Котлы пищеварочные

      t_в=(95+20)/2=57,5 °С.

      Коэффициент лучеиспускания равен:

      

      

      a_{л нагр}=13,2 кДж/м³час°С,

      

      a_{л кип}=15,5 кДж/м³час°С.

      Определяем  коэффициент отдачи тепла конвекцией:

      При нагревании:

       l=9,5·10^-2 кДж/м час °С;

      n=17,6·10^-6 м²/сек;

      Pr=0.722   b=1/311,7.

      При кипении:

      l=4,1·10^-2 кДж/м час °С;

      n=19,6·10^-6 м²/сек;

      Pr=0.722   b=1/383.

      Gr=(gbDt d_кр³)/n²,

      Gr_нагр=(9,81·37,5·1,0·0,64³·10¹²)/(311,7·(17,6²)=950·10⁶,

      Gr_кип=(9,81·75·1,0·0,64³·10¹²/(383·(19,6²)=1430·10⁶, отсюда:

      Pr·Gr_нагр=0,722· 9,5·10⁸=685·10⁶,

      Pr·Gr_кип=0,722· 14,3·10⁸=1030·10⁶, тогда

      

      

      Коэффициент отдачи тепла:

      a_{к нагр}=Nu·l/d_кр=17,2 кДж/м³час°С,

      a_{к кип}=Nu·l_к/d_кр=22,2 кДж/м³час°С.

      Потери  тепла крышкой лучеиспусканием:

      Q_{л нагр}=a_л·Dt·F_к =178 кДж/час;

      Q_{л  кип}=a_л·Dt·F_к =418,7 кДж/час.

      Потери  тепла крышкой конвекцией:

      Q_{л нагр}=a_к·Dt·F_к =232 кДж/час;

      Q_{л  кип}=a_к·Dt·F_к =599 кДж/час.

      Потери  тепла в окружающую среду:

      Q_{5 нагр}= Q_л+ Q_к=410 кДж/час;

      Q_{5 кип}= Q_л+ Q_к=1017 кДж/час. 
 

      Потери  тепла в окружающую среду кожухом  постамента и парогенератором  котла

      Поверхность постамента равна:

      F_п=3,14·D_п·H_п=3,14·0,6·0,5=1,16 м³.

      Поверхность дна  парогенератора равна:

      F_д=pd²/4=3,14·0,76²/4=0,45 м².

      Ввиду быстрого нагревания воды в парогенераторе проводим общий расчет: для режима нагревания и режима кипения.

      Температуру стенки парогенератора принимаем 108 °С.

      Перепад температур между температурой стенки и температурой воздуха: Dt=108-20=88 °С.

      Средняя расчетная температура:

      t_ср=(108+20)/2=64 °С.

      Коэффициент лучеиспускания равен:

      

      

      a_л =28,5/м³час°С,

      Определяем  коэффициент отдачи тепла конвекцией:

       l=9,8·10^-2 кДж/м час °С;

      n=20,1·10^-6 м²/сек;

      Pr=0.722   b=1/381.

      Находим критерий Грасгофа:

      Gr=(gbDt d_Э³)/n²,

      Gr=(9,81·88·1,0·0,76³·10¹²)/(381·(20,1²)=1335·10⁶,

      Pr·Gr=0,722· 13,35·10⁸=964·10⁶,тогда

      

      Коэффициент отдачи тепла конвекцией:

      a_к =Nu·l/d_э=133·2,38·10^-2/0,76=21,5 кДж/м³час°С.

      Потери  тепла от парогенератора проходят вниз (на пол) и в стороны (на постамент и облицовку), отсюда тепло рассеивается в окружающую среду. Поверхность парогенератора F_п=0,2м².

      Q_л =a_л·Dt·F_к = 4036 кДж/час;

      Q_к=a_к·Dt·F_к = 3040 кДж/час.

      Учитывая, что теплоотдача от парогенератора, закрытого облицовкой постамента затруднена, по опытным данным вводим коэффициент Кr=0,16, тогда потери  тепла составят:

      Q₅= Кr·(Q_л+ Q_к)=1151 кДж/час.

      Общее количество тепла, расходуемое на потери в окружающую среду кожухом, шейкой, крышкой и парогенератором, составят: 

      Q_{5 нагр}= Q_{з к}+ Q_к +Q_ш+ Q_п=2658 кДж/час;

      Q_{5 кипр}= Q_{з к}+ Q_к +Q_ш+ Q_п=4777 кДж/час. 
 

      Сводим  результаты теплового расчета: 

      Находим полную мощность электронагревательных  элементов при нагреве в течении 1 часа:

      Р_max=SQ/860=16 кВт.

      Мощность, необходимая для поддержания  слабого кипения:

      Р_min=2161/860=2,5 кВт.

      Принимаем шесть ТЭНа, мощность каждого Р_э=16/6=2,67 кВт. 

      ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

1. Пищеварочные котлы превосходят серийные по следующим показателям:

• технологичности при изготовлении;

• эргономичности благодаря приспособленности к функциональной таре;
• возможности унификации в результате применения одинаковых панельных элементов;
• надежности вследствие жесткости панельных систем;
• коэффициенту полезного действия.

2. Для улучшения металлоемкости вертикально-циллиндрических котлов серийного типа при сохранении жесткости и устойчивости узла «варочный сосуд – греющая рубашка» к варочному сосуду присоединяется панель толщиной 1 мм с выштампованными паровыми клапанами размером 10х80 мм и межкапельной полосой шириной 20 мм (с помощью точечной или роликовой сварки). При этом металлоемкость серийных котлов типа емкостью 250 л уменьшается в 1,5…2 раза.

      4. Панельный принцип применим к  достаточно широкому кругу тепловых аппаратов, перспективен при создании новых аппаратов периодического действия и трансферавтоматов; дает возможность по меньшей мере на 50 % улучшить качество аппаратов, включая такие показатели, как металлоемкость, степень унификации, технологичность, эргономичность, позволяет унифицировать ряд важных деталей тепловых аппаратов с разными видами обогрева и различного технологического назначения; упрощает заводскую оснастку и производство.

 

       СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ. 

      

1. Вышелесский А.Н. Тепловое оборудование предприятий общественного питания. Учебник для технол. фак. торг. вузов. Изд. 5-е, перераб. и доп. М., Экономика. – 1976. – 399 с.
2. Технологическое оборудование пищевых производств/Б.М. Азаров, Х. Аурих и др. Под ред. Б.М. Азарова. – М.: Агропромиздат, 1988. – 465 с.
3. Оборудование предприятий общественного питания. В 3-х томах. Т.3, Беляев М.И. Тепловое оборудование: Учебн. для технол. фак. торг. вузов. М.: Экономика, 1990. – 553 с.
4. Тепловое оборудование предприятий общественного питания / Н.Н. Липатов, М.И. Ботов, Ю.Р. Муратов. – М.: Колос, 1994 – 431 с.
5. Расчет и конструирование торгово-технологического оборудования. Учебн. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности «Машины и аппараты пищевых производств»/ Л.И. Гордон, Т.А. Корнюшко, И.И. Лангербах и др. Под общ. ред. В.Н. Шувалова и С.В. Харламова. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд., 1985. – 335 с.
6. Лабораторные работы по оборудованию предприятий общественного питания. Учебн. пособие для технол. фак. торг. вузов. М.: Экономика, 1991. – 192 с.
7. Лоусен Ф. Предприятия общественного питания. (Проектирование и строительство). Пер с англ. Н.Н. Черниной; под ред. В.В. Вержбицкого. – М.: Стройиздат, 1987.  – 200 с.
8. Гордон Л.И. Панельное тепловое оборудование предприятий общественного питания. М.: Экономика, 1982. – 128 с.
9. Кокурин В.Ф. и др. Секционное оборудование предприятий общественного питания. М.: Экономика, 1969. – 134 с.
10. Белобородов В.В., Гордон Л.И. Тепловое оборудование предприятий общественного питания: Учебн. пособие для технол. фак. торг. вузов. . М.: Экономика, 1983. – 304 с.
11. Лощинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчеты химической аппаратуры. Справочник. – М.: 1963. – 367 с.