第七讲(机械搅拌通风发酵罐不讲)ppt课件.ppt

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1、例1：啤酒厂糖化锅的设计计算一、糖化锅的结构设计1、糖化锅是圆柱筒体器身，径高比D:H=2:1，锅底为标准椭圆形封头（带夹层）和锥形顶盖的容器。2、糖化锅采用蒸汽夹套加热形式。3、为了保持醪液的浓度和温度均匀，在靠近锅底处，设有桨式搅拌器旋转，由电动机通过减速器直接带动搅拌器旋转。4、锅盖的顶部设有排气管，高约15m，筒顶设有风帽。二、糖化锅的设计计算1、主体尺寸的确定设一批糖化过程中：麦醪质量G=33792kg米醪质量G=20726kg麦醪密度ρ=1068kg/m3米醪密度ρ=1018kg/m3糖化锅填充系数ψ=0.65

2、所以V有效=G麦醪/ρ麦醪+G米醪/ρ米醪V总=V有效/ψ=33792/1068+20726/1018=52/0.65=52m3=80m3采用圆柱筒体器身径高比D：H=2：1。锅底为标准椭圆形封头短半轴长D/4。所以，V总=π*（D/2）2*H+π*D3/24*经计算D=5.35m取D=5400mm，H=2700mm。锅底封头高度h＝D/4＝1350mm升气筒直径D1＝D/(40)0.5＝5.4/(40)0.5＝0.865(m)2、部分管径尺寸的计算（1）糊化醪进入糖化锅管径d1Q=w*π*（d1/2）2*3600d1=1

3、8.8(Q/w)1/2单位mm糊化醪体积V=G/rr-为糊化醪的密度，取1018kg/m3V=20736/1018=20.4m3Q=V/t=20.4*60/20=60.12m3/h可求得d1=93mm查表12，取无缝钢管外径108mm，壁厚4mm。Q——流体流量（m3/h）W——流体流速（m/s）w——进料速度，取2.5m/st——进料时间，取20min（2）出料管直径d2糖化醪G=54518kg体积V=54518/1068=51m3设糖化醪在30分钟内打入过滤槽，速度w=2m/s.Q=V/t=51/0.5=102m3/h

4、则d2=18.8(Q/w)1/2=134mm查表12，取无缝钢管外径为159mm,壁厚为4.5mm(3)进料管径d3设进料速度为4m/s,进料麦芽醪为33792kg,设下料时间为10min麦芽醪体积V=33792/1068=31.6m3麦芽醪下料流量Q=V/t=(31.6/10)*60=190m3/hd3=18.8(Q/w)1/2=129.6mm查表12，取无缝钢管外径为159mm,壁厚为4.5mm.以上三个管的进出物料最终由同一个管打入（打出）糖化锅，根据以上计算结果，选用公称直径d＝150mm，外径159mm，壁厚4.

5、5mm的无缝钢管。(4)蒸汽管管径d4由热量衡算，糖化锅蒸汽耗量为2367941KJ，用时15分钟（0.25h），则蒸汽流量D=Q/[t(I－i)η]=2367941/[0.25×(2725.3－561.47)×95％]=4607.7kg/h蒸汽密度r＝1.621㎏/m3蒸汽流量V=4607.7/1.621=2842.5m3/h查《生物工程工厂设计概论》P179表7-1蒸汽流速W=20---40m/s，取30m/sd4=18.8(V/w)1/2=183mm查表12，取无缝钢管外径为219mm,壁厚为6mm.3、搅拌器选取二

6、折叶螺旋桨搅拌器，搅拌桨叶角θ=60°转数N=30r/min=0.5r/s。搅拌器直径D0=2/3*D=3.6m，则雷诺准数Re=D02*N*ρ/μ=3.6*3.6*0.5*1068/0.002=3460320>10000故为湍流状态。D=5.4m粘度μ=0.002N.s/m2搅拌功率准数Np=A/Re+B′[（1000+1.2*Re0.66）/（1000+3.2*Re0.66）]P×（H’/D）（0.35+B/D0）(sinθ)1.2式中：B——搅拌叶宽度，0.2m；H’——液面高度（m）；D——糖化锅的直径，5.4m；

7、D0—搅拌器的直径，3.6m；θ——搅拌叶与旋转平面所成角度，取θ=60°A＝14＋(B/D)[670×(D0/D－0.6)2＋185]B′＝10exp[1.3－4(B/D－0.5)2－1.14D0/D]P＝1.1＋4B/D－2.5(D0/D－0.5)2代入数值，可求得NP=0.0987液面高度H’=（V有效-V封头底）×4/（πD2）+1.350=（52-20.6）×4/（3.14×5.42）+1.350=2.72（m）则搅拌功率P0=N3*D05*ρ*NP/（102*g）=0.53*3.65*1068*0.0987/(

8、102*9.81)=7.96kw所以电机功率P=K*(K1*P0+0.5)/η总=1.2*（1.1*7.96+0.5）/0.4=27.77kwK-电机功率贮备系数,取1.2；K1-阻力系数取1.1；η总-传动机构总效率取0.4;0.5-传动过程中摩擦损失率选30kw的电机4、糖化锅锅体重量（1）锅底重选