Mustikapuhtimismasina arvutusskeem. (0)

EESTI MAAÜLIKOOL
Tehnikainstituut
Theimo Lehtveer
Mustikapuhtimismasina arvutusskeem.
Ainetöö
õppeaines „Põllundusmasinate teooria“
TE.0364
Tootmistehnika eriala
TA MAG II
Üliõpilane: “…..“ ................. 2013. a ......................................................... Theimo Lehtveer
Juhendaja : “…..” .................. 2013. a ......................................................... prof . Jüri Olt
Tartu 2013
Töö eesmärk
PMT ainetöö 2. osa ülesanded on järgmised:
1) valida põllundustehnika või erandjuhul bioenergeetikaalane tööseadis või mudel;
2) koostada valitud tööseadise või mudeli arvutusskeemid, märkides ära olulised
parameetrid (tööelementide joonmõõtmed, asendid, siirded jms);
3) koostada arvutusalgoritm
4) esitada mudelite tehnoloogiliste parameetrite arvulised väärtused
5) kirjeldada tööseadise kinemaatikat
6) teha mudelarvutused
7) koostada aruanne.
Sissejuhatus
Valitud seadeldis on ehitatud Maaülikoolis mustikate puhastamiseks . Masin on kontsrueeritud kättesaadavatest juppidest ja sel puudub arvutuslik skeem, samuti eskiisprojekt ja kahjuks ei tööta ka. Allolevatel piltidel on masina ehitusest pilt, eskiis , välja pakutavad lahendused ja seletused .
Pilt1 .1
Masina ehitus ja skeem.
Eelpool on mainitud , et masin on ehitatud kättesaadavatest juppidest, seega on valitud radiaalventilaator, mille rõhk võib ulatuda kuni 15 kPa, olenevalt tema labade asetusest ja mootori võimsusest. Ventilaator on mõeldud tegelt kasutamiseks õhu ventileerimisel ja selle juhtimiseks mitte pneumotranspordina. Põhieesmärk on leida vastav mootor ja ventilaator arvestades rõhukadusi ruumalale. Tööülesandeks on vaja teha masinale arvutusskeem ja eskiis seega ei arvestata osasi tegelikke väärtusi, nende asemel kasutatakse teisi oletatavaid väärtusi.
Skeemile esitatavad nõuded:

Määrata transporditava materjali hõljumiskiirus ,õhu­voolu kiirus ja materjali maasikonsentratsioon sõltuvalt materjali iseloomust.

Määrata antud tootlikkuse järgi torustiku läbimõõt ja segu kontsentratsioon.

Määrata sõltuvalt torustiku trassist torustiku takistus ja vastavalt rõhu lang.

Valida vastav elektriajam ja ventilaator.
Joonis 1.1

Arvutus skeemi ülesehitus

Eesmärgiks on lehtede tõstmine ventilaatori abil ja suunata see läbi sujuva raadiuse, kus peaks rõhulangus tekkima . Arvutusskeemi ülesehitamiseks on vajalik leida sobilik elektrimootor ja tema võimsus P ja valida sobiva õhu tootlikkusega ventilaator. Hetkel olev telgventilaator jääb nõrgaks. Masinale tuleb leida maksimaalne õhukulu V ,õhukulu materjali transportimiseks, arvestades õhu liikumistakistusi ja nendest tekkivaid rõhukadusid. Ventilaatoris muundatakse ajami poolt võrgust tarbitav elektrienergia õhu või gaaside liikumisenergiaks (kineetiliseks energiaks) ning ümbruses hajuvaks soojuseks. Ventilaatori peamisteks tehnilisteks näitajateks on tootlikkus Q (m3/s) ja rõhk p (Pa). Õhu liikumiskiirus ja massikonsentratsioonitegur valitakse sõltuvalt materjalist, ehk siis tuleb leida materjali ja tema õhukulu suhe, seda tähistan . Ülesande esimeseks leitavaks suuruseks määran tema tootlikkuse Q ehk siis seadme jõudluse kg/h. Kuna on teada, et mustika lehe kaal on kusagil 1,7 g siis on võimalik pneumaatiliste määratud suuruste järgi võtta V- kiirus m/s.
Kasutatud tähised:

• P-võimsus kW
  
• V-kiirus
  
• V-õhukulu m/s
  
• Q- masina jõudlus kg/h
  
• - massikonsentratsioon
  
• De- ristkülikukujulise õhukanali läbimõõt
  
• Q- õhu mahukulu
  
• p- rõhk
  
• vh- hõljumiskiirus
  
• - materjali erimass tonni/m3;
  
• p= rõhukadu pa
  
• p=
  

Pneumotranspordi seadmete arvutamisel soovitatakse tootmisjääkide transportimisel võtta μ ≤ 1 (0,5-0,6), praamidelt teravilja mahalaadimisel μ = 25-30 ja teraviljakombinaatides μ=1,5-6,0. Õhu liikumiskiirus, mille juures materjali vertikaalses torujuhtme osas edasi kantakse, on erinevatelematerjalidele järgmine:
teravili (nisu, rukis, oder ), tootmisjäätmed − 18…20 m/s,
teravili ( riis , kaer), jahu − 20…22 m/s,
soja , mais, hernes − 22 m/s. (1 lk 66)
Õhuvoolu kirjeldatakse
- õhu liikumise keskmise kiirusega v keskm (m/s)
- õhu mahukulu Q=Fv keskm (m/s), kus F – ristlõige , m(5)
Kuna etteantud näitajaid pole sel tööülesandel siis määratakse esimesed näitajad.
Määran seadme jõudluse Q näiteks 20 kg/h , selle leiab valemiga
Q= * V
V=
kus:
-massikonsentratsioon
p- rõhk, normaalolekus
V- õhukulu m/s
Massikonsentratsiooni leian valemiga:
Kus ülemine näitaja
on materjali massivoog kg/s ja alumine näitaja mõhu massivoog kg/s (1)
Lehe hõljumiskiirus Vh määrame valemiga:
m/s. (5)
kus
- materjali erimass tonni/m3;
p- 1,2 kg/m3 - õhu erimass normaalse atmosfäärirõhu juures,
- 1,6 - 2,0 kg/m3 surusüsteemidel; (5)
S - materjali suurus piirides m.
Õhu liikumistakistuse osatähtsuse vähendamiseks torustikus valitakse õhu liikumise kiirus võ tööolukorras 1,5-3 korda mater­jali hõljumiskiirusest vh suurem. (5)
Risttahuka kujulise sahti ruumala tuleb leida, mis oleks vastav kiirusele ja õhukulule. Kasutades ringi pindala valemit, saab leida ristlõike pindala, millest saab standardite järgi tuletada kandilise sahti mõõdud.
Toru diameeter arvutatakse valemiga :
d= = m
Kus
V= õhukulu m/s
v= õhu kiirus m/s
Enamasti on  defineeritud kui ringjoone ümbermõõdu suhe tema diameetrisse:
Suhe C/d on konstant, hoolimata ringjoone suurusest . Näiteks kui ühe ringjoone diameeter on kaks korda pikem kui teise ringjoone diameeter, siis on ka selle ringjoone ümbermõõt 2 korda suurem, säilitades nii suhte C/d väärtuse. Saadud vastuse ümardan vähema standardse suuruseni.
Kui on leitud pindala, saab arvutada lõpliku õhukulu ja massikonsentratsiooni:
V=S*V
Kus
S- ristlõike pindala, m
V-õhu liikumis kiirus m/s
Massikonsentratsioon:
Kus seadme jõudlus on jagatud lõpliku õhukuluga ja õhu tihedusega.
Õhukulu mõjutab kõvasti rõhukadu, mis tekivad lehe transportimisel ja avades mis pole hermeetiliselt suletud. Kui liita kokku kõik rõhukaod ja need omakorda korrutada õhukulu tootlikkusega siis ventilaatori võimsus (P) on võrdne tootlikkuse ja rõhu korrutisega.
Rõhukadu avaldub:
p= p
Kus
p= materjali tõstmisel tekkiv rõhukadu.
p= p**h*g
p-õhu tihedus
h-tõstekõrgus
g- raskuskiirendus, g=9,81 m/s
= massikonsentratsioon kg/s
Ventilaatori mootor valitakse vastavalt ventilaatori pidevtalitluse ehk nimivõimsusele. Ventilaatori ja ajami optimaalseks tööks ja kindlaks käivituseks on vaja, et mootori nimivõimsus oleks ventilaatori nimivõimsusest veidi suurem. Võimsusvaru mittereguleeritavate ajamite puhul peaks olema 10...15 %, reguleeritavate ajamite puhul 5...10 %. Ventilaatori võimsus on võrdne tootlikkuse ja rõhu korrutisega. Ventilaatori mehaaniline võimsus võrdub rõhu ja tootlikkuse korrutisega. Ventilaatoriajami iseloomulikuks tunnuseks on see, et mootori püsitalitluse koormusmoment sõltub ventilaatori tootlikkusest mootori pöörlemiskiiruse ruuduga võrdeliselt. (3)
Arvestada tuleb ka veel ajami ülekande kasuteguriga ja ventilatsiooni enda kasuteguriga ja vastavalt sellele neid jagada lõpliku õhukuluga ja rõhukaoga, et saada võimsus, ventilaatori valin reguleeriva ajamiga kuna marjad ja lehed ei ole identsete parameetritega alati, ventilaatoreid valitakse tootlikkuse ja rõhu järgi. Kuna puudub ülekande kasutegur siis on võimalik leida see koos pöördeid aerodünaamiliselt iseloomustavalt diagrammilt. Ventilaatoriajami iseloomulikuks tunnuseks on see, et mootori püsitalitluse koormusmoment sõltub ventilaatori tootlikkusest mootori pöörlemiskiiruse ruuduga võrdeliselt. Ventilaatori tunnusjooneks on sõltuvused p=f(V), P=f(V) ja =f(V).
P= valemi abil saab leida mootori nimivõimsuse.
- ülekande kasutegur - rõhulangus pa - õhu tootlikkus
Siit saaks ka tuletada ventilaatori kasuteguri piirkonda:

Kasutatud kirjandus

Liiske , Matti (2001). Elektriajamid . Tartu: Eesti Põllumajandusülikool

Liiske, Matti (2001). Tehnoloogiaseadmete elektriajamid II osa. Tartu: Eesti Põllumajandusülikooli kirjastus

http://www.ene.ttu.ee/elektriajamid/oppeinfo/materjal/SKK0070/020Tehnoloogia.pdf

Konspekt. Tõste- ja edastusmasinad (Toivo Kabanen )\Loengud

http://eope.ee/_download/euni_repository/file/3159/Puiduettevotete_projekteerimine.zip/Pneumoarvutus-2.pdf

http://riksweb.sisekaitse.ee/index.asp?action=127&id=260 – Ventilatsiooni alused

http://et.wikipedia.org/wiki/P ii

1. Святков, С. Н. Пневматический транспорт измельченной древесины, Москва
1966