Животноводческие фермы и комплексы. Основные отличия комплекса от фермы

     η – тепловой КПД пастеризатора     0,8 - 0,9;

     i_H, i_K – теплосодержание пара, конденсата, Дж/кг;

     t_K, t_H – конечная и начальная температура нагрева молока.

     Откуда  расход пара определяется

 кг/с. 

 

7. Регенеративный теплообменник  и элементы его  расчета

     Процесс предварительного подогрева исходной жидкости теплой охлаждаемой жидкости называется регенерацией теплоты. Графически этот процесс можно представить следующим образом. 

              t, ºC

       

         Δt 
 

         t_км

         t_рм                                                                                 Δt

                                                                                                        t_ркм

                                                                                             t_нм

                                                                                              h 

     Количество  теплоты, получаемой молоком, идущим на пастеризацию

     Количество  теплоты, необходимой для пастеризации молока

.

     Отношение количества теплоты, получаемой в регенераторе к количеству теплоты, потребной для пастеризации, называют коэффициентом регенерации

     Поскольку в противоточном регенеративном теплообменнике количество молока, идущего на пастеризацию и охлаждение после пастеризации одинаково, т.к. постоянен температурный напор «h» на всем пути движения молока, то 

Δt = t_км – t_ркм = Δt_ср

     откуда       t_рег.к.м = t_км – Δt_ср.

     Подставив значение, получим

,

     откуда Δt_ср = (1 – ε)(t_км – t_нм).

     Площадь теплообменной поверхности регенератора определяется из уравнения теплового  баланса

М_м · С_м (t_рм – t_нм) = F ·к · Δt_ср,

     Подставив значение  Δt_ср  получим

.

     Из  анализа формулы следует, что  с увеличением коэффициента регенерации  площадь теплообменной поверхности увеличивается на гиперболе. 
 

 

     

8. Физические принципы получения искусственного холода и классификация

холодильных установок

    Получение низких температур может быть достигнуто при осуществлении следующих  процессов:

    1. расширением рабочего тела с совершением внешней полезной работы. Этот процесс осуществляется в специальных машинах, получивших название детандера. Недостаток данного способа охлаждения является необходимость предварительного сжатия рабочего тела в компрессоре и большой расход воздуха.

    Изменением  агрегатного состояния рабочего тела (фазный переход) сопровождающийся поглощением тепла из вне:

    а) плавление, лед, соли     Na CL-21,2 ⁰С

    б) кипение                          Ca CL₂ – 55₊⁰С

    криогенные  рабочие вещества

    жидкий  азот - 196 ⁰С

    кислород - 183 ⁰С

    воздух  – 192 ⁰С

    гелий

    с) сублимация (диоксид, углерод.

    3. драсселированием. Этот процесс понижения давления рабочего тела в жидком или газообразном состоянии без совершения полезной работы. При прохождении через узкое сечение (дросселирование) происходит расширение рабочего тела и уменьшение его внутренней энергии (эффект Джоуля Томсона). Процесс дросселирования имеет меньшую эффективность, чем процесс расширения в детандере, но оборудование для дросселирования намного проще и существенно дешевле.

    4. Реализацией вихревого эффекта (эффект Ранке) надо схема

    Термодинамические процессы вихревой трубки, несмотря на ее конструктивную простату, с практической точки зрения мало эффективны. Получение холодного воздуха при помощи вихра всей трубки связано со значительным перерасходом энергии (в 8…10 раз) по сравнению с воздушной холодильной машиной.

    5. Термоэлектрическим охлаждением (эффект Пельты). При пропускании постоянного электрического тока через цепь, состоящую из 2-х разных проводников, один из спаев охлаждается, а другой нагревается. Пара разнородных материалов, объединенных в цепь, получила название термоэлемента.

    Различают компрессионные холодильные машины, в которых происходит сжатие холодильного агента; теплоиспользующие холодильные  машины, потребляющие тепловую энергию; термоэлектрические машины, основанные на использовании Пельтье явления.

    Компрессионные  холодильные машины в свою очередь  подразделяют на газовые, в которых  газообразный холодильный агент  не меняет агрегатного состояния, и  на паровые в которых холодильный агент изменяет агрегатное состояние (пар – жидкость). Последние получили наиболее широкое распространение.

    Теплоиспользующие холодильные машины подразделяют на абсорбционные, у которых в холодильном  цикле участвуют 2 компонента – холодильный  агент и поглотитель (абсорбент), и пароэжекторные, в которых сжатие пара осуществляется

    Холодильный агент или хладагент – это  рабочее вещество холодильной машины. В зависимости от типа холодильной  машины применяются различные хладагенты. Так, в паровых компрессионных холодильных  машинах в качестве хладагента применяют хладоны, аммиак, углеводороды (пропан, этан, этилен и др. вещества; в абсорбционных – водные пароэжекторных – водяной пар.

    Холодильные установки классифицируются по: принципу работы, холодапроизводительности, по типу используемого хладагента по типу исполнения (открытые, герметичные, косвенного и непосредственного охлаждения).

     Рассмотрим  схемы и принципы действия компрессионной паровой, теплоиспользующей абсорбционной и теплоиспользующей эжекторной холодильных машин. 

 

     

9. Теория резания  лезвием

      Резание материалов может осуществляться тремя  способами: пуансоном /штамп/, резцом /клин/ и лезвием /нож/. Режущие рабочие  органы соломосилосорезок и универсальных дробилок работают по принципу резания лезвием. Рассмотрим этот способ резания.

       Лезвием называется рабочая часть ножа, заточенного по двухгранному углу. Процесс резания осуществляется под действием силы, приложенной непосредственно самой вершиной двухгранного угла к измельчаемому материалу. Вообще процесс резания является разновидностью измельчения и поэтому он подчинен общим законам разрушения материала под действием внешних сил, превосходящих силы молекулярного сцепления. Но он имеет и свои специфические особенности.

    Процесс резания  лезвием пучка стеблей состоит из двух этапов: предварительного уплотнения и уплотнение осуществляется вальцами /участок ОО'/ и лезвием /участок О'А/. Резание сопровождается снижением усилия резания /участок АВ/.

l, мм

      Можно также сказать, что на участке  О'А, ВС и т.д. происходят упругие  деформации, а на участке АВ, СД, и т.д. – пластические с разрушением материала.

       Как видно из диаграммы, процесс  резания начинается при достижении силой сжатия какой-то критической  величины, превышающей сопротивление  материала разрушению. Силу сжатия ножа, способную возбудить процесс резания, называют критической силой P_кр, и ее можно определить из выражения: 
 

Р_кр=Р_рез+Т₁+Т₂·cosg,

где Р_рез – сопротивление резанию лезвием, N;

        Т₁ – сила трения, обусловленная действием  бокового давления, возникаю-щего при внедрении клина клина в перерезаемый слой, N; 
 
 
 
 

 

10. Условия защемления  материала. Удельное  давление резания

      Для осуществления резания по принципу ножниц необходимо, чтобы материал был зажат. Угол между ножом и противорежущей пластиной называется углом раствора.

                            Нож           Пусть угол трения оказался та-

                                                            

                F       ким, что равнодействующая сил N

                            φ׳ = φ

                                            и F получила направление, перпен-

    χ(χ_п)                 R       N         

                                             дикулярное  биссектрисе   угла рас-

                  R

                        N     твора, т.е. проекция  R на биссект-

                       φ׳ = φ

               F                                рису равна 0.

                         противореж.

                                                пластина              

           φ' – угол скользящего резания           

     Тогда по перпендикулярности сторон можно записать   или   χ = 2 φ΄ = 2 φ.

      Это предельно допустимый угол раствора, так как при увеличении его  проекции равнодействующей  R не будут равны 0 и их составляющая будет выталкивать материал.

      Следовательно, режущая пара защемляет материал, если угол раствора равен или меньше двойного угла  φ΄ скользящего резания (трения). В несимметричной режущей паре, когда имеет место  φ΄₁ ≠ φ΄₂ , то  в этом случае нужно брать

χ ≤ 2φ_min .

      Для дисковых соломосилосорезок  χ = 40 – 50^о  и для барабанных от 24 до 30^о.

      Удельное  давление

      Удельным  давлением называется нормальное давление ножа на материал, достаточное для возбуждения резания и отнесенное к единице длины нагруженного участка лезвия. 

                   N                                       Обозначим удельное давление через q,

                                                                            тогда   , н/см.  Оно зависит от

                                 q₀                         многих  факторов:  физико-механи-

               ΔS                                            свойств материала,  остроты ножа,

                                                                            влажности материала и от угла  скольжения  τ.

      q           τ = 0

                                       q = q_max = q₀ (рубка).