Разработка автоклава для вытопки свиного жира типа К7 ФА2 (стр. 4 из 4)
- температура пара в рубашке котла (согласно источнику /4/, составляет 80 °С); 
- температура окружающего воздуха (по источнику /3/, стр. 322 составляет 20°С)Для нахождения значения
необходимо определить коэффициент теплопередачи по следующей формуле: 
где 
- коэффициент теплоотдачи от пара к стенке автоклава (согласно источнику /3/, стр. 350, составляет 4400 [Вт/(мІ•К)]; 
- коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху (согласно источнику/3/, стр. 350, составляет 700 [Вт/(мІ•К)];
- коэффициент теплопроводности материала стенки (по источнику /3/,стр. 350, составляет 0,8 [Вт/(м•К)];
- толщина стенки (согласно пункту 4.2 принимается равной 0,02 м).Подставив числовые значения в формулу 6, получаем следующие результаты:
Так же необходимо определить поверхность теплопередачи F, мІ:
, (7)где d – диаметр автоклава (по источнику /7/, составляет 1000 мм или 1 м);
h – высота автоклава (по источнику /7/, составляет 1030 мм или 1,03 м);
- стандартное значение (3,14)Подставив числовые значения в формулу 7, получаем следующие результаты:
Далее подставим найденные значения в формулу 5 и получим следующие результаты:
) = 32,4 
кДжОпределим общий расход теплоты Q в автоклаве К7-ФА2 по формуле 2:
Расход водяного пара D, кг, пошедшего на процесс вытопки жира определим с использованием найденных значений по следующей формуле:
где
- общий расход теплоты (241,87 
кДж); 
- разность удельной энтальпии пара и конденсата (источник /4/, стр.587, рис.15-1).Следовательно подставив значения в формулу 8 получим следующий результат:
Расход водяного пара, пошедшего на процесс вытопки жира, составил 90 кг.
4.2 Прочностной расчёт
Толщины стенок варочного сосуда и рубашки определяется условиями обеспечения их надёжной эксплуатации, что в свою очередь, связано с прочностью конструкции и устойчивостью к линейным деформациям. Узел варочный сосуд-рубашка воспринимает нагрузку, представляющую воздействие наружного и внутреннего давления.
За счёт перепада давлений стенки цилиндрической части сосуда и рубашки, а также днища различной формы испытывают напряжение.
Выбор толщины стенок (δ, мм) производится не только из условий прочности, но и с учётом коррозии металлических стенок при длительной эксплуатации, а также учитывается возможность вероятностного утоньшения стенок в результате изготовления элементов конструкции и вычисляется по следующей формуле
δ = δр + с1 + с2 + а, (2)
где δр - расчётная толщина стенки, обеспечивающая надёжную работу конструкции под нагрузкой без разрушения, мм;
с1 – прибавка к расчётной толщине, учитывающая процессы коррозии при работе конструкции, мм;
с2 – прибавка к расчётной толщине, компенсирующая возможное локальное уменьшение толщины стенок при изготовлении аппарата, мм;
а – изменение толщины стенки, связанное с округлением результата вычислений суммы (δр + с1 + с2) до ближайшего стандартного значения толщины листа, из которого изготавливается конструкция.
Прибавка к расчётной толщине, учитывающая процессы коррозии при работе конструкции рассчитывается по следующей формуле
с1 = Аτ, (3)
где А – скорость коррозии металла, мм/год (таблица 12, по источнику /6/.);
τ – срок службы аппарата, лет (принимается 10 лет).
Прибавка к расчётной толщине (с2), компенсирующая возможное локальное уменьшение толщины стенок при изготовлении аппарата принимается равной (5...15)
, мм.Расчётная толщина стенок (δр, мм) цилиндрических устройств из условий прочности определяется исходя из следующего
δр = ∆РmaxD / 2[σ] φ - ∆Рmax, (4)
где ∆Рmax – максимальный перепад давлений, который может испытывать
цилиндрическая стенка варочного сосуда (или рубашка), мПа
(для автоклава 0,2...0,25 мПа; для стенки рубашки принимается
на 0,05 мПа больше);
D – внутренний диаметр цилиндра (для варочного сосуда D=D1, а для рубашки D=D2) мм;
[σ] – допускаемое напряжение материала стенки мПа (таблица 13, по источнику /6/.)
φ – коэффициент прочности сварных швов (таблица 14, по источнику /6/.)
Проведём расчёт толщины стенок варочного сосуда
δр = 0,25∙1000 / 2[135] 1,0 – 0,25=0,9268 мм;
с1 = 0,08∙10= 0,8 мм;
δ = 0,9268 + 0,8 + 0,15 + 0,1232=2 мм.
Следовательно, толщина стенок варочного сосуда составила 2 мм.
Проведём расчёт стенок рубашки
δр = 0,3∙1100 / 2[135] 1,0 – 0,3=1,2236 мм;
с1 = 0,08∙10= 0,8 мм;
δ = 1,2236 + 0,8 + 0,15 =2, 1736 мм.
Как видно из расчётов толщина стенок рубашки так же составит 2 мм
Спецификация:
| Формат | Зона | Поз. | Обозначение | Наименование | Кол. | Прим. | ||||||||||
| Покупные изделия | ||||||||||||||||
| 1 | К7- ФА2.00.006 | Конденсатор | 1 | |||||||||||||
| 2 | К7 -ФА2.00.007 | Манометр | 1 | |||||||||||||
| 3 | К7- ФА2.00.009 | Труба для спуска жира | 1 | |||||||||||||
| 4 | К7 -ФА2.00.010 | Труба для спуска шквары | 1 | |||||||||||||
| 5 | К7- ФА2.00.011 | Труба для отвода | ||||||||||||||
| конденсата | 1 | |||||||||||||||
| 6 | К7- ФА2.00.015 | Вентиль паропровода | 1 | |||||||||||||
| 7 | К7- ФА2.00.016 | Предохранительный | ||||||||||||||
| клапан | 2 | |||||||||||||||
| 8 | К7 -ФА2.00.017 | Груз противовеса | 1 | |||||||||||||
| 9 | К7 -ФА2.00.018 | Вентиль | 1 | |||||||||||||
| 10 | К7 -ФА2.00.019 | Откидные болты | 1 | |||||||||||||
| Вновь разрабатываемые | ||||||||||||||||
| изделия | ||||||||||||||||
| 11 | К7- ФА2.00.001 | Авоклав | 1 | |||||||||||||
| 12 | К7 -ФА2.00.002 | Крышка автоклава | 1 | |||||||||||||
| 13 | К7 -ФА2.00.003 | Выемная корзина | 1 | |||||||||||||
| 14 | К7 -ФА2.00.004 | Паровая рубашка | 1 | |||||||||||||
| 15 | К7 -ФА2.00.005 | Трубопровод | 1 | |||||||||||||
| 16 | К7 -ФА2.00.008 | Корпус котла | 1 | |||||||||||||
| 17 | К7 -ФА2.00.012 | Днище корпуса котла | 1 | |||||||||||||
| 18 | К7 -ФА2.00.013 | Днище паровой рубашки | 1 | |||||||||||||
| 19 | К7 -ФА2.00.014 | Опорные лапы | 4 | |||||||||||||
| К7-ФА2.00.000 | ||||||||||||||||
| Изм | Лист | N докум. | Подп. | Дата | ||||||||||||
| Разраб. | Редькова | Автоклавчертеж общего вида | Лит. | Лист | Листов | |||||||||||
| Пров. | Кирик | 1 | 1 | |||||||||||||
| МГУП ТЖМПЗ-072П | ||||||||||||||||
| Н. Контр. | ||||||||||||||||
| Утве.. | ||||||||||||||||
Список использованных источников
1 Горбатов, В. М. Оборудование и аппараты для переработки продуктов убоя скота. Справочник / В. М. Горбатов [и др.] – М.: Пищевая пром-сть, 1975. – 487 с.
2 Груданов, В. Я Машины и аппараты пищевых производств (дипломное и курсовое проектирование): Учеб. пособие / В. Я. Груданов, И. М. Кирик, Л. Т. Ткачева, М. П. Руденок; Под ред. В. Я. Груданова. – Мн.: Изд. центр БГУ, 2003. – 224 с.
3 Ивашов, В. И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. Часть I. Оборудование для убоя и первичной обработки / В. И. Ивашов. – М.: Колос, 2001. – 552 с.: ил. – (Учебники и учеб. пособия для студентов высших учебных заведений).
4 Касаткин, А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А. Г. Касаткин. – М.: «Химия», 1973. -750 с.
5 Либерман, С. Г. Производство пищевых животных жиров на мясокомбинатах / С. Г. Либерман. – М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1982. – 256 с.
6 Липатов, Н. Н. Тепловое оборудование предприятий общественного питания / Н. Н. Липатов, М. И. Ботов, Ю. Р. Муратов. – М.: Коло, 1994. – 431 с.: ил. (Учебник и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).
7 Оборудование технологическое для мясной и птицеперерабатывающей промышленности. Часть II. Оборудование для переработки продуктов убоя [Отраслевой каталог] – 689 с.
8 Фалеев, Г. А. Оборудование предприятий мясной промышленности / Г. А. Фалеев. – М.: Пищ. пром-сть, 1966. – 484 с.