Расчет заторного аппарата

 

Заторные аппараты предназначены для смешивания (затирания) дробленого солода и несоложеных материалов с водой, нагревания, кипячения и осахаривания заторной массы. Смешивание дробленого солода и несоложеного зернового сырья с водой, нагревание и кипячение заторной массы проводят в заторном аппарате, который представляет собой цилиндрический сосуд с двойным сферическим днищем, образующим водяную рубашку, предназначенную для нагревания и кипячения заторной массы. Нагревание воды в водяной рубашке происходит с помощью ТЭНов, установленных под сферическим днищем. Заторный аппарат снабжен вытяжной трубой. Тягу в вытяжной трубе регулируют поворотной заслонкой с помощью лебедки. Лопастная мешалка приводится в движение от электродвигателя через редуктор. Труба, предназначенная для декантации жидкой части затора шарнирно закреплена у основания, а верхний открытый конец ее поддерживается поплавком на небольшой глубине от поверхности жидкости. Освобождается аппарат через трубу, перекрываемую вентилем.

Для направления перекачиваемой заторной массы в заторный или фильтрационный аппараты предназначен распределительный кран. Из соседнего аппарата заторную массу возвращают по трубе.

Для уменьшения потерь теплоты боковые стенки заторных аппаратов покрывают изоляционным слоем, поверх которого укрепляют защитный кожух из тонкой листовой стали.

Объем заторного аппарат можно также определить по массе затираемого солода, принимая, что на 100 кг сухого солода требуется 0,5-0,7 м3 полного объема заторного аппарата.

Полный объем аппарата (в м3) складывается из объема цилиндрической части и объема сферического днища:

 

, м3 (2.1)

 

где D – диаметр корпуса аппарата, м;

H – высота цилиндрической части, м;

h – высота выпуклой части наружной поверхности днища, м;

R – радиус кривизны в вершине днища, м.

Толщину стенки днища (м) рассчитывают по нормам расчета элементов сосудов на прочность

Эта формула справедлива, если выдержано условие.

Если на 100 кг одновременно перерабатываемого сырья требуется в среднем 0,6 м3 полного объема аппарата, то на G1=42 кг потребуется

Необходимая производительность заторного аппарата

Диаметр корпуса заторного аппарат

Радиус кривизны в вершине днища исходя из условия, что R=D равен 0,780 м.

Высота аппарата H складывается из высоты цилиндрической обечайки h2 и высоты выпуклой части наружной поверхности днища h1. H=R=0,780 м.

Высоту выпуклой части наружной поверхности днища найдем по формуле:

 

 (2.2)

 

Высота цилиндрической обечайки

 

 (2.3)

Объем днища заторного аппарата

 

, м3 (2.4)

 

Объем цилиндрической части заторного аппарата

 

, м3 (2.5)

 

Высота цилиндрической обечайки

 

, м (2.6)

 

Сопоставляем полученную высоту с конструктивным требованием

 

Н'=0,50∙D, м (2.7)

 

Н'=0,50·0,7805=0,3902 м.

Так как H отличается от Н', меняем высоту выпуклой части наружной поверхности днища. Примем h=0,17 м, тогда =0,0657 м3; ;

Площадь поверхности жидкости в аппарате

 

, м2 (2.8)

Площадь сечения вытяжной трубы рассчитывается

f=0,025∙F, м2 (2.12)

f=0,025·0,4782=0,0119 м2.

Определим диаметр вытяжной трубы

 

, м (2.9)

 

Коэффициент формы днища заторного аппарата

 

, (2.10)

 

где  – диаметр отверстия для спуска затора.

Примем = 0,0635 м, тогда

Находим толщину стенки днища по формуле:

 

, (2.11)

 

где – [σ] – допускаемое напряжение при сжатии, МПа;

φ – коэффициент прочности сварного шва, φ=1;

С – прибавка к расчётной толщине, С=0,002 м.

Обычно оптимальными для заторных аппаратов является допускаемое напряжение при сжатии для стенки, изготовленной из стали; [σ]=10 МПа, тогда:

Проверяем условие справедливого расчёта толщины стенки днища:

 

;

; ,

 

значит условие выполняется и расчёт можно считать достоверным.

По рассчитанным размерам для массы перерабатываемого солода G=61,2927 кг/ч выбираем стандартный заторный аппарат АЗ-200, производимый ФГУП "Миасский машиностроительный завод", техническая характеристика которого представлена в табл. 2.2.

 

Таблица 2.2 - Технические характеристики заторного аппарата АЗ-200

№	Наименование	Характеристика (численное значение)
1.	Вместимость, м3	0,2
2.	Габариты, мм	Ø=800; Н=750
3.	Мощность привода мешалки, кВт	0,5
4.	Передаточное отношение редуктора	26
5.	Частота вращения мешалки, об/мин	54
6.	Мощность электронагревателя, кВт	12

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС