Расчет и проектирование ленточной сушилки для макарон

При разработке математической модели принимаются следующие допущения. 

1) Ввиду незначительного  изменения занимаемой площади  пола по рассматриваемым вариантам в приведенные затраты можно не включать амортизацию здания.

2) Ввиду незначительной  стоимости слоя утеплителя пренебрегаем  затратами, связанными с наружной теплоизоляцией аппарата.

3) Пренебрегаем изменением  стоимости насоса и электродвигателя  при изменении потребляемой ими мощности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Конструктивные расчеты ленточной сушилки для макарон

 

Формула для определения скорости движения конвейера, V м/с,

V= П/h*b*pн*K₁*K₂*3600,                                     (2.2.1)

где П - Производительность, кг/ч;

h - высота слоя продукта, м;

b - ширина конвейера для сушки макарон, м;

рн - насыпная плотность продукта кг/м³;

К₁ - коэффициент учитывающий использование площади сушильных лент;

К₂  - коэффициент учитывающий неравномерность загрузки сушилки.

 

Определим длину одного конвейера l₁, м,

l₁=V*t/z,                                              (2.2.2)

где t - время сушки макарон, c;

z - количество конвейеров, шт.

Длинна сушильной камеры  L, м

L= b₁+О+ l₁,                                          (2.2.3)

где b₁ - расстояние между конвейером и стенкой сушильной камеры м;

O - отступ конвейера, м.

 

Ширина сушильной камеры, B м,

  В= b+ b₂ *2,                                              (2.2.4)

где b₂ - расстояние между конвейером и  стенкой сушильной камеры м.

 

Определим диаметр звездочки d, м,

d= l₄/π*2*2,                                   (2.2.5)

где  l₄- длинна окружности звездочки, м.

 

Высота сушильной камеры, Н м,

Н= b₃*2+ b₄+ b₄+ b₅+d,                                    (2.2.6)

где b₃ - Расстояние между конвейерами, м;

b₄ - расстояние между конвейером и верхней частью конвейера, м;

b₅ - расстояние между конвейером и нижней частью конвейера, м;

d - диаметр звездочки, м.

 

Найдем общую площадь, S₁ м,

S₁=L*H*2+B*H*2+L*B*2,                                      (2.2.7)

Длинна ленты конвейера Lл, м,

Lл =( l₁*2+ l₄)*z+ l₄+( l₂+ l₃)*2,                                (2.2.8)

где l₂ - длинна верхней части  конвейера, м;

l₃ - длинна нижней части конвейера, м.

 

Стоимость всего металла  Свм, руб.,

Свм = S₁* q* См* р,                                       (2.2.9)

где q - толщина стенки сушильной камеры, м;

См - стоимость за 1 кг листового металла, руб;

р - плотность стали, кг/м³.

 

Площадь конвейера S₂ , м,

S₂= Lл*b+d*z++( l₂+ l₃)*2+d*2.                          (2.2.10)

 

Стоимость всей ленты конвейера Слк, руб/м²,

Слк = S₂* Ск,                                              (2.2.11)

где Ск - стоимость конвейера за 1 м² , руб.

 

 

 

Длинна всех барабанов l₅ , м,

l₅=z₂*b,                                           (2.2.12)

где z₂ - количество барабанов, м.

 

Стоимость всех барабанов, Свб  руб.,

Свб = l₅ * Сб,                                            (2.2.13)

где Сб - стоимость за 1 м барабан, руб.

 

Стоимость уголков Сву, м,

Сву = l₁ *2*z* Су,                                        (2.2.14)

где Су - стоимость уголка за 1 м по которому двигается лента, м.

 

Стоимость всего оборудования Со, руб.,

Со = Свм +Слк+ Свб + Сву.                              (2.2.15)

Затраты на амортизацию А, руб,

 

A=0,1* Со.                                                         (2.2.16)

Техническое обслуживание и ремонт ТОР, руб

 

ТОР =0,12* Со.                                                   (2.2.17)

Определим приведенные затраты П, руб

 

П=E +A + ТОР.                                                  (2.2.18)

 

Вычислим удельные приведенные затраты П_уд, руб/кг

 

П_уд =П / М_год..                                                                                    (2.2.19)

 

Минимизация критерия оптимизации  позволит определить оптимальные конструктивные параметры бутылкомоечной машины.

3 ИССЛЕДОВАНИЯ  ЦЕЛЕВОЙ ФУНКЦИИ И ВЫБОР КРИТЕРИИ  ОПТИМИЗАЦИИ

 

 

Так как необходимо рассчитать ленточную сушилку таким образом, чтобы при нужных размерах приведенные затраты были минимальны, необходимо произвести расчет при различных значениях конструктивных параметров количество конвейеров и ширине конвейера. Значениями этого параметра поочередно варьируем с постоянным и малым шагом, а затем выбираем оптимальный вариант по определяемому критерию Кр. Так реализуется метод многомерной оптимизации циклического покоординатного спуска. Для такого многократного расчета используем программу Microsoft Excel. В результате расчетов определяются конструктивные параметры, соответствующие минимальным приведенным затратам. Результаты расчетов приведены в таблицах приложений А. Согласно данным этих таблиц строим графики зависимости приведенных затрат от варьируемого параметра z на формате А1 графического материала (лист ТОЖПП 65.19.00Г). Анализ кривой позволил установить, что количество конвейеров z равен 14 штук, т.е. при данном количестве конвейеров наименьшие приведенные затраты.  Анализ других кривых позволил установить, что  при различных количествах конвейеров к удельным приведенным затратам оптимальные ширину конвейера варьируют, и чем больше это отношение тем больше количество конвейеров.

По рассчитанным конструктивным параметрам выполняем рабочий чертеж ленточный конвейер на формате А1 графического материала (лист ТОЖПП 65.19.00. ВО).

ВЫВОД

 

1. В процессе  выполнения работы изучены основные требования к макаронам и назначение ленточной сушилки. Произведен обзор и анализ существующих ленточных сушилок для сушки макарон. Подробно описано устройство и работа ленточной сушилке.

2. Произведен  выбор критерия оптимизации и  разработана математическая модель ленточной сушилке. На основе данной модели разработан вычислительный алгоритм в среде Microsoft Excel для оптимизации параметров ленточной сушилки. Из расчета установлено, что приведенные затраты зависят от количества конвейеров в ленточной сушилке и от ширины конвейера. На приведенные затраты главным образом оказывают влияние количество конвейеров в ленточной сушилке. Даже при различном отношении цены металла оптимальные ширина в ленточном конвейере варьируют не в широких пределах. Минимум приведенных затрат достигается при ширине конвейера 2,5 м.

 3. Разработана конструкция ленточной сушилки с оптимальными конструктивными параметрами и выполнен сборочный чертеж ленточной сушилки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. Сурков В.Д. Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности / В.Д.Сурков, Н.Н.Липатов, Ю.П.Золотин – М.: легкая и пищевая промышленность, 1983. -432.
2. Остриков А.Н., Абрамов О.В. Расчет и конструирования машин и аппаратов пищевых производств-СПб.:ГИОРД,2004-352 с.
3. Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности (2-е издание)/ В.Д.Сурков, Н.Н.Липатов, Н.В. Барановский – М.: легкая и пищевая промышленность, 1970. -552.
4. Антипов С.Т., Кретов Т.И., Остриков А.Н., Понфилов В.А. Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн.Кн2: Учеб. для вузов. – М.:Высш.шк., 2001-680с.
5. Соколов В.И. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. М.: Колос, 1992-399 с.
6.          Медведев Г.М.  Технология макаронных изделий. –СПб.: ГИОРД, 2005.-312 с