Устройство, оборудование и расчет вместимости зерноскладов и зернохранилищ

Размещено на http://allbest.ru

Оглавление

Задание 1. Устройство, оборудование и расчет вместимости зерноскладов и зернохранилищ

1. Описать устройство, оборудование зерносклада (зернохранилища) с горизонтальным полом

2. Расчет вместимости зерносклада

Задание 2. Устройство, оборудование и расчет элеваторов для хранения зерна и зернопродуктов

1. Описать устройство и оборудование элеваторов для хранения зерна и зернопродуктов

2. Расчет эффективности использования элеватора

Задание 3. Установки для активного вентилирования, газации, контроля и регулирования температуры зерна

1. Описать устройство установок для активного вентилирования, газации, контроля и регулирования температуры зерна

2. Определить необходимость вентилирования зерна для данного варианта, используя номограмму

3. Расчет подачи воздуха и продолжительность вентилирования

Задание 4. Устройство и оборудование картофеле- и овощехранилищ

1. Описать устройство и оборудование картофеле- и овощехранилищ

2. Привести схему типового хранилища для заданного продукта (капуста)

3. Выполнить расчет интенсивности вентиляции в соответствии

с вариантом

Задание 5. Резервуары для хранения молока

1. Описать устройство, принцип работы и конструктивные особенности оборудования для хранения молока

2. Рассчитать сменную пропускную способность емкостей для хранения молока при условии, что наполнение осуществляется при помощи насосов, а опорожнение - самотеком

3. Рассчитать конечную температуру молока при его хранении для заданных условий

Список литературы

Задание 1. Устройство, оборудование и расчет вместимости зерноскладов и зернохранилищ

хранение зерно молоко овощехранилище

1. Описать устройство, оборудование зерносклада (зернохранилища)

с горизонтальным полом

Зерносклады - это сооружения с горизонтальными или наклонными полами, предназначенные для хранения зерна насыпью по всей площади склада. Одно из основных требований, предъявляемых к зерноскладам - это экономичность, как при строительстве, так и при эксплуатации. Наиболее распространенная форма -прямоугольник.

Виды зерноскладов. В зависимости от способов хранения зерна зерносклады, сооружаемые в сельскохозяйственных предприятиях и хлебоприемных пунктах, подразделяются на следующие типы:

-закромные, где зерно хранят в отдельных емкостях - закромах (отсеках);

-напольные, где зерно хранят насыпью на горизонтальном или наклонном полу, а семенное зерно - в таре на горизонтальном полу;

-комбинированные, в которых зерно хранится насыпью на полу и в отдельных емкостях - бункерах или закромах;

-бункерные, в которых зерно хранится в отдельных бункерах.

Типовые проекты зерноскладов разрабатывают на различную вместимость. Зерносклады, строящиеся в хозяйствах, просты по своей конструкции, для их строительства широко используют местные материалы.

На хлебоприемных пунктах, где сосредоточивается большое количество зерна, и на предприятиях, связанных с переработкой зерна (мельницы, комбикормовые заводы и др.), строят зерновые склады большой вместимости из сборных конструкций.

Транспортные системы зерноскладов. Транспортные системы зерноскладов служат для загрузки и выгрузки продукции. Транспортные операции в немеханизированных складах выполняются с помощью средств передвижной механизации. В механизированных складах применяют стационарные транспортные механизмы.

Загрузка хранилища. Каждый отсек зерносклада заполняют с помощью ленточного конвейера, расположенного вверху вдоль хранилища. Разгрузочная тележка перемещается вдоль конвейера и ссыпает с него зерно вниз в заданном месте хранилища. Для выравнивания уровня зерна по площади хранилища имеется скребковый транспортер-разравниватель, расположенный поперек и перемещающийся вдоль хранилища. Скребковый транспортер выравнивает уровень зерновой массы по всей площади хранилища и по мере повышения уровня зерна он поднимается.

Выгрузка хранилища. Выгрузка осуществляется в два этапа. На первом этапе путем самотека, на сколько позволяет угол естественного откоса, зерно поступает на выгрузной ленточный конвейер, который перемещает его за пределы хранилища. На втором этапе включают скребковый транспортер, который подает зерно из дальних участков хранилища к ленточному конвейеру. Остатки зерна с пола удаляют вручную или с помощью передвижного транспортера.

Пример устройства зернохранилища с вентиляцией и механизированной выгрузкой приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Общий вид зернохранилища: 1 - стены; 2 - пол: 3 транспортная галерея: 4 - ленточный конвейер; 5 - вентилятор; б вентиляционные каналы; 7 - отверстия вентиляционного канала.

В данном зернохранилище вентиляционная система используется не только для охлаждения зерновой массы, но и для ускорения выгрузки. Она состоит из вентилятора 5 и вентиляционных каналов 6, расположенных вдоль хранилища (поперек транспортной галереи 3). В транспортной галерее 3 расположены ленточный конвейер 4 для вывода зерна из хранилища и воздухопровод, подводящий воздух от вентилятора 5 к вентиляционным каналам 6. Вентиляционные каналы имеют трапецеидальную форму переменного сечения и отверстия 7. Переменное сечение канала необходимо для выравнивания скорости воздуха вдоль канала.

В процессе хранения воздух вентилятором 5 подается по каналам 6 через отверстия 7 к массе зерна, осуществляя тем самым его охлаждение и вентилирование.

При выгрузке зерна на первом этапе зерно поступает самотеком насколько позволяет угол естественного откоса на ленточный конвейер 4 и выводится за пределы хранилища. На втором этапе, когда зерно самотеком перестает поступать на конвейер 4, включают вентилятор 5, который подает воздух по каналам 6 в массу зерна, вызывая его псевдоожижение и перемещение к конвейеру 4.

Для механизации загрузки, разгрузки, перемещения и подработки зерна в зерноскладах применяют следующие стационарные и передвижные механизмы:

ленточные нории (называемые также элеваторами или самотасками) для вертикального подъема зерна;

ленточные стационарные конвейеры для перемещения зерна в горизонтальном направлении или под углом;

передвижные конвейеры для погрузочно-разгрузочных операций, применяемые преимущественно при напольном хранении зерна;

самоподаватели для загрузки конвейеров при напольной насыпи зерна;

винтовые конвейеры, или шнеки для транспортирования зерна на близкие расстояния;

самотечные зернопроводы для перемещения зерна сверху вниз под действием силы тяжести;

зерноочистительные машины и сепараторы, предназначенные для очистки зерна от органических и неорганических посторонних примесей.

2. Расчет вместимости зерносклада

Исходные данные:

№ варианта	A, м	B, м	H,м	h, м	г, т/м3
8	30	15	5,0	3,5	0,600

Вместимость зерносклада, т,

(1)

где А - внутренняя длина склада, м; В - внутренняя ширина склада, м; h - высота засыпки зерна около стен, м; а - длина насыпи зерна поверху, м; b - ширина насыпи зерна поверху, м; H - высота засыпки зерна в середине склада, м; г - объемная масса зерна, т/м3.

Длина насыпи зерна поверху, м,

а = 30-2?(5,0-3,5)?2,14 = 30 - 8,56 = 21,44

Ширина насыпи зерна поверху, м,

b = 15-2?(5,0-3,5)?2,14 = 15 - 8,56 = 6,44

где б - угол естественного откоса зерна, град; (для расчетов принять б = 25°; ctg25°?2,14).

Вместимость зерносклада:

Задание 2. Устройство, оборудование и расчет элеваторов для хранения зерна и зернопродуктов

1. Описать устройство и оборудование элеваторов для хранения зерна и зернопродуктов

Рабочее здание элеватора служит производственным центром, с которым связаны все остальные его цехи и устройства. Это наиболее сложный и трудоемкий при строительстве объект. Особенность рабочего здания в том, что в нем производственные помещения чередуются с бункерами и силосами. В нем сосредоточено почти все транспортное и технологическое оборудование (нории, весы, зерноочистительные машины, зерносушилки и др.).

Все помещения рабочего здания не отапливают, кроме диспетчерской и пульта управления. Пол первого этажа заглубляют по отношению к планировочным отметкам поверхности земли на 800...2500 мм, что вызвано необходимостью увязки приемных устройств с автомобильного и железнодорожного транспорта, а также размещения башмаков приемных норий. Рабочее здание проектируют на сплошных фундаментных плитах со средним давлением в основании сооружений около 3 108 Па. По стоимости рабочее здание в общем комплексе элеватора составляет 30%.

Нория. Основная транспортная машина, которая определяет тип и мощность рабочего здания элеватора. На современных элеваторах нории в рабочем здании обеспечивают выполнение различных операций, что позволяет рассчитать их по суммарному суточному объему работ. Элеваторы с взаимозаменяемыми нориями проще в эксплуатации, необходимо меньше обслуживающего персонала.

В настоящее время на элеваторах устанавливают нории производительностью 100, 175, 350 т/ч. Нории производительностью 100, 175 т/ч, как правило, располагают вдоль рабочего здания с поворотом потока зерна на угол 90°, а производительностью 350, 500 т/ч -- поперек рабочего здания в специальных шахтах.

Весы. Устанавливают в верхней части рабочего здания (при одноступенчатой схеме элеватора), в центральной или нижней (при многоступенчатой схеме).

На элеваторах монтируют как ковшовые, так и автоматические весы. Тем и другим свойственны преимущества и недостатки. Ковшовые весы дают более точные показания при взвешивании зерна, коэффициент использования норий в этом случае будет выше. Как недостаток ковшовых весов следует отметить то, что они сложны в эксплуатации, требуют большой площади и высоты помещения.

Силосные корпуса -- это основные составные части элеватора как по занимаемому объему, так и по значению в компоновке комплекса в целом. Основной объем работ при строительстве элеватора приходится на долю силосных корпусов. Чем больше его вместимость, тем большую долю в объеме элеватора занимают силосные корпуса.

Главная задача силосного корпуса -- это сохранить зерно без потерь и снижения качества. С этой точки зрения он должен удовлетворять ряду требований: защищать зерно от атмосферных осадков, быстрых изменений наружной температуры; не допускать конденсации паров воды на внутренних поверхностях, проникновения вредителей, задержки зерна при опорожнении силоса и быть безопасным в пожарном отношении; быть оптимальным по технико-экономическим показателям.

В настоящее время строят силосы различной формы в плане: круглые, квадратные, прямоугольные и многогранные: шести-, восьми-, двенадцатигранные. В практике строительства элеваторов наибольшее распространение получили силосы круглого сечения.

Приемные устройства с автомобильного транспорта. Объем погрузочно-разгрузочных работ на хлебоприемных предприятиях исчисляется сотнями миллионов тонн. Из них на работы, связанные с погрузкой и разгрузкой автомобилей и железнодорожных вагонов, приходится более 60 %. Все это предъявляет большие требования к приемным устройствам элеваторов.

Приемка зерна с автомобильного транспорта является основной операцией на хлебоприемных предприятиях в период, заготовок зерна.

От правильной организации данной операции зависит, смогут ли предприятия в установленные сроки принять, разместить и обработать все поступающее от колхозов и совхозов зерно различного качества и целевого назначения при минимальных затратах и простоях автомобильного транспорта.

Успешное выполнение приемки зерна с автомобильного транспорта зависит от состава, количества и производительности оборудования устройств, соответствующих характеру поступления автомобильного транспорта: его типу и грузоподъемности, числу и объемам доставляемых партий зерна различных культур и их качества.

Приемные устройства с железнодорожного транспорта (рис. 2). Перевозки зерна на железнодорожном транспорте занимают довольно значительное место в общем объеме перевозок. В настоящее время в стране этим транспортом ежегодно перевозят около 100 млн т зерна. Уровень механизации этих работ составляет 96 %, из них на долю стационарной механизации приходится более 70 %.

Рисунок 2 - Приемные устройства для зерна с железнодорожного транспорта:

а -- поперечного типа; б -- продольного типа; в -- с бункерами мелкого заложения; г - с нориями; д - с установкой для инерционной разгрузки вагонов

Приемные устройства с водного транспорта (барж, судов) в силу ряда специфических условий в каждом отдельном случае сооружают применительно к местным условиям. К ним относят: разнообразие подвижного состава водного транспорта как по водоизмещению, так и по конструкции (расположение люков и число трюмов); непостоянство горизонта воды у причала и рельефа берега; расположение элеватора относительно причала.

Отпускные устройства элеваторов. Зерно из элеватора можно отпускать на автомобильный, железнодорожный и водный транспорт, а также на предприятие. К отпускным устройствам предъявляют те же требования, что и к приемным, т. е. обеспечение выполнения операций в установленные сроки, исключая порчу и потери зерна, полная механизация погрузочных работ, минимальные капитальные затраты и эксплуатационные расходы.

Устройства для отпуска зерна на автомобильный и железнодорожный транспорт. Отгрузка зерна на автомобильный транспорт -- сравнительно небольшая по объему операция, исключая те элеваторы, которые отпускают зерно для нужд местных предприятий, а также глубинные хлебоприемные предприятия, отгружающие зерно целиком на автомобильный транспорт. Отпуск зерна на автомобильный транспорт осуществляют насыпью. Как правило, для этой цели у силосного корпуса в верхней части делают отсеки вместимостью примерно 20 т, из которых зерно самотеком по трубам поступает в кузов автомобиля. Взвешивают зерно на автомобильных весах.

Отгрузка зерна на железнодорожный транспорт, так же как и его приемка с автомобильного, -- основная операция хлебоприемного элеватора. Зерно на железнодорожный транспорт отпускают и на других элеваторах (базисных, перевалочных, портовых и др.), но эта операция может носить как регулярный, так и случайный характер.

Отпускные устройства на водный транспорт. Различают отгрузку зерна в речные суда и морские. Это объясняется в основном объемами работ, различной грузоподъемностью и конструкцией судов. Речные суда -- суда беспалубные, грузоподъемность которых 1000, 2000, 3000 т. Морские суда строят многопалубными, большой грузоподъемности.

При организации отпускных устройств на водный транспорт стремятся сделать так, чтобы мощность этих устройств была как можно больше и не зависела от работы элеватора. Для этого предусматривают специальные промежуточные накопительные бункера: для отпуска зерна в речные суда вместимостью 500... 1000 т, а в морские 3000...4000 т.

Отпуск зерна на предприятие. Зерно с элеватора отпускают и на перерабатывающие предприятия (мукомольные, крупяные, комбикормовые заводы и др.). Объем этой операции значительно меньше, чем других, и в большинстве случаев равен суточной производительности зерноперерабатывающего предприятия.

2. Расчет эффективности использования элеватора

Исходные данные

№ варианта	Е, т	Q, т/ч
8	17	155

(1)

где t - время работы, ч; tож - время ожидания, ч (определяются по графику (рис. 3); tзам - время замедления, связанное с истечением из бункера (силоса) остатков зерна, ч (рассчитывается по формуле (2).

Время замедления рассчитывается по эмпирической формуле профессора Д. В. Шуйского:

(2)

где Е - количество зерна в партии, т; Q - паспортная производительность нории, т/ч.

График суточной работы элеватора

Рисунок 3 - График суточной работы элеватора с тремя нориями

Из графика можно также сделать вывод о недостаточной эффективности работы элеватора, т.к. нория № 1 простаивала без работы почти 4 ч утром и 6,5 ч ночью.

Задание 3. Установки для активного вентилирования, газации, контроля и регулирования температуры зерна

1. Описать устройство установок для активного вентилирования, газации, контроля и регулирования температуры зерна

Установки для активного вентилирования зерна в складах. Используют установки следующих типов: стационарные, напольно-переносные (передвижные); холодильные установки, применяемые для охлаждения и консервации зерна, подразделяют на стационарные, полустационарные и передвижные.

Наиболее распространены стационарные установки для активного вентилирования зерна в типовых складах с горизонтальными полами конструкции ВНИИЗ - СВУ-1 и модернизированные СВУ-1М, СВУ-2, СВУ-63 и более ранние модификации СВУ-3 и УСВУ-62, а также аэрожелоба (рис. 4). Из напольно-переносных установок для складов и площадок используют установки ЦНИИПЗП (ГИПЗП), передвижные трубные установки ВНИИЗ - ПВУ-1, телескопические вентиляционные установки ТВУ-2 (рис. 5). Для вентилирования зерна в складах с наклонными полами используют установки Ростовского ПЗП и "Каркас" ВЗИПП (рис. 6).



Рисунок 4 - Схема стационарных установок для вентилирования зерна в складах с горизонтальными полами:

а -- СВУ-1; б -- СВУ-2; в -- СВУ-63; г -- аэрожелоба; 1 -- деревянные щиты; 2 -- щели для выхода воздуха; 3 - перфорированное перекрытие вентиляционных каналов

Установка СВУ-1 имеет воздуховоды, устроенные в полу склада и накрытые сплошными деревянными щитами. Магистральные каналы -- воздуховоды постоянной ширины (в нижней части 400 мм, в верхней 900 мм) и переменной глубины, которая в начале канала 500 мм, в конце 70 мм. Каждые два канала с одной стороны попарно объединены и патрубком выведены через отверстие в стене за пределы склада. Стенки каналов выкладывают из кирпича, бетона и оштукатуривают. Вверху по бокам каналов сделаны полки шириной 250 мм, на которые брусками опираются щиты. Одну пару объединенных каналов -- воздуховодов называют секцией. Типовой склад для зерна вместимостью 3200 т оборудуют десятью секциями.

Рисунок 5 - Схемы напольно-переносных установок для вентилирования зерна в складах и на площадках:

1 - деревянные решетки; 2 -- переходные патрубки; 3 -- проходные (77) и глухие (Г) деревянные щиты; 4 - телескопические трубы; 5 - трубы ПВУ-1

Рисунок 6 - Схема стационарных установок для вентилирования зерна в складах с наклонными полами:

а - Ростовского Промзернопроекта: 1 - поворотная заслонка; 2 - переходный патрубок; 3 -- верхний канал; 4 -- нижний канал; б -- "Каркас" ВЗИПП: 7 -- наклонный канал; 2 -- перфорированные вертикальные трубы; 3 - стальные струны; 4 -- термоподвески; 5 -- запорный поршень

Для вентилирования зерна снаружи склада к переходному патрубку присоединяют вентилятор. Воздух, нагнетаемый вентилятором в магистральный канал, через щели, образуемые между боковыми краями щитов и вертикальными стенками полок, входит в зерновую насыпь, пронизывает ее, охлаждая и подсушивая зерно.

В модернизированной установке СВУ-1М расстояние между осями каналов-воздуховодов 2350...2390 мм и несколько более широкие деревянные щиты (910 мм вместо 810). Сечение канала в свету также увеличено, что позволило снизить аэродинамическое сопротивление сети.

Стационарная вентиляционная установка СВУ-2 -- это видоизмененная конструкция установки СВУ-14, в которой каналы-воздуховоды уменьшены в 2 раза. Их располагают симметрично по обе стороны продольной оси склада, не доводя до нее на 500 мм. Воздух в каналы подводят через 26 входных патрубков, установленных в продольных стенах склада по 13 с каждой стороны. Стационарные вентиляционные установки СВУ-63 и УСВУ-62 предназначены для вентилирования партий с целью снижения температуры зерна и сушки теплым воздухом.

Установкой УСВУ-62 можно оборудовать склады без нижней транспортерной галереи, а также имеющие такую галерею. При оборудовании установкой УСВУ-62 складов с нижней транспортерной галереей магистральный канал, не меняя его профиля, доводят вплотную до стены галереи. Сверху над галереей на полу склада укладывают напольные воздухораспределительные решетки любой конструкции, но так, чтобы промежутки между ними не превышали 500 и 600 мм, а одним краем они перекрывают частично щиты боковых каналов. Тем самым пространство по решеткам соединяется через щели бокового канала установки с ее воздухопроводящей сетью.

Напольно-переносные установки ГИПЗП-48 и ГИПЗП-55 получили широкое распространение. В типовом складе вместимостью 3200 т зерна размещают восемь отдельных секций установки -- по одной против каждого дверного проема. В них монтируют входной патрубок, устанавливают закладные доски и присоединяют вентилятор. Поперек склада от дверного проема до его продольной оси укладывают на пол четыре деревянных проходных и три глухих щита, образующих магистральный канал. Длина щита 1290 мм, ширина 1815 мм, высота 207 мм.

Однотрубная переносная вентиляционная установка ПВУ-1 состоит из составной трубы, погружаемой сверху в зерновую насыпь, и индивидуального вентилятора, надеваемого на нее сверху. Установку используют группами, т. е. одновременно не менее семи труб, расставляемых в насыпи по углам равносторонних треугольников в три и более рядов. Составная труба, служащая воздухопроводом, имеет нижнюю и верхнюю части и переходную конусную муфту для присоединения вентилятора. Диаметр трубы 102 мм, толщина стенок 1,5 ...2,0 мм. Нижний отрезок длиной 2150 мм с одного конца сделан на конус, облегчающий погружение в насыпь. Резьбовая муфта на другом конце служит для присоединения вибромолота, верхнего отрезка трубы или переходной муфты. Нижняя часть трубы (около 600 мм) -- сетчатая, с отверстиями Ш 2 мм. Длина верхнего отрезка трубы 1500 мм, он служит для удлинения трубы при большой высоте насыпи. Трубу погружают в зерновую насыпь и извлекают из нее при помощи вибромолота.

Установка ПВУ-1 предназначена для ликвидации гнездового самосогревания, но ее можно применять и для профилактического вентилирования. Иногда для вентилирования зерна используют другую передвижную трубную установку -- аппарат для газации зерна 4-АГ. Он отличается от установки ПВУ-1 тем, что воздух в трубы подают одним вентилятором через систему гибких трубопроводов, а зерно продувается только нагнетанием. Кроме того, в каждую трубу направляют значительно (в 4...6 раз) меньше воздуха.

Установки Ростовского ПЗП и "Каркас" ВЗИПП используют для вентилирования и газации зерна в складах с наклонными полами. Установка Ростовского ПЗП состоит из деревянных воздуховодов, параллельно уложенных на наклонных скатах пола склада. Установка обеспечивает продувание насыпи снизу вверх.

Многотрубные установки применяют на хлебоприемных предприятиях активного вентилирования и газации зерна в складах с наклонными полами. Установка состоит из воздухораспределительной трубы размером 400 х 400 мм, вентиляционного воздуховода размером 300 X 300 мм, расположенных в шахматном порядке диффузора, вентилятора, патрубков и колен для соединений между собой воздуховодов. Расстояние между входными патрубками 2000...10 000 мм. К одному вентилятору подключено пять вентиляционных воздуховодов. Нижние концы воздуховодов заканчиваются над перекрытием нижней галереи, а верхние через дверные проемы выводятся за пределы склада.

Фумигация (газация). Для этого применяют следующие химические вещества: бромистый метил, препарат 242, металлилхлорид, дихлорэтан, смесь бромистого метила с препаратом 242, смесь бромистого метила с металлилхлоридом, карбофос.

Фумигацию зерна и продукции осуществляют с помощью аппаратов 4-АГ или 2-АГ. Допускается пассивный способ фумигации -- испарение фумигантов со смоченных ими мешков, выпуск бромистого метила из баллонов. Обработку зерна карбофосом проводят при помощи установки РУП-2 или опрыскивателей (ОМПВ или других). Технология фумигации различных объектов описана в инструкции по борьбе с вредителями хлебных запасов.

Для измерения температуры зерна пользуются выверенными стеклянными термометрами, логометрами с термометрами сопротивления или потенциометрами с термопарами.

Для дистанционного контроля температуры нагрева зерна в прямоточной сушилке установить под предпоследним рядом отводящих коробов второй зоны сушки в каждой шахте по пять термометров сопротивления или термопар - равномерно по ширине шахты.

Для дистанционного контроля температуры нагрева зерна в рециркуляционной сушилке термометр сопротивления (термопару) установить в тепловлагообменнике над рециркуляционной шахтой в зоне активного движения зерна на высоте не менее 1,5 м от шахты.

2. Определить необходимость вентилирования зерна для данного варианта, используя номограмму

Рисунок 7 - Номограмма для определения необходимости вентилирования зерна (при температуре воздуха выше 0 °С)

Исходные данные для определения необходимости вентилирования зерновой массы

№ варианта	Культура	Влажность, %	Температура по сухому термометру	Температура по смоченному термометру	Температура зерна
8	Горох	16…17	10	8	18

Решение: Задачу решаем по номограмме. Линейкой соединяем точку 10 °С на шкале 1 с точкой 8 °С на шкале 2. Эта линия пересекает шкалу 3 в точке 7, что и является абсолютной влажностью воздуха. Затем соединяем точку 7 °С на шкале 3 с температурой зерна 18 °С на шкале 4. Продолжаем прямую до пересечения со шкалой 5 и находим равновесную влажность зерна. В данном случае эта влажность равна 12,4 %. Поскольку фактическая влажность зерна 18 %, вентилирование его необходимо (возможно). При этом зерно будет охлаждено и влажность его снизится.

3. Расчет подачи воздуха и продолжительность вентилирования

Исходные данные

№ варианта	Культура	Влажность, %	Масса зерна, т	Установка	Вентилятор	Число вентиляторов
8	Горох	16…17	2500	УСВУ-62	АЖТ-2	7

(1)

где m - масса вентилируемого зерна, т; W - подача одного вентилятора, тыс. м3/ч (из приложения 2); n - число вентиляторов.

W = 17 тыс. м3/ч

Задание 4. Устройство и оборудование картофеле- и овощехранилищ

1. Описать устройство и оборудование картофеле- и овощехранилищ

К оборудованию картофеле- и овощехранилищ относятся машины и механизмы для приемки, обработки, погрузки и разгрузки продукции плодов и овощей. При обработке продукции до и после хранения требуется ее сортировка по качеству, калибровка по размеру (например, картофель на семенной, продовольственный и технический или кормовой), удаление сорной примеси и т. д. Перед реализацией продукцию часто следует фасовать в тару. Во многих случаях для этих целей используют специальные поточные линии.

Транспортеры. В хранилищах и холодильниках установлены различные транспортеры и системы их.

Транспортер-загрузчик ТЗК-30 предназначен для загрузки картофеля, моркови, свеклы (столовой, кормовой и сахарной), лука и капусты в хранилища с въездными воротами, имеющими ширину не менее 3,5 м и высоту не менее 3 м, а также в бурты на стационарных буртовых площадках.

Транспортер-загрузчик принимает продукцию от самосвальных автомобилей и тракторных тележек грузоподъемностью до 8 т и от различных транспортеров, укладывает ее на хранение слоем до 6 м в сплошной штабель или закрома, загружает в большегрузные автомобили и железнодорожные вагоны, с дополнительным приспособлением ТПК-30 (транспортер-подборщик) используется для выгрузки картофеля, корнеплодов и лука из хранилищ навального хранения. Эксплуатируется транспортер-загрузчик от электросети переменного тока 380 В. Его применение экономически оправдано в хранилищах вместимостью более 1000 т, а в хранилищах меньшей вместимости необходима система транспортеров ТХБ-20.

Транспортер-загрузчик TЗK-30A-2 имеет приемный бункер с подвижным дном в виде ленточного транспортера. Вместимость бункера 4 т. Перед ним крепятся въездные пандусы. Бункер опирается на передний и задний ведущий мосты. Подъемный ленточный лопастной транспортер длиной 2450 мм служит для подъема продукции к выгрузному транспортеру (стреле) длиной 5...8 м, при помощи поворотной колонки вращается в горизонтальном направлении, а при помощи гидроподъемника поднимается на высоту от 0,3 до 6 м в вертикальном направлении.

Привод полотна приемного бункера осуществляется от электродвигателя через червячный редуктор и цепную передачу, которые смонтированы на раме транспортера-загрузчика.

Полотно подъемного транспортера приводится в движение электродвигателем через контрпривод, состоящий из клиноре-менной и цепной передач, смонтированных на транспортере.

Рама выгрузного транспортера выполнена из двух самостоятельных ферм: одна длиной 5 м, другая - 3 м. Это дает возможность изменять длину стрелы от 8 до 5 м в зависимости от условий работы. Поворот колонки стрелы осуществляется электроприводом.

Для загрузки капусты в хранилище сконструирован ТЗК-30М, который отличается от серийного ТЗК-30 тем, что между подъемным транспортером и выгрузным (стрелой) установили приспособление -листоотделитель с боковым транспортером. При поступлении кочанов с подъемного транспортера свободные листья через зазоры между вальцами листоотделителя падают на боковой транспортер и удаляются, а кочаны поступают на стрелу.

Привод рабочих органов осуществляется через редуктор от электродвигателя. При необходимости приспособление снимается и транспортер используется, как обычно.

Транспортер-подборщик ТПК-30 состоит из питателя, ленточного полотна, рамы с боковыми щитками, привода, системы навески на ТЗК-30 и ограждающей доски. Производительность подборщика 30 т/ч. Работу его регулируют с пульта управления ТЗК-30.

Система транспортеров СТХ-30 предназначена для загрузки и выгрузки картофеля и овощей при навальном способе хранения. Система состоит из приемного бункера ПБ-15, подъемного транспортера ТА-30А, пяти ленточных транспортеров СТХ-02000; длина каждого по 6 м.

Приемный бункер ПБ-15, унифицированный с приемным бункером картофелесортировального пункта КСП-15Б, имеет корытообразную форму с подвижным дном из ленточного транспортера. Подъемный транспортер -- с лопастями на втулочно-роликовых цепях, наклон его изменяют перемещением опоры колесного хода. Движение всех лент осуществляется с пульта управления электродвигателя. Все транспортеры переносные.

Продукцию загружают в приемный бункер, из которого она подается на ленточные транспортеры, с них --на подъемный, а с него - к месту загрузки на хранение. Количество используемых ленточных транспортеров зависит от расстояния до места загрузки. Выгрузка продукции осуществляется в обратном порядке. Производительность системы транспортеров СТХ-30 до 15 т/ч, высота загрузки до 2,8 м. Общая длина транспортеров 38 м, потребная мощность 8,7 кВт.

Система транспортеров ТХБ-20 предназначена для загрузки и выгрузки картофеля и овощей при навальном способе хранения сплошным слоем или в закромах. Система состоит из следующих частей: роликового подборщика ТХБ-01, верхнего ТХБ-02 и нижнего ТХБ-03 транспортеров, тележки ТХБ-04, переносного трехметрового транспортера СТМ-01, четырех шестиметровых транспортеров CTM-02, подъемного транспортера ТПЛ-30, приемного бункера ПБ-15 и пульта управления.

Автопогрузчики, электропогрузчики и электроштабелеры. Это самоходные подъемно-транспортные машины, предназначенные для погрузки, выгрузки и перемещения на небольшие расстояния различных грузов. Плоды, овощи и картофель транспортируют в ящиках, установленных на поддоны, или в контейнерах. Погрузчик производит захват груза, подъем на требуемую высоту, укладку в штабель и разгрузку его.

Электроштабелеры в отличие от электропогрузчиков имеют дополнительный механизм продольного движения грузоподъемники, а ЭШПВ-1,0 также и механизм поворота грузоподъемника вправо и влево на 90°.

Автопогрузчик состоит из грузоподъемного оборудования и пневмоколесной ходовой части. В зависимости от расположения рабочего оборудования на ходовой части различают погрузчики с фронтальным (передним) грузоподъемникам для перевоза груза на вилочных подхватах и с боковым -для погрузки на платформу и выгрузки с нее.

Опорожнитель контейнеров ОКП-6 входит в состав механизированных линий товарной обработки плодов ЛТО-3А и ЛТО-6. Предназначен для опорожнении стандартной контейнерной или ящичной тары с плодами. Имеет две секции -- левую и правую, транспортер, приспособление для опорожнения и пульт управления. В каждой секции на раме со стойками установлены кантователи и бункера. В левой секции размещены масляный бак привод транспортера, л в правой - привод гидронасоса. Кантователь состоит из рамы, двух направляющих стоек, крышки с клапаном, двух направляющих упоров для ориентирования контейнера, роликов, упора, двух гидроцилиндров для вертикального перемещения крышки, кронштейнов, гидроцилиндра управления клапаном. Для предохранения плодов от повреждения на крышке и клапане имеются прижимные подушки. Если плоды поступают в ящиках, то на опорожнителе закрепляют приспособление и устанавливают на нем по три ящика.

Бункера служат для приема плодов и выгрузки их на транспортер. Он состоит из рамы, днища, боковины, скобок и фартуков. Равномерное и плавное поступление плодов на ленту транспортера обеспечивается перемещением бункера и изменением угла наклона его днища.

Транспортер предназначен для приема плодов из бункера и их подачи на сортировку на линию товарной обработки, состоит из рамы, ведущего и ведомого барабанов, ленты, съемных бортов, скатной доски и шторки. Транспортер приводится в действие электродвигателем через редуктор, клиноременную и цепную передачи. Работа опорожнителя осуществляется с пульта управления.

2. Привести схему типового хранилища для заданного продукта (капуста)

Рисунок 8 - Хранилище для капусты ТП-813-2-67.91 на 100 т:

1 - помещение хранения; 2 - тамбур, грузовой коридор; 3 - цех товарной обработки; 4 -- электрощитовая; 5 -- вентиляционная камера; 6 -бытовые помещения; 7 -- тепловой пункт; 8 -- приемное отделение; 9 -машинное отделение.

3. Выполнить расчет интенсивности вентиляции в соответствии с вариантом

Исходные данные для расчета вентиляционной системы

№ варианта	Вид продукта	Температура наружного воздуха, °С	Температура хранения, °С	Размер одного помещения хранения, м	Толщина слоя, м
8	Капуста	-10	2	10Ч20	4

Массовый расход вентиляционного воздуха, кг/с,

(1)

где Qт - баланс теплопритоков в камере в момент охлаждения, принимается равным суммарным теплопритокам, за исключением теплопритока от вентиляции (методика расчета изложена в предыдущей практической работе); iн, iв - удельная энтальпия наружного воздуха и воздуха в камере, кДж/кг.

Интенсивность вентиляции, м3/(т·ч),

, (2)

где с - плотность атмосферного воздуха, кг/м3; Вм - массовая вместимость хранилища по продукту, т.

Тогда объемный расход воздуха, м3/ч,

МV = МИВМ (3)

Подсчитав массовый расход вентиляционного воздуха для всех фаз охлаждения, выбирают его наибольшее значение. Для этого значения массового расхода определяют полную подачу и требуемое давление, которые должен обеспечить вентилятор.

Расчетная подача вентилятора, м3/ч,

QB = MB/nB, (4)

где пв - число вентиляционных установок.

Обычно для хранилищ вместимостью более 500 т необходимо не менее двух автономных вентиляционных установок. Для расчета составляют схему вентиляции. На рис. 9 приведена схема вентиляции с пятью воздухораспределительными устройствами, с таким же числом воздухопроводов и одним магистральным каналом, соединенным с одним вентилятором. Диаметр каналов d, длина L, скорость потока воздуха v. Эти параметры указывают в схеме на сносках к каждому каналу.

Рисунок 9 - Расчетная схема общеобменной вентиляции:

1...9 - участки сети

Для расчета схему разбивают на участки с одинаковым расходом воздуха в каждом из них.

Площадь поперечного сечения магистрального и распределительных воздухопроводов (м2) определяют, исходя из расхода и максимально допустимой скорости движения воздуха:

(5)

где QKB - расход воздуха через рассчитываемый канал, м3/ч; vB - скорость движения воздуха через канал, м/с.

Расчетное полное давление (Па), которое должен развивать вентилятор,

рв = 1,1?(RтрLв+Rм) + рг, (6)

где L(RТРLВ + RM) - потери давления на трение и в местных сопротивлениях в наиболее протяженной ветви вентиляционной сети, Па; Rтр - удельные потери давления на трение в воздухопроводе, Па/м; LB - длина воздухопровода, м; RM - потери давления в местных сопротивлениях, Па; рГ - гидравлическое сопротивление насыпи продукции, Па.

Гидравлическое сопротивление насыпи продукции, Па,

рг=руНпр, (7)

где ру - удельное гидравлическое сопротивление насыпи высотой 1 м, Па/м (см. приложение 7.3); Нпр - высота насыпи продукции, м.

При движении по системе любой среды (воды, воздуха, рассола) происходят потери давления на трение о стенки трубы и в местных сопротивлениях (повороты, задвижки, ответвления, перемена сечения трубопровода).

Потери на трение в воздухопроводах, Па,

(8)

где рД - динамическое давление воздуха, Па; рД = (pBv2LB)/2; ТР - коэффициент трения, значение которого зависит от шероховатости трубы и режима течения (ламинарный, турбулентный).

Режим течения характеризуется числом Рейнольдса, кг/(м * Па),

, (9)

где DBH - внутренний диаметр трубы, м; рВ - плотность воздуха, кг/м3; м - динамическая вязкость потока, Па с.

Коэффициент трения

, (10)

где КТР - коэффициент шероховатости; для стальных труб КТР = 0,06...0,20, для труб из листовой стали КТР = 0,0001.

Если применяют прямоугольные трубы, то вместо диаметра подставляют эквивалентный диаметр, м:

(11)

где АВ, ВВ - длины сторон прямоугольного воздуховода, м.

Потеря давления в местных сопротивлениях, Па,

(12)

где рм.с - коэффициент местного сопротивления, Па/м.

Мощность привода вентилятора, кВт,

, (13)

где рВ - полное давление, развиваемое вентилятором, Па; - КПД вентилятора.

Для хранилищ вместимостью более 500 т необходимо не менее двух автономных вентиляционных установок. Один вентилятор может обслуживать несколько магистральных каналов, каждый из которых обслуживает несколько камер.

После составления схемы вентиляции для всех камер хранилища определяют число воздухопроводов, расположенных по длинным сторонам камеры. Расчетную схему - сеть составляют в плане для всего холодильника и наносят на бумагу. Сеть разбивают на участки с постоянными сечениями воздуховодов и расходом воздуха (см. рис. 9). Участки нумеруют, начиная с самого удаленного по магистрали. На схему наносят также длину участка, его сечение и расход воздуха. В магистральных каналах скорость воздуха v < 10 м/с, в распределительных - 5 м/с.

При выборе и расчете воздуховода предпочтение отдают воздуховодам круглого сечения из нормируемого ряда: 100, 125, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 325, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000 мм.

Размеры прямоугольных трубопроводов выбирают из ряда: 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 800, 1000, 1200, 1600, 2000 мм.

После окончательного выбора размера трубопровода определяют фактическую скорость воздуха. Ориентировочные коэффициенты местного сопротивления рм.с приведены в приложении 4.

Задание 5. Резервуары для хранения молока

1. Описать устройство, принцип работы и конструктивные особенности оборудования для хранения молока

Емкости для хранения предназначены для накопления и хранения (до 24 ч) охлажденного молока. Их изготовляют из нержавеющей стали или алюминия. Корпус емкости покрывают теплоизоляцией (пробкой или вспененными полимерными материалами) и защитным стальным кожухом. Теплоизоляция должна предотвращать повышение температуры молока более чем на 1 °С в течение 12 ч при разности температуры молока и окружающей среды воздуха 20 °С. Емкости снабжены механическими мешалками для перемешивания молока. В емкостях большой вместимости (50 м3 и более) молоко перемешивают рециркуляцией с помощью центробежного насоса и струйных насадок или воздухом. При заполнении емкостей поток молока направляют на стенку во избежание пенообразования. Емкости для хранения оснащают приборами контроля качества молока (например, рН, температуры), а также устройствами для запрограммированного включения перемешивающих устройств, заполнения, опорожнения и др. Емкости большой вместимости устанавливают обычно вне помещения.

Емкость с промежуточным хладоносителем РПО-2,5-2 представляет собой двухстенный аппарат с мешалкой. Внутренний корпус аппарата изготовлен из листовой коррозионно-стойкой стали, а наружная стенка -- из углеродистой. Межстенное пространство образует полость охлаждения. Две крышки емкости имеют люки для заполнения молоком и проветривания, которые закрываются пластмассовыми крышками. Во время заполнения на люк устанавливают сбрасыватель, направляющий струю молока на стенку емкости.

Мешалка представляет собой прямоугольную лопасть из коррозионно-стойкого листа, которая с помощью полого вала соединена с редуктором. Мешалка работает непрерывно в ручном или автоматическом режиме во время циркуляции хладоносителя и полуавтоматической промывки емкости. Она сблокирована с крышками емкости -- при поднятой или снятой крышке отключается электродвигатель мешалки.

Технологический процесс состоит из следующих операций: ополаскивание емкости теплой водой, заполнение ее молоком, охлаждение молока, хранение охлажденного молока, перемешивание молока перед опорожнением, опорожнение емкости и ее промывка.

Емкость ополаскивают теплой водой с помощью моющего устройства. Заполнение молоком может происходить различными способами: из молокопровода с помощью самовсасывающего насоса, заливкой из ведер и бидонов через люки на крышке.

Охлаждение молока до установленной температуры 4 оС, поддержание ее в этих пределах при хранении, а также непрерывное перемешивание в ходе охлаждения и периодическое перемешивание во время хранения (в течение 3 мин через каждые 30 мин паузы) осуществляются автоматически.

Перед опорожнением емкости молоко перемешивают в течение 10 мин, включив мешалку в ручном режиме. Емкость опорожняют через сливной кран одним из трех способов: с помощью насоса, всасыванием в молоковоз или свободным сливом.

После опорожнения емкость промывают. Емкость РПО-1,6-1 имеет аналогичное устройство.

Для установки емкостей на предназначенное место в ножки необходимо ввернуть регулирующие опоры до отказа и установить по уровню. После этого заполнить водой до края, вывернуть регулируемые опоры со стороны, противоположной сливному крану, так, чтобы от кромки верхнего края до воды было 67 мм. Тем самым образуется достаточный уклон для полного слива молока и моющей жидкости и показания мерной линейки соответствуют количеству молока в емкости. С помощью трубопроводов емкость соединяют с водоохлаждающей установкой, которую желательно устанавливать в отдельном помещении. Шкаф управления прикрепляют к стене на высоте около 1200 мм по нижнему краю ящика.

2. Рассчитать сменную пропускную способность емкостей для хранения молока при условии, что наполнение осуществляется при помощи насосов, а опорожнение - самотеком

Исходные данные

№ варианта	Марка емкости	Площадь поперечного сечения патрубка f, м2	Высота уровня молока в емкости Н, м	Продолжительность хранения молока фхр, ч	Подача насоса Пн, м3/с
8	В2-ОМГ-10	0,002	2,6	2	0,0036

Техническая характеристика емкости для хранения молока

Показатель	В2-ОМГ-10
Рабочая вместимость, Vр м3	10
Исполнение	Горизонтальное
Габаритные размеры, мм; длина	4450
ширина (диаметр)	2125
высота	2825
Установленная мощность, кВт	0,75
Масса (без молока), кг	2255

При наполнении и опорожнении цистерн и емкостей при помощи насоса время выполнения этих операций одинаково, с:

(1)

где Vp - рабочая вместимость цистерны (емкости), м3; Пн - подача насоса, м3/с.

с = 0,772 ч

В зависимости от исполнения конструкции емкости (приложение 1) время их опорожнения самотеком определяют по разным формулам.

Для вертикальных емкостей

(2)

для горизонтальных емкостей

(3)

где f - площадь поперечного сечении сливного патрубка, м2; м - коэффициент расхода жидкости, зависящий от ее вязкости (для молока м = 0,70...0,75); g - ускорение свободного падения, м/с2; Н - высота уровня молока в емкости, м.

с = 0,06 ч

Время использования емкостей для хранения молока зависит от интенсивности последующих технологических операций по его переработке.

В общем случае сменная пропускная способность емкостей, м3,

(4)

где фсм - продолжительность смены (принять фсм = 8 ч), ч; фнап - продолжительность наполнения емкости (формула 1), ч; фхр - продолжительность хранения (переработки) молока в емкости (исходные данные), ч; фоп - продолжительность опорожнения вертикальной или горизонтальной емкости (формула 2 или 3), ч.

м3

3. Рассчитать конечную температуру молока при его хранении для заданных условий

Исходные данные для расчета температуры молока при его хранении

№ вари-анта	Коэффициент теплопередачи k, Вт/(м·С)	Площадь поверхности емкости F, м2	Продол-жительность хранения молока фхр, с	Температура окружающей среды tср, °С	Начальная температура молока tн, °С	Масса молока Gм, кг	Удельная тепло-емкость молока см, Дж/(кг·К)
8	2,5	30,0	18000	35	8	6470	3869

В процессе хранения молока температура его изменяется, поэтому конечную температуру молока после его хранения (°С) необходимо учитывать при разработке технологической схемы получения продукта.

Конечная температура молока, °С

(5)

где k - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·К); F - площадь поверхности емкости, м2; tcp - температура окружающей среды, °С; tн - начальная температура молока, °С; Gм - масса молока, кг; см - удельная теплоемкость молока, Дж/(кг·К).

Коэффициент теплопередачи для емкостей с теплоизоляцией, автоцистерн, емкостей без теплоизоляции и не укрытых фляг равен соответственно 1,5...3; 1...2; 5...6 и 9...14 Вт/м2.

Список литературы

Практикум по сооружениям и оборудованию для хранения продукции растениеводства и животноводства / А.А. Курочкин, В.А. Милюткин, А.Ю. Сергеев, Г.В. Шабурова, В.В. Зимняков - Самара, 2005. - 213 с.

Приказ от 26 марта 1982 года N 80 О введении в действие Инструкции по сушке продовольственного, кормового зерна, маслосемян и эксплуатации зерносушилок.

Пунков С.П., Стародубцева А.И. Хранение зерна, элеваторно-складское. хозяйство и зерносушение. -- М.: Агропромиздат, 1990. -- 367 с.

Скрипников О. Г., Гореньков Э. С. Оборудование предприятий по хранению и переработке плодов и овощей; Учебник для техникумов - М.: Колос, 1993. - 336 с.

Размещено на Allbest.ru

...