)

де – відповідно зовнішній та внутрішній радіуси обертання лопаті.

Опори, що виникають внаслідок дії сил тертя, складають у рідкому середовищі приблизно 0,5% лобового опору при обертанні лопатів мішалки. Тому при розрахунках ними можна зневажити.