Практическая работа специальности 15.02.01.

Практическая работа 16

По ОП.7 Технологическое оборудование

Определение количества автоклавов. Расчет статей расхода тепла. Осуществление подбора технологического оборудования в линию по заданной производительности

Цель: рассчитать количество автоклавов, осуществить подбор технологического оборудования в линию по заданной производительности.

Общие сведения

В автоклавах стерилизуют продукцию, упакованную в банки и помещаемую в сетки.

Разрабатывая автоклав, проводят технологический, тепловой и конструктивный расчеты.

Технологический расчет

Технологический расчет включает определение производительности автоклава, количество автоклавов в линии и интервал времени загрузи, очередных автоклавов.

Вместимость одной сетки автоклава:

где: d_c , d_б - диаметр сетки автоклава и банки, м; 

h_c ,h_б - высота сетки и высота банки, м.

Время загрузки одной сетки (в с):

t_c = n_бс/Q_Л ,

где Q_Л - производительность линии, банок в секунду.

Количество сеток, загружаемых в один автоклав:

n_c = t_в/t_c ,

где t_в - продолжительность выдержки банок до их стерилизации, с.

Количество банок, загружаемых в один автоклав:

N_б = n_бсn_c ,

Продолжительность цикла работы автоклава (в с):

t_ц = t₁ + t₂ + t₃ + t₄ + t₅ ,

где: t₁ - продолжительность загрузки, с; 

t₂ - продолжительность повышения температуры, с; 

t₃ - продолжительность стерилизации, с; 

t₄ - продолжительность снижения давления, с; 

t₅ -продолжительность разгрузки автоклава, с.

Производительность автоклава (банок/с):

Q_a = n_б.

Количество необходимых автоклавов в линии:

n_a = Q_л/Q_a.

Интервал времени загрузки очередных автоклавов:

Δt = n_б/Q_a.

Тепловой расчет

Тепловой расчет включает определение расхода теплоты и пара для работы автоклава.

Расход пара (в кг/с) для работы автоклава рассчитывают по формуле:

Q_m = Q_общ/((h_П – h_К)t) ,

где: Q_общ - общий расход теплоты в автоклавах, Дж; 

h_п- энтальпия пара, Дж/кг; 

h_K -энтальпия конденсата, Дж/кг; 

t - продолжительность нагрева, с.

Общий расход теплоты в автоклаве складывается из расхода теплоты на нагрев автоклава, Q_1 ­- сеток, Q₂ - банок, Q₃ - продукта, Q₅ - воды в автоклаве, потери в окружающую среду – Q₆:

Q_общ = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ + Q₆.

Конструктивный расчет

Конструктивным расчетом определяют толщину стенки корпуса автоклава и диаметры патрубков для подвода пара и воды.

Диаметр патрубка d_п (в м) для подвода пара:

где: n - скорость движения пара, м/с; 

ρ - плотность пара, кг/м³.

Диаметр патрубка (в м) для подвода воды

где: n_в - скорость движения воды, м/с; 

ρ_в - плотность воды, кг/м³.

Толщина стенок корпуса (в м) автоклава:

где: Р - давление в аппарате, Па; 

d_а.в - внутренний диаметр автоклава, м;

[σ_Р]- нормальное допустимое напряжение, МПа; 

φ - коэффициент прочности сварного шва; 

С - прибавка на коррозию, м.

Нагрузка на один болт автоклава (в Н):

F = πd_.вР/4n,

где п - число болтов.

Внутренний диаметр резьбы болта (в м):

Расчет производительности автоклава и количества автоклавов

Производительность автоклава рассчитывают по формуле:

Q = Vизд* Kоб* P дней* 0.9*0.99, (18)

где Vизд - объем изделий, помещаемых в автоклав в м3;

Pдней - количество рабочих дней в году;

0.9 - коэффициент использованного оборудования;

0.99 - коэффициент, учитывающий потери;

Kоб - коэффициент оборачиваемости автоклава.

Q = 33Ч *1,5Ч* 1,95Ч *305Ч *0.9Ч*0.99 = 26231 шт* м3/год

Коэффициент оборачиваемости автоклава рассчитывают по формуле:

Kоб= 24 / цикл. (19)

Kоб= 24 / 12,34 = 1,95

Объем изделий на вагонетках в автоклаве:

Vизд = nвагонетокЧVизд на 1 ваг (20)

Vизд = 33Ч1,5 = 49,5 шт* м3

При производстве кирпича и прессованных блоков вместимость автоклавов составляет:

- для автоклава длиной 40м - 33шт. автоклавных вагонеток.

Потребное количество автоклавов при мощности М:

N= М/ Q (21)

N= 434031/ 26231 ? 16 шт/ м3

Коэффициент заполнения автоклава:

Kзап. ат= 49,5 :125,6 = 0,394

Таблица 1 - Перечень основного технологического оборудования