--PAGE_BREAK--
Котел типа КПГСМ-60(рис. 2.9.) Котел выполнен в виде параллелепипеда. Он состоит из внутреннего цилиндрического варочного сосуда, наружного корпуса и малоемкого парогенератора.
Рис. 2.9. Котел пищеварочный газовый секционный модульный КПГСМ-60:
1 — дымоход; 2 — наружный корпус; 3 — варочный сосуд; 4-арматурный узел; 5-крышка; 6-кран уровня; 7 — маховичок; 8 — дверца; 9 — ножки, регулируемые по высоте; 10-рама; 11-патрубок; 12-кожух;13 — горелка; 14 — топка; 15 — кольцевые газоходы; 16 — парогенератор; 17 — наружная облицовка котла
Парогенератор выполнен в виде двух цилиндрических карманов разной высоты, наружные стенки которых образуют топку и два кольцевых газохода. Цилиндрическая внешняя стенка второго газохода не экранирована. Она переходит в нижнюю коническую торцевую стенку кольцевых газоходов. Наружный корпус котла покрыт теплоизоляцией и облицован плоскими эмалированными панелями. Под топкой в специальном цилиндрическом кожухе установлена газовая горелка с кольцевой насадкой и запальником. Для подсоса вторичного воздуха в днище топочной камеры имеются специальные отверстия.
Между задней стенкой котла и облицовочным листом установлен вертикальный дымоход прямоугольного сечения, обеспечивающий отвод продуктов сгорания.
В правой стойке котла смонтированы опрокидывающее устройство и подводящий газопровод. В левой — расположены трубопроводы горячей и холодной воды.
Котел снабжен газовой автоматикой безопасности и регулирования 2АРБ и контрольно-измерительной арматурой, аналогичной арматуре котла КПГ-60М.
Котел типа КПГСМ-250
Котел пищеварочный газовый секционный модульный КПГСМ-250. Котел (рис. 2.10) выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда и имеет варочный сосуд в форме горизонтального полуцилиндра. Форма варочного сосуда предопределяет коридорную форму топки и щелевых газоходов. Топку образуют три кармана парогенератора. Средний карман разделяет топку на две части, что увеличивает радиационную поверхность нагрева центрального кармана, который облучается пламенем с двух сторон. В топочной камере между карманами располагается двухтрубная горелка. Горелка имеет малогабаритный многосопловый смеситель с периферийной подачей газа. Продукты сгорания из открытых торцевых окон расходятся, поворачиваясь на 180° по двум прямолинейным газоходам, образованным наружными стенками двух основных карманов и стенками газохода. Для увеличения поверхности нагрева по всей длине газохода расположены два дополнительных кармана, высота которых меньше высоты основного газохода.
Рис. 2.10. Котел пищеварочный газовый секционный модульный КПГСМ-250:
1 — облицовка;2 — изоляция; 3 — крышка; 4-варочный сосуд; 5- наружный корпус; 6-11 — прямолинейные карманы парогенератора; 7 — топка; 8 — горелка; 9 — короб; 10 — нижний дымоход; 12 — подвесные прямолинейные карманы парогенератора; 13 — стенки газохода; 14 — газоход. Стрелками указано направление движения продуктов сгорания газа
Таким образом, три основных кармана и два дополнительных создают компактный парогенератор с малым заполнением его водой (около 26 л) и развитой поверхностью нагрева (2,1 м2). Из газоходов продукты сгорания через короба выводятся в нижний дымоход. Снизу двухтоннельные газоходы и топка закрываются листом с щелевыми отверстиями для установки горелки и подсоса вторичного воздуха.
Котел снабжен газовой автоматикой безопасности и регулирования 2АРБ, контрольно-предохранительной арматурой и тепловой изоляцией.
Устройство и принцип действия твердотопливных и паровых пищеварочных котлов.
Котел пищеварочный твердотопливный (рис. 2.11) состоит из трех основных частей: варочного сосуда, парогенератора с рубашкой и наружного корпуса. Парогенератор котла представляет собой два концентрично расположенных кольцевых кармана, сообщающихся через отверстия в верхней части с рубашкой котла, и служит для получения насыщенного пара с давлением 140...150 кПа.
Кипяченая или дистиллированная вода в парогенератор заливается через специальную воронку до уровня, определенного контрольным краном уровня.
Рис. 2.11. Котел пищеварочный твердотопливный КПТ-160:
1 — варочный сосуд; 2 — пароводяная рубашка; 3 — сферическое дно корпуса; 4 — корпус с парогенератором; 5 — тепловая изоляция; 6,7 — кольцевые карманы; 8-топочная камера; 9 — зольниковая коробка; 10 — колосниковая решетка; 11 — ящик для сбора золы; 12 — дверца с жалюзи; 13 — горловина топки; 14 — топочная дверца; 15 — наполнительная воронка; 16-клапан-турбинка; 17-розетка-отражатель; 18-двухстенная крышка; 19 — дымоотводный патрубок; 20 — поворотная заслонка; 21 — кольцевой газоход; 22 — лючки для очистки газоходов; 23 — трубопроводы горячего и холодного водоснабжения; 24 — соединительный патрубок; 25 — сливная трубка.
Внутренняя стенка внутреннего кармана парогенератора образует топочную камеру, сводом которой служит сферическое дно варочного сосуда. В нижней части топочной камеры размещена колосниковая решетка. Под топочной камерой размещена зольниковая камера, в которой установлен выдвижной ящик для сбора золы. Для регулирования подачи воздуха под колосниковой решеткой рядом с зольником смонтирована дверца с жалюзи.
Горловина загрузочного окна топки закрывается топочной дверцей. Через стенки первого (внутреннего) кольцевого кармана проходит патрубок, концы которого вварены в стенки цилиндра. Кольцевое пространство между внутренними и наружными карманами является газоходом. Патрубок во внутреннем кармане служит для соединения топочной камеры с этим кольцевым газоходом. Последний через дымоотводный патрубок, снабженный поворотной заслонкой, с помощью которой регулируют тягу в процессе горения топлива, сообщается с дымовой трубой.
Такая конструкция топочной камеры и парогенератора снижает температуру уходящих продуктов сгорания и уменьшает потери теплоты, что приводит к увеличению кпд котла. Кольцевой газоход образует сложный конвективный тракт, по которому перемещаются продукты сгорания. При этом поток продуктов сгорания турбулизируется, что приводит к увеличению коэффициента теплоотдачи. За счет наличия кольцевого газохода существенно удлиняется путь движения топочных газов, а конструкция парогенератора в виде двух карманов увеличивает его теплопередающую поверхность. Все это в совокупности способствует более полному использованию теплоты уходящих продуктов сгорания. При горении топлива в топочной камере пламя и горячие продукты сгорания обогревают внутреннюю стенку внутреннего кармана парогенератора. Далее продукты сгорания через патрубок во внутреннем кармане устремляются в кольцевой газоход и, двигаясь по нему, обогревают наружную стенку внутреннего кармана и внутреннюю стенку наружного кармана (направление движения топочных газов показано на рис. 8.10 стрелками). Пройдя по кольцевому газоходу-, остывшие продукты сгорания удаляются из котла через дымоход в окружающую среду.
В целях очистки кольцевого газохода от золы и сажи в боковой стенке второго кольцевого цилиндра имеются три лючка с крышками. Для наполнения котла водой служит поворотный кран, соединенный с трубопроводами горячего и холодного водоснабжения, которые скрыты под облицовкой каркаса. Между облицовкой и стенками наружного корпуса размещен слой тепловой изоляции.
На крышке котла смонтирован клапан-турбинка, а на арматурной стойке установлены заливочная воронка, двойной предохранительный клапан и манометр.
Полезная вместимость 160 л, продолжительность нагрева его содержимого до температуры кипения — 75...80 мин при расходе 11 кг полусухих дров или 6 кг антрацита, кпд котла в процессе нагрева до кипения равен 30 %, в процессе «тихого» кипения — 49...55%.
Повторное использование котла сокращает время нагрева его содержимого до кипения на 15…20 мин, уменьшает расход топлива и повышает кпд до 47%. Габариты котла, мм: длина – 1210, ширина – 1190, высота – 1110. Объем парогенератора 63 дм3, площадь греющей поверхности котла – 2,6 м2.
Котел КПТ-100 имеет аналогичную конструкцию.
Устройство и принцип действия паровых пищеварочных котлов
На предприятиях общественного питания используются паровые пищеварочные котлы КПП-100, КПП-160 и КПП-250. Они имеют аналогичную конструкцию и различаются только размерами. От неопрокидывающихся электрических и газовых котлов они отличаются тем, что пар, обогревающий варочный сосуд, образуется не в самом котле, а поступает в паровую рубашку по паропроводу извне.
Рис. 2.12. Котел пищеварочный паровой КПП-100:
а — общий вид; б — сливной кран; в — изменение толщины пленки конденсатора и коэффициента теплоотдачи вдоль вертикальной стенки; 1 — варочный сосуд; 2 — наружный корпус; 3 — основание; 4 — вентиль; 5 — конденсатоотводчик; 6 — кран; 7 — мановакуумметр; 8 — перекидной кран; 9 — крышка; 10 — клапан-турбина; 11 — отражатель клапана-турбинки; 12 - — резиновый уплотнитель; 13 — накидной рычаг- 14 — двойной предохранительный клапан; 15 — рычаг; 16- сливной кран; 17 — тепловая изоляция; 18 — облицовка.
Котел КПП-100 (рис. 2.12. а, б) состоит из варочного сосуда и наружного котла, покрытого изоляцией. Пространство между варочным сосудом и наружным котлом представляет собой паровую рубашку, в которую подается по паропроводу пар. Количество подаваемого пара регулируется с помощью парозапорного вентиля. Варочный сосуд герметично закрывается откидной крышкой с резиновым уплотнителем. На крышке устанавливается клапан-турбинка. Котел снабжен двойным предохранительным клапаном, манометром, воздушным клапаном, конденсатоотводчиком и продувочным краном. Двойной предохранительный клапан и манометр, показывающий давление пара в паровой рубашке, установлены на арматурной стойке. Конденсатоотводчик и продувочный кран расположены в полости между дном паровой рубашки и днищем облицовочного кожуха и предназначены для отвода из паровой рубашки конденсата.
Нагрев варочного сосуда парового котла осуществляется за счет теплоты парообразования. Пар, попадая в рубашку котла, соприкасается с холодными стенками варочного сосуда и наружного котла и конденсируется. При этом выделяется скрытая теплота парообразования, которая идет на нагрев содержимого котла.
Паровые котлы обладают целым рядом преимуществ перед другими типами котлов. Использование централизованно приготовленного пара как теплоносителя позволяет упростить конструкцию котлов (отсутствие парогенератора). Коэффициент теплоотдачи от конденсирующего пара довольно высок, что также повышает эксплуатационные показатели парового котла.
2… Технико-экономическое обоснование.
Пищеварочные котлы с непосредственным обогревом очень просты по устройству и эксплуатации, но имеют существенные недостатки: низкий КПД, очень сложно регулировать тепловой режим, так как теплообмен между теплоносителем и термически обрабатываемой средой происходит через разделительную стенку, поверхность которой является активной поверхностью нагрева, и поскольку температура пламени и топочных газов высокая, то возможно пригорание продуктов к дну варочного сосуда. Наиболее прогрессивным способом обогрева пищеварочных котлов является косвенный обогрев. При нем исключается возможность местного пригорания продуктов, а также достигается хорошая колеровка кулинарных изделий и экономия жира.
Твердотопливные пищеварочные котлы просты по конструкции и работают, как правило, на местном топливе. Но они имеют ряд недостатков:
1)из-за больших потерь тепла с отходящими газами они обладают низким КГЩ;
2) в процессе его эксплуатации трудно регулировать тепловой режим, поэтому высокая температура стенок котла приводит к пригоранию продуктов;
3) при использовании твердого топлива, особенно угля, очень трудно поддерживать надлежащие санитарно-гигиенические условия
4)для обслуживания такого оборудования требуются специальные работники;
5) необходимы транспортные средства для перевозки;
6)необходимы склады для хранения топлива;
7)повышенная по сравнению с другим оборудованием опасность пожара.
Газовые пищеварочные котлы по сравнению с твердотопливными имеют больший КГЩ, кроме тепла на предприятиях общественного питания позволяет автоматически регулировать степень нагрева аппаратов при приготовлении блюд, быстро включать и выключать тепловые аппараты, дает возможность децентрализовать технологический процесс приготовления пищи, широко внедрять автоматику в процессы производства и достаточно точно учитывать расход газообразного топлива при помощи газовых счетчиков.
Однако газ, как топливо обладает отрицательными свойствами. Основное из них — способность горючих газов к образованию взрывоопасной смеси с воздухом. Кроме того, некоторые компоненты искусственных газов, а также продукты неполного сгорания газов токсичны. Неправильная эксплуатация пищеварочных котлов с газовым обогревом может привести к пожарам и отравлениям.
По сравнению с другими котлами, наименьшая удельная металлоемкость, у котлов, работающих на паре (если сравнивать газовые, электрические, твердотопливные и паровые пищеварочные котлы одинаковой емкости). Но оборудование с паровым обогревом целесообразно использовать на промышленных предприятиях с котельными установками.
На предприятиях общественного питания широко применяются пищеварочные котлы с электрическим обогревом, так как этот вид энергии обладает рядом преимуществ по сравнению с другими видами энергии. К числу преимуществ относятся: сравнительно легкое преобразование электрической энергии в тепловую, быстрая и экономичная передача энергии на далекие расстояния, возможность точного учета, ее расхода, простота и надежность управления электротепловыми аппаратами, хорошие санитарно-гигиенические условия на производстве, относительно высокий КГЩ оборудования.
Так КГЩ твердотопливных тепловых аппаратов составляет 18-27%, газового оборудования около 40-70%, а электрических — около 50%. того применение газа в качестве источника
Пищеварочные котлы с электрическим обогревом обладают рядом существенных преимуществ, основными из которых являются:
1)быстрота включения и выхода на номинальную мощность;
2)возможность выделения большой тепловой мощности в малом объеме и достижения высокого уровня Температуры;
простота регулирования температурного режима при высокой степени равномерности нагрева;
возможность герметизации рабочего объема, а следовательно, создания в нем избыточного давления, вакуума или защитной атмосферы;
3)компактность электрических нагревателей;
удобство механизации и автоматизации работы;
улучшение условий труда;
высокая экологическая чистота.
В качестве базовой модели принимается котёл марки КПЭ – 60 с ёмкостью 60 л.Предлагается разработать аналогичный катёл с ёмкостью 160 л.
3. Описание разрабатываемого пищеварочного котла
3.1 Назначение оборудования
Котлы пищеварочные электрические КПЭ-160 широко применяются на предприятиях общественного питания.
Котлы пищеварочные электрические КПЭ-160 предназначены для приготовления первых, вторых и третьих блюд. Котлы данного типа относятся к стационарным неопрокидывающимся с негерметичной крышкой. Допускается эксплуатация их при температуре окружающего воздуха от 10° до 40°С.
3.2 Устройство котла
Разрабатываемый котел имеет вместимость варочного сосуда 160 литров. Форма корпуса прямоугольная.
Котел представляет собой сварную конструкцию, состоящую из цилиндрического варочного сосуда с вогнутым днищем, наружного котла, покрытого теплоизоляцией и облицовкой.
Замкнутое пространство между варочным сосудом и наружным котлом служит пароводяной рубашкой котла.
К дну наружного корпуса приварена стальная коробка прямоугольной формы — парогенератор, внутри которого находятся шесть тэнов, кран уровня воды и электрод защиты «сухого хода».
Сверху варочный сосуд котла закрывается откидной крышкой, имеющей пружинный противовес, облегчающий подъем и удержание ее в открытом положении. Плотное прилегание крышки к варочному сосуду обеспечивает резиновая теплостойкая прокладка, уложенная по кольцевому пазу.
Для слива жидкости из варочного сосуда установлен сливной кран с сеткой. На котле установлена контрольно-измерительная и предохранительная арматура, которая служит для контроля и регулирует величину давления пара в пароводяной рубашке.
На котле установлены: электро-контактный манометр, края уровня, двойной предохранительный клапан и наполнительная воронка с запорным краном.
Манометр установлен для измерения давления в пароводяной рубашке котла. На котлах устанавливается электромагнитный манометр, с помощью которого можно автоматически устанавливать уровень давления в пароводяной рубашке и осуществлять управление тепловым режимом.
В таком манометре установлено три стрелки. Одна подвижная и две неподвижные, которые перемещаются при помощи специального ключа.
Подвижная стрелка постоянно показывает давление в пароводяной рубашке котла. Неподвижные стрелки перед началом работы устанавливаются на верхний и нижний предел давления пара в рубашке.
При включении парогенератора в работу, давление пара в пароводяной рубашке начинает возрастать, и при достижении верхнего заданного уровня давления подвижная стрелка совпадает с неподвижной, замыкаются их контакты, и котел автоматически переключается на 1/6 его мощности.
Давление в пароводяной рубашке начинает снижаться и при совпадении подвижной стрелки с нижней неподвижной, котел снова переключается на максимальную мощность. Таким образом, работа котла автоматически поддерживается в нужном заданном режиме работы.
Двойной предохранительный клапан состоит из двух клапанов — парового и вакуумного, — которые служат для аварийного сброса пара из пароводяной рубашки, когда давление возрастет свыше 0,05 МПА (0,5 кгс/см), и устранения разрежения в ней после окончания работы котла.
3.3 Принцип действия разрабатываемого пищеварочного котла
Рабочая камера обогревается паром, образующимся в парогенераторе: при подводе тепла вода в парогенераторе нагревается до кипения и превращается в пар. Пар поступает в пароводяную рубашку и конденсируется на стенках варочного сосуда, отдавая теплоту парообразования и нагревая их, и в виде конденсата стекает обратно в парогенератор.
При повышении давления в пароводяной рубашке котла сверх допустимой величины пар через паровой колпак начинает выходить в атмосферу. Вакуумный клапан открывается под давлением наружного воздуха, когда в рубашке образуется вакуум. Вакуум в рубашке котла образуется при охлаждении котла в результате конденсации пара, так как удельный объем пара больше удельного объема воды (конденсата).
Кран уровня устанавливается в парогенераторе котла и контролирует верхний уровень воды, а нижний уровень контролирует электрод «сухого хода».
Наполнительная воронка с запорным краном предназначена для заполнения парогенератора дистиллированной или кипяченой водой. Она установлена в верхней части котла и имеет фильтрующую сетку с крышкой.
К котлу подведен трубопровод горячего и холодного водоснабжения, которые соединяются в одну поворотную трубу, заканчивающуюся краном с патрубком.
Рядом с котлом на стене устанавливается станция управления, которая представляет собой металлический ящик, внутри которого размещены клеммный щиток, два магнитных пускателя, кнопки «Пуск» и «Стоп», сигнальные лампы, реле, плавкие предохранители, переключатель режима работы котла, тумблеры с надписью «Автоматическая работа» и «Разогрев».
Клеммный щиток служит для соединения всех приборов станции управления к электросети. Магнитные пускатели и кнопки включают и выключают тэны котла, а плавкие предохранители защищают электрические цепи от короткого замыкания. Сигнальные лампы служат для контроля подключения котла к электросети и режим его работы. С помощью тумблеров включают требуемый режим работы котла.
Котел работает в двух режимах. В первом режиме котел работает сначала на полной мощности, а затем после повышения давления в рубашке да заднего верхнего предела переключается на слабый нагрев (1/9 мощности). После понижения давления до нижнего заданного предела котел вновь включается на полную мощность. Во втором режиме котел работает на полной мощности до тех пор, пока давление в рубашке не достигнет верхнего заданного предела. После этого нагревательные элементы полностью отключаются. Доведение до готовности продукта осуществляется за счет аккумулированного тепла.
3.4 Технические характеристики пищеварочного котла КПЭ-160
Параметры
КПЭ-160
Полезная ёмкость, литров (не менее)
160
Продолжительность разогрева, мин. (не более)
55
Потребляемая мощность — разогрев, кВт
30
Потребляемая мощность — варка, кВт
5
Рабочее давление в пароводяной рубашке, МПа
0,05(0,5)
Диаметр водопровода, мм
12
Габаритные размеры, мм:
Высота
1100
Ширина
1120
Длина
1050
Масса, кг.
283
Количество воды заливаемой в парогенератор, л
12
4. Расчетная часть
4.1 Конструктивный расчет
где V- объема варочного сосуда, мЗ
К — отношение высоты сосуда к диаметру по конструктивным
эксплуатационным соображениям. К = 0,3 — 1,2;
К1 — отношение высоты стрелки к диаметру варочного сосуда,
конструктивным и эксплуатационным соображениям К = 0,05 — 0,1.
Тогда высота варочного сосуда и высота стрелки определяются
формулам:
Где η зап — коэффициент заполнения варочного сосуда, η зап = 0,8 — 0,85;
Затем определяются конструктивные размеры наружного задавшись предварительно диаметром, который должен быть больше диаметра варочного сосуда на 0,1 м, рассчитывается толщена изоляций, определяется диаметр защитного кожуха, высота крышки котла и высота постамента котла. При этом учитывают, что для удобства обслуживания высота котла не должна превышать 1,2 м.
Принимаем:
давление в варочном сосуде — 0 кПа
Коэффициент заполнения варочного сосуда — 80 — 90% от объема(0,82)
Максимальное количество воды в варочном сосуде при принятом коэффициенте заполнения — 135 кг
Варочный сосуд цилиндрической формы с вогнутым дном (К= 0,8, К1 =0,05) выполнен из листовой нержавеющей стали толщиной — SBH= 2 мм Зазор между стенками варочного сосуда и наружного котла — SPy6 = 0,05 мм
Найдем высоту варочного сосуда по формуле:
продолжение
--PAGE_BREAK--
0.743*0.08=0.594 м
Высота заполнения варочного сосуда определяется по формуле:
H
вн= 0,82 (0,8+0,5*0,05)*0,743=0,503 м
Определяем размеры наружного котла, задавшись предварительно его диаметром, который должен быть больше диаметра варочного сосуда на 0,1 это необходимо ля того, чтобы между варочным сосудом и наружным котлом образовалось пространство, представляющее собой рубашку для промежуточного теплоносителя.
Варочный сосуд выполнен из листовой нержавеющей стали толщиной SBH= 2мм = 0,002м; наружный котел выполнен из углеродистой стали толщиной SH= Змм = 0,003м, зазор между стенками варочного сосуда и наружного котла равен Spy6= 0,05 м.
Диаметр наружного котла Dнвычисляем по формуле:
DH
=
D
вн
+2*(
S
руб
+
S
вн +
S
н
) = 0,743+2*( 0,005+0,002+0,003) = 0,853 м
Высота выпуклости наружного котла hравна:
H
н
=
D
н
* К
i
= 0.853*0.05 = 0.043 м
Устанавливаем толщину изоляции стенок наружного котла, для чего предварительно определяем удельные потери тепла изолированным котлом qкоэффициент теплоотдачи а от наружной поверхности котла воздуху для плоской стенки, температуру стенки наружного котла принимаем равной температуре пара (при избыточном давлении 0,4 атм — 140 кПа, ts109,3°С), температуру изолируемой стенки tkk= 60°С, так как температура на поверхности котла не должна превышать 60°С.
где tв— температура воздуха в помещении, tвоз= 20°С.
а = 9,1 А + 0,07 * (60 — 20) = 12,54 (Вт./(м2°С))
а=12,54 * (60 — 20) = 501,6 (Вт/м2)
Теплоизоляционный материал — альфоль, гофрированная, ее коэффициент теплопроводности λ находим по таблице, он определяется по следующей формуле:
λ= 0,059 + 0,00026 * (ср, (Вт/(м2 °С))
tср= 0,5 * 109,3 + 60 = 87,7 °С
λ = 0,059 + 0,00026 * 84,7 = 0,081 Вт/(м2 °С)
Толщина изоляции Dкопределяется по выражению: диаметр защитного кожух будет равен:
0,5 мм= 0,0005 м толщина листа кожуха, выполненного из листовой углеводородистой стали, покрытой светлой малью.
D=0.853+2*(0.008+0.0005)= 0.87 м
Учитывая, что для удобства обслуживания общая высота котла не должна превышать НобЩ1,2 м, и принимая высоту сферической крышки Икр = Ьвн= 0,037м, определяем высоту постамента Нпост
Нпост= 1,2 – hвн– hн– hкр= 1,2-0,594-0,043-0,037 = 0,526 м
4.2 Теплотехнический расчет
Расчет теплового баланса котла
Расчет теплового баланса котла на электрообогреве соответственно для нестандартного и стационарного режимов работы производится по формуле:
где— полезно используемое тепло, Дж;
-потери тепла в окружающую среду, Дж;
-потери тепла на разогрев конструкций, Дж.
Полезно используемое тепло определяется для нестационарного, а условно полезно используемое тепло для стационарных режимов работы соответственно по выражениям:
Q1 = W C ( tkвод– tнвод) + W * r
Q יּ1 = Δ Wיּ * r
где W— максимальное количество воды в варочном сосуде при принятом коэффициенте заполнения г| зал =0,82, кг;
С — теплоемкость воды, (Дж/(кг°С)), С = 4187 Дж/(кг °С)
( tн tk— соответственно начальная и конечная температура воды, °С; количество испарившейся воды, при нестационарном режиме работы котла
r— теплота теплообразования, кДж/кг.
Потери тепла ограждениями котла в окружающую среду рассчитываются для нестационарного и стационарного режимов работы по формуле:
где— коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2°С);
-площадь >го элемента поверхности аппарата, м2
-температура ^-го элемента поверхности аппарата, С;
т — время работы аппарата, с.
Потери тепла дном котла незначительны, и ими можно пренебречь.
Потери на разогрев конструкции рассчитывают по формуле:
где— масса ] -го элемента аппарата,
— теплоемкость ^-го элемента аппарата, Дж/(кг °С);— конечная и начальная температура соответственно >го аппарата, °С
Полезно используемое тепло при расчете пищеварочных котлов определяется из условий нагревания и кипения воды. Полезно используемое определяется для стационарного, а условно используемое тепло для стационарного режимов работы соответственно по выражениям:
Q1 = WC( tkвод– tнвод) + W* r
Qj= ΔW* r
Где pвоз плотность воды, pвоз~ 1 кг/д3, при температуре tводн= 20 °С; tводк— температура кипения, tводк= 100 °С
— для стационарного режима,— для нестационарного;
г= 2257,5 кДж/кг — теплота парообразования.
/> = 205 * 4187 * (100 — 20) = 68,67 * 106 Дж;
/> = 2,05 * 2257,2 = 4,63 * 106 Дж
Потери тепла ограждениями котла в окружающую среду определяются нестационарного и стационарного режимов по формуле:
Поверхность стенок кожуха котла определяется как боковая поверхность цилиндра по выражению:
Fk=п*Dк *Hобщ
Рк= 3,14 * 0,8702 / 4 = 0,594 ( м2)
Поверхность крышки и верхней горизонтальной поверхности котла определяется приблизительно как площадь круга:
Fкр=п*D2кр/4
Fкр = 3,14 * 0,8702/ 4 = 0,594 (м2)
Начальная температура ограждений принимается равной температуре воздуха в помещении 11К = 1вод= 20 °С
Коэффициент теплоотдачи, может быть, рассчитал по формуле:
а = 9,74 + 0,07* (I ср] — (воз), (Вт/м2°С) — для нестационарного режима,
а' = 9,74 + 0,07 * (I ку — — 1в03), (Вт/м2оС) — для стационарного режима,
Q5= [12,36 * 0,594 * (57,5 — 20) +11,14 * (40-20) * 3,28]*3900 = 3,924 * 106
0'5= [14,99 * 0,594 * (95-20) + 12,54 * 3,28 * (40-20)]*3600 — 8,327 * 106(Дж)
Потери тепла дном котла незначительны, и ими можно пренебречь.
Потерина разогрев конструкции определяются по выражению^
Потери тепла на разогрев варочного сосуда котла определяем по формуле:
где— соответственно теплоемкость материала, масса, конечная температура варочного сосуда котла.
Объем варочного сосуда определяют по формуле:
Плотность материала, кг/м — 7800.
Масса варочного сосуда, кг –
М вн = 0,0036 * 7800 = 28,08кг.
Конечная температура, X ш= 100°С.
Теплоемкость материала элемента, Дж/(кг°С) — 462.
Qвн6= 462 * 28,08 * (100 — 20) = 1037,8 * 103 Дж
Потери котла на разогрев крышки определяем по формуле:
Где Скр, Мкр, tккр — соответственно теплоемкость материала, масса, конечная температура крышки котла.
Крышка котла изготовлена из нержавеющей стали.
Теплоемкость нержавеющей стали Сср = 462 Дж/(кг°С).
Плотность материала, кг/м3 — 7800. Конечная температура, °С X ккр = 95.
Вычислим объем крышки по формуле
Потери котла на разогрев наружного котла с парогенератором определяем по формуле:
где Сн, Мн, 1кн — соответственно теплоемкость материала, масса, конечная температура наружного котла с парогенератором. Наружный котел изготовлен из стали углеродистой.
Теплоемкость стали углеродистой Сн = 462 Дж /(кг°С).
Плотность материала, кг/м3 — 7800.
Конечная температура, 1н = 109,3 ~ ^
Вычислим объем наружного котла с парогенератором по формуле:
где Сиз, Миз, I киз — соответственно теплоемкость материала, масса,
конечная температура теплоизоляционной конструкции.
Материал элемента — асфоль.
Теплоемкость асфоли Сиз — 92 Дж/(кг°С).
Плотность асфоли, кг/м3 20
Конечная температура:
продолжение
--PAGE_BREAK--