webdonsk.ruКак сделать операторную схему производства
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 08.09.2024
Р азличают: функциональные, технологические, структурные и операторные схемы ХТС.
Функциональная - показывает технологические связи между основными подсистемами, каждая из которых выполняет какую либо техническую операцию.
Технологическая - показывает типы и способы соединения элементов, последовательность технологических операций. Для этого в схеме каждый элемент (аппарат или агрегат) имеет общепринятое изображение и связи между ними в виде стрелок.
Структурная - включает элементы в виде блоков имеющих входы и выходы. Она показывает, технологические связи между блоками, направление движения, материальных и энергетических потоков системы и может применяться как исходное при составлении математических моделей ХТС.
Операторная - включает элементы, в которых происходит качественное или количественное преобразование параметров входных материальных и энергетических потоков в физические параметры выходных материальных и энергетических потоков, являющихся результатом протекающих в каждом элементе химических процессов. Основными являются операторы: 1) химического превращения; 2) массообменного процесса; 3) смешения потоков; 4) разделения потоков; 5) нагрева или охлаждения; 6) сжатия или расширения; 7) изменение агрегатного состояния и т.п.
Целесообразность применения тех или иных схем связана с решением конкретных задач, возникающих на различных этапах исследования технологии, разработки проектной документации, проведения строительных и других работ, для обеспечения выпуска готового продукта.
Оренбургский государственный университет
Кафедра машин и аппаратов химических и пищевых производств
Отчет по дисциплине "Системы автоматизированного проектирования"
На тему: "Линия шелушения пленчатых культур"
Оренбург 2016
Данная работа содержит отчет, операторную схему и технологическую линию шелушения пленчатых культур
Введение
1 Цель шелушения
2 Шелушение пленчатых культур в комбикормовом производстве
3 Процесс и описание шелушения по рабочей схеме
Список использованной литературы
Приложение А
Приложение Б
Состав: Отчет, Операторная модель, Технологическая схема
Софт: КОМПАС-3D 16
Каталог / Промышленность / МАПП / Операторная модель и технологическая схема линии шелушения пленчатых культур
Чтобы скачать чертеж, 3D модель или проект, Вы должны зарегистрироваться и принять участие в жизни сайта. Посмотрите, как тут скачивать файлы.
Автор: dfg-2
Дата: 2016-11-30
Просмотры: 681
Еще чертежи и проекты по этой теме:
Софт: КОМПАС-3D V15
Состав: ПЗ,Технологическая линия разделки тушек птицы мощностью до 3000 шт./час(ТС),Подбор оборудования
Упрощенное изображение расположения технологических машин и аппаратов, а также увязанного с ними транспортного оборудования в соответствии с принятой технологией производства представляет собой машинно-аппаратурную схему.
Изучая вопросы составления и организации технологических линий, представляемых в виде машинно-аппаратурных схем, целесообразно рассмотреть их классификацию по функциональным признакам, характеризующим строение и принцип действия этих линий:
- — линии для производства пищевых продуктов путем разборки сельскохозяйственного сырья на компоненты (например, линии производства сортовой муки, виноматериалов, растительного масла, томатного сока и др.);
- — линии для производства пищевых продуктов путем сборки из компонентов сельскохозяйственного сырья (линии производства макаронных изделий, сахарного печенья, кваса и др.);
- — линии для производства пищевых продуктов путем комбинированной переработки сельскохозяйственного сырья (линии производства рыбных консервов, творога, сыра и др.).
Компонование линии — это соединение машин и аппаратов в одну технологическую систему с помощью различных конвейеров, вспомогательных устройств и средств управления с учетом современных технологий и модернизации оборудования.
Требования к составлению машинно-аппаратурных схем производства. На компоновку линии часто влияет конфигурация цеха или здания, в котором предполагается ее размещение. Возможные повороты потока вызывают необходимость деления линии на отдельные участки и, как следствие, введения дополнительных перегружающих устройств, увеличения числа приводов конвейеров, электроаппаратуры и т. д. Разделение линии на участки усложняет и удорожает ее, однако многие технологические и строительные причины делают его неизбежным.
Возможны отдельные случаи, когда разделение поточных линий на участки целесообразно, хотя и сопряжено с усложнением и не является конструктивной необходимостью. Так, при жесткой связи между машинами простой одной из них вызовет остановку всей линии; чем больше машин входит в линию, тем большие потери производительности будут возникать из-за простоев. Поэтому иногда создают линию с нежесткой связью между машинами, разделив ее на независимые участки, и предусматривают работу этих участков или в виде единого автоматизированного потока, или независимо друг от друга. Поместив между участками бункерные устройства или накопители с запасом полуфабрикатов или изделий, можно частично компенсировать потери: при простое одного участка остальные могут работать некоторое время за счет изделий, имеющихся в бункерах. Однако эффективность такого разделения линии на участки уменьшается вследствие усложнения и удорожания ее механизмов.
Одним из ведущих факторов, влияющих на компоновку и составление машинно-аппаратурной схемы поточной линии, является технологический фактор. Если машины, входящие в линию, имеют примерно одинаковую производительность, то можно применять сквозную однопоточную компоновку с транспортными устройствами, передающими полуфабрикат от одной машины к другой. Если же машины по производительности существенно отличаются друг от друга, следует применять многопоточные линии с параллельной работой однотипных малопроизводительных машин в сходящихся или расходящихся потоках. Для этого необходимо использовать специальные перегружающие и распреде лительные устройства и осуществлять специальную компоновку оборудования.
На машинно-аппаратурной схеме технологическое и вспомогательное оборудование, входящее в линию, изображают в виде условных обозначений, соблюдая по возможности принципы масштабирования.
В общем виде оборудование линий для производства пищевых продуктов можно сгруппировать в виде комплексов, показанных на рисунке 1.1.
Рис. 1.1. Структурная схема линии разборки сельскохозяйственного сырья на компоненты
В состав комплексов А входят машины для очистки сырья от наружных примесей, разрушения покрова и измельчения структуры исходного сырья. При помощи машин и аппаратов, входящих в комплексы Б, осуществляются извлечение полезных веществ из сырья, очистка, сортирование и повышение концентрации этих веществ. Оборудование комплексов В предназначено для формирования и стабилизации химического состава и структуры готовой продукции, а также ее упаковывания в потребительскую и торговую тару.
Рассмотрим машинно-аппаратурную схему линии производства пастеризованного питьевого молока и сливок (рис. 1.2.). Линия начинается с комплекса оборудования для подготовки сырого молока к переработке, включающего самовсасывающие насосы, счетчики-расходомеры, фильтры, охладительную установку и резервуары для хранения молока.
Рис. 1.2. Машинно-аппаратурная схема линии
производства пастеризованного питьевого молока и сливок
Глава 1. Общие сведения о технологическом оборудовании пищевых производств
Ведущим в линии является комплекс оборудования для образования нормализованного молока и сливок, включающий насосы, сепаратор-нормализатор и гомогенизатор.
В завершающий комплекс получения готовой продукции входят пластинчатые пастеризационно-охладительные установки, резервуары для хранения охлажденного пастеризованного молока и сливок, фасовочные машины.
Топленое молоко получают с помощью комплекса оборудования, в который входят трубчатая пастеризационная установка, резервуар для выдержки молока и пластинчатая охладительная установка.
Молоко в молочных автомобильных цистернах поступает на предприятие молочной промышленности для переработки. После проверки качества молоко с помощью центробежных самовсасывающих электронасосов 1 отбирается через трубопровод с установленным на нем счетчиком-расходомером 2 и фильтром 3.
Сразу после очистки сырое молоко поступает на пластинчатую охладительную установку 4, в которой охлаждается до температуры 46 °С в непрерывном тонкослойном потоке при автоматическом регулировании процесса, что исключает выход не-доохлажденного молока.
Далее молоко поступает в резервуар 5. В нем сырое молоко может храниться не более 12 ч.
Производство питьевого молока начинается с загрузки сырого молока насосом 6 в производственный резервуар 7 (для приготовления белкового молока в него могут дозировать сухое молоко или другие добавки). Затем молоко подают насосами-дозаторами 8 через уравнительный бачок 9 на тепловую и механическую обработку.
В линиях производительностью 10 и 15 т/ч проводят нормализацию молока в потоке. Для этого в секции рекуперации пластинчатой пастеризационно-охладительной установки 10 сырое молоко нагревают до температуры 40. 45 °С и подают в сепаратор-нормализатор 12, в котором непрерывная нормализация молока совмещается с его очисткой от механических примесей. В сепараторе 12 натуральное молоко разделяется на две фракции: нормализованное молоко и сливки.
Нормализованное молоко поступает во вторую секцию рекуперации установки 10. Последняя снабжена пультом управления 11 со стабилизатором потока, обеспечивающим равномер ность подачи молока в пластинчатый аппарат. Из установки 10 нормализованное молоко нагнетается в гомогенизатор 13. При получении питьевого молока нормализованное молоко гомогенизируют при температуре 45. 65 °С и давлении в клапане гомогенизатора 10. 15 МПа. Из гомогенизатора молоко возвращается в пастеризационно-охладительную установку для пастеризации при температуре 74. 78 °С с продолжительностью выдержки 20 с и последующего охлаждения до 4. 8 °С.
Охлажденное пастеризованное молоко подается в промежуточный резервуар 14, хранение в котором допускается не более 6 ч. Из резервуара молоко перекачивают в приемный бункер фасовочной машины 15 и упаковывают в потребительскую тару.
Для получения топленого молока нормализованное молоко подогревают до 70. 85 °С в пастеризационно-охладительной установке и обрабатывают в гомогенизаторе. Далее молоко нагнетают в трубчатую пастеризационную установку 16, обеспечивающую нагревание до 95. 99 °С, а затем — в резервуар 17.
При выдержке молока в резервуаре 17, снабженном мешалкой, происходит процесс топления. Для молока с массовой долей жира 4 и 6 % продолжительность топления 3. 4 ч, для молока нежирного с массовой долей жира 1 % — 4. 5 ч. Чтобы предотвратить образование на поверхности слоя жира и белка, молоко перемешивают каждый час в течение 2. 3 мин.
В процессе топления часть влаги выпаривается и жирность молока повышается. Молоко приобретает кремовый оттенок. Готовое топленое молоко нагнетают насосом-дозатором через пластичный охладитель 18, охлаждая до температуры 4. 6 °С, и размещают в резервуаре 19. Из последнего топленое молоко перекачивают насосом 6 в загрузочную воронку фасовочной машины 20 и упаковывают в потребительскую тару.
Расчет переходных процессов. Операторные схемы замещения. Использование теоремы разложения
1. Для схемы рис. 9.1 операторным методом найти выражения мгновенных значений тока в неразветвленной части цепи и напряжения на обкладках конденсатора при замыкании контакта К. Дано:
Решение:
Находим изображение тока в неразветвленной части цепи по закону Ома: , где изображение постоянного напряжения (см. по табл. 0.9.1, № 2) , а операторное сопротивление
Оригинал этого тока определим двумя способами.
Способ 1. Используя таблицу 0.9.1 (смотри внизу), связывающую оригинал и его изображение, преобразуем так, чтобы получить табличные изображения.
представим в виде суммы двух функций, которые после преобразования примут вид формул, данных в табл. 0.9.1, № 5 и 11:
Способ 2. Решим задачу с помощью теоремы разложения [см. формулу (0.9.11), представлена ниже]
В данном случае:
Вычисляем корень уравнения:
Определяем
Подставляя найденные значения в формулу, получим
Проверка. При , ток . Действительно, в момент начала переходного процесса напряжение на конденсаторе равно нулю. Это соответствует тому, что конденсатор ведет себя так, будто он закорочен, и тем самым шунтирует сопротивление , поэтому ток определяется только сопротивлением .
Определим напряжение на конденсаторе в операторной форме
Применяя один из указанных способов, найдем
Проверка. При напряжение , что соответствует начальному условию.
Решение:
Прежде всего найдем операторное сопротивление цепи
Далее определим изображение тока через изображение входного напряжения :
Изображение напряжения на конденсаторе получим, умножая изображение тока на операторное сопротивление параллельных ветвей:
причем корни уравнения
1. Решим задачу для первого варианта числовых значений по формуле разложения (0.9.10). По формулам (9.2) — (9.4) определяем
Найдем корни уравнения:
Вычислим производную и ее значения при и :
По формуле (9.1) определяем
По формуле разложения,
Те же результаты можно получить по формуле табл. 0.9.1, № 13, если знаменатель изображения напряжения на конденсаторе представить в виде .
2. Решим задачу, подставляя числовые значения второго варианта. По формулам (9.2) — (9.4) определим
Изображение напряжения на конденсаторе [см. формулу 9.1)] имеет вид
В связи с тем, что имеются кратные корни (порядок кратности m =2), оригинал находим по формуле (0.9.12), в которой
Можно также определить оригинал по формуле табл. 0.9.1, № 9.
3. Рассмотрим третий вариант числовых значений. По формулам (9.2) — (9.4) находим
Производная от и ее значения при и равны:
Искомый оригинал имеет вид [см. формулу 0.9.10]:
Те же результаты можно получить по формуле табл. 0.9.1, № 18, если знаменатель представить в виде
Решение:
Это пример задачи с ненулевым начальным условием для тока , проходящего через индуктивную катушку. Операторная схема замещения изображена на рис. 9.10, а. Составляем для нее уравнения Кирхгофа:
В этих уравнениях — начальное значение тока, проходящего через индуктивную катушку — изображение постоянной ЭДС.
Уравнения (9.1) — (9.3) решим совместно относительно тока :
По формуле разложения (0.9.11) оригинал функции имеет вид
Для упражнения эту же задачу решим методом сведения к нулевым начальным условиям. Для этого вычислим напряжение на разомкнутом контакте (см. рис. 8.9, а):
Добавим в ветвь два встречно включенных источника с ЭДС , как показано на рис. 9.10, б.
Расчет схемы после коммутации проведем по методу наложения. Составляющая тока (от системы ) совпадает со своим значением до коммутации, так как подключение ЭДС (рис. 9.10, в) не вызовет каких-либо изменений в исходной схеме с выключенным контактом К. Таким образом, .
Вызываемую действием ЭДС подключаемой к обесточенной схеме (рис. 9.10, г), составляющую тока можно записать в операторной форме:
Подставляя числовые значения и переходя к оригиналу для искомого тока, получим
4. Определить операторным методом напряжение на конденсаторе и токи при замыкании контакта К (рис. 8.20). Дано: Е=24 В, R =20 Ом, С = 3 мкФ.
Решение:
Эта задача имеет ненулевое начальное условие для напряжения на конденсаторе . Операторная схема замещения изображена на рис. 9.12.
Для этой схемы по методу контурных токов имеем
Решая эти уравнения относительно и учитывая, что , найдем
Подставив числовые значения, получим
На основании (0.9.10) или по табл. 0.9.1, № 5 определим оригинал:
Аналогично из уравнений (9.1) и (9.2) можно наши другие токи и напряжение на конденсаторе.
5. В схеме (рис. 9.14, а) при разомкнутом контакте имеется установившийся процесс. В момент t=0 контакт замыкается и накоротко шунтирует сопротивление .
Найти выражения для токов и напряжение на конденсаторе при переходном процессе. Дано:
Решение:
Это пример задачи с ненулевыми начальными условиями. Определим их. Через индуктивную катушку до замыкания контакта проходит постоянный ток
Напряжение на конденсаторе до коммутации:
Для схемы, образующейся после коммутации, начертим операторную схему замещения (рис. 9.14, б). Найдем, например, ток методом эквивалентного источника ЭДС. Для этого отключаем первую ветвь (рис. 9.14, в) и найдем операторную ЭДС эквивалентного источника и его сопротивление . Из рис. 9.14, в следует, что
а из рис. 9.14, г
Ток в первой ветви (рис. 9.14, д)
Подставим сюда из (9.1) и (9.2), получим
Подставляя числовые значения, имеем:
По изображению (9.14) найдем оригинал тока с помощью теоремы разложения. Для этого определим значения функции при р=0.
Зачем находим корни уравнения
Далее вычислим производную и ее значения при
Определим при
Наконец, подставим полученные в уравнениях (9.7)-(9.12) значения в формулу (0.9.11) и, учитывая замечание теоремы разложения, определяем
Проверка. При , что удовлетворяет начальному условию.
Остальные два тока могут быть найдены следующим образом. Если из U вычесть падение напряжения на ветви , то можно найти мгновенное значение напряжения на параллельных ветвях:
Затем определим токи:
6. К зажимам цепи (рис. 9.18, а) приложено напряжение . Параметры цепи: .
В момент прохождения тока через положительный максимум замыкается контакт К. Найти токи .
Решение:
До замыкания контакта ток в цепи
По условию задачи в момент включения этот ток максимален, т. е.
Отсюда можно рассчитать угол включения y :
Так как изображение синусоидальной функции определяется сравнительно сложной формулой, в данной задаче операторным методом вычислим только свободную составляющую тока , а установившуюся составляющую тока найдем, рассчитав схему задачи (см. рис. 9.18, а) после коммутации символическим методом
Начальное значение свободного тока:
Операторная схема замещения для расчета свободной составляющей переходного процесса с учетом ненулевых начальных значений свободных токов показана на рис. 9.18, б.
По второму закону Кирхгофа для первого контура имеем: и, подставляя числовые значения и вычисляя изображение свободного тока, находим
По формуле разложения: . Суммирование установившегося и свободного токов определяет искомый ток: .
Аналогично вычисляем ток . Отличие заключается в том, что установившийся ток равен нулю:
Поэтому . По второму закону Кирхгофа, для второго контура (рис. 9.18, б)
По формуле разложения:
7. Цепь, состоящая из источника постоянного тока , нагруженная на — ветвь, находится в установившемся режиме (рис. 9.24, а). В момент t =0 замыканием контакта К осуществляется коммутация, включающая резистор сопротивлением . Найти закон изменения тока , протекающего через ветвь после замыкания.
Решение:
До коммутации по ветви проходил постоянный ток: .
Начертим эквивалентную операторную схему замещения после коммутации (рис. 9.24, б) и заменим ее схемой рис. 9.24, в, в которой параллельно соединенные сопротивления заменим эквивалентным: . По методу контурных токов имеем . Отсюда, учитывая, что найдем
Используя таблицу 0.9.1, № 5 и 11, найдем оригинал каждого из этих изображений. В результате получим
где
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И СООТНОШЕНИЯ
1. Преобразование Лапласа. В основу операторного метода положено следующее. Функция [обычно ток или напряжение ] вещественного переменного (время), называемая оригиналом , заменяется соответствующей ей функцией комплексного переменного , называемой изображением .
Эти функции связаны соотношением
называемым прямым преобразованием Лапласа . Сокращенно эту связь записывают в таком виде: .
В табл. 0.9.1 приводятся оригиналы простейших функций и их изображения, полученные по формуле (0.9.1) и используемые при решении задач на переходные процессы.
Читайте также: