Электрическим током влажных кормовых материалов

Задачей расчета являетсяопределение конструктивных размеры элек­тродной системы и рабочей камеры, обеспечивающих необходимую мощность, производительность и режимы обработки.

Расчет дан применительно к установки поршневого прямоходного типа (рис.2.8) для обработки плющенного увлажненного фуражного зерна, измель­ченной соломы, кормового картофеля, других подобных влажных полидис­персных систем.

Исходные данные:

· вид, электро- и теплофизические свойства обрабатываемого материала;

· производительность установки;

· напряжение питание камер;

· число камер;

· материал электродов, стенок и др.

Расчет является приближенным (техническим), основанным на использо­вание экспериментальных данных. Приведенные в таблицах численные значе­ния величин, характеризующие физические свойства материалов, получены эм­пирически при некоторых условиях и характеризуют лишь порядок величин. Их значение зависит от вида (сорта) растений, климатических условий произра­стания, сроков хранения, условий предварительной обработки и т. д. В кон­кретных условиях для надежности расчетов численные значения параметров необходимо уточнить. Методика расчета при этом не изменяется.

Последовательность расчета:

Определяют расчетную мощность Р_р установки по формулам:

; , (2.30)

где = m_τ – производительность установки, кг/ч; с- средняя за время обработки удельная теплоемкость кормовых материалов, Дж/(кг С); - коэффициент запаса; – тепловой КПД установки; = 0,5…0,98 – электрический КПД установки.

Разрабатывают конструктивную и электрическую схемы установки, определяют число рабочих камер в фазе n, обеспечивают напряжение питания камер U.

Производительность на 1 камеру, кг/ч:

, (2.31)

Мощность одной камеры, Вт:

. (2.32)

Среднее за в ремя обработки значение силы тока в одной камере:

I_I=P_I/U. (2.33)

Принимают из рекомендуемых значений допустимую напряженность поля Е в межэлектродном пространстве (табл. 2.3) и находят межэлектродное расстояние, м:

l=U/E (2.34)

Задают значение ширины электродов b в пределах:

b=(2…3) l. (2.35)

Используя общее выражение для температурной характеристики удельной электрической проводимости влажной кормовой массы,

γ_t = γ₂₀ (l+αΘ+βΘ²) (2.36)

находят среднее за время обработки значение:

 

, (2.37)

где Θ=(t-20), γ₂₀ – удельная электрическая проводимость массы при 20⁰С, см/м; α и β – эмпирические коэффициенты удельной электрической проводимости γ_макс имеет место при Θ_макс:

 

Θ_макс= α/β. (2.38)

Если Θ_макс>Θ₂=(t₂-20), то γ_макс находят по (2.36) для Θ₂.

Длина электродов, м:

. (2.39)

Максимальная плотность тока на электродах, А/м²:

J_макс=U γ_макс/l. (2.40)

Должно соблюдаться условия J_макс < J_доп, где J_доп – допустимое значение плотности тока (табл. 2.3).

Толщина разовой уплотненной порции (подачи) корма (рис. 2.8):

, (2.41)

где μ – коэффициент бокового давления кормовой массы; f_c – коэффициент трения массы по стенкам камеры; q₀ - среднее значение остаточного бокового давления в рабочей камере, Па; k_H – коэффициент неравномерности уплотнения массы по длине камеры (0,7…0,8) р – давление уплотнения, Па (табл. 2.3).

Расстояние от края электродов до выхода из камеры (расстояние безопасности):

. (2.42)

Расчетная длина рабочей камеры (рис. 2.8), м:

L_p = d+h+c. (2.43)

Длина рабочей камеры, необходимая для обеспечения требуемого уплотнения массы, м:

, (2.44)

 

где f­₃ – коэффициент трения массы по электродам.

Должно выполняться соотношение L_k >L_р при допустимом расхождении не более 10%.

Степень уплотнения кормовой массы в рабочей камере:

, (2.45)

где Р_н – плотность насыпной массы корма (в приемной камере); Р_у – плотность уплотненной массы (в рабочей камере); Р_n – пикнометрическая плотность массы (табл. 2.4).

Длина отверстия загрузочной (приемной) камере:

А=k_y/k_pg, (2.46)

где k_зп – коэффициент заполнения загрузочной камеры (1,1…1,2).

Длина хода поршня А = а + .

Частота ходов поршня, l/c:

, (2.47)

где V_зп – вместимость загрузочной камеры, м³,

V_зп=abl. (2.48)

Время (продолжительность) обработки корма в электрическом поле электродной системы, с:

τ=h/δv (2.49)

 

Т а б л и ц а 2.3. Физические параметры некоторых кормовых материалов при обработке электрическим током

Параметры	Способ обработки
Электрогигротермическая обработка (ЭГТО) фуражного зерна	Электрогигротермическая обработка (ЭТХО) соломы	Электрозапаривание кормового картофеля
Степень измельчения, 10-3м	Плющение 0,3…5	Измельчение 10…30	Мезга
Состав увлажняющего водного раствора	1% NaCl +2%CO(NH2)2	1.5 NaCl +5% Na2CO3	-
Модуль увлажнения	0.8	1.0	-
Давление уплотнения, 103Па
Напряженность электрическогополя в кормовой массе, В/м	(20…25)102	(8…10)102	(15…20)102
Температура обработки, 0С
Допустимая плотность тока на электродах, А/м2
Остаточное боковое давление в камере, 103Па	2,1		-
Коэффициент бокового давления при уплотнении	0,25	0,61	-
Время обработки, с	160…240	400…480	120…140

 

 

Т а б л и ц а 2.4.Параметры процессов обработки электрическим током некоторых