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水工建筑物、结构或构件的抗破坏强度与设计荷载效应组合的比值,它是建筑物、结构或构件的安全储备的指标。
4.螺杆泵
旋转式泵依靠旋转运动的转子对液体作功的机械。
按螺杆个数分单螺杆泵、双螺杆泵与多螺杆泵。
输送食品液料用单螺杆泵
结构:
单螺杆泵内转子的径向断面为圆形(直径为d)的螺杆,按其几何中心0,以螺距t和偏心距e绕螺杆轴线01作螺旋运动。
定子是螺距为2t的双线螺旋形孔,其径向断面形状是宽度为2e的矩形、外接两个直径也为d的半圆形所组成的长圆孔。
工作过程:
定子孔的对称中心(即定子轴线)为02。
由于转子和定子孔的配合关系,沿轴向形成若干个封闭腔。
为适应转子的偏心运动,驱动轴中空,它与螺杆的联接常用平行销联轴节或万向联轴节。
螺杆多用不锈钢材料,定子衬套用橡胶材料。
泵运动时,转子轴线01,以偏心量e为半径绕02作回转运动,封闭腔自吸入端形成,并以不变的容积向排出端运动,使封闭腔内的液体得到输送。
特点:
单螺杆泵输送液体连续均匀、运动平稳、压力较高、自吸性能好、结构简单、零部件少。
适于输送高粘度的食品液体。
(1)螺杆、螺套
螺杆的材料为不锈钢,直径规格有29mm及40mm两类;
偏心距为3~6mm,螺距为50~100mm;
定子通常为双头螺旋橡皮衬套,内径比转子外径小1mm,橡皮衬套材料硬度为邵氏硬度65~75,耐磨性为700,永久伸长率为10%,抗拉强度为10.2~15.3N/cm2,拉断时相对延率为30%。
(2)性能
螺杆的尺寸一定时,改变转速调整流量,合理的转速为750~1500rpm。
转速过高造成螺杆与螺套的过渡摩擦而发热,损坏橡皮螺套,过低则影响生产效率。
螺杆泵吸入压头可达84kPa,排出压力与螺杆长度有关,每个螺距可产生0.2Mpa的压力。
5.水力半径
过水断面积与湿周之比即为水力半径。
表达式为:
R=A/X
湿周为过水断面上水流所湿润的边界长度。
水力半径rh的定义为流体通道的自由截面积A与润湿周边L之比,即rh=A/L。
对于圆形管,A=πd2/4,L=πd,则水力半径rh=d/4,即圆管直径d为水力半径的4倍。
对于非圆形通道或在套管环隙中流动的流体,均可按上述定义求出其水力半径rh值,然后以四倍的水力半径rh值作为直径d的相当量,称为当量直径de即de=4rh。
6.某垂直斗式提升机,如驱动轮半径为200毫米,斗质量中心到驱动轮的旋转中心的距离为350毫米,如用该机输送苹果,驱动轮的转速应为多少。
解:
该机输送苹果,当速度中等时,r≥L≥rb,则料斗作定向自流式卸料。
rb=200mmr=350mm→200mm≥L≥350mm,
由式L=895/n2可以得出→n2=895/L
1.6≥n≥2.1
答:
驱动轮的转速应为1.6≥n≥2.1
7.某真空吸料装置,工作时真空罐内维持的真空度为650mmHg,贮存罐装料有效容量为30000kg,物料密度为1000kg/m3,吸料高度为3.5m,要求2分钟将贮料罐装满,求输料管直径;
如增大送料高度,最大可达到多少。
真空度=大气压强-绝对压强
P真=Pa-Pb=650mmHg=0.867×
105PaG1=30000kgρ=1000kg/m3H=3.5mt=2min=120sVa=0
mgh1+mPa/ρ+mVa2/2=mgh2+mPb/ρ+mVb2/2
Vb={2g[(Pa-Pb)/ρg-H]}0.5
Vb=10.23m/s
G=G1/t=30000/120=250(kg/s)
Vb=4G/ρπd2→d2=4G/ρπVb
d=0.031m=3.1cm
若取流速Va,、Vb=0,则阻力Σh(A~B)=0,某一真空度下物料提升的最大高度
Hmax=(Pa-Pb)/ρg(m)
Hmax=8.85(m)
输料管直径3.1cm;
如增大送料高度,最大可达到8.85m。
8.如已知工作拉力为1000kg,取安全系数为10,胶带宽度为500mm时,胶带层数为多少,并选择胶带型号。
解[б]=56×
9.8(1/3~1/12)=45.7~183(N/层·
cm)
B=500mm=50cmSMAX=1000kgn=10
S=SMAX×
n=[б]×
i×
B
→i=S×
n/[б]×
i=1000×
10×
9.8/56×
9.8×
50=3.57(层)
9.如何选择食品原料输送机械。
答:
应根据物料性质(如固体物料的组织结构、形状、表面状态、摩擦因素、密度、粒度大小,液体物料的黏度、成分构成)、工艺要求、输送路线及运送位置的不同选择适当形式的输送设备。
10.如何设计和选择带式输送机的输送带。
带式输送机是食品工厂广泛采用的一种连续输送机械。
常用于块状、颗粒状物料及整件物料进行水平方向或倾斜方向运送.输送带既是牵引构件,又是承载构件。
常用的输送带有:
橡胶带、纤维编织带、塑料、尼龙、强力锦纶带、板式带、钢带和钢丝网带。
其中使用最多的是普通型橡胶带。
(1)橡胶带选择橡胶输送带时,主要确定:
带宽B(mm),衬布层数i和带长(m)。
带宽B可参考同类型输送机、根据生产能力或牵引力决定,带长则根据输送的距离确定。
而衬布层数则按工作拉力、带的种类和带宽决定。
带的强度决定于衬布层数,层数越多,承载能力越大。
(2)钢丝网带钢丝网带强度高,耐高温(3)钢带钢带的厚度一般为0.6~1
.5mm,宽度在650mm以下。
钢带的机械强度大,不易伸长,耐高温,因而常用于烘烤设备中
(4)塑料带具有耐磨、耐酸碱、耐油、耐腐蚀和适用于温度变化较大等优点,分多层芯式和整芯式两种(5)帆布带帆布带主要用于饼干成型前的面片和饼坯的输送
(6)板式带这种输送带常用来输送装料未装料的包装容器如玻璃瓶、金属罐等
11.说明水环式真空泵的工作原理。
启动前,工作室内注入适量水,工作时,电机驱动叶轮转动,叶轮带动叶片间的水一起转动,水在离心力作用下被甩至泵壁形成一个旋转水环,水环的外部表面与轮壳相切,沿箭头方向旋转的叶轮,在前半周中,水环内表面渐离开叶轮,叶片间的空隙增大,形成一定负压,当气压小于贮料罐压力时,贮罐中的空气从吸气口吸入,使罐内形成一定的真空度。
后半周,水环内表面逐渐靠近叶轮,叶片间的空隙逐渐减小,叶片间的空气被压缩,当气压大于大气压力时,气体则从排气口排出。
周而复始而达到抽真空的目的。
水环泵的整个工作过程分为进气、压缩、排气三个连续阶段,叶片间的工作室相当于气缸,水环类似活塞,其工作原理相当于圆柱活塞作往复运动,使叶片间工作室压力发生周期性变化
12.工作时,带式输送机初始拉力为500N,胶带与驱动轮的磨擦系数为0.3,包角为1800,如带速为1m/s,输送量为3m3/h时(ρ=10000N/m3),请你计算和选择输送带的尺寸和规格(宽度为800mm)。
(注:
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