Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

курсовая оборудование

.pdf
Скачиваний:
78
Добавлен:
22.03.2016
Размер:
2.34 Mб
Скачать

-для сковороды и

фритюрницы

11.1 Q11 - нагрев продуктов, кВт

11.2

 

 

 

- испарение влаги

Q12

11.3

из продукта, кВт

 

 

 

- образование ко-

 

Q13

 

рочки продукта, кВт

12 Q2 - затраты энергии на

нагрев конструктивных элементов, кВт

13

 

 

- потери энергии в

Q3

 

окружающее про-

13.1

странство, кВт

 

 

- потери конвекцией,

Q31

 

кВт

i = 3,4

13.2Q32 - потери излучением, кВт

i =3,4

Q11 Q11j

 

Q11=

1

×U×

 

(tпрк-tпрн

)

 

 

Cпр

 

3600

 

 

 

 

 

 

 

Q2

=0,01× x × M × r

1

1

 

 

 

 

 

 

60τто

 

 

 

 

 

 

 

Q13 =0,01× уk × M ×ck (tkср -tпрн )601τ

принять: tкср = 1200С

ск =1,67кДЖ / кг ×К

Q2 = åi Q2i = åi [Gici (tiср - tiH )]601τ H

t1ср =t2ср =t6ср =t7ср =tПТк

 

tк

+ tk

t3,5ср =

ПТ

3,4

 

2

 

 

t4ср =t4k

tiн =tПТн =tВ

Q3 =Q31 +Q32

1

α ( )

Fi ×10

3

Q3

= i ti -tв

 

 

 

é

 

+273

4

Т

 

+273

4

ù

 

 

Q2

=εC

æT

ö

в

ö

ú×10

;

êç

i

 

÷

-æ

 

3 F

3

0

ç

 

100

÷

ç

 

100

÷

ú

i

 

 

 

êè

 

ø

è

 

ø

 

 

 

 

ë

 

 

 

 

 

 

 

û

 

 

С0 =5.6Вт / м2 ×к 4

ε=0,75

21

14

 

- затраты энергии на

Q41

нагрев промежуточного теплоносителя, кВт

-для котла и сковороды

-для фритюрницы

-«горячая зона»

-«холодная зона»

15Q42 - затраты энергии

на испарение воды в парогенераторе, кВт

Q1

= × t

 

(

к t -

н

)

1

 

 

60t

4

пт пт

 

пт

пт

 

 

 

 

 

 

 

 

н

 

G

=V

×r

 

 

 

 

пт

 

пт пт

 

 

 

 

 

 

Q41 =Q4x +Q4Г

 

 

 

 

 

Q4Г =GПТГ

×СПТ (tПТk

-tПТн )/ 60τн

Q x =G x

×С

ПТ

(t к

-t Н

)/ 60τ

4 ПТ

 

ПТ

 

ПТ

 

 

н

 

 

 

x

 

 

x

ρ

 

 

 

x

 

 

GПТ =V

 

× ПТ =M 3

 

 

 

GПТГ

=М 3 -М 3x

 

 

 

 

 

 

ρ

¢ τ

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

Q4 =VП

 

×

П ×i / 60

Н

 

 

Обозначения, используемые в формулах, приведены в Приложении 2.

Расчет расхода энергии на разогрев конструкции ведется для нестационарного режима работы аппарата, результаты представляются в виде таблицы 7.

Таблица 7

Расчет затрат энергии на нагрев конструктивных элементов.

индекс

Элемент конструк-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fi,

Si,

Vi,

ri,

Gi,

Сi,

tк,

 

tн,

 

Qi

,

 

ции

 

м2

 

м

 

м3

кг/м3

кг

 

кДж/кг·К

i

 

i

2

 

i

 

 

 

 

°С

 

°С

 

кВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Рабочая камера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Рубашка*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Крышка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

Кожух

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

Теплоизоляция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

«Холодная» зона

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

Сетка-вкладыш**

-

-

-

 

-

 

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итого: G Gi =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* у фритюрницы отсутствует

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

** условно принять

Gкг=0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Масса отдельного элемента конструкции

Gi :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

 

 

 

 

 

 

 

G =Vкг×r,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

i

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

где:

Vi

- объем материала i-го элемента, м3;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ri - плотность материала i-го элемента, кг/м3

 

 

 

 

Объем материала элемента конструкции

Vi

определяется по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

V =F ×,

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

i

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

где:

Fi

- площадь элемента конструкции, м2;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Si - толщина элемента конструкции, м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F1 = Fтп

 

(табл. 6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F3

и

F4

(табл. 6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Площади ( F2, F3, F5 ) рассчитать, используя геометрические формулы.

Например: площадь боковой поверхности «холодной» зоны

F6

фритюрницы можно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

определить по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- для усеченной пирамиды:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F = F = 1

( P + P ) aм, 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

x

2

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где:

a

- средняя апофема усеченной призмы, м;

 

 

 

 

 

 

 

 

aм=

ав +аL

 

 

Hx

æ

1

1

ö

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

ç

 

+

 

 

÷,

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

Sing

Sing

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

è

 

 

в

L ø

 

 

где:

ав

и

аL

- соответственно апофема стороны B и стороны L пирамиды, м:

 

γ в,L - соответственно угол между апофемой и основанием «горячей» зоны, по сто-

роне B и L, град;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H x

- высота «холодной» зоны, м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- для конуса:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F = F =

π × Dрк ×l

, м2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

x

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где:

Dрк

- диаметр окружности основания конуса, м;

 

 

 

 

l

γ

-длина образующей конуса, м,

-угол наклона конуса, м.

H x

;

l = sinγ , м;

23

Расчет затрат энергии Qзатр провести для нестационарного и стационарного режи-

мов работы аппарата в соответствии с уравнениями теплового баланса.

 

Данные представить по форме таблицы 8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расход энергии теплового аппарата.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Режим работы

 

 

 

 

 

 

 

 

Составляющие теплового баланса

Нестационарный

Стационар-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ный

 

 

 

 

 

 

 

 

Нагрев продукта, кВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q1

 

 

 

Q1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Испарение влаги, кВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q2

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Образование корочки, кВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q3

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нагрев конструкционных элементов, кВт

 

 

 

 

Q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Потери в окружающее пространство, кВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нагрев промежуточного теплоносителя,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

 

 

 

Q1

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Испарение промежуточного теплоноси-

 

 

 

 

 

 

 

 

Q42

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

теля, кВт

 

 

 

 

 

 

 

н,с

 

н,с

, кВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qзатр Qi

 

 

 

 

ηн,с

η

Коэффициент полезного действия аппарата за весь цикл работы определяется по формуле:

η Н = Q1Н ,

QзатрН

η с = Q1С ,

Qзатрс

QН + QС

η = 1 1

Qзатрн + QзатрС

Конструктивные данные, необходимые для вычисления, аппарата сводятся по форме таблицы 9 (пример для аппарата в форме параллелепипеда).

Таблица 9

Данные конструктивного расчета

24

Величина

Численное

п/п

значение

 

 

1

Высота рабочей камеры,

Н рк , м

2

Ширина рабочей камеры,

В рк , м

3

Длина рабочей камеры,

Lрк , м

4

Высота аппарата,

H , м

 

5

Ширина аппарата,

В, м

 

6

Длина аппарата,

L, м

 

7

Толщина теплоизоляции,

S5 , м

8

Толщина рубашки,

S p , м

 

Раздел 4. Выбор ТЭНов

В качестве источника тепловой энергии в проекте применить трубчатые электронагреватели (ТЭН).

ТЭНы изготовляются различной длины, диаметра и конфигурации. В таблице 10 приведены данные по ТЭНам типа ЭТ, выпускаемых отечественной промышленностью из стали Х18Н10Т с диаметром 10 мм для различных рабочих сред.

Тип ТЭН

 

 

 

 

 

Таблица 10

Трубчатые электрические нагреватели

 

 

 

 

 

Длина, L

Номинальная предельная мощ-

 

, мм

 

 

 

 

 

 

ность для среды,

P

 

, Вт

 

 

 

 

Полная

Активная

Мас ло

Вод а

 

 

ЭТ-20……………………..

200

150

125

550

ЭТ-25……………………..

250

240

150

700

ЭТ-32……………………..

320

260

200

900

ЭТ-44……………………..

440

380

300

1300

ЭТ-60……………………..

600

540

400

1850

ЭТ-80……………………..

800

740

550

2500

ЭТ-100……………………

1000

940

700

3100

ЭТ-120……………………

1200

1140

850

3850

ЭТ-160……………………

1600

1540

1100

5000

25

Тэны могут иметь u – образную форму с радиусами гибки по внутренней образующей 30, 35, 40, 50, 60, 80, 100мм. (см. рис. 5)

Рис. 5. Типовая форма ТЭНа

Для тепловых аппаратов могут использоваться как одиночные ТЭНы, так и группы ТЭНов. Последние имеют наибольшее распространение, т.к. позволяют путем изменения схемы их включения регулировать мощность аппарата в широких пределах.

Крепление ТЭНа производится при помощи специальной арматуры, штуцеров, фланцев, кронштейнов, зажимов и скоб.

Выбор ТЭНов производится в следующем порядке:

1. Определяется число фаз электросети n, используемых для подключения теплового аппарата.

При мощности QкВтн <3 применяется однофазная сеть.

затр

Для электрического теплового оборудования мощностью более 3 кВт используется две или три фазы питающей электросети.

2. Определяется мощность нагрузки одной фазы:

QН

PI = затр , кВт

n

где: QзатрН - мощность теплового аппарата в нестационарном режиме, кВт n - число фаз подключения;

3. В зависимости от нагреваемой среды, по номинальной мощности PI (округление в большую сторону) выбирается тип ТЭНа.

Пример: при P I =1000 Вт подходящими ТЭНами для воды являются:

26

- один ТЭН типа ЭТ-44, Р = 1300 Вт или два ТЭНа типа ЭТ-20 включенных параллельно, общей мощностью Р = 2х550=1100Вт

4. В зависимости от размеров зоны теплового воздействия источника энергии аппарата подбирается форма ТЭНа.

Данные по подбору ТЭНов привести по форме таблицы 11

 

 

 

 

 

Таблица 11

 

 

Данные по подбору ТЭНов

 

 

Мощность

Кол-во фаз,

Кол-во ТЭН

Тип ТЭНа

Мощность

Форма ТЭНа

QзатрН , Вт

n

в фазе,

 

ТЭНа

 

 

 

N

 

Р, Вт

 

3000

3

2

ЭТ-20

550

4

Раздел 5. Описание системы управления, контроля и защиты.

В разделе должны быть отражены следующие вопросы:

-общее назначение системы управления, контроля и защиты

-описание системы регулирования примененной в проекте;

-описание системы безопасности работы теплового аппарата при отклонении параметров от заданных;

-описание системы контроля параметров аппарата.

Приводится принципиальная электрическая схема аппарата. Дается эскиз и описание панели управления.

В Приложении 5, 6 и 7 в качестве примера приведены принципиальные электрические схемы фритюрницы, котла и сковороды, выпускаемых отечественной промышленностью [1].

Раздел 6. Описание конструкции проектируемого аппарата.

В разделе дается описание конструкции проектируемого аппарата, его устройство и принцип действия. Описание сопровождается конструктивной схемой, на которой показывается общая компоновка всех узлов и элементов, включая элементы управления, контроля и защиты.

Опрокидывающиеся аппараты могут быть установлены между двумя стойками на поворотной оси или на одной стойке. Стойки представляют сварную раму, установленную на регулируемых по высоте ножках и покрытую облицовочными панелями. В стойках размещены поворотный механизм с ручным или электрическим приводом и органы

27

управления. Геометрические размеры стоек выбираются произвольно и пропорционально размерам аппарата. Для аппаратов с малым объемом рабочей камеры поворотный механизм может отсутствовать. Поворот осуществляется с помощью поворотной рукояти.

Напольные фритюрницы имеют сетчатый фильтр и емкость для сбора масла. Некоторые из них имеют масляный насос, что позволяет осуществлять фильтрацию масла при рабочей температуре.

Настольные фритюрницы, предназначенные для малых предприятий, бывают со сливным краном или без него.

Высота напольного аппарата должна лежать в пределах 850-900 мм от уровня

пола.

Вконце раздела приводятся сводные технические характеристики аппарата:

-полезная вместимость варочного сосуда, дм3;

-номинальная мощность, Вт;

-мощность варки, Вт;

-время разогрева, мин;

-напряжение, В;

-габариты, м;

-масса, кг;

-удельная мощность, Вт/дм3;

-удельная материалоемкость, кг/дм3

Раздел 7. Правила эксплуатации и техники безопасности

В этом разделе освещаются вопросы:

-установка и монтаж аппарата, подвод коммуникаций;

-требования техники безопасности;

-санитарно-гигиенические требования;

-правила эксплуатации.

Список литературы

28

1.Кирпичников В.П., Ботов М.И. Оборудование предприятий общественного питания: В3 ч., ч.2. Тепловое оборудование. М.: Издательский центр «Академия», 2010

2.Беляев М.И. Оборудование предприятий общественного питания. Тепловое оборудование. Том 3. М.: Экономика, 1990.

3.Белобородов В.В. и др. Тепловое оборудование предприятий общественного питания. М.: Экономика, 1983.

4.Гуляев В.А. и др. Оборудование предприятий торговли и общественного питания. Учебник – М.: ИНФРА – М, 2002.

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

6.Ершов В.Д. и др. Методические указания к оформлению дипломных и курсовых работ (проектов). СПбТЭИ, 1998.

7.Кирпичников В.П. и др. Справочник механика. Общественное питание. М.: Экономика, 1990.

8.Литвина Л.С. Тепловое оборудование предприятий общественного питания. М.: Экономика, 1987.

9.Сборник рецептур блюд и кулинарных изделий: нормативная документация для предприятий общественного питания. –М.: Дело и Сервис, 1998. – 864 с.

Приложение 1 Таблица 1

Сухой насыщенный пар и вода на кривой насыщения (по давлению)

29

 

 

ρ, МПа

 

 

 

tН ,0С

 

 

ρ, кг / м3

 

i, кДж / кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,05

 

 

81,33

 

0,3083

2645,2

 

 

 

0,06

 

 

85,94

 

0,3658

2653,1

 

 

 

0,08

 

 

93,50

 

0,4787

2665,3

 

 

 

0,10

 

 

99,62

 

0,5896

2674,9

 

 

 

0,12

 

 

104,80

 

0,6992

2683,0

 

 

 

0,16

 

 

113,31

 

0,9160

2696,3

 

 

 

0,20

 

 

120,23

 

1,129

2706,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 2

Обозначения, используемые в формулах:

 

 

 

 

 

Q

- затраты энергии, кВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4x

- затраты энергии в холодной зоне, кВт;

 

 

 

 

 

Q4Г

- затраты энергии в горячей зоне, кВт

 

 

 

 

 

М

- масса загружаемых продуктов в аппарат, кг;

 

 

 

 

M3x

- масса масла в холодной зоне, кг;

 

 

 

 

 

M j

- масса j-х компонентов, кг;

 

 

 

 

 

Gi - масса i-го элемента конструкции аппарата, кг;

Gпт - масса жидкого промежуточного теплоносителя, кг;

Gппт - масса пара промежуточного теплоносителя, кг; gj - массовая доля j-го компонента смеси продуктов;

спр - средняя удельная теплоемкость смеси продуктов загружаемых в аппарат,

кДж/кг·град;

cj - удельная теплоемкость j-го компонента смеси продуктов, кДж/кг·К;

спт - удельная теплоемкость промежуточного теплоносителя, кДж/кг·К;

ск - удельная теплоемкость корки, Cк =1,67 кДж/кг·К;

сi - удельная теплоемкость i-го элемента конструкции аппарата, кДж/кг·К;

Кз - коэффициент загрузки рабочей камеры аппарата;

ук

- процентное содержание корки в продукте, %;

K

- коэффициент теплопередачи в рабочую камеру, Вт/м2·К;

Fi - площадь i-го теплоотдающей поверхности, м2;

Fм

- площадь поверхности зеркала масла, м²

 

30

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]