Файл: Рогов И.А. Физические методы обработки пищевых продуктов.pdf

на холостом ходу в общем случае зависит от р и' п. Однако полу­ чить зависимость Мх.х (р) невозможно, поэтому для всех расче­ тов получена зависимость Мх.х (/г), которая имеет S-образный

При работе насоса «на себя», т. е. при закрытом кране на напорном трубопроводе, он развивает предельную мощность Мпред (кВт), которая выражается зависимостью, справедливой ПРИ Рпред-^ 26,4 • 105Па:

(1 -152а)

В совокупности расходная и мощностная характеристики позволяют с учетом мощности холостого хода рассчитать и по­ строить зависимость К0ыц{Р> п), показанную на рис. 50, б. Ко­ эффициент подачи автоматически учитывается объемным к. п. д. с тем, чтобы не отходить от общепринятых в теории насосов закономерностей. Здесь не выделены отдельно составляющие /(общ, так как в конечном итоге именно он является основным для технических расчетов. Наибольшее значение К0бщисследо­

равные к. п.д. эксцентриково-лопастного насоса в оптимальном режиме работы. Криволинейная поверхность /С0бщ(Р> п) описы­ вается зависимостью

К общ = 0,156 + 0,17 cos [7,5 (р • К П — 9)];- 0,4 • 10"’ (р • Ю"8)8 х

Прямые скобки показывают, что число берут по абсолютному значению; косинус определяют по числу в квадратной скобке в градусах.

Анализ уравнения (I—153) дает возможность найти опти­ мальные параметры работы фаршевого насоса. Необходимое давление на выходе зависит от диаметра и длины трубопровода, расхода и реологических свойств фарша. Для вычисленного по

178

этим показателям давления можно найти оптимальное п0 при экстремальном значении /(о6щ, т. е.

дКо(нП _ дп

Дифференцирование и решение уравнения относительно п дает расчетную формулу

Полную мощность, развиваемую на валу фаршевогонасоса, можно определить по зависимости (I—147) с учетом уравнения

(1—146):

где р, М, Кобщ— определяются по графикам или соответствующим ана­ литическим зависимостям. При этом для транспорти­ ровки фарша желательно выбирать оптимальный диа­ метр фаршепровода [37].

Все полученные аналитические зависимости для мощности и '/(общсправедливы в области р = (3-=-22)105 Па, а если п <(30, то при р -<0,85рПред. Общая ошибка аналитических зависимо­ стей не превосходит ± 15%, ошибки экспериментов уклады­ ваются в ±8% . Оптимальные параметры работы насоса данного типоразмера: к. п. д. 0,32—0,33; производительность2,3—3,5 кг/с при п соответственно 40—60; давление (7-4-12) 105 Па; мощность на валу насоса до 11 кВт. Эти характеристики получены для насоса, размеры которого приведены в пояснении к зависимо­ сти (I—151). Испытания насоса с другими рабочими размерами показали аналогичные результаты по оптимальной зоне давле­ ний, величинам к. п. д., частоте вращения ротора. Производи­ тельность была ниже и величина ее удовлетворительно опреде­ ляется по уравнению (I—151) с учетом коэффициента подачи.

Одновременно с основными испытаниями проводили реодо,- гические исследования фарша, взятого на выходе из насоса при различном давлении нагнетания. Величины свойств начинают

чинает уменьшаться (см. рис. 49, 50). Уменьшение к. п. д. свя­ зано с обратным перепуском; увеличение величин реологических свойств— с перетиранием фарша. Поскольку области переги­ ба кривых на этих двух графиках совпадают, то показатель изменения величин свойств может служить важной и даже ап­ риорной характеристикой работы насоса. График изменения численных значений свойств (см. рис. 49, III) показывает также,

что насос не мнет и не перетирает фарша включительно до об­ ласти оптимальных режимов и поэтому может быть использо­ ван для перекачки фарша со шпиком для вареных колбас. Органолептическая оценка этих видов фарша после перекачки подтвердила сделанные заключения.

Таким образом, испытания показали, что роторно-поршне­ вой насос имеет ряд конструктивных преимуществ, которые обеспечивают неизменность численных значений реологических свойств фарша при сравнительно высоком давлении нагнета­ ния и наиболее высокий к. п. д. по сравнению с другими фаршевыми насосами. Результаты испытаний и полученные по ним ана­ литические зависимости выявили взаимосвязь основных пара­ метров, характеризующих работу насоса, и позволили устано­ вить оптимальные режимы его работы. В табл. 50 приведены данные испытаний, которые при расчете и проектировании насосов можно принять за основные.

Исследование пульсаций давлений на выходе из нагнетательных камер насосов было предпринято в связи с тем, что в ряде случаев необ­ ходимо иметь равномерную подачу продукта.

Т а б л и ц а 51

180

Пульсацию давлений оказалось возможным изучить благодаря при­ менению тензометрических датчиков давления с записью сигнала на лен­ те осциллографа. Исследования проводили для трех типов насосов в раз­ личных режимах их работы. Типичные осциллограммы записи давлений для каждого насоса приведены на рис. 51; там же приведен график та­ рировки месдоз. На осциллограммах рис. 51 выделены области, соот­ ветствующие одному или десяти оборотам ротора.

Для эксцентриково-лопастного насоса в выделенной области ясно различимы пульсации от каждой лопасти, причем для любой месдозы ли­ нии пульсации подобны. Величины пульсаций обусловлены размером зазора между лопаткой и статором: чем меньше зазор, тем больше пульса­ ция. Через каждый оборот ротора картина повторяется. По длине трубы амплитуда пульсаций уменьшается: например, по осциллограмме А наи­ большие величины амплитуд пульсации приведены в табл. 51. На иссле­ дованном участке трубы пульсации давления аппроксимируются прямой, хотя вполне вероятно, что на конце трубы они не доходят до нуля.

р ■10~5, Па

Рис. 51. График тарировки месдоз (а) и типичные осциллограммы работы насосов: эксцентриково-лопастного (б), двухвинтового (в) и роторно-порш­ невого (г). Римскими цифрами обозначены номера месдоз; одинаковыми цифрами на осциллограммах обозначены: кривая записи давления и ба­ зисная линия.

Эксцентриково-лопастной насос (36 об/мин): месдозы установлены на расстоянии от

181