Дипломная (вкр): Проектирование участка разлива молока в полиэтиленовые пакеты на Федоровском молочном заводе

1) фундамент не должен давать значительной осадки, что достигается, если фактическое давление на грунт основания системы «машина + фундамент» будет меньше нормативного;

2)      при проектировании фундаментов необходимо также учитывать взаимное расположение центра тяжести машины и площадки подошвы, которые должны находиться по возможности на одной вертикали.

Размеры подошвы фундамента (длина и ширина) L₁ и L₂, м, рассчитывают по формуле

,                                        (3.7)

где l - расстояние между осями фундаментных болтов, м (принимается для данного сепаратора l=0,3 м);

Δ - припуск на каждую сторону, м (принимается Δ=0,2 м).

Площадь подошвы фундамента F, м², определяется по формуле

,                                                  (3.8)

.

Общая высота фундамента H, м, рассчитывается по формуле

,                                              (3.9)

где H₁ - высота наземной части фундамента, м (принимается H₁=0,1 мм);₂ - глубина заложения фундамента, м (принимается H₂=0,5 мм).

.

Объём фундамента V, м³, определяется по формуле

,                                         (3.10)

.

Вес фундамента G_Ф, кН, определяется по формуле

,                                        (3.11)

где γ - удельный вес бетона, кН/м³ (принимается γ=18 кН/м³).

.

Вес сепаратора G_СЕП, кН, определяется по формуле

,                                            (3.12)

где М_СЕП - масса сепаратора, кг (принимается М_СЕП=412 кг).

.

Фактическое давление на основание системы «машина + фундамент» Р, кПа, определяется по формуле

,                                           (3.13)

.

Нормативное давление на грунт составляет 200 кН, следовательно Р˂Р_Н.

Фактическое давление на грунт основания системы «машина + фундамент» будет меньше нормативного, последнее означает, что фундамент с принятыми размерами под сепаратор спроектирован верно.

Гомогенизатор А1-ОГМ массой 1710 кг устанавливается на 4 опорах (ножках) диаметром 150 мм, соответственно, расчёт фундамента сводится к определению удельной нагрузки оборудования на основание. Для всех гомогенизаторов коэффициент уменьшения (динамичности) α=0,5÷0,6.

Площадь одной опоры (ножки) f, м,² рассчитывается по формуле 3.3.

.

Общая площадь опор F, м², определяется по формуле 3.4.

.

Вес гомогенизатора G_ГОМ, кН, составляет

.

Удельная нагрузка на основание Р, кПа, определяется по формуле 3.6

.

Нормативное давление на грунт составляет 250 кН.

Удельная нагрузка на основание от гомогенизатора превышает нормативного Р>Р_Н, следовательно условие не выполняется.

С целью уменьшения удельной нагрузки на основание планируется подложить под ножки гомогенизатора квадратные стальные пластины размером 300х300 мм.

Резервуар для хранения молока В2-ОМВ-6,3 вместимостью 6,3 м³ устанавливается на 3 опорах (ножках) диаметром 150 мм каждая. Для всех резервуаров коэффициент уменьшения (динамичности) α=1. Нормативное давление на грунт Р_Н=250 кПа.

Площадь одной опоры (ножки) f, м,² рассчитывается по формуле 3.3.

.

Общая площадь опор F, м², определяется по формуле

.                                          (3.14)

.

Масса молока в резервуаре М_МОЛ, т, определяется по формуле

,                                        (3.15)

где V - вместимость резервуара, м³;

ρ_МОЛ - плотность молока, т/м³ (принимается ρ=1,032 т/м³).

.

Общая масса резервуара в рабочем (заполненном) состоянии М_ОБЩ, т определяется по формуле

,                                          (3.16)

где М_РЕЗ - масса резервуара, т (принимается М_РЕЗ=1,29 т).

.

Общий вес резервуара G_ОБЩ, кН, определяется по формуле

.                                       (3.17)

.

Удельная нагрузка на основание от резервуара Р, кПа определяется по формуле

.                                                  (3.18)

.

Удельная нагрузка на основание от резервуара превышает нормативное Р>Р_Н, следовательно условие не выполняется.

С целью уменьшения удельной нагрузки на основание планируется установить резервуар на 3 фундаментных опорах размером 400x400x300 мм.

Площадь одной фундаментной опоры f, м,² рассчитывается по формуле

,                                           (3.19)

где a и b - размеры опоры, м.

.

Общая площадь опор F, м², определяется по формуле

.                                          (3.20)

.

Объём фундаментных опор V, м³, определяют по формуле

,                                          (3.21)

где h - высота фундаментных опор, м.

.

Вес фундаментных G_ФУНД, кН, определяется по формуле

,                                             (3.22)

где γ - удельный вес материала фундамента, м (для бетона γ=20 кН/ м³).

.

Фактическая давление на грунт основания от резервуара Р, кПа определяется по формуле

.                                 (3.23)

.

Рассчитанное давление на грунт основания от резервуара не превышает нормативное Р˂Р_Н, следовательно условие выполняется.

Центробежный насос 36МЦ6-12 устанавливают непосредственно на полу цеха на трёх ножках.

Автомат для розлива молока «Зонд-пак» размещают непосредственно на полу цеха. Он устанавливается на 4 опорах (ножках) диаметром 100 мм

Расчёт фундамента сводится к определению удельной нагрузки автомата массой 450 кг на основание. Вместимость бачка автомата составляет 0,02 м³. Для всех разливочно-укупорочных автоматов коэффициент уменьшения (динамичности) α=0,7÷0,9.

Расчёт удельной нагрузки автомата на основание ведётся аналогично резервуару для хранения молока В2-ОМВ-6,3.

Площадь одной опоры (ножки) f, м,² рассчитывается по формуле 3.3.

.

Общая площадь опор F, м², составляет

.

Масса молока в бачке М_МОЛ, т, определяется по формуле 3.18.

.

Общая масса автомата с заполненным бачком М_ОБЩ, т определяется по формуле

,                                         (3.24)

где М_АВТ - масса автомата, т (принимается М_АВТ=0,45 т).

.

Общий вес автомата G_ОБЩ, кН, составляет

.

Удельная нагрузка на основание от резервуара Р, кПа, составляет

.

Удельная нагрузка на основание от автомата «Зонд-пак» не превышает нормативного Р>Р_Н, следовательно условие выполняется.

.3 Расчёт грузоподъёмных механизмов

Установка оборудования на опоры состоит из следующих операций: подъём их на монтажную (проектную) отметку; предварительная выверка по осям, на горизонтальность и вертикальность; крепление (при необходимости) к опоре и окончательная выверка.

Оборудование доставляют к месту установки в заводской упаковке или со снятой обшивкой ящика на нижнем его щите, имеющем обычно салазки.

Перемещение оборудования, конструкций и монтажных заготовок осуществляется механизированным способом с использованием грузоподъёмных механизмов.

Пластинчатая пастеризационно-охладительная установка ОКЛ-5 поставляется в собранном виде за исключением трубопроводов и соединительной арматуры. Подъём и перемещение установки осуществляется с помощью лебёдки.

Сепаратор-молокоочиститель А1-ОЦМ-5 и гомогенизатор А1-ОГМ поставляются с помощью тали или лебёдки.

Резервуары вертикальные для хранения молока В2-ОМВ-6,3 поднимают с помощью талей, закреплённых на железобетонном перекрытии над антресолью или лебёдки.

Центробежный насос 36МЦ6-12 за имением небольшой массы поставляется к месту установки вручную.

Автомат для розлива «Зонд-пак» поднимают и перемещают к месту установки с помощью лебёдки.

Так как практически всё оборудование участка розлива молока в полиэтиленовые пакеты можно доставить к месту установки с помощью лебёдки, то необходимо подобрать его с учётом веса устанавливаемого оборудования. Лебёдки характеризуются величиной тягового усилия, испытываемого последним рядом намотки троса на барабан, скоростью движения троса и канатоёмкостью барабана.

Расчёт лебёдки будет вестись на примере гомогенизатора А1-ОГМ, как оборудования, имеющего наибольшую массу.

Вес оборудования G, кН, рассчитывается по формуле

,                                                     (3.25)

где m - масса оборудования, кг (масса гомогенизатора составляет 1710 кг).

.

Тяговое усилие лебёдки S, кН, определяется по формуле

,                                                   (3.26)

где f - коэффициент трения (принимается f=0,1).

.

На основании произведённого расчёта подбирается ручная рычажная монтажная лебёдка марки Л-0,75 с максимальным тяговым усилием 7,5 кН, канатоёмкостью 20 м.

.4 Технологический расчёт

Пластинчатая пастеризационно-охладительная установка ОКЛ-5

Технологический расчёт пластинчатого теплообменника сводится к определению температурного напора, тепловых нагрузок и рабочей поверхности по секциям.

Для выполнения технологического расчёта пластинчатой пастеризационно-охладительной установки для молока необходимо построить график изменения температур жидких сред для секций рекуперации, пастеризации и охлаждения молока по имеющимся значениям температур.

Для расчёта принимаются следующие исходные данные:

1) начальная температура молока t₁= 5°С;

2)      температура молока на выходе из секции регенерации I t₂= 40°С;

)        температура пастеризованного молока t₄= 76°С;

)        температура молока на выходе из секции охлаждения ледяной водой t₇= 4°С.

Рисунок 3.1 - График изменения температур.

Для полного построения графика необходимо определить недостающие значения температур.

Определение недостающих температур

Температуры молока t₂, t₃, t₅ зависят от коэффициента регенерации ε=0,88.

Для определения значений недостающих температур вначале необходимо рассчитать среднюю разность температур в секциях регенерации ∆t_РЕГ, °С, по формуле

,                                 (3.27)

где t₁ - начальная температура молока, °С;₃ - температура пастеризованного молока, °С.

.

Температура молока на выходе из секции регенерации II t₃, °С, рассчитывается по формуле

                                     (3.28)

.

Температура пастеризованного молока, охлажденного в секции регенерации II поступающим молоком t₅, °С, рассчитывается по формуле

.                                             (3.29)

.

Температура пастеризованного молока, охлажденного в секции регенерации I поступающим молоком t₁, °С рассчитывается по формуле

.                                              (3.30)

.

Температура горячей воды начальная t_ГВН, °С, принимается на 2÷3 °С выше температуры пастеризации и составляет

.

Температура горячей воды конечная определяется по формуле t_ГВК, °С

,                                  (3.31)

где с_МОЛ - теплоёмкость молока, Дж/(кг·К) (в данном интервале температур с_МОЛ=3990 Дж/(кг·К));

с_ГВ - теплоёмкость горячей воды, Дж/(кг·К) (в данном интервале температур с_ГВ =4216 Дж/(кг·К));_ГВ- кратность расхода горячей воды (принимается n_ГВ=3).