Цех виробництва морозива

 

        Мк.п.= = 511 кг.

 

2. Вершки з коров'ячого  молока:

 

         Мк.п.= = 193 кг.

 

3. Молоко цільне згущене з  цукром:

 

Мк.п.= = 102,2 кг.

 

4. Молоко, знежирене згущене  з цукром:

    

Мк.п.= = 121,6 кг.

 

5. Цукор- пісок:

 

Мк.п.= = 50,2 кг.

 

6. Агароід:

 

Мк.п.= = 3,1 кг.

 

7. Ванілін:

 

Мк.п.= = 0,15 кг.

 

8. Вода питна:

 

Мк.п.= = 40,8 кг.

 

Разом: 511 + 193 + 102,2 + 121,6 + 50,2 + 3,1 + 0,15 + 40,8 = 1022,0  кг.

 

9. Карамель:

 

Мк. п. = = 140,3 кг.

 

10. Вафельні стаканчики:

 

 

Мк. п. = =87,6 кг.

 

11.Маса суміші морозива:

 

= 2,36 кг.

 

 

Розраховуємо масу компонентів  з урахуванням втрат на 2,5 т.

 

1. Молоко коров'яче цільне

 

Мк. п. = 511 · 2,36 = 1206 кг.

 

2. Вершки з коров'ячого  молока:

 

Мк. п.  = 193 · 2,36 = 455,5 кг.

 

 

3. Молоко цільне згущене  з цукром:

 

Мк. п. = 102,2 · 2,36 = 241,2 кг.

 

4. Молоко, знежирене згущене  з цукром:

 

Мк. п. = 121,6 · 2,36 = 287 кг.

 

5. Цукор- пісок:

 

Мк.п.= 50,2 · 2,36 = 118,5 кг.

 

6. Агароід:

 

Мк.п.= 3,1 · 2,36 = 7,3 кг.

 

7. Ванілін:

 

Мк.п.= 0,15 · 2,36 = 0,4 кг.

 

8. Вода питна

 

Мк.п.= 40,8 · 2,36 = 96,3 кг.

 

9. Карамель:

 

Мк.п.= 140,3 · 2,36 = 331,1 кг.

 

10. Вафельні стаканчики:

 

Мк.п.= 87,6 · 2,36 = 206,7 кг.

 

Виходячи з результатів  продуктового розрахунку вибираємо обладнання для лінії виробництва морозива.

Для прийому і зберігання молока приймаємо резервуар В2-ОМВ-2, 5 номінальною  ємністю 2,5 м3.

Для перекачування молока і молочної суміші вибираємо роторний насос  В3-ОРА-2А продуктивністю 2 м3 / ч, призначений для перекачування по трубах в'язких молочних, чи інших харчових продуктів (вершки, концентроване і згущене молоко з концентрацією не менше 45%, суміші для морозива, кисломолочні продукти) температурою до +90 С.

 

 

2. Розрахунок основних елементів апарату

 

2.1 Визначення розрахункових параметрів апарату

2.1.1 Висота корпусу апарата

,

де  - висота конічної частини кришки,

100мм - розмір, який приблизно враховує висоту циліндричної відбортовки кришки і товщину фланця кришки.

 

2.1.2 Висота рідини в апараті

Рівень заповнення апарату  рідиною вибираємо 80%

 

2.1.3 Розрахунковий внутрішній тиск в апараті

Розрахунковий внутрішній тиск в апараті складається із заданого внутрішнього тиску і гідростатичного тиску середовища:

де  - гідростатичний тиск середовища.

Очевидно:

 МПа, 

тут м/с² - прискорення вільного падіння, 

кг/м³ - щільність середовища.

Оцінюємо величину гідростатичного  тиску в порівнянні з тиском в  апараті

У нашому випадку розрахунковий  тиск дорівнює

 Мпа.

 

 

 

2.2 Розрахунок обичайки корпусу

 

У процесі роботи апарату обичайка відчуває наступні деформації:

розтягнення в окружному  напрямку від внутрішнього тиску,

розтягнення по висоті апарата від осьової сили, що розтягує.

 

2.2.1 Товщина стінки обичайки при навантаженні внутрішнім розрахунковим надлишковим тиском визначається виразом

,

де - ц - коефіцієнт міцності поздовжнього зварного шва, який приймається в залежності від типу зварного шва, виду зварювання і довжини контрольованих швів. Орієнтовно його значення приймають у межах 0,65-1. Приймаємо ц=1, - розрахунковий тиск.

- діаметр апарату.

- допустима напруга для сталі 08Х18Н10Т.

Отримуємо:

 мм.

 

2.2.2 Визначення товщини стінки обичайки при навантаженні осьовою розтягуючою силою

Осьова сила, що розтягує:

 кН,

Товщина стінки:

 мм.

Надбавки до розрахункової  товщини стінки обичайки:

,

тут - надбавка для компенсації корозії та ерозії:

,

де - надбавка для компенсації ерозії. , так як швидкість руху середовища в апараті менше 20 м/с і відсутні абразивні частки, - надбавка для компенсації корозії:

 мм.

тут ф = 10 років - термін служби апарату,

 мм/год - швидкість корозії для сталі 08Х18Н10Т.

Тоді  

 мм.

Загальна товщина обичайки:

 мм

З ГОСТ 19903-74 «Сталь листова  гарячекатана» приймаємо товщину  листа 3 мм.

 

2.3 Розрахунок еліптичного днища

 

Товщина стінки днища  при навантаженні внутрішнім розрахунковим надлишковим тиском визначається виразом

 мм.

Надбавки до розрахункової  товщини стінки обичайки:

,

тут - надбавка для компенсації корозії та ерозії:

,

де  - надбавка для компенсації ерозії. , так як швидкість руху середовища в апараті менше 20 м/с і відсутні абразивні частки, - надбавка для компенсації корозії:

 мм.

тут ф = 10 років - термін служби апарату,

 мм/год - швидкість корозії для сталі 08Х18Н10Т.

Тоді  

мм.

Загальна товщина обичайки:

  мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Розрахунок на міцність елементів обладнання

 

3.1. Обичайка циліндрична № 1

3.1.1. Вихідні дані:

Матеріал: 08Х18Н10Т

Внутрішній діаметр, D: 1,6 ∙ 10³ мм

Товщина стінки, s: 3 мм

Надбавка для компенсації  корозії та ерозії, c1: 1 мм

Надбавка для компенсації  мінусового допуску, c2: 0,8 мм

Надбавка технологічна, c3: 0 мм

Сума надбавок до розрахункової  товщини стінки, c: 1,8 мм

Довжина обичайки, L: 2,5 ∙ 10³ мм

Коефіцієнти міцності зварних  швів:

Поздовжній шов:

Окружний шов:

1. Результати розрахунку:

Допустимі напруги для  матеріалу 08Х18Н10Т при температурі (робочі умови):

 МПа

Модуль поздовжньої  пружності для матеріалу 08Х18Н10Т  при температурі :

 МПа

 

2. Розрахунок на міцність і стійкість за ГОСТ 14249-89

Гладка обичайка, навантажена  внутрішнім надлишковим тиском.

Допустимий тиск:

 МПа

МПа МПа

Висновок: Умова міцності виконана.

Розрахункова товщина  стінки з урахуванням прибавок:

 мм

Розрахунковий діаметр  одиночного отвору, що не потребує зміцнення:

 

Мінімальна відстань між "одиночними" штуцерами:

мм

 

Обичайка, навантажена  осьовим розтягуючим зусиллям.

Допустиме осьове стискуюче  зусилля з умови міцності:

Н

 Допустиме осьове розтягуюче зусилля:

 Н

Висновок: Умову міцності і стійкості виконано.

Обичайка, що працює під  спільною дією внутрішнього тиску, осьового розтягуючого зусилля і згинального  моменту.

Перевірка умови міцності:

 

Висновок: Умову міцності виконано.

 

3.2. Днище еліптичне № 1

 

Розрахунок на міцність і стійкість за ГОСТ 14249-89

3.2.1. Вихідні дані

Матеріал: 08Х18Н10Т

Внутрішній діаметр, D: 1,6 ∙ 10³ мм

Товщина стінки днища, s1: 5 мм

Надбавка для компенсації  корозії та ерозії, c1: 1 мм

Надбавка для компенсації  мінусового допуску, c2: 0 мм

Надбавка технологічна, c3: 0 мм

Сумарна надбавка до товщини  стінки, c: 1 мм

Висота днища, H: 350 мм

Довжина відбортовки, h1: 100 мм

 

Радіус кривизни в  вершині днища:

мм

Коефіцієнт міцності зварного шва:

 

3.2.2. Розрахунок у робочих умовах

3.2.3. Умови навантаження:

Розрахункова температура, T: 20 ˚C

Розрахунковий внутрішній надлишковий тиск, p: 0,2032301 МПа

 

3.2.4. Результати розрахунку:

Допустимі напруги:

Допустимі напруги для  матеріалу 08Х18Н10Т при температурі (робочі умови):

МПа

Модуль поздовжньої  пружності для матеріалу 08Х18Н10Т  при температурі :

 МПа

 

Днища, навантажені внутрішнім надлишковим тиском.

Розрахункова товщина  стінки з урахуванням прибавок:

мм

Допустимий тиск:

 МПа

МПа МПа

 

Висновок: Умову міцності виконано.

 

3.3. Штуцер А

 

Розрахунок міцності вузла врізки штуцера

3.3.1. Вихідні дані

Елемент: Штуцер А

Умовне позначення (мітка) А

Елемент, що несе штуцер: Днище еліптичне

Тип елемента, що несе штуцер: Днище еліптичне

Тип штуцера: непроходящий без зміцнення.

 

 

Матеріал несучого елемента: 08Х18Н10Т

Товщина стінки несучого елемента, s: 5 мм

Сума прибавок до стінки несучого елемента, c: 1 мм

Матеріал штуцера: 08Х18Н10Т

Внутрішній діаметр  штуцера, d: 50 мм

Товщина стінки штуцера, s1: 5 мм

Сума надбавок до товщині  стінки штуцера (включаючи корозію), cs: 1 мм

Довжина штуцера, l1: 160 мм

 

Розрахункові параметри  розміщення штуцера:

Найближчий штуцер

Назва штуцера: Штуцер В

Відстань до стінки найближчого штуцера, b: (для похилих штуцерів

визначається наближено) 409,1804 мм

Коефіцієнти міцності зварних  швів:

Поздовжній шов штуцера:

Шов обичайки в зоні врізання штуцера:

Розрахунковий діаметр  випуклого еліптичного днища:

 

3.3.2. Розрахунок у робочих умовах

 

3.3.3. Умови навантаження:

Розрахункова температура, T: 20 ˚C

Розрахунковий внутрішній надлишковий тиск, p: 0,2221402 МПа

 

Властивості матеріалу  елемента, що несе штуцер

Допустимі напруги для  матеріалу 08Х18Н10Т при температурі (робочі умови):

МПа

Модуль поздовжньої пружності при температурі

МПа

Властивості матеріалу  штуцера:

Допустимі напруги для  матеріалу 08Х18Н10Т при температурі (робочі умови):

МПа

Модуль поздовжньої пружності при температурі

МПа

Розрахункова товщина  стінки штуцера:

мм

Допустимий тиск:

МПа

24 МПа ≥ 0,2221402 МПа

Висновок: Умова міцності і стійкості виконано.

 

3.3.4. Розрахунок зміцнення отвору по ГОСТ 24755-89