Понятие и содержание теплового баланса, порядок его составления и проведение необходимых расчетов. Определение расхода энергоносителя. Расчет теплогенерирующего устройства, парогенератора и тепловой изоляции. Вычисление удельной теплоемкости аппарата.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Введение

Жизнедеятельность человека неразрывно связана с питанием. Пища необходима для получения энергии, для построения и восстановления тканей, для осуществления физиологических процессов в организме. Основой производства всех видов кулинарной продукции является тепловая обработка, осуществляемая на различном и многообразном оборудовании.

Варка - один из основных видов тепловой обработки пищевых продуктов. Электрические котлы предназначены для варки бульонов, приготовления супов, каш, гарниров, сладких блюд, кипячения молока и других процессов. Применяются котлы периодического действия, работа которых основана на кипячении соответствующих продуктов в жидкой среде: воде, молоке или бульоне. Варка в жидкой среде основана на физико-химических превращениях веществ, входящих в состав продукта, которые протекают под воздействием теплоты и влаги, часто на закономерностях экстрагирования (извлечения) питательных веществ из твердой фазы в жидкую. Пищеварочные котлы могут быть с непосредственным и косвенным обогревом.

От качества и конструкции аппаратов зависят многие факторы: время обработки пищи; качество ее приготовления; расход сырья и многое другое. И для того чтобы решить такие поставленные задачи, нужно разрабатывать оборудование более удобное для эксплуатации, качеству обработки пищи и соответствующее определенным техническим требованиям.

При разработке принципиально новых видов аппаратов предусматривается снижение их энерго- и металлоемкости за счет комбинированных способов тепловой обработки, повышение производительности оборудования, упрощение их обслуживания, внедрение систем контроля и автоматического управления, а также унификация отдельных узлов и деталей и повышение надежности.

Одновременно с этим расширяется номенклатура оборудования, применяемого, а именно, используются аппараты специального и универсального назначения.

Одной из разновидностей тепловых специализированных аппаратов являются пищеварочные котлы с различной емкостью варочного сосуда и различными способами обогрева рабочей камеры.



Исходные данные. Описание конструкции

Таблица 1. Исходные данные

Параметры	Значение	Единицы измерения
Вместимость варочного сосуда	100 дм3	дм3
Форма варочного сосуда	цилиндрическая	-
Диаметр варочного сосуда	600	мм
Высота варочного сосуда	432	мм
Ширина щели греющей полости рубашки	20	мм
Диаметр кожуха	760	мм
Высота кожуха	550	мм
Высота шейки	60	мм
Толщина стенки крышки	2,5	мм
Толщина стенки варочного сосуда	3,0	мм
Толщина стенки наружного котла	3,0	мм
Толщина стенки кожуха котла	1,0	мм
Максимальное давление в пароводяной рубашке	140	кН/м2
Максимальное давление в варочном сосуде	100	кН/м2
Сухость пара	95	%
Количество пролетного пара в конденсате	5	%
Начальная температура нагреваемой среды	10	°С
Конченая температура нагреваемой среды	100	°С

Котел паровой Исходные данные для расчета проектируемого пищеварочного котла приведены в таблице 1.



1. Тепловой баланс. Его составляющие

1. 1 Тепловой баланс

Для парового котла уравнение теплового баланса:

Нестационарный режим: Q = Q₁ + Q₅ + Q₆

Стационарный режим: Q^' = Q^'₁ + Q^'₅

1. 2 Рассчет Q1. и Q'1

Количество полезно используемого тепла Q₁, затраченного на нагревание продукта или жидкости в рабочей камере аппарата при нестационарном режиме работы, определяется по формуле:

Q₁ = cW(t_к - t_н) + ?Wr, кДж (1)

где с - удельная теплоемкость воды, кДж/кг^•град;

W - количество нагреваемой воды, кг;

t_н, t_к - начальная и конечная температура воды,°С;

?W - количество воды, испарившейся при нестационарном режиме работы аппарата, кг.

Количество тепла Q^'₁ при стационарном режиме определяется по формуле:

Q^'₁ = ?W^'r, кДж (2)

где ?W^' - количество воды, испарившейся при стационарном режиме работы аппарата, кг;

r - скрытая теплота парообразования воды, кДж/кг.

Q₁ = 4,19•100•(100 - 10) = 37 710 (кДж)

Q^'₁ = 0,07·100•2256 = 15 792 (кДж).

Q₁? Q^'₁

1. 3 Расчет Q5. и Q'5

Расчет потерь тепла в окружающую среду наружными ограждениями Q₅, Q^'₅ соответственно при нестационарном и стационарном режиме производится по формулам:

Q₅ = ?3,6•б_i•F_i•(t^ср_{пов i} - t_в)•ф_i, кДж (3)

Q'₅ = ?3,6•б'_i•F_i•(t^'ср_{пов i} - t_в)•ф'_i, кДж (4)

где ? - сумма потерь тепла наружными элементами ограждения аппарата;

F_i - площадь поверхности, м²;

б_i, б'_i - коэффициент теплоотдачи от поверхности ограждения к воздуху соответственно при нестационарном и стационарном режиме, Вт/м²•град;

t^ср_{пов i}, t^'ср_{пов i} - средняя температура поверхностей наружных ограждений соответственно при нестационарном и стационарном режиме,°С (табл. 2);

ф_i - время разогрева аппарата до стационарного режима, ч;

ф'_i - время, определяющее стационарный режим работы аппарата, ч;

t_в - температура окружающего воздуха, принимается равной 25°С.

Таблица 2. Средняя температура поверхностей наружных ограждений соответственно при нестационарном и стационарном режиме

Вид поверхности	tсрпов i,°С	t'српов i,°С
Крышка однослойная	55	Другие файлы: Расчет пищеварочного электрического котла Значение тепловой обработки. Требования, предъявляемые к пищеварочным котлам. Принципиальные схемы теплообменных аппаратов с рубашкой. Электрические н... Тепловая схема водогрейной котельной с закрытой системой горячего водоснабжения Поверочный тепловой расчет котла КВ-Р–4,65–150. Конструктивный расчет хвостовых поверхностей нагрева. Тепловой баланс котельного аппарата. Предварител... Аппарат воздушного охлаждения масла Предварительный расчет теплообменного аппарата и определение площадей теплообмена. Выбор геометрии трубы и определение конструктивных параметров АВОМ.... Расчет кипятильника ректификационной установки Расчет и подбор кипятильник ректификационной установки и его тепловой изоляции. Особенности процесса ректификации, описание его технологической схемы.... Расчет водонагревателя электрического НЭ-1А Принцип действия и техническая характеристика водонагревателя электрического НЭ-1А. Расчет производительности аппарата. Тепловой баланс аппарата. Осно...