На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти готовые бесплатные и платные работы или заказать написание уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов по самым низким ценам. Добавив заявку на написание требуемой для вас работы, вы узнаете реальную стоимость ее выполнения.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Быстрая помощь студентам

 

Результат поиска


Наименование:


практическая работа Расчет автоклавного парка

Информация:

Тип работы: практическая работа. Добавлен: 18.11.2012. Сдан: 2012. Страниц: 6. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


 
       Расчет  автоклавного парка 

       Требуется определить число автоклавов, расход пара, расход воды для охлаждения консервов  в автоклаве, диаметр патрубков  для подачи воды и пара, толщину  изоляции автоклава, толщину стенок автоклава, если производительность консервного цеха q=11 банок №3 в минуту.
       Температура продукта до стерилизации 40 С. Консервы в автоклаве охлаждаются до 45 °С. Температура охлаждающей воды 15 С, температура воздуха в автоклавном цехе 25° С.
       Формула стерилизации:
         

       Технологический расчет 

         Определим производительность автоклава,  потребное количество автоклавов  и составим график работы автоклавного  цеха.
       Принимаем емкость автоклавной корзины  n1=92 банки №3, тогда продолжительность загрузки одной корзины
       
       Согласно  действующим технологическим инструкциям герметизированные банки можно выдерживать до стерилизации не более 30 минут, поэтому выбираем четырёхкорзинный автоклав, который будет загружаться минут.
       Емкость автоклава:
       
       
       Продолжительность одного цикла работы автоклава
       
где -  продолжительность загрузки ( =5 минут);
       – продолжительность нагрева ( =15 минут по формуле стерилизации);
- продолжительность  стерилизации( =60 минут по формуле стерилизации);
— продолжительность  охлаждения и снижения давления в  автоклаве до нуля ( =20 минут по формуле стерилизации);
 — продолжительность  выгрузки ( =5 минут).
       
       Часовая производительность автоклава:
       
       
       Потребное количество автоклавов:
       
       
     Сменная производительность 11*60*8= 5280 банок.
     При ёмкости одного автоклава 368 банок число циклов в смену:
     
     Автоклавный цех должен начать работу в 8 часов, а закончить работать в 17 часов 40 минут. (Таблица 2.3.1)
     Таблица 2.3.1
№ автоклава № цикла Начало загрузки Конец загрузки Конец подогрева Конец стерилизации Конец охлаждения, снижения давления Конец выгрузки
1 1 8-00 8-05 9-15 10-15 10-35 10-40
2 2            
3 3            
4 4            
1 5            
2 6            
3 7            
4 8            
1 9            
2 10            
3 11            
4 12            
1 13            
2 14            
 
     Тепловой  расчет. 

       В процессе стерилизации консервов  первый период тепло расходуется  на нагревание до температуры  стерилизации автоклава, корзин, банок, продукта, а также теряется в окружающую среду. Во второй период тепло расходуется только на компенсацию потерь в окружающую среду за время собственно стерилизации.
     Расход  тепла на нагрев автоклава по формуле:
     
     
,
где 420 — масса автоклава, кг
     Расход тепла на нагрев корзин:
     
= 200*0,482*(112—25) =8386,8 кДж,
где 200 — масса четырёх сеток, кг
     Расход  тепла на нагрев банок по формуле
     
=15*0,482*(112—40) =520,6 кДж,
где 15 — масса 368 банок №3, кг
     Расход  тепла на нагрев продукта по формуле
     
=92*3,56(112—40) =23581,4 кДж,
где 92 — масса продукта, кг
     Расход  тепла в окружающую среду по формуле
     
=0,001*6,4*900*12,2(50-25)=1756,8 кДж,
где 12,2 – суммарный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2*град);
      900 - продолжительность цикла нагрева, сек.
       Общий расход тепла за первый период:
       
       Расход  пара за первый период по формуле:
       
где  630 - теплосодержание пара (в ккал/кг), полученное при условии, что абсолютное давление пара до редуктора 5 атм, степень сухости пара х=95, то есть i= +гх=504*0,95+151=630
       
       Часовой расход пара за первый период:
       
       Расход  тепла за второй период (собственно стерилизация) по формуле:
       
        =0,001*6,4*12,2*3600(50—25) =7027,2 кДж,
где 3600 - период стерилизации, сек;
       50 - температура наружной поверхности (с учетом теплоизоляции),
       Расход  пара за второй период по формуле:
       
       Часовой расход пара за второй период
       
       Общий расход пара за один цикл:
       D=D1+D2=22,5+3,2=25,7 кг
       Соответственно  расход пара на 4 цикла (за смену)
       Dсм=4*25,7=102,8 кг
Тепловой  баланс автоклава:
       количество  тепла, поступающего в автоклав с  паром
       Q=Di=25,7*4,19*630
67840,3 кДж, то есть 100%;
       Расход тепла приведен в таблице 2.3.2
       Таблица 2.3.2- Расход тепла
Статьи  расхода     Обозначение        Количество  тепла
       кДж        %
       На нагрев     автоклава
    корзин
    банок
    продукта
       Потери  в окружающую среду
    за  первый период
    за  второй период
       Потери  с конд-том (
 
               
       
         
 

         

         

         

       
 
       
       

       

23581,4 
 

 

7027,2 

11940
 
       21,5        12,4
       0,8
       34,7 
 

       2,6 

       10,4 

       17,6
       Итого                 67840,3        100
 
       Толщину изоляции автоклава определяем по формуле:
       
где и - толщина слоёв стенок, м;
      и - коэффициент теплопроводности материала стенок,
       Для этого сначала определим коэффициент теплопередачи от пара к воздуху из формулы:
       
       
где 50 —  температура стенки автоклава, град;
      12,2 — суммарный коэффициент теплоотдачи от стенки автоклава к воздуху;
       112 — температура в автоклаве,
       Подставляя найденные значения в формулу, определяем толщину изоляции
       
где 6000 — коэффициент теплоотдачи от кипящей воды к стенке, Вт/(м2*град);
      0,005 — толщина стенки автоклава, м;
       50 – коэффициент теплопроводности стали Вт/(м2*град);
      0,1 – толщина теплоизоляции, м
       
       Расход  воды для охлаждения консервов в  автоклаве:
       
где - масса продукта ( =92 кг);
       - удельная теплоемкость продукта [ = 3,56 кДж/(кг *град)];
      - начальная температура продукта или температура стерилизации ;
       – конечная температура продукта =112 ;
       – начальная температура воды =15 ;
      - конечная температура воды, автоклава, сеток и банок ( =
     - масса автоклава, банок, сеток и конденсата ( ;
    - приведённая удельная теплоёмкость автоклава, банок, сеток и конденсата, кДж/(кг*град);
    - удельная теплоёмкость воды ( =4,19 кДж/(кг*град));
       
где - масса автоклава, банок и сеток ( =635 кг);
      - масса конденсата в автоклаве ( =25,7 кг);
      - удельная теплоёмкость стали ( =0,482 кДж/(кг*град))
       
       Тогда
       
       Консервы  охлаждаются в течение 20 минут, поэтому  часовой расход воды:
         

       В соответствии с режимом работы автоклавного цеха (таблица 2.3.1) строим графики расхода пара и воды.
       Как видно из рис. 193, первый автоклав начинает нагреваться в 8 ч 5 мин, заканчивается  прогрев его в 8 ч 20 мин. Часовой  расход пара составляет 260 кг/ч. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Процесс собственно стерилизации продолжается 60 мин, пара расходуется около 3,3 кг/ч. Аналогично строится график расхода пара для второго автоклава и так далее. Когда построен график расхода пара по всем 14 циклам, можно определить средний расход пара за смену, который подсчитывают как среднеарифметическую величину
       
 

       Средний расход воды для охлаждения консервов  также можно определить графически (рис. 194).
       В нашем случае в течение часа расходуется 624 кг воды. Продолжительность охлаждения одного автоклава за цикл 20 минут, при  этом каждый последующий автоклав начинает охлаждаться за 4 минуты до окончания охлаждения предыдущего автоклава.
       Таким образом, в течение каждого часа работы автоклавного парка в течение 16 мин, или 0,26 ч, интенсивность подачи воды составляет 6000 кг/ч и в течение 44 мин, или 0,74 ч - интенсивность подачи снижается до
3000 кг/ч.  Поэтому среднечасовой расход  воды в течениетсмены, а именно  с 9 ч 50 мин до 16 ч 40 мин, выразится  величиной
         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Конструктивный  расчет основных элементов  автоклава. 

         Толщина стенки корпуса автоклава  по формуле:
       
где p – избыточное давление в аппарате, Н/см2;
     - внутренний диаметр цилиндра, мм;
      - коэффициент прочности сварного шва;
     - допустимое напряжение на растяжение, Н/мм2;
     с – запас на коррозию, овальность (с=1,0 мм)
       
       Толщина сферического днища и крышки по формуле:
       
где - внутренний радиус сферы, мм;
      с – прибавка к расчётной  толщине, мм;
      p – внутреннее избыточное давление, Н/мм2
       
       Диаметр зажимного болта автоклава по формуле:
       
где - внутренний диаметр резьбы болта, см;
      - нагрузка на один болт, Н
       
       Диаметр патрубка, по которому пар подается к автоклаву, по формуле:
       
где – расход продукта, пара, конденсата, кг/ч;
     - скорость движения пара, продукта, конденсата, м/с;
    - плотность продукта, пара  , конденсата, кг/м3
       
       Диаметр патрубка, по которому поступает вода, по формуле:
       
где - скорость воды, м/с;
      1000 – плотность воды, кг/см3
         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       1 Расчёт на прочность  основных деталей  стерилизационной  камеры 

      Расчёт  стенок гладкой цилиндрической обечайки
 
Материал обечайки сталь 12Х18Н10Т
Расчётное давление Рр=2,0 кгс/см2
Внутренний диаметр  обечайки D=400 мм
Допускаемое напряжение { }=1680 кгс/см2 

       1.1.1 Обечайка, нагруженная внутренним  избыточным давлением 

       Толщина стенки обечайки:

где     
            ? – минимальный коэффициент прочности продольного сварного шва
       Для стыкового соединения ?=1
       
       Прибавка  к расчётной толщине С определяется по формуле:

где  С1 – прибавка для компенсации коррозии, эрозии;
       С2 - прибавка для компенсации минусового допуска на толщину листа;
       С3 – технологическая прибавка
       Учитывая, что стерилизатор работает с химическими  растворами, С1=1 мм, С2=0,5 мм,


       Принимаем толщину обечайки 3 мм
       1.1.2 Допускаемое внутреннее избыточное  давление

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       2 Расчёт днища стерилизационной  камеры 

       2.1 Расчёт торософического днища,  нагруженного внешним избыточным  давлением 

Материал  днища – сталь 12Х18Н10Т
Диаметр наружный D1=406 мм
Расчётное давление P=2,0 кгс/см2 

       2.1.1 Толщина стенки в краевой зоне:

где 
 – расчётная толщина днища, Мм
       – толщина днища, мм;
       - коэффициент сплошного днища;
      – допускаемое напряжение для стали 12Х18Н10Т, 1680 кгс/см2
=2,42;
       С=С123 – прибавка к расчётной толщине, принимаемая 1,5 мм из технологических соображений


       Принимая  во внимание, что толщина обечайки для камеры  3мм, выбираем толщину  3 мм.
       2.1.2 Допускаемое избыточное давление:
       Исходя  из условий прочности краевой  зоны

где – допускаемое избыточное давление, кгс/см2;
- коэффициент,  равный 2;
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      3 Расчёт траверсы 

      Расчётное предельное давление:

где  - давление среды, кгс;
       - усилие прижима прокладки, кгс

где - диаметр прокладки, см;
      P – рабочее давление, кгс/см2


где – эффективная ширина прокладки, см;
       k=1 – коэффициент формы и материала прокладки;

где - ширина прокладки, см
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      4 Расчёт винта 

Материал  винта – сталь 40Х
Предел  текучести стали  =8000 кгс/см2
Параметры винта:
      - наружный  диаметр витков d=3,8 см;
      - средний  диаметр витков d2=3,5 см;
      - внутренний  диаметр витков d1=3,3 см;
      - высота  витков h=0,5 см;
      - шаг  витка s=0,6 см;
      - число  заходов z=1;
      - предельное давление Pp=2903 кгс;
      - допускаемое напряжение на смятие =75 кгс/см2
       Винт  работает на сжатие.
       Принимаем конструктивно для винта трапецеидальную  резьбу диаметром 3,8 см.
       4.1 Расчёт резьбы винта по напряжениям смятия на винтовой поверхности
       Условия прочности резьбы по напряжениям  смятия:

где z=H/S – число рабочих витков резьбы в винте рабочей высотой Н;

      P – расчётное болтовое усилие, кгс;
      h – высота витка резьбы, см;
      d2 – средний диаметр резьбы, см


       Условие выполняется.
    4.2 Расчёт резьбы винта по напряжениям среза
       Условия прочности резьбы по напряжениям:

где  k – 0,65 для трапецеидальной резьбы

       Для стальных винтов =0,2

       Условие прочности выполняется, таким образом выбираем данный винт.
           
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       5 Расчёт оси затвора крышки 

       5.1 Расчёт оси затвора на растяжение  и сжатие
       Напряжение  при растяжении:

где  - рабочее давление, кгс;
       F – площадь в опасном сечении, см2


       Допускаемое напряжение при растяжении и сжатии:

где  =1,5  коэффициент запаса прочности по текучести
        - значение  предела текучести для стали  12Х18Н10Т при рабочей температуре


       Исходную  ось можно использовать в данной конструкции. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       6 Расчёт пропускной способности предохранительного клапана 

       6.1 Пропускная способность клапана  для водяного пара:
       
где – максимальное избыточное давление перед предохранительным клапаном, кгс/см2;
 – коэффициент, учитывающий физико-химические свойства водяного пара при рабочих параметрах перед предохранительным клапаном (для насыщенного пара =0,505)
- коэффициент,  учитывающий соотношение давлений  перед и за предохранительным клапаном. Так как давление за предохранительным клапаном равно 0, принимаем
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.