Технологическое оборудование предприятий виноделия

Курсовой проект по дисциплине «Технологическое оборудование предприятий виноделия»

2.1.Исходные данные для расчёта

2.2.Расчёт технологических и конструктивных параметров реконструируемого осветлителя

2.2.1 «Определение расчётной площади осветлителя

Определение расчетной площади данного осветлителя можно произвести исходя из формулы (2.1) приведенной в работе[1], а именно:

, (2.1)

где: - расчётная площадь осаждения частиц;

- исходная производительность установки;

-скорость свободного осаждения частиц шарообразной формы.

В свою очередь скорость свободного осаждения частиц может быть найдена по формуле (2,2):

(2.2)

где: -фактическая скорость осаждения частиц не шарообразной формы;

µ - динамическая вязкость раствора:

ρ1 - плотность частиц;

ρ2 - плотность воды;

d - размер частиц;

Подставим формулу (2.2) в (2.1) получим формулу (2.3), по которой и произведём расчет площади осветителя:

Подставив в формулу (2.3) числовые значения, получим:

= 18·21·15,1·104 /3600·(1205-1120)·(0,000262)·9,81=2,813 м2

Следовательно, расчётная площадь базового осветлителя равна примерно 2,8 м2

2.2.2. Расчёт площади осаждения частиц разной формы

Расчёт площади осветления частиц разной формы можно произвести пользуясь уравнениями (3.4), а именно:

, (2.4)

где:

— площадь частиц различной формы;

— расчётная площадь;

- поправочный коэффициент для частиц неправильной формы.

Расчёт площади округлых частиц производится при помощи формулы (2.4):

SОК= 2,813 /0, 77 = 3,653 м2 , где φ0=0,77

Фактическая площадь округлых частиц с учетом их концентрации определяется по формуле (2,5):

(2,5)

где: Со - концентрация округлых частиц;

С - общая концентрация.

= 3,653 ·0/8,2= 0 м2

Расчёт площади угловатых частиц производится при помощи формулы (2.6):

(2.6)

Фактическая площадь угловатых частиц с учётом их концентрации определяется по формуле (2.7):

Sy= 3,653 /0,66= 4,262 м2 где φу=0,66

,

(2.7)

где: Су - концентрация угловатых частиц;

=4,262 ·0/8,2 = 0,000 м2

Расчёт площади пластинчатых частиц производится при помощи формулы (2.8):

(2.8)

где φПЛ = 0,43

=3,653 /0,43= 6,5413 м2

Фактическая площадь пластинчатых частиц с учётом их концентрации определяется по формуле (2.9):

где: Спл - концентрация пластинчатых частиц;

=6,5413 ·8/8,2 = 6,382 м2

Расчёт площади продолговатых тощ производится при помощи формулы (2.10):

(2.10)

Snp=3,653 /0,58= 4,8495 м2 где φПР = 0,58

Фактическая площадь продолговатых частиц с учётом их концентрации определяется по формуле (2.11):

(2.11)

где: Спр - концентрация продолговатых частиц;

= 4,8495*0,2 /8,2 = 0,118 м2

Концентрация частиц шарообразной формы определяется по формуле (2.12), а именно:

(2.12)

где: Сшар - концентрация шарообразных частиц;

Сшар = 8,2 - (0 + 0 + 8 + 0,2) = 0,00

Фактическая площадь частиц шарообразной формы с учетом их концентрации определяется по формуле (2.13):

(2.13)

= 3,653 ·0,0/8,2 = 0,000 м2

Подставив числовые значения в формулу (2.13) получили, что площадь осаждения частиц шарообразной формы будет составлять примерно 0,16 м2.

0пределенне общей площади осветления

Общая площадь осветления с учетом всех частиц определится по формуле (2.14), приведенной в работе [3]

То есть:

=0 + 0 + 0+6,382 + 0,118 = 6,500 м2

2.2 .4. Определенне диаметра установки

В свою очередь диаметр установки определим по известной площади осаждения частиц, то есть по формуле (2.15), приведенной в работе [3], а именно:

(2.15)

, (2.16)

где: - общая площадь;

d—диметр установки.

Подставив числовые значення в формулу (2.15) получим, что диаметр установки будет равен:

м

Следовательно можно принять, что диаметр осветления равен примерно 3 м.

2.2.5.Расчёт высоты конуса верхней и нижней камеры осветлителя

Расчёт высоты конуса верхней я нижней камеры осветлителя можно произвести с помощью формулы (2.17), приведенной в работе[3], а именно:

(2.17)

где: h - высота конического дна;

d - диаметр установки

h1 = 2,877/2· = 0,831= 0,83 м

2.2.6.Расчёт высоты установки

Расчет высоты установки можно выполнять с помощью формулой (2.18), приведенной в работе [3], а именно:

(2.18)

где: Н - высота установки;

- площадь продольного сечения установки;

П - производительность установки;

Τ - время осаждения частиц (1,7 ч).

Подставив числовые значения в формулу (2.18) получим:

Н = 1,7·21/6,500 = 5,493 м

Следовательно можно принять высоту установки в 5,5 м.

2.2.7.Расчёт производительности усовершенствованной установки

При проектировании новой установки задаём увеличение производительности в 1.8 раза больше производительности исходной установки, что выражается формулой (2.19), приведенной в работе [3].

(2.19)

где: Пз - задаваемая производительность;

Пис - исходная производительность.

Тогда после подстановки значений в формулу получим:

Пз = 1,8 ·21/3600 = 0,0105 м3/с

2.2.8.Расчёт задаваемой площади

Расчёт площади поглощения усовершенствованного осветлителя произведём по формуле (2.20):

г (2.20)

То есть новая расчётная площадь будет равна:

= 1,8·6,500 = 11,70004 ≈ 11,7 м2

2.2.9.Расчёт активной площади вводимых поглотителей

Активная площадь поглотителей определяется как разность задаваемой и общей площади. Это выражается формулой (2.21):

(2.21)

где: - площадь поглотителей;

- () увеличенная площадь;

- () исходная площадь поглощения

Тогда эта площадь будет равна:

SП = 11,7 - 6,500 = 5,20 м2

2.2.10. Раечёт активной площади каждого поглотителя

Площадь каждого поглотителя может быть определена из отношения всей площади поглотителей к их количеству, что выражается уравнением (2.22):

(2.22)

где: Sn1 - площадь одного поглотителя;

Sn — общая площадь поглотителей;

n - число поглотителей (определяется конструктором).

Тогда площадь одного поглотителя рана:

=5,20 /3 ≈ 1,73 м2

2.2.11.Расчёт высоты переточной трубы

По технологическим требованиям высота переточной трубы в 2/3 раза меньше высоты установки и определится с помощью формулы (2.23), приведенной в работе [3].

(2.23)

где: Нпт - высота переточной трубы;

Н - высота установки.

То есть:

Нпт =2·5,493 /3 = 3,66 м

2.2.12.Расчёт площади переточной трубы

Площадь переточной трубы определяется согласно формуле (2.24), приведенной в работе [3].

(2.24)

где: Ппт - производительность переточной трубы

(1/3 производительности установки);

Нсж - высота столба жидкости (по условию проектирования высота столба жидкости должна составлять 0,5 м над переточной грубой).

То есть

м2

2.2.13.Определение диаметра переточной трубы

Диаметр переточной трубы определим исхода т значения его площади определим из формулы (2.25), приведенной в работе [3].

где: d - диаметр переточкой трубы;

— площадь переточной трубы.

То есть:

м2

2.2.14.Расчёт высоты нижней части переточной трубы

Высота нижней части переточной трубы должна быть в 6 раз меньше высоты столба жидкости,, то есть определится с помощью формулы (2.26), приведенной в работе [3].

(2.26)

где: Нн - высота нижней части переточной трубы;

Нпт - высота плеточной трубы.

То есть:

Нн= 3,66/6= 0,61 м

2.2.15.Расчёт площади верхней отводной трубы

Площадь верхней отводной трубы может быть рассчитана по формуле (2.27), приведенной в работе [3].

(2,27)

где: Пз – задаваемая производительность;

Подставив значения в формулу (2.27) получим:

м2

2.2.16.Расчет диаметра верхней отводной трубы

С учётам запаса производительности верхней отводной трубы, равного 4,5, диаметр её находится с помощью формулы (2.28), приведенной в работе [3].

(2.28)

1

где: d - диаметр верхней отводной трубы.

То есть:

м

2.2.17.Определенпе диаметра нижней отводной трубы

Диаметр нижней отводной грубы 80 % диаметра переточной трубы, эта зависимость выражается уравнением (2.29), приведенного в работе [3].

(2.29)

где: - диаметр нижней отводной трубы;

- диаметр переточной трубы.

То есть:

= 0,8· 0,0377= 0,0301 м

2.3. Выбор конструкции и материалов для проектируемого осветлителя и его рабочего органа

Исходя из того, что среда агрессивная, поэтому выбираем сталь для проектируемого поглотителя и его рабочего органа: марки Х18Н9Т.

2.4. Расчётные технологические и конструктивные параметры, необходимые для проектирования осветлителя ВУД-О.

Так как по условию задачи поглотитель задан елочно-стержневой, принимаем

Следовательно площадь поглощения

2.4.1.Основные технологические и конструкционные параметры установки сведем в таблицу

Таблица 2.2

2.4.2. Основные параметры поглотителя.

Таблица 2.3

Параметры переточной, верхней и нижней отводных труб сведём в таблицу 2.4.

Таблица 2.4