1. Цель работы: изучить методику расчета гидросистемы и закрепить навыки выбора оптимальных параметров работы моечной машины.

2. Задание.

2.1.Выбрать рациональную схему водоснабжения машины.

2.2.Определить количество и характер местных сопротивлений.

2.3.Рассчитать параметры гидросистемы и расход воды.

2.4.Рассчитать мощность привода насоса.

2.5.Подобрать насос и электродвигатель.

3. Описание схемы.

На рыбообрабатывающих судах и береговых предприятиях в качестве моющей жидкости используют пресную или морскую воду, а в отдельных случаях - щелочные или другие растворы, ускоряющие мойку и повышаю­щие ее качество.

Расход моющей жидкости определяют четыре основных фактора: тре­бования к качеству мойки, затраты энергии, уровень водоснабжения пред­приятия и расход моющих средств.

В моечных машинах применяют три схемы водоснабжения:

- первая - открытая (незамкнутая), когда моющая жидкость использу­ется однократно;

- вторая - циркуляционная (замкнутая), с неоднократным использо­ванием моющей жидкости;

- третья - комбинированная (сочетание двух первых схем).

Циркуляционная схема водоснабжения находит применение главным

Образом в машинах для мойки тары, например, жестяных консервных банок (рис. 2). Банки, поступающие в машину 1, моются щетками, на которые че­рез душевую систему 2 подается подогретый до температуры 60-70 °С моющий раствор. На душевую систему раствор нагнетается насосом 4 по трубопроводу 3. Забор моющей жидкости насос производит через фильтр 5 из бака 6, в котором раствор подкрепляется и подогревается нагревательным элементом 7. Отработанная жидкость по сливному патрубку 8 возвращается в бак. Взвеси грязевой фракции и жира через патрубок 9 удаляются из бака.

4. Порядок выполнения работы.

4.1.Начертить схему водоснабжения машины.

4.2. Зная число отверстий в одной трубке душевого коллектора, диа­метр отверстия и напор (табл. 2.1), рассчитать расход для одного, двух и трех трубок коллектора. Построить график в осях Q - п.

14

Рис. 2.1. Схема водоснабжения моечной машины

Таблица 2.1 Параметры Варианты 1 2 3 4 Число отверстий в одной трубке 30 50 70 90 Диаметр отверстия, м 4 • 10-3 3 • 10-3 2 • 10-3 1 • 10-3 Остаточный напор, кПа 98 147 196 245

4.3. Определить диаметр трубок душевого коллектора и нагнетатель­ной трубы, подводящей моющую жидкость.

4.4. Определить количество, характер и величину местных сопротивле­ний, результаты свести в табл. 2.2.

Таблица 2.2 Характер местного сопротивления Величина местного сопротивления Количество местных сопротивлений Сумма местных сопротивлений

4.5. Определить полный напор, развиваемый насосом, используя при этом табличные данные (табл. 2.3).

Таблица 2.3 Параметры Варианты 1 2 3 4 Остаточный напор, кПа 98 147 196 245 Напор по высоте конструкции, кПа 4,9 9,8 14,7 19,6 Полная длина трубопровода, м 10 15 20 25

4.6. Рассчитать мощность электродвигателя для привода насоса, пере­качивающего жидкость к одной, двум и трем трубкам душевого коллектора. Построить график N - 0.

5. Содержание отчета.

5.1. Цель работы.

5.2. Задание.

5.3. Схема водоснабжения, описание ее работы, определение местных сопротивлений.

5.4. Последовательность и результаты расчета (таблицы, графики).

5.5. Выводы.

6. Теоретическая часть.

При мойке сырья и тары расходуется значительное количество воды, электроэнергии. С целью рационального расходования энергоресурсов при проектировании моечной машины или при монтаже ее в линию необходимо произвести расчет гидросистемы с целью выбора и установления оптималь­ных параметров мойки. Расход моющей жидкости на мойку рассчитывают по общеизвестной формуле:

О = 2ГМ^2во,

Где О - расход моющей жидкости, м/с;

Z - число отверстий в трубке коллектора; f - площадь живого сечения отверстия, м2;

2

G - ускорение силы тяжести, м/с ^ = 9,8);

Н0 - остаточный напор, Па;

^ - коэффициент расхода (^ = 0,7);

3 7

Р - коэффициент пропорциональности, м/Л ф = 1 021 • 10-).

Для сборки гидросистемы необходимо подобрать трубопровод, т. е. опре­делить диаметр трубок коллектора и нагнетательной трубы. При этом предста­вим, что площадь сечения трубки равна сумме площадей отверстий, т. е.

^ = Zf.

Тогда

П/ = Z П2 4 ~ 4 ’

Или

Д1 = .

Учитывая, что количество трубок в коллекторе составляет три, для оп­ределения диаметра нагнетательной трубы запишем:

Д2 = Д^з,

Где f - площадь живого сечения отверстия, м2;

^ - площадь сечения в трубке коллектора;

2 - число отверстий в трубке коллектора; й - диаметр отверстий в трубке, м;

Д1 - внутренний диаметр трубки, м;

Д2 - внутренний диаметр нагнетательной трубы, м.

Для расчета мощности электродвигателя привода вначале необходимо определить полный напор, развиваемый насосом. Полный напор определяют по формуле:

Н = Нвс + Нк + Но + X ь,

Где Н - полный напор, Па:

Нвс - напор на всасывающей магистрали, Па (НВс = 0);

Нк - напор по высоте конструкции, Па;

Н0 - остаточный напор, Па;

У^Н - сумма потерь напора на сопротивление во всасывающем и на­гнетательном трубопроводах, Па.

Потери напора в металлических трубах определяют по формуле:

£ Н = Нь + £ Н т,

Где НЬ - потери напора по длине трубопровода, Па;

"УН т - сумма потерь напора от местных сопротивлений, Па.

Потери напора по длине трубопровода составят:

НЬ - 9 800 ЬУ,

Где Ь - длина трубопровода, м;

У - гидравлическое сопротивление (У = 0,15).

Потери напора от местных сопротивлений определяют по формуле Вейсбака:

V2

Нт = 9 800^—,

2^

Где £ - коэффициент местного сопротивления;

V - скорость потока жидкости, мс.

V = /'V2вН0 .

Мощность электродвигателя для привода насоса может быть определе­на по формуле:

N = 10-3 ,

1

Где N - мощность электродвигателя, кВт;

П - полный КПД насоса (п = 0,6 - 0,8); у - удельный вес моющей жидкости, н/м3.

Удельный вес моющей жидкости находится по формуле:

7 = Pg,

Где р - плотность жидкости, кг/м3.

Ориентировочные значения коэффициентов местного сопротивления Характер местного сопротивления § Резкое сужение трубы (Д1 < Д2) 0,5 (1 - f / fi) Резкий поворот трубы на 90° (угольник) 2,0 Плавный поворот трубы на 90° 0,15 Вентиль нормальный 4,9 Тройник приточный 2,3 Всасывающий клапан с фильтром 5,0

Зная расход, напор и мощность, по таблицам подбирают насос и элек­тродвигатель для его привода.

7. Вопросы для самоконтроля.

7.1. Какие бывают системы водоснабжения моечных машин?

7.2. Какие системы водоснабжения и в каких случаях экономичнее?

7.3. Как влияют потери напора от местных сопротивлений на расход?

7.4. Какие вы знаете основные характеристики насоса?

7.5. Как влияет расход на мощность привода?

7.6. Как изменяется коэффициент местного сопротивления при d ^ да и d ^ 0?

7.7. Какие затраты энергии учитывает полный КПД насоса?

7.8. Как влияет температура моющей жидкости на мощность приво­да насоса?

7.9. Существует ли какая-либо взаимосвязь между внутренним диамет­ром трубопровода и мощностью привода насоса?

7.10. Влияет ли материал трубопровода на величину местных сопротивлений?

8. Литература.

8.1. Терентьев A. B. Основы комплексной механизации обработки рыбы.

- М.: Пищевая промышленность, 1969. - 431с.

8.2. ЧугаевP. P. Гидравлика. - Л.: Энергия, 1971. - 551с.

8.3. Чупахин В. М. Технологическое оборудование рыбообрабатываю­щих предприятий. - М.: Пищевая промышленность, 1976. - 471с.