Проектирование электрического пищеварочного котла емкостью 250 дм3

(24)

По формуле (24) определяем

Потери теплоты на разогрев постамента не учитываются из-за их незначительной величины.

3.1.3 Расчет минимальной поверхности нагрева варочного котла

Для определения минимальной поверхности нагрева варочного котла следует определить количество теплоты, которое должно быть передано через поверхность нагрева за время

Коэффициент теплоотдачи для случая передачи теплоты от паровоздушной смеси к воде приблизительно равен К = 2900 Вт/(мІМ?С).

Время разогрева

Среднеарифметическая разность температур определяется по формуле:

Количество теплоты, переданное через поверхность нагрева, равно

(25)

Необходимая площадь нагрева:

(26)

Фактическая поверхность нагрева:

(27)

т. е. больше необходимой.

Расход теплоты на нестационарный режим работы котла равен, см. формулу (14):

Расход теплоты на стационарный режим работы котла равен, см. формулу (15):

Коэффициент полезного действия котла при нестационарном режиме работы по формуле (25):

(28)

Удельные металлоемкость и расход теплоты, определяемые по формулам соответственно равны:

(29)

Мощность нагревательных элементов при нестационарном и стационарном режимах работы электрического котла соответственно составит, см. формулы (30) и (31):

(30)

(31)

Соотношение мощности электрического котла при нестационарном и стационарном режимах равно

Учитывая мощность тэнов, принимаем максимальную мощность кВт, а минимальную кВт. В этом случае время разогрева составит

(32)

Электрические пищеварочные котлы присоединяются к трехфазной сети, поэтому с точки зрения равномерной нагрузки фаз тэны целесообразно устанавливать в количестве, кратном трем.

Для рассчитываемого котла максимальную мощность Р целесообразно принять равной 28,1 кВт (при параллельно включенных трех тэнах по 6 кВт каждый), а минимальную Р -- равной 3,7 кВт (два последовательно соединенных тэна, один тэн отключен). В этом случае соотношение мощности котла при нестационарном и стационарном режимах:

3.2 Расчет нагревательных элементов котла КПЭ-250С

3.2.1 Исходные данные для расчета нагревательных элементов

Для расчета ТЭНа необходимо иметь сведения о его мощности Р, напряжении в электрической сети U, удельных нагрузках на поверхности трубки и поверхности спирали W_n.

Суммарную мощность ТЭНов, установленных в аппарате и их количество определяем из технической характеристики аппарата.

Мощность ТЭНа Р, Вт, определяем из соотношения:

(33)

где УС - суммарная мощность ТЭНов, установленных в аппарате, Вт;

n - количество ТЭНов, шт.

Напряжение электрической сети U, В, определяем из технической характеристики аппарата с учетом электрической схемы включения ТЭНа в сеть.

Принимаем и .

Исходные данные сводим в таблицу (см. таблицу 5).

Таблица 5 - Исходные данные для расчета ТЭНа

3.2.2 Расчетная схема

Эскиз ТЭНа с указанием расчетных параметров показан на рисунке 6

Рисунок 6 - Схема к расчету ТЭНа

а - параметры трубки; б - параметры спирали.

3.2.3 Порядок расчета

Расчет ТЭНа выполняем в три этапа:

- определение размеров трубки;

- расчет размеров проволоки;

- нахождение размеров спирали.

Определяем длину активной части трубки ТЭНа l_a, м, по формуле

 (34)

где D_Т - диаметр трубки ТЭНа. Диаметр трубки принимают в пределах D_Т = 0,006.. .0,016 м.

Рассчитываем длину активной части трубки ТЭНа до опрессовки , м, из соотношения

(35)

где г - коэффициент удлинения трубки в результате опрессовки, г=1,15.

Находим полную развернутую длину трубки после опрессовки L_Т, м, по формуле

(36)

где L_П - длина пассивного конца трубки ТЭНа, м (=5см).

Находим сопротивление проволоки ТЭНа после опрессовки R, Ом, из выражения

(37)

а сопротивление проволоки ТЭНа до опрессовки R_О O_М, из выражения

(38)

где б_R - коэффициент изменения сопротивления проволоки в результате опрессовки, б_R = 1,3.

Рассчитываем удельное сопротивление проволоки при рабочей температуре, с_t, Ом ?м, по формуле:

=1,25?10 Ом?м, (39)

где р₂₀ - удельное сопротивление проволоки при рабочей температуре 20°С, Ом * м;

б - температурный коэффициент, учитывающий изменение удельного

сопротивления проволоки при изменении температуры, град^-1;

t - рабочая температура проволоки, °С.

Определяем диаметр проволоки ТЭНа d, м, по формуле:

(40)

Находим длину проволоки ТЭНа l_пр, м, из выражения:

(41)

Проверяем значение фактической удельной поверхностной мощности на проволоке W_ПФ, Вт/м^2:

(42)

W_ПФ не превышает предельно допустимых величин.

Вычисляем длину одного витка спирали l_в , м, по формуле

(43)

где 1,07 - коэффициент увеличения диаметра спирали после снятия ее со стержня намотки;

d_С - диаметр стержня намотки, м, выбирают из конструктивных соображений =0,003... 0,006м.

Находим количество витков спирали n, шт., по формуле

(44)

Расстояние между витками спирали а, м, связано с длиной активной части трубки ТЭНа соотношением

(45)

Для обеспечения хорошего отвода тепла от внутренней поверхности спирали соблюдено соотношением а > d_ПР

Определяем шаг спирали s, м

(46)

Вычисляем коэффициент шага Кш

(47)

и коэффициент намоток стержня

(48)

Определяем диаметр спирали ТЭНа d_СП, м, по формуле

(49)

Находим общую длину проволоки l_o, м, с учетом навивки на концы контактных стержней по 20 витков:

(50)

Заключение

В настоящее время вопросам повышения эффективности производства и качества готовой продукции уделяется большое внимание.

Применительно к торговле и общественному питанию эти требования должны найти свое отражение в сокращении продолжительности технологических процессов, снижении удельного расхода энергии, уменьшении потерь сырья при его обработке, повышении качества готовой продукции, улучшению санитарно-гигиенических условий.

Успешному решению поставленных задач будет во многом способствовать проектирование, производство и использование современного высокоэффективного оборудования.

Поэтому тема проектирования современных конструкций теплового оборудования актуальна.

Курсовой проект успешно завершен, котел пищеварочный электрический емкостью 250 л проектирован. Необходимые задачи для реализации цели решены.

Список использованных источников

1. Беляев М.И. Оборудование предприятий общественного питания. 3 том. М.: Экономика, 1990.

2. Белобородов В.В. Оборудование предприятий общественного питания. М.: Экономика, 1978.

3. М. А. Богданова, «Оборудование предприятий общественного питания», М.: «Экономика», 1986.

4. М.И. Ботов. Тепловое и механическое оборудование предприятий торговли общественного питания: Учебник для нач. проф. образования /. - М.: Иэдательский центр «Академия», 2002. - 464 с.

5. Вышелесский А.Н. Тепловое оборудование предприятий общественного питания. М.: Экономика, 1976.

6. Гусева Л.Г. Тепловое и электрическое оборудование предприятий общественного питания. М.: Экономика, 1979.

7. Дорохин В.А. Оборудование предприятий общественного питания (Справочник). Киев: Тэхника. 1990.

8. Золин В.П. Технологическое оборудование предприятий общественного питания. М.ИРПО: Академия, 2000.

9. Ключников В.П. Оборудование предприятий общественного питания (Справочник). М.: Экономика, 1985.

10. Кокурин В.Ф. и др. Секционное оборудование предприятий общественного питания. М.: Экономика, 1969.

Размещено на Allbest.ru