Разработать сусловарочный аппарат

y">     Определяем  меридиональные и кольцевые напряжения

                       (4.44)

                   (4.45)

     Эквивалентное напряжение равны:

     

     Для внутренних волокон

                                                                 (4.46)

     Для наружних волокон

                                                                  (4.47)

     Следовательно в сечении х₁ значения напряжений находятся в допустимых пределах. 

     4.2 Расчет фланцевых  соединений 

     Произведем  расчет фланцевого соединения установленного на трубе по которой поступает  вторичный пар из аппарата в теплообменник.  Внутренний диаметр трубы составляет 100 мм. Давление в аппарате не превышает  р=1,05МПа, а рабочая температура составляет не более 150^оС. Толщина стенки составляет 5мм.

     Исходя  из справочных данных принимаем внутренний диаметр фланца =120 мм, наружний диаметр привалочной поверхности 140 мм, наружный диаметр фланца 200 мм, диаметр болтовой окружности =170мм, толщина фланца δ= 20 мм, размер выступа привалочной поверхности 5мм, толщина проладки δ_п=5 мм, диаметр болта 12мм.

     Из  этих данных находим геометрическую ширину прокладки:

                                     (4.48)

     Принимаем привалочные поверхности плоскими с двумя рисками. Приведенная  и эффективная ширина прокладки  соответственно будут равны:

                                     (4.49)

                             (4.50)

     Рассчетный  диаметр прокладки, таким образом, будет равен:

                                   (4.51)

     В качестве прокладачного материала  выбираем мягкую резину (выше 75 по Шору) , находим коэффициент удельного  давления (m=1) и посадочное напряженияе (1,35 МПа).

     Нагрузка  на болты от давления тогда равна:

                                                                     (4.52)

     

     Нагрузка  на болты от затяжки равна:

          (4.53)

     Болты будем изготавливать из стали 10. При значении предела прочности  болтов, равного примерно300 МПа, допускаемое напряжение будет равно:

                             (4.54)

     Допускаемая нагрузка на один болт равна:

                    (4.55)

где - внутренний диаметр резбы болта м , -конструктивная прибавка м.

     Находим количество болтов:

                                         (4.56)

     Принимаем количество болтов равное 8.

     Фланцы  изготавливаем из стали Ст3, для  которой можно принять =80 МПа. Тогда толщина фланца будет равна:

     м                                                                                             (4.57)

     Окончательно  принимаем толщину фланца равной 16мм. 
 
 
 

     

     

       4.3 Расчет опор аппарата 

     Произведем  расчет опор проектируемого сусловарочного аппарата. Масса аппарата с продуктом составляет М=12500 кг, аппарат выполнен из стали Х18Н10Т,рабочая температура не более 150^оС. Расчет будем производить из условия, что аппарат устанавливается на кирпичный фундамент при помощи опор, которые мы и рассчитаем. Следовательно принимаем, что допускаемое напряжение для фундамента составляет G_ф=0,7*10⁶ Па.

     Находим поверхность опор:

                                          (4.58)

где - максимальный вес аппарата Н, G_ф- допускаемое напряжение для фундамента Па.

     Подставляя  данные получим:

       м²

     Принимаем количество опор равным n=4. Тогда нагрузка на одну опору составляет:

                                                      (4.59)

      H

     Опоры будем изготовлять из стали Ст3, для которой при заданных условиях допускаемое напряжение на сжатие можно рпинять равным допусканмому напряжению на растяжение, т.е. 100МПа.

     Пусть каждая опора будет изготовлена  с одним ребром m=1. Тогда опорная площадь одной опоры составляет:

       м²                      (4.60)

     Принимаем отношение вылета опоры к ее вершине  a:c=0,9, получим а=200мм, с=230мм, h=350мм. Вылет опоры А=220 мм.

     Принимаем коэфициент k=0,3. Тогда толщина ребра опоры равна

                                             (4.61)

       м=10,5мм

     

     а гибкость ребра составляет

                         (4.62)

     Согласно  графика зависимости коэффициента гибкости от ребра опоры, коэффициент k_r получается больше принятого коэффицента k. Расчет окончен.

     Принимаем толщину ребра =12мм.

     Проверим  фланговые швы на срез по условию:

                                         (4.63)

     Подставляя  значения получим: 

     Условие выполнено. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     

     

     5 Техника безопасности  при эксплуатации 

     К работе по обслуживанию сусловарочных аппаратов, работающих под давлением допускаются рабочие в возрасте не моложе 18 лет, прошедшие медицинскую комиссию, а также:

     -вводный  и первичный инструктажи;

     -инструктаж  по пожарной безопасности;

     -инструктаж  по электробезопасности; 

     -обучение  и проверку знаний по технике безопасности.

     -обучение  и проверку знаний по правилам  устройства и безопасной эксплуатации  сосудов, работающих под давлением  через учебно-курсовой комбинат

     Аппаратчик, обслуживающий сусловарочный аппарат, должен использовать следующие СИЗ: костюм (халат) хлопчатобумажный, рукавицы комбинированные, сапоги резиновые.

     Перед началом работы аппаратчик, обслуживающий сусловарочный аппарат должен:

     -Одеть положенную спецодежду и принять смену.

     - В случае наличия к моменту сдачи смены аварийного положения или ответственного переключения, прием-сдача смены производиться по окончании этих операций.

     - Проверить работу манометра посадкой на нуль с записью в сменном журнале.

     -Проверить работу предохранительных клапанов путем принудительного открытия и сделать запись в сменном журнале.

     - Оформить прием сдачу смены в журнале приема и сдачи смен.

     Во  время работы персонал, обслуживающий  сосуды,  должен следить:

     - не допускать оставление сосудов  без постоянного надзора  и  покидать участок даже на непродолжительное  время для приема пищи и  других надобностей без разрешения  сменного мастера или начальника  цеха;

     

     -за давлением  пара в сосуде по манометру не допуская, чтобы оно превышало разрешенное давление для заторных и сусловарочных котлов –2,5 кг на см², для рессивера на аэрации-6 кг на см², водоподогревателях 10 кг на см²-длч воды и 16 кг на см кв-для пара, на фарфасах для пива 2.,5 кг на см² ;

     -проводить  проверку предохранительных клапанов  путем принудительного открытия;

     -проводить  проверку манометров посадкой  стрелки на ноль с помощью  трехходового крана;

     - проводить проверку в течение  смены исправность сосудов путем  внешнего осмотра, исправность  запорной арматуры, манометров и  предохранительных клапанов;

     -обо  всех этих операциях аппаратчик  должен делать запись в сменном  журнале 

     Сосуд должен быть остановлен в аварийном  порядке в следующих случаях:

     -если  давление в сосуде поднялось  выше разрешенного и не снижается,  несмотря на меры, принятые персоналом;

     -при  выявлении неисправности в работе  одного из предохранительных  клапанов;

     -при  обнаружении в сосуде и его  элементах неплотностей, выпучин,  разрыва прокладок;

     -при  выходе из строя всех водоуказательных  уровней;

     -при  неисправности предохранительных  блокировок;

     -при  пожаре, непосредственно угрожающем  работе сосуда. 
 
 
 
 

     

     

     Заключение  

     В данном курсовом проекте расмотрели методику и специфику расчета и проектирования машин для пищевой промышленности на примере сусловарочного аппарата.

     Рассмотрели технологический процесс производства пива. Произвели обзор существующих сусловарочных аппратов.

     Согласно  исходных даннных произвели расчет основных конструктивных элементов сусловарочного аппарата (толщину стенки днища, высоту цилиндрической части, радиус кривизны в вершине днища, высота выпуклой части наружной поверхности днища) так же произвели расчеты фланцевых соединений и опор аппарата.

     Рассмотрели вопросы техники безопасности при  эксплуатации сусловарочного аппарата. Выполнили чертеж сусловарочного аппараата удовлетворяющего исходным данным. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     

     

     Список  использованных источников 

1. .Соколов В.И. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств- М.: Машиностроение, 1983-447с.
2. Антипов С.Т. Машины и аппараты пищевых производств : учебник для вузов: -Минск : БГАТУ,2008.
3. Харламов С.В. Практикум по расчету и конструированию машин и аппаратов пищевых производств.-Л.: Агропромиздат: 1991.
4. Фараджева Е.Д., Федоров В.А.. Общая технология бродильных производств. М., Колосс, 2002.
5. Веселов И. Я., Чукмасова М. А. Технология пива. М.: Пищепромиздат, 1963. 451 с.
6. Попов В. И., Кретов И. Т., Стабников В. Н. Технологическое оборудование предприятий бродильной промышленности. М.: Пищевая промышленность. 1974. 279 с.
7. Стабников В. Н., Баранцев В. И. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Легкая и пищевая промышленность.: 1983г. 328 с.
8. Стабников В. Н., Лысянцев В. М., Попов В. Д. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: «Агропромиздат».: 1985г. 503 с.