烤炉的机械设计和计算

3.2烤炉的机械设计和计算

3.2.1带式烤炉烘烤室长度的选择

1、根据生产能力计算公式P=(60LRNη)/TM可知L=（PTM）/（60RNη）

其中p----带式烤炉每小时的产量；P=2265.23kg/h

L----带式烤炉加热区长度；

R----炉带纵向每米长度上的制品个数；R=16排/m

N----炉带横向宽度上的制品个数；N=25排/m

T----制品的烘烤时间；T=4.5min

M----每千克制品的块数；M=125

η----成品率；η=0.9

则L=（2265.23×4.5×125）/（60×16×25×0.9）=58.99m

所以实际取60m为宜。

2、炉带线速度V=L/T (m/min)

式中L----烤炉焙烤室的长度m；

T---面包在焙烤室内的停留时间；

因此V=60/4.5=13.4m/min=0.23m/s

3、拱形顶炉炉膛断面中心高度的确定

H=d+l1+h+l2

式中l1、l2分别为上、下热元件至炉顶和炉底的距离(mm)，l1取30--50mm；l2取50--70mm；

d为拱形高（mm），取120--150mm；

h为上下热元件间的距离；取120--200mm；但是根据电热管尺寸和制品厚度进一步决定尺寸，d=120mm，l1=200mm，l2=200mm，h=500mm。因此H=120+200+200+500=1020 mm。

3.2.2炉膛宽度的确定

一般炉带侧边到炉壁的距离b=80--100mm，若炉带宽度为s，那么炉膛宽度为B=s+2b=1000+2×100=1200mm。

3.2.3滚筒直径的计算

钢带最外层达到屈服极限时，滚筒的最小直径为D min=（Eδ）/σ（mm）；

其中E----钢带弹性模量（kg/mm2）；δ---钢带厚度（mm），δ=1mm；

σ----钢带屈服极限（kg/mm2），建议滚筒直径D=2D min。

采用15MnTi低合金结构钢带，厚1mm，宽1000mm，则E=2×10（kg/mm2），σ=40（kg/mm2），D min=（2×104×1）/40=500mm，D=2D min=1000mm。

3.3传动功率的计算

为了求得传动装置上电动机所需的功率，应首先求出炉带各点的张力和阻力，然后求得驱动滚筒上的圆周力，最后决定电机所需的功率。

1、炉带各点的张力和阻力计算

S2=S1+W1-2①

S3=S2+W2-3+W g②

S4=S3+W3-4③

①②③合并得S4=S1+W1-2+W2-3+W3-4+W g④;

式中S1----驱动滚筒绕出点的张力（kg）

S2----改向滚筒绕入点的张力（kg）

S3----改向滚筒绕出点的张力（kg）

S4----驱动滚筒绕入点的张力（kg）

W1-2----炉带无载段运行阻力（kg）

W2-3----改向滚筒的阻力（kg）

W3-4----炉带有载段运行阻力（kg）

W g----清扫装置的阻力，kg，由实验得W g=16kg。

（1）W1-2=（q d+q2）Lω,式中q d----每米炉带的自重（kg/m），q d=7.8kg/m；q2----无载段炉带每米长度内的托辊重量（kg/m），q2=G/l2；G----每个托辊的重量（kg），G=22kg；l2----无载段托辊之间的距离(m)，l2=3m；L----炉带直线段的实际长度，即两滚筒的中心距(m)，L=60m；ω----托辊的阻力系数，取ω=0.1；

W1-2=（7.8+22/3）×60×0.1=90.80kg

（2）改向滚筒阻力W2-3的计算：W2-3=k·S4

式中k----改向滚筒阻力系数，k=0.07；

（3）有载段炉带运行阻力的计算：W3-4=（q+q d+q1）Lω

式中q----每米炉带上的饼干重量（kg/m），q=16×25×8g/m=3.2kg/m；

q1----有载段每米长度内的托辊重量(kg/m),q1=G/l1；

G----每个托辊的重量，kg，G=22kg；

l1----有载段托辊之间的距离(m)，l1=1.5m；

因此W3-4=(3.2+7.8+22÷1.5)×60×0.1=154kg；

将以上各个数据带入④中，

可知：S4=（S1+90.80+0.07S4+154），即0.97S4=S1+244.80⑤。又因为S4= s1eua=s1e0.18× 3.1416=1.76S1⑥；由⑤⑥可知：S1=346.15kg;S4=609.23kg;W2-3=42.65kg。

2.炉带在驱动滚筒上所需的圆周力P

p=S4－S1+W4-1+W c;

W4-1——驱动滚筒的阻力（kg），W4-1=0.02(S1+S4)=0.02×（346.15+609.23）kg=19.1076kg;

W c——落饼装置的阻力（kg）,取W c=W g=16kg

因此P=609.23-346.15+19.1076+16=298.1876kg

3、电动机所需的功率计算

N T=（Pv）/（102η）

式中N T----电动机所需的理论功率（kw）

P----驱动滚筒上的圆周力（kg）

V----炉带运动的线速度（m/s）

η----机械效率，η=0.7

因此N T=（298.1876×0.23）/（102×0.7）=0.96kw。

但是实际上应考虑到启动时惯性力及其它可能发生的过载因素的影响，必须将理论功率适当放大，即N p=1.4N T=1.345kw。所以可选择功率为2.0~2.5kw。

3.4加热系统的设计和计算

电加热器是一种通过电阻元件把电能转变为热能的辐射加热器。由于电加热器结构简单、便于控制和维修、电源容易获得、卫生条件好、产品质量高、加热面包的种类通用性大，再加上目前国内煤气供应为普及，因此它在国内面包工厂中获得了最广泛的应用。通过假设热效率的方法来求得烘烤炉所需的热量：

Q0=（Q1+Q2）/η。