Теплове устаткування

Размещено на http://www.allbest.ru/

Практична робота №5

Тема. Теплове устаткування

Мета. Вивчення будови електронагрівальних елементів і принцип регулювання потужності. Спостереження за горінням газу і регулюванням процесу горіння.

Електронагрівальні елементи.

Газові пальники.

Теплове устаткування призначене для нагрівання (теплової обробки) харчових продуктів: пастеризації, стерилізації, варіння, смаження.

Теплова обробка - це процес зміни теплового стану продуктів та інших речовин (середовищ).

Завдяки нагріванню:

продукту надаються необхідні фізико-хімічні, структурно-механічні та органолептичні властивості для забезпечення його кулінарної готовності;

внаслідок знищення мікробів досягається задовільний санітарно-гігієнічний стан продуктів.

Під час нагрівання тепло продукту передається теплопровідністю, конвекцією та тепловим випромінюванням.

Класифікація теплового устаткування

Залежно від виду енергоносія теплогенеруючі пристрої поділяються на:

електронагрівачі;

газові пальники;

парові нагрівальні елементи;

твердо- і рідкопаливні нагрівачі.

Електричні нагрівачі

Найбільш широкого використання набули електричні генератори теплоти:

резисторні;

інфрачервоні;

мікрохвильові;

індукційні.

Основою металевих резисторних нагрівачів є спіраль (ніхромова), яка при включенні в електричну мережу і як електричний опір, нагрівається до температури 900…1100° С. Нагрівачі такого типу бувають відкритими, закритими, герметичними.

Відкриті електронагрівачі (рис. 1а) - це спіраль у кераміці, відкрита спіраль, спіраль у бусинах чи кварцовій трубці і т. п., де повітря вільно контактує з поверхнею спіралі.

Переваги відкритих нагрівачів:

* простота виготовлення;

* зручність заміни спіралі;

* мала теплова інерція;

* високий ККД.

Недоліки відкритих нагрівачів:

* малий час служби при попаданні рідких речовин і постійного контакту з повітрям;

* можливість зовнішнього механічного впливу;

*велика можливість ураженням струму і пожежонебезпечність.

Закритими електронагрівачами називають ті, у яких спіраль знаходиться в корпусі в діелектричному шарі, доступ повітря до спіралі через цей шар утруднений, але не виключається. До закритих нагрівачів належать електричні конфорки.

Закриті електронагрівачі є спіраллю, запресованою в ізоляційний матеріал, що має високу теплопровідність. Цей різновид електронагрівачів використовується в чавунних конфорках електроплит, які з внутрішньої сторони мають спіральні канали, в них запресовується спіраль, виготовлена з ніхромової дроту.

Переваги закритих нагрівальних елементів:

* висока надійність;

* довговічність.

Недоліки закритих нагрівальних елементів:

* необхідність використання посуду тільки з потовщеним дном для забезпечення хорошого контакту з поверхнею конфорки;

* швидкий перегрів поверхні конфорки;

* постійний контакт спіралі з киснем приводить до зменшення діаметру спіралі ніхромового дроту і зниженню робочого ресурсу.

У герметичних електронагрівачах (рис. 1) спіраль повністю ізольована від повітря. До таких електронагрівачів належать трубчасті електронагрівачі (ТЕНи). Випускаються вони трьох видів: водяні, масляні та повітряні.

У водяних ТЕНів при тій самій електричній потужності і напрузі довжина трубки значно менша, ніж у повітряних. Це викликано тим, що у воді тепловіддача відбувається інтенсивніше, ніж в олії чи повітрі. Тому водяний ТЕН, опинившись у повітрі, перегрівається і його спіраль може згоріти. При експлуатації нагрівача слід стежити, щоб він завжди був занурений у воду (а масляний ТЕН - в олію).

Рис. 1. Герметично закритий трубчастий електронагрівач:

1 - спіраль; 2 - стінка трубки; 3 - контактний стержень; 4 - корпус; 5 - штуцер; 6 - електроізоляція; 7 - герметик; 8 - гайка; 9 - шайба;

теплове устаткування нагрівальний пальник

Рис. 1. Герметично закритий трубчастий електронагрівач:

1 - спіраль; 2 - стінка трубки; 3 - контактний стержень; 4 - корпус; 5 - штуцер; 6 - електроізоляція; 7 - герметик; 8 - гайка; 9 - шайба;

Обмежене застосування в наші дні теплових апаратів з відкритими і закритими нагрівачами пояснюється, як виплив з технічних характеристик, взаємодією нагрітих спіралей з повітрям, що викликає їх окислення при високих температурах і скорочує термін служби.

Тому найбільш широке застосування в тепловій техніці знайшли герметичні елементи, серед яких популярніші трубчасті електронагрівачі (ТЕНи). Спіралі ТЕНів найчастіше виготовляють із сплаву нікелю з хромом (ніхром), який механічно готується в нагрітому стані і допускає високі температури нагріву. Кінці спіралі щільно навивають на контактні стрижні з неіржавіючої сталі. Для запобігання проникнення вологи всередину трубки торці ТЕНів обробляють герметиком. Як електроізолятори використовуються періклаз, кварцовий пісок, шамот.

Переваги ТЕНів:

* великий термін служби;

* висока захищеність спіралі;

* зручність монтажу і заміни;

* можливість виготовлення складної геометричної форми.

Недолік ТЕНів:

* неможливість проведення ремонту.

Газові пальники

Газ є другим по важливості після електроенергії енергоносієм, активно вживаним на закладах харчування. Не дивлячись на те, що в порівнянні з дорожчою електричною енергією тепло, отримуване в результаті спалювання газу, дешевше, деякі чинники все ж таки не дозволяють говорити про перевагу цього альтернативного енергоносія. "Блакитне паливо" вибухонебезпечне, крім того, неправильна експлуатація устаткування може привести до отруєння персоналу чадним газом. Для централізованого підведення палива необхідні дорогі магістральні газопроводи. Крім цього потрібний постійний контроль системи газопостачання з боку фахівців Держнагляду.

Основним елементом будь-якого приладу, що працює на газі, є пальник -- теплогенеруючий пристрій, в якому відбувається змішування повітря з газоподібним паливом з подальшою подачею до вихідного отвору і спалюванням її тут з утворенням стійкого фронту горіння (факела).

Пальники повинні:

* забезпечувати повне спалювання газу;

* працювати стійко, без відриву і проскакування полум'я в необхідному діапазоні продуктивності тепла;

* бути надійними і безпечними в експлуатації.

Залежно від способу спалювання газу пальника підрозділяються на:

* дифузійні, в камері згорання яких за рахунок дифузії проходить часткове і незавершене змішення газу з повітрям;

* інжекційні, з повним попереднім змішенням газу і повітрям.

Дифузійні пальники бувають з природною подачею повітря з навколишнього середовища і з штучною (примусовою) подачею, коли повітряні маси нагнітаються вентилятором. Інжекційні пальники є пристроями внутрішнього змішування з природною і примусовою подачею повітря. У них повітря для горіння засмоктується (інжектується) за рахунок енергії струменя газу, який витікає з отвору малого перетину -- сопла. Змішування газу і повітря відбувається всередині корпусу пальника.

Переваги інжекційних пальників:

* простота у виготовленні і в обслуговуванні;

* не вимагається додаткової витрати енергії для подачі повітря;

* при коротшому полум'ї температура горіння газу більш висока, ніж у дифузійних пальників, що дозволяє застосовувати їх для обігріву наплитного посуду;

* високий ККД при зміні тиску газу в мережі і при регулюванні теплового режиму.

Найбільшого поширення набули інжекційні пальники , чия конструкція має на увазі наявність регулятора подачі первинного повітря, насадки, сопла і змішувача-інжектора. Принцип дії такого пальника достатньо простий. Газ подається в її сопло. Оскільки діаметр газопровідної трубки значно більше розміру сопла, газ виходить з останнього з надмірним тиском, таким чином, створюючи в змішувачі-інжекторі розрідження. За рахунок цього в змішувач з навколишнього середовища підсмоктується "первинне" повітря (від 30 до 70 відсотків об'єму, необхідного для повного згорання газу). Недостатня кількість повітря ("вторинне" повітря) поступає в камеру згорання з атмосфери за рахунок інжекційної дії газоповітряних струменів.

1. Размещено на www.allbest.ru