Элементы расчета дозаторов (часть 1)

Дозировочная машина должна обеспечить производительность линии при одноручьевом или многоручьевом потоке продукта и отмеренных доз. Основой для расчета являются скорости (продолжительности) заполнения и опорожнения мерника.
При дозировании жидких продуктов, мерник, если таковой имеется, заполняется несравненно быстрее, чем опорожняется (см. рис. 8.1). Поэтому производительность будет определяться скоростью опорожнения мерника или скоростью истечения жидкости. Необходимые расчетные формулы для определения расхода или продолжительности истечения через отверстия и насадки приведены ранее. Если формулы (4.11)—(4.16) по каким-либо причинам не удовлетворяют требованию расчета данной конструкции, то следует пользоваться зависимостями общего вида.
Для кольцевых сечений трубопроводов, которые часто встречаются в дозаторах (см. рис. 8.1, б), расчет выполняют по формуле (4.2), где местные сопротивления определяют по табл. (4.7)—(4.9), а коэффициент гидравлического сопротивления — по зависимости λк = λφ. Для ламинарного режима при отношении наружного диаметра внутренней трубы к внутреннему диаметру наружной трубы 0; 0,1; 0,2: 0,3; 0,4; 0,6; 1,0 коэффициент φ имеет значения 1,0; 1,4; 1,45; 1,47; 1,48; 1,49; 1,5. Для турбулентного режима этот коэффициент изменяется от 1,0 до 1,06. Если внутренняя труба расположена эксцентрично относительно наружной, то с увеличением эксцентриситета расход при постоянном перепаде давлений увеличивается. При максимальном эксцентриситете трубы соприкасаются по длине, расход возрастает в 2,5 раза.
При истечении через кольцевые щели с δ/D10 при ламинарном режиме, когда

коэффициент расхода к формула (4.11) определяют по зависимости

В формулах

D — внутренний диаметр наружной трубы, м;
d — наружный диаметр внутренней трубы, м;
l — длина щели, м;
ρ — плотность жидкости кг/м3;
η — вязкость жидкости, H*с/м2;
F0 — площадь кольцевого сечения, м2;
а — коэффициент, зависящий от относительной длины щели; при l/δ, равном 20, 40, 60, 80, 100,120, коэффициент а соответственно равен 0,023; 0,018; 0,016; 0,014; 0,013; 0,012. При i/δ>120 коэффициент рассчитывается по выражению а = 0,144 δ/l.
При Re>2000 коэффициент расхода μ для l/δ = 8/20 имеет значение 0,62 — 0,70.
Длительность полного опорожнения мерника до уровня Н = 0 при p0 = 0 в два раза больше, чем при истечении того же объема жидкости при постоянном напоре (Н = const). При этом объем V (в м3) связан с секундным расходом V0 (в м3/с) соотношением

где τ — продолжительность истечения объема жидкости, с.