Алгоритм розрахунку дисперсійних характеристик плоского тришарового оптичного хвилеводу

Амортизація як цільовий механізм відшкодування зношування. Методи розрахунку амортизаційних відрахувань.

На підприємствах водяну пару витрачають на технологічні та побутові та силові цілі.

Для технологічних цілей глуха і гостра пара використовують як теплоносій. Гостру пару використовують, наприклад, для розварювання сировини у варильниках або нагрівання та перемішування рідин барботуванням, для створення надлишкового тиску в автоклавах, а також на зміну агрегатного стану речовини (випар або випарювання рідини, сушіння матеріалів і т.д.). Глуху пару використовують у поверхневих теплообмінниках з паровим обігрівом. Тиск пари, що використовується на м'ясообробних підприємствах, коливається від 0,15 до 1,2 МПа (1,5÷12 кг/см 2 ).

Для кожного технологічної операціїз використанням водяної пари визначають її витрату за даними теплового балансу кожного теплового процесу. У цьому використовують дані матеріальних балансів продуктових розрахунків. Для періодичних процесів враховують час термообробки кожного циклу.

У кожному конкретному випадку теплове навантаження апарату (витрачене тепло) може бути визначене теплового балансу процесу. Наприклад, тепло, витрачене на нагрівання продукту від початкової ( tн) до кінцевої ( tк) температури для апарату безперервної дії визначають за формулою 72:

Q = Gc (t до - t н)φ, (72)

де Q– тепло, витрачене нагрівання, Дж/с (Вт), тобто. теплове навантаження апарату;

G

з– питома теплоємність продукту за його середній температурі, Дж/кг К;

tдо, tн – початкова та кінцева температура, °С;

φ - Коефіцієнт, що враховує втрати тепла в навколишню
середу ( φ = 1,03÷1,05).

Теплоємність продукту вибирають або за відомими довідниками, або розраховують за принципом адитивності багатокомпонентних систем.

На зміну агрегатного стану речовини (затвердіння, плавлення, випаровування, конденсація) витрачається теплова енергія, кількість якої визначають за формулою 73:

де Q– кількість тепла, Дж/с (Вт);

G- Масова витрата продукту, кг / с;

r- Теплота фазового переходу, Дж / кг.

Значення rвизначають за довідковими даними залежно від виду продукту та виду фазового переходу речовини. Наприклад, теплота плавлення льоду приймається рівною r 0 = 335,2 · 10 3 Дж/кг, жиру

rж = 134 · 10 3 Дж / кг. Теплота пароутворення залежить від тиску в робочому обсязі апарату: r = f (P a). При атмосферному тиску r= 2259 · 10 3 Дж/кг.

Для апаратів безперервної дії розраховують витрати тепла за одиницю часу (Дж/с (Вт) – тепловий потік), а апаратів періодичної дії – за цикл роботи (Дж). Щоб визначити витрату тепла за зміну (добу), необхідно помножити тепловий потік на час роботи апарата за зміну, добу або кількість циклів роботи апарату періодичної дії і кількість подібних апаратів.

Витрата насиченої водяної пари як теплоносія за умови її повної конденсації визначають за рівнянням:

де D– кількість водяної пари, що гріє, кг (або витрата, кг/с);

Qзаг – загальна витрата тепла або теплове навантаження теплового апарату (кДж, кДж/с), що визначають з рівняння теплового балансу апарату;

– ентальпія сухої насиченої пари та конденсату, Дж/кг;

r– прихована теплота пароутворення, кДж/кг.

Витрата гострої пари на перемішування рідких продуктів (барботування) приймають за нормою 0,25 кг/хв на 1 м 2 поперечного перерізу апарату.

Витрата пари на господарські та побутові потребиза цією статтею пар витрачається для нагрівання води для душів, пральні, миття підлог та обладнання, прошпарки обладнання.

Витрата пари на прошпарку обладнання та інвентарю визначають після закінчення його з труби за рівнянням витрати:

(75)

де Dш – витрата пари на прошпарку, кг/зміну;

d- Внутрішній діаметр шланга (0,02÷0,03 м);

ω – швидкість витікання пари з труби (25÷30 м/с);

ρ – густина пари, кг/м 3 (за таблицями Вукаловича ρ = f(ρ ));

τ – час прошпарки, год (0,3÷0,5 год).

Якщо в рівнянні прийняти τ = 1 год, то витрата пари визначається кг/ч.

Розрахунок витрати пари за всіма статтями зводять у таблицю 8.3.

Таблиця 8.3 - Витрата пари, кг

Стаття витрат	В годину	За зміну	На добу	На рік
Разом

Питому витрату пари обчислюють за формулою 76.

Завдання та вихідні дані. Розрахуємо, скільки кілограмів води випаровується у кожному з корпусів випарки на 100 кг буряків. Такий розрахунок має велике значення, так як він дозволяє визначити витрату пари на випарку і, крім того, можна підрахувати кількість тепла, що передається в кожному корпусі через поверхню нагріву, і визначити величину необхідних поверхонь нагріву і розміри корпусів.
Розрахуємо п'ятикратну випарку як найпростішу, хоча далеко ще не найкращу. Вона застосовується в тому випадку, коли на дифузії працюють з великою відкачуванням соку (США), наприклад 140% до маси буряків, причому на 100 кг буряків доводиться випаровувати W=120 кг води. Приймемо при цьому випадку таку систему використання парів випарки (табл. 23).

Отже, Е1 = 7,0; Е2 = 9,5 та Е3 = 21,0. Значна частина витрати пари по заводу (17,0 кг) не залежить від випарювання: для уварювання сиропу у вакуум-апаратах застосовується відпрацьована (ретурна) пара.
Розрахунок. Позначимо кількість води, що випаровується у V корпусі випарки на 100 кг буряків, через х кг. В якості основи всіх розрахунків приймемо, що 1 кг пари, що гріє, випарює 1 кг води; це для практичних цілей досить близько до реальності.
Очевидно, щоб випарити в V корпусі x кг води, потрібно направити туди з IV корпусу х кг пари, тобто в IV корпусі випаровується W4 = х кг води. Щоб у IV корпусі випарувати х кг води, потрібно з III корпусу направити туди х кг сокової пари, що гріє. Однак у III корпусі випарки (див. рис. 135) випарюються не тільки ці х кг води, які у вигляді пари прямують до IV корпусу; сокова пара III корпусу йде ще, як екстрапар, у кількості Е3 – 21,0 кг для обігріву деяких станцій, цукрового заводу. Отже, у III корпусі випаровується

W3 = (х + 21) кг.

Тому із II корпусу потрібно (х + 21) кг сокової пари направити для обігріву III корпусу; крім того, з II корпусу береться Е2 = 9,5 кг екстрапара. Отже, всього у II корпусі випаровуватиметься

W2 = (х + 21 + 9,5) кг.

Так само точно знайдемо, що в I корпусі має випаровуватись

W1 = (x + 21 + 9,5 + 7,0) кг.

Очевидно, сума води, випареної у всіх корпусах випару, дорівнює

W1 + W2 + W3 + W4 + W5 = W

або

x + 21 + 9,5 + 7 + x + 21 + 9,5 + x + 21 + x + x = 120,

звідси x = 6,2 кг.
Знаючи х, знайдемо

W5 = 6,2; W4 = 6,2; W3 = 6,2 + 21 – 27,2;
W2 = 6,2 + 21 + 9,5 = 36,7;
W1 = 6,2 + 21 + 9,5 + 7 = 43,7 кг.

Розрахунок випарювання зручно розташовувати так:

Витрата пари на випаровуванні. У попередньому зразку знайдено, що в I корпусі випаровується 43,7 кг води. Отже, для обігріву цього корпусу витрачається на 100 кг буряків також D = 43,7 кг пари (ретурної та редукованої).
Слід зазначити, що ця, все ж таки досить значна витрата пари потрібно в основному зовсім не для випарювання води, а для забезпечення парою багатьох станцій цукрового заводу: випарка є «тепловим серцем» цукрового заводу, що посилає пару по всьому заводу. Як уже вказувалося, якщо з якогось корпусу випарки взято 1 кг сокової пари, то йому відповідає витрата також 1 кг свіжої пари (ретурної або редукованої), але при цьому, як би безкоштовно, в декількох корпусах випарки випаровується кілька кілограмів води.
Отже, якщо ми беремо з різних корпусів випарки (Е1 + Е2 + Е3) кг екстрапарів, це відповідає витраті такої ж кількості свіжої пари. Крім того, у V корпусі випаровується W5 кг води, яка у вигляді пари йде на конденсатор. Ця пара аналогічна екстрапарам, тільки він є марно витрачається екстрапаром, так як лише нагріває холодну воду конденсатора до 40-45 ° С, чого зовсім не потрібно для виробництва. W5 кг пари, що йде на па конденсатор, очевидно, також відповідає витрата W5 кг свіжої пари.
Отже, сумарна витрата пари на випарку має дорівнювати

D = E1 + E2 + E3 + W5,

т. е. сумі екстрапарів плюс кількість води, випареної в V корпусі випарки (або кількість пари, що пішла на конденсатор).
Насправді, для попереднього числового прикладу знайдемо

D = 7 + 9,5 + 21 + 6,2 = 43,7 кг,

тобто саме та ж величина, яку ми вирахували іншим шляхом але тут набагато ясніше розшифровано, від яких причин залежить витрата пари на випарку, для яких цілей потрібна ця витрата. Вочевидь, витрата пари для обігріву станцій, тобто.

Е = Е1 + Е2 + Е3 = 7 + 9,5 + 21 = 37,5 кг,

все одно неминучий у вигляді сокової або у вигляді свіжої пари.
Отже, додатковою витратою пари для самої випарки є лише W5 = 6,2 кг. Це шкідлива витрата пари та теплоти - ця пара без користі йде на конденсатор.

Вентиляцією повітрям за температури довкілляможна видалити тільки леткі залишки рідини з температурою википання не вище 300 ° С. Для очищення обладнання від залишків рідин високою температуроюкипіння застосовують пропарювання. На відміну від вентиляції повітрям пропарювання є більше складним процесом. Апарати нагріваються до температури, коли починають розм'якшуватися, плавитися і випаровуватися важкі залишки продукту.

Температура пропарки приймається зазвичай 80 ... 90 ° С. Витрата пари, необхідний для підтримки такої температури в газовому просторі апарату, можна розрахувати виходячи з рівняння теплового балансу, яке має вигляд:

Q 1 = Q2 + Q 3 + Q4, (6.26)

де Q 1 - Тепловміст пари; Q 2 -теплота, що витрачається на випаровування рідини за температури Т; Q 3 - тепловтрати через стінки, покрівлю і днище; Q 4 - тепло, що йде на попереднє нагрівання залишків рідини, газового простору і корпусу апарату до температури пропарювання.

Якщо не враховувати попередній нагрівання залишків рідини, газового простору та корпусу апарату (Q 4 =0), а процес пропарювання вважати стаціонарним, рівняння теплового балансу набуде вигляду:

Q 1 = Q 2 + Qs. (6.27)

Розкривши значення Q1 ... Q3, отримаємо:

де α i та Fi- коефіцієнти теплопередачі та відповідні поверхні i-их елементів конструкції апаратів; Т- Середньооб'ємна температура; Т в -температура зовнішнього повітря; G o- кількість продукту, що випаровується; r 0 – теплота випаровування продукту; G B- загальна витрата водяної пари; rв – теплота пароутворення.

З рівняння (6.28), задавшись витратою та параметрами водяної пари, можна оцінити температуру в пароповітряному просторі апарату при його пропарюванні:

. (6.29)

Щоб вирішити обернену задачу (знайти витрату та параметри водяної пари), задаються температурою пропарювання. Пропарка апаратів великого об'єму без теплоізоляції (наприклад, резервуарів ємністю понад 10 000 м 3 ) дуже тривала і не дозволяє досягти бажаного результату.

Слід враховувати, що пропаркою, як і вентиляцією, не можна видалити тверді і в'язкі горючі залишки. У цьому випадку слід зачищати апарати, використовуючи безпечні методипромивання апаратів розчинами технічних миючих засобів або розмивати залишки продуктом, що циркулює в системі.

При використанні водяної пари для очищення апаратів від горючих продуктів повинні бути вжиті запобіжні заходи, щоб запобігти надмірному підвищенню тиску всередині апарату (шляхом зняття вантажних тарілок з дихальних клапанів і кришок зі світлових і монтажних люків) і накопичення небезпечних зарядів статичної електрики. струмені водяної пари, особливо при її ударах про перешкоду. Тому в початковий період пропарювання (до флегматизації палива в апараті) пар потрібно подавати повільно. Якщо в процесі пропарювання виникло загоряння, небезпечно застосовувати воду всередині або зовні апарату, оскільки при цьому відбудеться конденсація пари; повітря з атмосфери проникне в апарат, виникне загроза утворення всередині апарату горючої суміші та вибуху.

Індустріалізація агропромислового комплексу на основі міжгалузевих зв'язків та підвищення його ефективності дозволить ліквідувати наявні в сільському господарствідиспропорції, а також усунути великі втрати продукції під час її виробництва, транспортування, зберігання, переробки та реалізації. В умовах перебудови необхідні вдосконалення форми та організації виробництва, покращення його планування та управління.

Вступ 3
1. Розрахунок структури стада ……… 6
2. Розробка генерального планутваринницького комплексу. 6
2.1 Обґрунтування типу виробничих приміщеньта визначення потреби в них. 8
2.2 Розрахунок річний потреби у кормах. 9
2.3 Розрахунок місткості сховищ для кормів та визначення потреби у них. 12
2.4 Розрахунок гноєсховища. 15
2.5 Розрахунок водоспоживання. 17
3. Обґрунтування та вибір засобів механізації та автоматизації для виконання основних процесів ферми. 17
3.1 Доїння корів. 17
3.2 Гноєвидалення. 20
3.3 Стійкове обладнання. 21
4. Проектування потоково-технологічної лінії роздачі кормів. 22
4.1 Визначаємо продуктивність ПТЛ 22
4.2 Складаємо конструктивно технологічну схемуПТЛ. 23
4.3 Проводимо розрахунок та вибір обладнання для ПТЛ. 24
4.4 Добовий графік роботи машин та обладнання. 32
4.5 Графік витрати електроенергії щогодини на добу. 33
5. Аналіз показників технологічної карти. 34
Висновок. 36
Література 37

Робота містить 1 файл

4.Експлуатаційно-енергетичний розрахунок.

Експлуатаційно-енергетичний розрахунок включає визначення витрат енергії на виконання таких технологічних операцій, як водопостачання, паро- і теплоспоживання, освітлення, опалення, повітрообмін, привід робочих органів обладнання для доїння, обробки і зберігання молока.

Табл. : Прикладні норми витрати води на технологічні потреби

4.1 Добова витрата холодної води визначається як

,

де q 1 , q 2 ,…,q n- Середньодобова норма витрати води даним споживачем;

m 1 m 2 ,…,m n- Число споживачів даного виду.

.

4.1.1 Годинна витрата водина технологічні потреби ПТЛ

,

де α - Коефіцієнт добової нерівномірності розбору води ( α = 3…4).

4.1.2 На деякі технологічні операції вода використовується у підігрітому стані. Таку воду одержують шляхом змішування нагрітої до 90 °С гарячої води з холодною водопровідною водою добову витрату нагрітої до 90 °С води визначають за формулою:

де Q c1 , Q c2 ,…,Q cn- Добова кількість змішаної води, л;

t c1 , t c2 ,…,t cn- Температура змішаної води, °С;

t Г- Температура гарячої води, (t Г = 90 °С);

t Х- Температура холодної води, (t Х = 8 ... 12 °С).

4.2 Витрата пари на технологічні потреби ПТЛ визначають за такою формулою:

,

де Р п , Р р-т , Р з , Р о- Витрата пари відповідно на пастеризацію, пропарювання резервуара-термосу, стерилізацію молочних труб і на опалення.

4.2.1 Витрата пари на пастеризацію продукту (молоку, вершків) для парових пастеризаторів визначається за такою формулою:

,

де М- продуктивність пастеризатора;

З м- Теплоємність молока, ;

i та λ- Тепловміст пари і конденсату, ;

η Т– тепловий ККД пастеризатора;

t н і t п- Початкова температура продукту і температура пастеризації, °С.

4.2.2Витрата пари на пропарювання резервуара-охолоджувача визначається як

де k ф– кількість пари на пропарювання одного резервуару-термосу

k ф = 0,2 кг;

Z ф- Кількість резервуарів-термосів.

.

4.2.3 Витрата пари на стерилізацію молочних труб та фасонних частинскладає:

де k c- Витрата пари на стерилізацію після обробки кожної партії

молока, k c = 25 кг;

n c– кількість окремих циклів обробки на добу.

.

2.4) Витрата пари наопалення приміщення визначається як

де k 0 - питома витратапара на опалення, k 0 = 0,5…0,75 кг/м 3 ;

V П- Обсяг приміщення, V П = a∙b∙h = 66∙150∙6 =60000 м 3 .

.

Тоді

4.3 розрахунок водопостачання ферми

Загальна середньодобова витрата води на фермі Q пор.сут (м 3 /сут) визначається за такою формулою

,

де g i- Середньодобове споживання води одним споживачем;

n i - Число споживачів.

Максимальна добова витрата води.

Q max сут =Q cр сут *ά сут

де ά добу-коефіцієнт добової нерівномірності.

ά добу =1,3

Q max добу = 180 * 1,3 = 234 м 3 \сут

Максимальна годинна витрата води, л\ч

де ά ч = коефіцієнт годинної нерівномірності (на фермах з автопоением ά ч =2….2.5; без автопоения ά ч =4

Секундний розрахунок води, л\с

Л\с

Добова витрата насосної станції, повинен дорівнювати мах добовому витрати води на фермі, а годинний витрата станції насоса визначають за формулою:

М 3 \год

де: t-тривалість роботи насоса або станції на добу годинника.

t=7год

За величиною Q нас вибираємо тип та марку насоса 3В-27.

Технічні характеристики

Подання

Тиск

Висота всмоктування 6,0 м

Частота обертання колеса 1450 хв -1

Маса 65 кг

Потужність

Потужність електродвигуна для приводу насоса,Вт

Потрібна потужність ел. двигуна для приводу насос,Вт.

де: Q нас = об'ємна витрата води м 3 \ год

p-щільність води, кг м 3 (р = 1000 кг м 3)

К з = коефіцієнт запасу потужності враховує можливі навантаження під час роботи насоса (К з = 1,1….20)

g-прискорення вільного падіння, м\с 2

Ккд насоса, двох вихрових насосів:

=0,4…..0,6

Ккд передачі від двигуна до наосу

1 при прямому з'єднанні з насосом

4.4 розрахунок добового виходу гною

Визначення добового виходу гною в зимовий період:

,

де g е - Середньодобове виділення твердих екскрементів;

g м- Середньодобове виділення сечі;

g п- Середньодобова норма підстилки.

У пасовищний період добовий вихід гною менше

Річний вихід гною

де Т ст - тривалість стійлового періоду (230 добу.);

Т п - тривалість пасовищного періоду (135 добу.).

4.4.1 Розрахунок гноєсховища

де h - Висота укладання гною. Приймаємо h = 2 м;

G добу – добовий вихід гною на фермі від усього поголів'я, кг. Приймемо добовий вихід гною, відповідний максимальної кількості, тобто. у зимовий період;

Д ХР – тривалість зберігання гною. Приймаємо Д ХР = 180 днів;

ρ – густина гною, ρ = 900 кг/м 3 ;

φ – коефіцієнт заповнення гноєсховища. Приймаємо = 0,8.

Приймаємо гноєсховище обсягом V= 50 · 24 · 2,5 = 3000 м 3 .

1. Розрахунок вентиляції.

Для підтримки параметрів мікроклімату в оптимальному режимі або близькому до оптимального, для цього необхідно видалити з приміщення шкідливі гази та оновлювати повітря, тобто здійснювати повітрообмін відповідно до норм.

Визначаємо годинниковий повітрообмін за вмістом вуглекислого газу:

де: С-кількість вуглекислого газу, виділеного однією твариною.

Приймаємо С=130 дм3/год

M-число тварин у приміщенні

Допустима норма вмісту СО у повітрі приміщення,

2,5 дм3/м3

З 1 = вміст вуглекислого газу зовнішньому повітрі, З=0,3….0,4 дм 3 /м 3

Правильність розрахунку перевіряємо за кратністю повітрообміну:

де V П внутрішній об'єм приміщення м3:

Приміщення розміром з =, b =, h =,

У тваринницьких приміщеннях n=3….5 год

При кратності повітрообміну n вибираємо природну вентиляцію, при n=3….5 примусову вентиляцію без підігріву повітря, що подається і при n -примусову вентиляцію з підігрівом повітря, що подається.

Вибираємо………………………..

Література

1. Брагинець Н.В., Палішкін Д.А. Курсове та дипломне проектування з механізації тваринництва. - М.: Агропомиздат, 1991.
2. Загальносоюзні норми технологічного проектування підприємств великої рогатої худоби ОНТП 1-89 - М.: Держагропром СРСР, 1989.
3. Мурусідзе Д.М., Левін А.Б. Технологія виробництва продуктів тваринництва.
4. Чугунов А.І., Проничов Н.П. та ін. Методичні вказівкипо виконанню курсової роботиз дисципліни "Технологія та механізація тваринництва". - М.: МДАУ, 1998.
5. Пронічев Н.П. Методичні вказівки щодо розрахунку технологічних карт. - М.: МДАУ, 1999.
6. Богданов В.Д., Головатов Ю.П. та ін Альбом схем та креслень сільськогосподарського об'єкта. - М.: МДАУ, 1996.