烤爐的機械設計和計算

1、3.2烤爐的機械設計和計算3.2.1帶式烤爐烘烤室長度的選擇1、根據(jù)生產(chǎn)能力計算公式P=(60LRN)/TM可知L=（PTM）/（60RN）其中p-帶式烤爐每小時的產(chǎn)量；P=2265.23kg/hL-帶式烤爐加熱區(qū)長度；R-爐帶縱向每米長度上的制品個數(shù)；R=16排/mN-爐帶橫向?qū)挾壬系闹破穫€數(shù)；N=25排/mT-制品的烘烤時間；T=4.5minM-每千克制品的塊數(shù)；M=125-成品率；=0.9則L=（2265.234.5125）/（6016250.9）=58.99m所以實際取60m為宜。2、爐帶線速度V=L/T (m/min)式中 L-烤爐焙烤室的長度 m； T-面包在焙烤室內(nèi)的停留時間；因

2、此V=60/4.5=13.4m/min=0.23m/s3、拱形頂爐爐膛斷面中心高度的確定H=d+l1+h+l2式中l(wèi)1、l2分別為上、下熱元件至爐頂和爐底的距離(mm)，l1取30-50mm；l2取50-70mm；d為拱形高（mm），取120-150mm；h為上下熱元件間的距離；取120-200mm；但是根據(jù)電熱管尺寸和制品厚度進一步?jīng)Q定尺寸，d=120mm，l1=200mm，l2=200mm，h=500mm。因此H=120+200+200+500=1020 mm。3.2.2爐膛寬度的確定一般爐帶側(cè)邊到爐壁的距離b=80-100mm，若爐帶寬度為s，那么爐膛寬度為B=s+2b=1000+210

3、0=1200mm。3.2.3滾筒直徑的計算鋼帶最外層達到屈服極限時，滾筒的最小直徑為Dmin=（E）/ （mm）；其中E-鋼帶彈性模量（kg/mm2）；-鋼帶厚度（mm），=1mm；-鋼帶屈服極限（kg/mm2），建議滾筒直徑D=2Dmin。采用15MnTi低合金結(jié)構(gòu)鋼帶，厚1mm，寬1000mm，則E=210（kg/mm2），=40（kg/mm2），Dmin=（21041）/40=500mm，D=2Dmin=1000mm。3.3傳動功率的計算為了求得傳動裝置上電動機所需的功率，應首先求出爐帶各點的張力和阻力，然后求得驅(qū)動滾筒上的圓周力，最后決定電機所需的功率。1、爐帶各點的張力和阻力計算S2

4、=S1+W1-2S3=S2+W2-3+WgS4=S3+W3-4合并得S4=S1+W1-2+W2-3+W3-4+Wg;式中S1-驅(qū)動滾筒繞出點的張力（kg）S2-改向滾筒繞入點的張力（kg）S3-改向滾筒繞出點的張力（kg）S4-驅(qū)動滾筒繞入點的張力（kg）W1-2-爐帶無載段運行阻力（kg）W2-3-改向滾筒的阻力（kg）W3-4-爐帶有載段運行阻力（kg）Wg-清掃裝置的阻力，kg，由實驗得Wg=16kg。（1） W1-2=（qd+q2）L,式中qd-每米爐帶的自重（kg/m），qd=7.8kg/m；q2-無載段爐帶每米長度內(nèi)的托輥重量（kg/m），q2=G/l2；G-每個托輥的重量（kg）

5、，G=22kg；l2-無載段托輥之間的距離(m)，l2=3m；L-爐帶直線段的實際長度，即兩滾筒的中心距(m)，L=60m；-托輥的阻力系數(shù)，取=0.1；W1-2=（7.8+22/3）600.1=90.80kg（2） 改向滾筒阻力W2-3的計算：W2-3=kS4式中k-改向滾筒阻力系數(shù)，k=0.07；（3） 有載段爐帶運行阻力的計算：W3-4=（q+qd+q1）L式中q-每米爐帶上的餅干重量（kg/m），q=16258g/m=3.2kg/m；q1-有載段每米長度內(nèi)的托輥重量(kg/m),q1=G/l1；G-每個托輥的重量，kg，G=22kg；l1-有載段托輥之間的距離(m)，l1=1.5m；因

6、此W3-4=(3.2+7.8+221.5)600.1=154kg；將以上各個數(shù)據(jù)帶入中，可知：S4=（S1+90.80+0.07S4+154），即0.97S4= S1+244.80。又因為S4= s1eua=s1e0.183.1416=1.76S1；由可知：S1=346.15kg;S4=609.23kg;W2-3=42.65kg。2.爐帶在驅(qū)動滾筒上所需的圓周力Pp=S4S1+W4-1+Wc;W4-1驅(qū)動滾筒的阻力（kg），W4-1=0.02(S1+S4)=0.02（346.15+609.23）kg=19.1076kg;Wc落餅裝置的阻力（kg）,取Wc=Wg=16kg因此P=609.23-3

7、46.15+19.1076+16=298.1876kg 3、電動機所需的功率計算NT=（Pv）/（102）式中NT-電動機所需的理論功率（kw） P-驅(qū)動滾筒上的圓周力（kg） V-爐帶運動的線速度（m/s） -機械效率，=0.7因此NT=（298.18760.23）/（1020.7）=0.96kw。但是實際上應考慮到啟動時慣性力及其它可能發(fā)生的過載因素的影響，必須將理論功率適當放大，即Np=1.4NT=1.345kw。所以可選擇功率為2.02.5kw。3.4加熱系統(tǒng)的設計和計算電加熱器是一種通過電阻元件把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿妮椛浼訜崞?。由于電加熱器結(jié)構(gòu)簡單、便于控制和維修、電源容易獲得、衛(wèi)生條件

8、好、產(chǎn)品質(zhì)量高、加熱面包的種類通用性大，再加上目前國內(nèi)煤氣供應為普及，因此它在國內(nèi)面包工廠中獲得了最廣泛的應用。通過假設熱效率的方法來求得烘烤爐所需的熱量：Q0=（Q1+Q2）/。式中-帶式烘烤爐的熱效率；Q0-烘烤爐所需的熱量；Q1-餅干中水分蒸發(fā)所需的熱量；Q2-餅干升溫所需的熱量；1、 熱效率的決定：按照經(jīng)驗，對電加熱管的帶式烤爐=0.6.2、 餅干中水分蒸發(fā)所需的熱量Q1的決定 Q1=(G1G2)(i100t1) （kcal /h）式中G1-進爐濕餅干的重量（kg/h） G2-出爐干餅干的重量（kg/h） i100-常壓下，100蒸汽所具有的焓值，i100=639 kcal/h t1-

9、烘烤爐周圍的環(huán)境溫度3、 餅干升溫所需的熱量Q2的決定Q2=G3c3（t2t1）+G4c4(t2t1) （kcal/h）式中 G3-餅干絕干物的產(chǎn)量，kg/h；G4-出爐時干餅干中的含水量，kg/h；c3-餅干絕干物的比熱，取各種物料的平均比熱，即：c3=（g1c1+g2c2+gici）/(g1+g2+gi) kcal/(kg)其中g(shù)1、g2gi-某種物料的用量，kg/hc1、c2ci-某種物料的比熱 ， kcal/(kg)c4-水的比熱，kcal/(kg)，c4=1；t1-進爐濕餅干的溫度，；t2-出爐干餅干的溫度，。4、 采用電加熱管時功率計算N=Q0/860（ kw）式中N-每小時電熱管

10、的耗電量，即電熱管之總功率；Q0-電熱管產(chǎn)生的電熱量，kcal/h；根據(jù)電熱管的總功率，就可決定帶式烘烤爐使用電熱管的規(guī)格和根數(shù)，即：X=N/Z式中X-烘烤爐內(nèi)電熱管的根數(shù)N-電熱管之總功率，kwZ-每跟電熱管的功率，kw5、計算如下：G1=21.73t/8h=2.71625t/h=2716.25kg/hG2=19.33t(10.04)8h=2516.93kg/hi100=639 t1=30所以Q1=(2716.252516.93)(63930)=121385.88kcal/hG3=19.33t/8h=2.41625t/h=2416.25kg/hG4=2516.930.04(kg/h)=100

11、.6772kg/h根據(jù)配方得c3=0.44 t1=30 t2=120因此Q2=（G3c3+G4c4) (t2t1)=（2416.250.44+100.67721）（120-30）=104744.448kcal/h總熱量Q= Q1 +Q2=121385.88+104744.448=226130.328kcal/h所以Q0=（Q1+Q2）/=376883.88kcal/hN=Q0/860 kw=438.24kw取每根電熱管的功率為Z=1.1kw ,則所需電熱管根數(shù)X=N/Z=438.24/1.1=399（根）3.5通風裝置的設計和計算帶式餅干烘烤爐的通風裝置是保證餅干產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素之一。如通風

12、裝置的設計和布局不當，將會降低烘烤爐的熱效率，浪費能量使餅干表面色澤不均，上色不好；使餅干的含水量達不到規(guī)定的技術(shù)要求；縮短餅干的保存期。因此，對通風裝置進行合理的布局和正確的計算具有十分重要的意義。通風裝置的合理布局就是如何正確的布置排氣管的數(shù)量和位置。它與餅干要求的烘烤工藝和烘烤爐的加熱溫度分區(qū)有著非常密切的關系。排氣管的結(jié)構(gòu)一般是比較簡單的。一般要求排氣管具有足夠的抽力，較短，盡量不要轉(zhuǎn)彎，排氣管進出口和轉(zhuǎn)彎處的局部阻力損失要小。排氣管入口選為錐形，它既具有良好的排氣效果，局部阻力小，同時錐形接口的加工亦很方便。為減少排氣管彎頭的阻力損失，一般用鍜殼型彎頭。3.5.1電加熱排氣量的計算電

13、加熱時所產(chǎn)生的氣體，主要由餅干中蒸發(fā)的水蒸氣和逸入爐膛的空氣兩部分組成。1、餅干中蒸發(fā)的水蒸氣V1的計算V1=2.5（G入G出） m3/h式中G入-進入餅干烘烤爐的餅干重量（kg/h） G出-出爐的餅干重量（kg/h）2、逸入爐膛的空氣量V2的計算根據(jù)實驗測定，逸入的空氣量可取為V2=0.3V1 （m3/h），則總的排氣量為V=V1+0.3V1=1.3V1=3.25（G入G出） m3/hG入=2716.25 G出=19.33(10.04)10008=2516.93因此V=647.79 m3/h3.5.2排氣管的尺寸計算1、 排氣管的個數(shù)n=4，假設排氣管的高度H=L1+L3=1+14=15m,

14、排氣管長度L=L1+L2+L3=1+3+14=18m。2、 煙氣在排氣管內(nèi)的溫度降t=（AH）/D=1.3(G入G出)/(1000n) （t/h）式中t-煙氣在排氣管內(nèi)的溫度降； H-排氣管的高度，m A-修正系數(shù)，A=2D-一個排氣管內(nèi)煙氣的額定蒸發(fā)量，t/h因此D=1.3（2716.252516.93）10004=0.064779t=215=1173、排氣管出口的煙氣溫度tc=tpt=250117=1334、排氣管內(nèi)煙氣的平均溫度計算tp=tp0.5t=2500.5117=191.55、 排氣管直徑的計算d=Vm(tc+273)/(36002730.785Wc)式中d-排氣管的直徑，mVm

15、-排氣管的排氣量，m/htc-排氣管出口煙氣溫度，Wc-煙囪出口處煙氣流速，m/sVm=V/n=647.794=161.9475m/h Wc=5 m/s因此，d=0.265m;考慮到排氣管可能產(chǎn)生的排氣不均勻性和使排氣量留有一定的余地，取d=0.3m。6、 排氣管的阻力計算（1） 排氣管的沿程摩擦阻力hm=LWpjrpj(d2g)式中hm-煙氣的沿程摩擦阻力 (mmH2O)； -摩擦阻力系數(shù)，=0.04； L-排氣管長度(m)，L=18m； d-排氣管直徑（m），d=0.3；Wpj-煙氣在煙囪中的平均流速（m/s），Wpj=Wc=5；g=9.8m/srpj-煙氣的平均密度（kg/m）；rpj=273r0/（273+tp），r0標準狀態(tài)下煙氣的密度，取r0=1.34kg/m則rpj =2731.34（273+191.5）=0.79（kg/m）則hm=LWpjrpj(d2g)=0.0418250.79（0.329.8）=2.42 mmH2O（2） 排氣管的局部阻力=1+2+3=0.5+0.352+1.1=2.3hj=Wpjrpj（2g）=2.3250.79（29.8）=2.32 mmH2O排氣管的總阻力h=hm+hj=2.42+2.32=4.74 mmH2O 1.2h=5.688(mmH2O)7