生物工程设备课程设计(4)

2019-06-17 15:00

叶宽B为:

1 ? 0 B ? 0 . 2 D i ? 0 . 2 ? 1 . . 44 ( m )

弧长l为:

1 ? 0 4125 (ml ? 0 . 375 D i ? 0 . 375 ? 1 . . )

底距C为: C=C/3=1.07m 取1.1m。 盘径di为:

1 .1 d i ? 0 . 75 D i ? 0 . 75 ? ? 0 .825 ( m )

叶弧长L为:

1 .1275 ( L ? 0. 25D ? 0. 25 ? 7 ? 0. m )

i

叶距Y为: Y=D=3.2m

弯叶板厚: δ=12mm

取两挡搅拌,搅拌转速N2可根据50m3罐,搅拌直径1.05m,转速N1=110r/min。以等P0/V(单位体积液体所分配的搅拌轴功率相同)为基准放大求得. 即:

?d1?n2?n1??d???2?

23 式中 n2——放大的搅拌器的转速,r/min n1——模型搅拌器的转速,n=110r/min[1] d1——模型搅拌器直径,d=1.05m[1] d2——放大的搅拌器直径,d=1.7m 将各值代入上式

??d1.05??1??n?n?110??79.78(r/min)?1.33(r/s)??21??d1.7??2??

2323取两档搅拌,搅拌转速79.78r/min。 5.5 搅拌轴功率的确定 5.5.1 计算Rem

淀粉水解糖液低浓度细菌醪,可视为牛顿流体。

D 2 Nρ

Re m ?

μ

式中 D——搅拌器直径,D=1.10m N——搅拌器转速,N?111 60 ρ——醪液密度,ρ=1080 kg/m3 μ——醪液粘度,μ=2×10-3N·s/m2 将数代入上式:

1.12?1.33?1080Rem??8.69?105?104 ?32?10视为湍流,则搅拌功率准数Np=4.7 5.5.2不通气条件下的轴功率计算:

35P?Npnd?

式中 Np——功率数,Np=4.7[3]

n——搅拌器的转速,n=1.33r/s d——搅拌器直径,d=1.1m ρ——流体密度,ρ=1080kg/m3[3] 将各值代入上式

P?Npn3d5??4.7?1.333?1.15?1080?19.232(KW) 5.5.3 通气发酵轴功率计算:

23?Pnd?3???P?2.25?10?g0.08??Q??0.39

式中 P——不通气条件下的轴功率,P=169.56KW n——搅拌器的转速,n=79.78r/mim d——搅拌器直径,d=110cm

Q——工况下的通气量,(发酵罐通风比:设通风比

VVm=0.2—0.4,取低限,如通风量变大,Pg会小,为安全,现取0.2则

6 Q?85.7?70%?0.2?12?10(ml/min) 将各值代入上式

0. 39 0 .39 2 3 ? 2 ? 79.3 ? ? P ? 169 .56? nd 78 170 3 ? 3 ? ?? ? ? ? 2. KW Pg ? 2. 25 ? 10 ? 25 ? 10 ? ( ) ? 0. 08? ? ? ? 59.82 0. 08 12000000 ? Q ? ? ?

5.5.4 求电机功率P电

PgP电???2?13?1.01

采用三角带传动η1=0.92;滚动轴承η2=0.99,滑动轴承η3=0.98;端面密封增加功率为1%;代入公式数值得:

P电?161.50?1.01?182.74(KW)

0.92?0.99?0.985.6设备结构的工艺设计 (1) 空气分布器: 本罐使用单管进风。 (2) 挡板:

本罐因有扶梯和竖式冷却蛇管,故不设挡板。 (3) 消泡浆:

本罐使用圆盘放射式消泡浆。 (4) 密封方式:

本罐拟采用双面机械密封方式,处理轴与罐的动静问题。 (5) 冷却管布置:

使用的是竖直蛇管冷却装置。

5.7 竖直蛇管冷却装置设计

(1) 求最高热负荷下的耗水量W为:

Q总Cp(t2?t1)W?

式中 Q——每1m3醪液在发酵最旺盛时,1h的发热量与醪液总体积的乘积,

KJ/h × 4 ? 508 Q ? 2 . 60 ? 1.504×1010

6

Cp——冷却水的比热容,Cp=4.18kJ/(kg·℃)[2] t2——冷却水终温,t2=25℃ t1——冷却水初温,t1=19℃ 将各值代入上式

Q总1.504?106W???16.67(Kg/s)

Cp(t2?t1)4.18?(25?19) 冷却水体积流量为0.0589m3/s,取冷却水在竖直蛇管中流速为1m/s,根据流体力学方程式,冷却管总截面积总A总为:

A总?W V 式中 W——冷却水体积流量,W=0.0411m3/s V——冷却水流速,V=1m/s

代入上式

A总?W0.0589??0.0589(m2) V1 进水总管直径d总为:


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