Consumo de vapor para cocinar al vapor. Vaporización de dispositivos antes de realizar trabajos de reparación en caliente.

La industrialización del complejo agroindustrial sobre la base de las relaciones intersectoriales y el aumento de su eficiencia permitirán eliminar la actual agricultura desequilibrios, así como eliminar grandes pérdidas de productos durante su producción, transporte, almacenamiento, procesamiento y venta. Bajo las condiciones de la perestroika, es necesario mejorar la forma y organización de la producción, mejorar su planificación y gestión.

Introducción 3
1. Cálculo de la estructura del rebaño ……… 6
2. Desarrollo plan Maestro complejo ganadero. 6
2.1 Justificación del tipo locales industriales y determinar la necesidad de ellos. 8
2.2 Cálculo del requerimiento anual de alimentación. nueve
2.3 Calcular la capacidad de las instalaciones de almacenamiento de alimentos y determinar la necesidad de las mismas. 12
2.4 Cálculo del almacenamiento de estiércol. 15
2.5 Cálculo del consumo de agua. 17
3. Justificación y selección de herramientas de mecanización y automatización para realizar los principales procesos de la finca. 17
3.1 Vacas lecheras. 17
3.2 Eliminación de estiércol. veinte
3.3 Equipo de boxes. 21
4. Diseño de una línea de distribución de pienso con tecnología de flujo. 22
4.1 Determinar el rendimiento de PTL 22
4.2 Compilar constructivamente esquema tecnológico PTL. 23
4.3 Realizamos cálculo y selección de equipos para PTL. 24
4.4 Programación diaria de máquinas y equipos. 32
4.5 Gráfico de consumo eléctrico por horas al día. 33
5. Análisis de indicadores del mapa tecnológico. 34
Conclusión. 36
literatura 37

El trabajo contiene 1 archivo.

4.Cálculo operativo y energético.

El cálculo operativo y energético incluye la determinación de los costos de energía para la realización de operaciones tecnológicas tales como suministro de agua, consumo de vapor y calor, iluminación, calefacción, intercambio de aire, accionamiento de los cuerpos de trabajo de los equipos para ordeño, procesamiento y almacenamiento de leche.

Pestaña. : Tasas aproximadas de consumo de agua por necesidades tecnológicas

4.1 Consumo diario de agua fría definido como

,

donde q 1 , q 2 ,…, q norte- la tasa media diaria de consumo de agua por un consumidor determinado;

metro 1 , metro 2 ,…,metro norte- el número de consumidores de este tipo.

.

4.1.1 Consumo horario de agua para las necesidades tecnológicas de PTL

,

donde α - coeficiente de desnivel diario de análisis de agua ( α = 3…4).

4.1.2 Para algunas operaciones tecnológicas, el agua se utiliza en estado calentado. Dicha agua se obtiene mezclando agua caliente calentada a 90 ° C con agua fría del grifo. El consumo diario de agua calentada a 90 ° C está determinado por la fórmula:

donde q c1 , q c2 ,…,Q cn- cantidad diaria de agua mezclada, yo;

t c1 , t c2 ,…,t cn es la temperatura del agua mezclada, ºC;

t GRAMO- temperatura del agua caliente, (t à = 90 ºC);

t X– temperatura del agua fría, (t X = 8…12 ºC).

4.2 Consumo de vapor para necesidades tecnológicas PTL está determinado por la fórmula:

,

donde R PAGS , R r-t , R desde , R sobre- consumo de vapor, respectivamente, para pasteurización, vaporización del termo, esterilización de tuberías de leche y calefacción.

4.2.1 Consumo de vapor para pasteurización producto (leche, nata) para pasteurizadores de vapor se determina mediante la fórmula:

,

donde METRO– rendimiento del pasteurizador, ;

DESDE metro es la capacidad calorífica de la leche, ;

yo y l– contenido de calor de vapor y condensado, ;

η T– eficiencia térmica del pasteurizador;

t norte y T PAGS– temperatura inicial del producto y temperatura de pasteurización, ºC.

4.2.2Consumo de vapor para cocinar al vapor El tanque de enfriamiento se define como

donde k F- la cantidad de vapor para vaporizar un tanque-termo

k F = 0,2 kg;

Z F- el número de termotanques.

.

4.2.3 Consumo de vapor para esterilización tubos de leche y guarniciones es:

donde k C- consumo de vapor para la esterilización después de procesar cada lote

Leche, k C = 25 kg;

norte C– el número de ciclos de procesamiento individuales por día.

.

2.4) Consumo de vapor por La calefacción de espacios se define como

donde k 0 - consumo especifico vapor para calentar k 0 = 0,5…0,75 kg/m2 3 ;

V PAGS- el volumen de la habitación, V PAGS = a∙b∙h = 66∙150∙6 =60000 metro 3 .

.

Luego

4.3 cálculo del suministro de agua de la granja

El consumo medio diario total de agua en la explotación Q día medio (m 3 /día) viene determinado por la fórmula

,

donde gramo I– consumo medio diario de agua por consumidor;

norte I - el número de consumidores.

Consumo máximo de agua diario.

Q max día =Q cf día *ά día

donde ά día es el coeficiente de desnivel diario.

ά día =1.3

Q max día \u003d 180 * 1.3 \u003d 234 m 3 / día

Consumo máximo de agua por hora, l\h

donde ά h \u003d coeficiente de desnivel horario (en fincas con consumo automático ά h \u003d 2 ... .2.5; sin consumo automático ά h \u003d 4

Segundo calculo de agua, l\s

L\s

El caudal diario de la estación de bombeo debe ser igual al caudal máximo diario de agua en la granja, y el caudal por hora de la estación de bombeo se determina mediante la fórmula:

M 3\h

donde: t es la duración de la operación de la bomba o estación por horas día.

t=7h

Por el valor de Q, elegimos el tipo y marca de la bomba 3V-27.

Especificaciones

Entrada

Presión

Altura de aspiración 6,0 m

Velocidad rueda 1450 min -1

Peso 65 kilos

Energía

Consumo de energía del motor eléctrico para accionar la bomba, W

Potencia requerida el. motor para accionar la bomba, W.

donde: Q us = caudal volumétrico de agua m 3 \h

p-densidad del agua, kg \ m 3 (p \u003d 1000 kg \ m 3)

K s = factor de reserva de potencia teniendo en cuenta posibles sobrecargas durante el funcionamiento de la bomba (K s = 1,1 ... 0,20)

g-aceleración de la gravedad, m / s 2

Eficiencia de la bomba, dos bombas de vórtice:

=0,4…..0,6

Eficiencia de la transmisión del motor a la bomba

1 con conexión directa a la bomba

4.4 cálculo de la producción diaria de estiércol

Determinación de la producción diaria de estiércol en invierno:

,

donde gramo Oh – excreción media diaria de excrementos sólidos;

gramo metro- diuresis diaria promedio;

gramo PAGS- la tasa media diaria de camas.

Durante el período de pastoreo, la producción diaria de estiércol es menor

Producción anual de estiércol

donde T st es la duración del período de pérdida (230 día);

T p - la duración del período de pastoreo (135 día).

4.4.1 Cálculo del almacenamiento de estiércol

donde h es la altura de colocación del estiércol. Aceptamos h = 2 m;

G día - producción diaria de estiércol en la granja del total de ganado, kg. Tomemos la producción diaria de estiércol correspondiente a la cantidad máxima, es decir en invierno;

D HR - la duración del almacenamiento de estiércol. Aceptamos D XP = 180 días;

ρ - densidad del estiércol, ρ = 900 kg / m 3;

φ es el factor de llenado del almacenamiento de estiércol. Aceptamos φ = 0,8.

Aceptamos almacenamiento de estiércol V= 50 24 2.5 = 3000 metro 3 .

1. Cálculo de la ventilación.

Para mantener los parámetros del microclima en el modo óptimo o cerca del óptimo, para ello es necesario eliminar los gases nocivos de la habitación y renovar el aire, es decir, realizar el intercambio de aire de acuerdo con las normas.

Determinamos el intercambio de aire por hora por el contenido de dióxido de carbono:

donde: C es la cantidad de dióxido de carbono emitido por un animal.

Aceptamos C \u003d 130 dm 3 / h

M es el número de animales en la habitación.

Contenido de CO permitido en el aire interior,

2,5 dm 3 / m 3

C 1 \u003d contenido de dióxido de carbono en el aire exterior, C \u003d 0.3 .... 0.4 dm 3 / m 3

Verificamos la exactitud del cálculo por la frecuencia del intercambio de aire:

donde V P es el volumen interno de la habitación m 3:

Tamaño de la habitación c= ,b= , h= ,

En naves ganaderas n=3….5 h

Cuando la tasa de intercambio de aire es n, seleccionamos ventilación natural, cuando n=3….5 es ventilación forzada sin calentar el aire de impulsión, y cuando n es ventilación forzada con calentamiento del aire de impulsión.

Escoger………………………..

Literatura

1. Braginets NV, Palishkin D.A. Diseño de curso y diplomado sobre mecanización de la ganadería. – M.: Agropomizdat, 1991.
2. Normas de toda la Unión diseño de procesos empresas ganaderas. ONTP 1-89 - M.: Gosagroprom URSS, 1989.
3. Murusidze D.N., Levin A.B. Tecnología para la producción de productos ganaderos.
4. Chugunov A.I., Pronichev N.P. y etc. Pautas para la implementación Papel a plazo en la disciplina "Tecnología y mecanización de la ganadería". – M.: MGAU, 1998.
5. Pronichev N. P. Instrucciones metodológicas para el cálculo. mapas tecnológicos. – M.: MGAU, 1999.
6. Bogdanov V.D., Golovatov Yu.P. etc. Álbum de diagramas y dibujos de un objeto agrícola. – M.: MGAU, 1996.

La ventilación de aire a temperatura ambiente solo puede eliminar residuos líquidos volátiles con un punto de ebullición no superior a 300 ° C. El vapor se utiliza para limpiar equipos de residuos líquidos con un punto de ebullición alto. A diferencia de la ventilación con aire, la vaporización es un proceso más complejo. Los dispositivos se calientan a una temperatura a la que los residuos pesados ​​del producto comienzan a ablandarse, fundirse y evaporarse.

Por lo general, se supone que la temperatura de vapor es de 80 a 90 ° C. El flujo de vapor requerido para mantener dicha temperatura en el espacio de gas del aparato se puede calcular con base en la ecuación de balance de calor, que tiene la forma:

Q 1 \u003d Q2 + Q 3 + Q4, (6.26)

donde Q 1 - contenido de calor del vapor; Q2- el calor gastado en la evaporación de un líquido a una temperatura T;"Q 3 - pérdida de calor a través de las paredes, el techo y el fondo; Q 4 - calor utilizado para precalentar el líquido restante, el espacio gaseoso y el cuerpo del aparato a la temperatura de vapor.

Si no tiene en cuenta el precalentamiento de los residuos líquidos, el espacio de gas y el cuerpo del aparato (Q 4 =0), y el proceso de vaporización se considera estacionario, la ecuación de balance de calor tomará la forma:

Q 1 \u003d Q 2 + Qs. (6.27)

Expandiendo los valores de Q1...Q3, obtenemos:

donde α yo y fi- coeficientes de transferencia de calor y superficies correspondientes I los elementos del diseño del aparato; T- temperatura volumétrica media; Estaño - temperatura del aire exterior; Ir- la cantidad de producto que se evapora; r 0 - calor de evaporación del producto; GB- consumo total de vapor de agua; r c es el calor de vaporización.

A partir de la ecuación (6.28), dado el caudal y los parámetros del vapor de agua, es posible estimar la temperatura en el espacio vapor-aire del aparato durante su vaporización:

. (6.29)

Para resolver el problema inverso (para encontrar el caudal y los parámetros del vapor de agua), se establece la temperatura de vaporización. La vaporización de aparatos de gran volumen sin aislamiento térmico (por ejemplo, tanques con una capacidad de más de 10.000 m 3 ) es extremadamente larga y no permite lograr el resultado deseado.

Debe tenerse en cuenta que la vaporización, así como la ventilación, no pueden eliminar los residuos combustibles sólidos y viscosos. En este caso, los dispositivos deben limpiarse utilizando métodos seguros de lavado de dispositivos con soluciones técnicas. detergentes o lavar los residuos con el producto que circula en el sistema.

Cuando se utilice vapor para purgar productos inflamables de los aparatos, se deben tomar precauciones para evitar una presurización excesiva del aparato (quitando los pesos de las válvulas de ventilación y las tapas de los tragaluces y escotillas de montaje) y la acumulación de cargas de electricidad estática peligrosas que se pueden generar. en un rápido chorro de vapor de agua, especialmente cuando choca con un obstáculo. Por lo tanto, en el período inicial de cocción al vapor (hasta que el medio combustible en el aparato se flematiza), el vapor debe suministrarse lentamente. Si ocurre un incendio durante el proceso de vaporización, es peligroso usar agua dentro o fuera de la máquina, ya que esto condensará el vapor; el aire de la atmósfera penetrará en el aparato, existirá la amenaza de formación de una mezcla combustible dentro del aparato y una explosión.

Tarea y datos iniciales. Calculemos cuántos kilogramos de agua se evaporan en cada una de las cámaras de evaporación por cada 100 kg de remolacha. Tal cálculo es de gran importancia, ya que permite determinar el consumo de vapor para la evaporación y, además, se puede calcular la cantidad de calor transferido en cada recipiente a través de la superficie de calentamiento y determinar el tamaño de las superficies de calentamiento requeridas. y las dimensiones de los recipientes.
Calculemos el residuo quíntuple como el más simple, aunque lejos de ser el mejor. Se usa cuando la difusión funciona con un gran bombeo de jugo (EE. UU.), Por ejemplo, 140% en peso de remolacha, y para 100 kg de remolacha es necesario evaporar W = 120 kg de agua. Aceptemos para este caso el siguiente sistema de aprovechamiento de vapores residuales (Cuadro 23).

Entonces, E1 = 7.0; E2 = 9,5 y E3 = 21,0. Una parte importante del consumo de vapor en la planta (17,0 kg) no depende del residuo: el vapor de escape (retorno) se utiliza para hervir el jarabe en aparatos de vacío.
Pago. Denotemos la cantidad de agua evaporada en la quinta cámara de evaporación por 100 kg de remolacha a través de x kg. Como base para todos los cálculos, asumimos que 1 kg de vapor de calefacción evapora 1 kg de agua; esto es lo suficientemente cercano a la realidad para propósitos prácticos.
Obviamente, para evaporar x kg de agua en el edificio V, se deben dirigir x kg de vapor desde el edificio IV, es decir, W4 = x kg de agua también se evaporan en el edificio IV. Para evaporar x kg de agua en el edificio IV, es necesario dirigir x kg de vapor de calentamiento de jugo desde el edificio III. Sin embargo, en el edificio III del residuo (ver Fig. 135) no solo se evaporan estos x kg de agua, que se envían en forma de vapor al edificio IV; El vapor de jugo del edificio III también se usa como vapor adicional, en la cantidad de E3 - 21,0 kg para calentar algunas estaciones, una fábrica de azúcar. En consecuencia, en el edificio III,

W3 = (x + 21) kg.

Por lo tanto, es necesario enviar (x + 21) kg de vapor de jugo desde el segundo edificio para calentar el tercer edificio; además, se extrae del cuerpo II E2 = 9,5 kg de vapor extra. En consecuencia, en total en el edificio II se evaporará

W2 \u003d (x + 21 + 9.5) kg.

De la misma manera, encontramos exactamente lo que se debe evaporar en el edificio I.

W1 = (x + 21 + 9,5 + 7,0) kg.

Obviamente, la suma de agua evaporada en todas las cámaras de evaporación es igual a

W1 + W2 + W3 + W4 + W5 = W

o

x + 21 + 9,5 + 7 + x + 21 + 9,5 + x + 21 + x + x = 120,

por lo tanto x = 6,2 kg.
Conociendo x, encontramos

W5 = 6,2; W4 = 6,2; W3 \u003d 6.2 + 21 - 27.2;
W2 = 6,2 + 21 + 9,5 = 36,7;
W1 \u003d 6.2 + 21 + 9.5 + 7 \u003d 43.7 kg.

El cálculo del residuo se organiza convenientemente de la siguiente manera:

Consumo de vapor por evaporación. En el ejemplo de cálculo anterior, se encontró que en el edificio I se evaporan 43,7 kg de agua. Por lo tanto, para calentar este cuerpo, D = 43,7 kg de vapor (de retorno y reducido) también se gasta en 100 kg de remolacha.
Cabe señalar que, sin embargo, se requiere un consumo bastante significativo de vapor principalmente no para evaporar el agua, sino para proporcionar vapor a casi todas las estaciones de la fábrica de azúcar: la evaporación es el "corazón de calor" de la fábrica de azúcar, enviando vapor a toda la fábrica. Como ya se mencionó, si se toma 1 kg de vapor de jugo de cualquier edificio de evaporación, también corresponde al costo de 1 kg de vapor fresco (retorno o reducido), pero al mismo tiempo, como gratis, varios kilogramos de el agua se evapora en varios edificios de evaporación.
Entonces, si tomamos kg de extravapores de diferentes edificios (E1 + E2 + E3), esto corresponde al consumo de la misma cantidad de vapor fresco. Además, en la carcasa en V se evaporan W5 kg de agua, que va al condensador en forma de vapor. Este vapor es similar al vapor extra, solo que es un vapor extra inútil, ya que solo calienta el agua fría del condensador a 40-45 ° C, que no se requiere para la producción en absoluto. Obviamente, el flujo de W5 kg de vapor que sale del condensador también corresponde al costo de W5 kg de vapor fresco.
Por lo tanto, el consumo total de vapor para la evaporación debe ser igual a

D = E1 + E2 + E3 + W5,

es decir, la suma de los extravapores más la cantidad de agua evaporada en la cámara de evaporación V (o la cantidad de vapor que pasó al condensador).
De hecho, para el ejemplo numérico anterior, encontramos

D \u003d 7 + 9.5 + 21 + 6.2 \u003d 43.7 kg,

es decir, solo el mismo valor que calculamos de una manera diferente, pero aquí se descifra mucho más claramente de qué razones depende el consumo de vapor para la evaporación, para qué fines se requiere este consumo. Obviamente, el consumo de vapor para las estaciones de calefacción, es decir,

E \u003d E1 + E2 + E3 \u003d 7 + 9.5 + 21 \u003d 37.5 kg,

todavía inevitable en forma de jugo o en forma de vapor fresco.
En consecuencia, el consumo de vapor adicional para la propia evaporación es solo W5 = 6,2 kg. Este es un consumo dañino de vapor y calor: este vapor va al condensador sin beneficio.

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En las empresas, el vapor de agua se utiliza con fines tecnológicos, domésticos y energéticos.

Para fines tecnológicos, el vapor sordo y vivo se utiliza como refrigerante. El vapor vivo se utiliza, por ejemplo, para hervir materias primas en cerveceros o para calentar y mezclar líquidos por burbujeo, para crear un exceso de presión en autoclaves, así como para cambiar el estado de agregación de una sustancia (evaporación o evaporación de un líquido, secado materiales, etc). El vapor sordo se utiliza en intercambiadores de calor de superficie con calentamiento por vapor. La presión del vapor utilizado en las empresas de procesamiento de carne varía de 0,15 a 1,2 MPa (1,5 ÷ 12 kg / cm 2).

Para cada operación tecnológica que utiliza vapor de agua, su consumo se determina de acuerdo con el balance de calor de cada proceso térmico. En este caso, se utilizan los datos de los balances de materia de los cálculos de productos. Para los procesos periódicos se tiene en cuenta el tiempo de tratamiento térmico de cada ciclo.

En cada caso particular, la carga de calor del aparato (entrada de calor) se puede determinar a partir del balance de calor del proceso. Por ejemplo, el calor gastado en calentar el producto desde el inicial ( t m) hasta el final ( t j) las temperaturas para un aparato continuo están determinadas por la fórmula 72:

Q = Gc (t k – t n)φ, (72)

donde q- calor gastado en calefacción, J / s (W), es decir carga térmica del dispositivo;

GRAMO

desde– capacidad calorífica específica del producto a su temperatura media, J/kg K;

t para, t n – temperatura inicial y final, °C;

φ - coeficiente que tiene en cuenta la pérdida de calor hacia el medio ambiente
Miércoles ( φ = 1,03 ÷ 1,05).

La capacidad calorífica del producto se elige de directorios conocidos o se calcula según el principio de aditividad para sistemas multicomponente.

Para cambiar el estado de agregación de una sustancia (solidificación, fusión, evaporación, condensación), se consume energía térmica, cuya cantidad está determinada por la fórmula 73:

donde q es la cantidad de calor, J/s (W);

GRAMO es el caudal másico del producto, kg/s;

r es el calor de transición de fase, J/kg.

Sentido r determinado según datos de referencia, según el tipo de producto y el tipo de transición de fase de la sustancia. Por ejemplo, el calor de fusión del hielo se toma como r 0 \u003d 335.2 10 3 J / kg, grasa

r w = 134 10 3 J / kg. El calor de vaporización depende de la presión en el volumen de trabajo del aparato: r = F (PAGS a). A presión atmosférica r= 2259 10 3 J/kg.

Para dispositivos continuos, el consumo de calor se calcula por unidad de tiempo (J / s (W) - flujo de calor), y para dispositivos por lotes, para un ciclo de operación (J). Para determinar el consumo de calor por turno (día), es necesario multiplicar el flujo de calor por el tiempo de funcionamiento del aparato por turno, un día, o por el número de ciclos de funcionamiento de un aparato por lotes y el número de dichos aparatos. .

El caudal de vapor de agua saturado como portador de calor en la condición de su condensación completa está determinado por la ecuación:

donde D- la cantidad de vapor de agua de calentamiento, kg (o caudal, kg / s);

q total - consumo de calor total o carga de calor dispositivo térmico(kJ, kJ/s), determinado a partir de la ecuación de equilibrio térmico del aparato;

– entalpía de vapor saturado seco y condensado, J/kg;

r es el calor latente de vaporización, kJ/kg.

El consumo de vapor vivo para mezclar productos líquidos (burbujeo) se toma a razón de 0,25 kg / min por 1 m 2 de sección transversal del aparato.

Consumo de vapor para necesidades económicas y domésticas bajo este rubro, el vapor se utiliza para calentar agua para duchas, lavandería, lavado de pisos y equipos, y equipos para escaldar.

El consumo de vapor para el equipo de escaldado y el inventario está determinado por su salida de la tubería de acuerdo con la ecuación de flujo:

(75)

donde D w – consumo de vapor para escaldado, kg/turno;

D– diámetro interior de la manguera (0,02÷0,03 m);

ω – velocidad de salida del vapor de la tubería (25÷30 m/s);

ρ - densidad de vapor, kg / m 3 (según las tablas de Vukalovich ρ = F(ρ ));

τ – tiempo de escaldado, h (0,3÷0,5 h).

Si tomamos la ecuación τ = 1 h, entonces el consumo de vapor se determina en kg/h.

El cálculo del consumo de vapor para todos los artículos se resume en la tabla 8.3.

Tabla 8.3 - Consumo de vapor, kg

Gasto	A la una	En el turno	Por día	En el año
Total

El consumo específico de vapor se calcula con la fórmula 76.