kursovik (Котел пищеварочный типа КПГСМ-250), страница 5

Перепад температуры между температурой крышки и температурой воздуха, соприкасающегося с крышкой:

t_в=(57,5+20)/2=38,7 С;

Для периода кипения перепад температур: t=95-20=70 С, а расчетная температура воздуха:

t_в=(95+20)/2=57,5 С.

Коэффициент лучеиспускания равен:

_{л нагр}=13,2 кДж/м³часС,

_{л кип}=15,5 кДж/м³часС.

Определяем коэффициент отдачи тепла конвекцией:

При нагревании:

=9,510^-2 кДж/м час С;

=17,610^-6 м²/сек;

Pr=0.722 =1/311,7.

При кипении:

=4,110^-2 кДж/м час С;

=19,610^-6 м²/сек;

Pr=0.722 =1/383.

Gr=(gt d_кр³)/²,

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:

_{к нагр}=Nu/d_кр=17,2 кДж/м³часС,

_{к кип}=Nu_к/d_кр=22,2 кДж/м³часС.

Потери тепла крышкой лучеиспусканием:

Q_{л нагр}=_лtF_к =178 кДж/час;

Q_{л кип}=_лtF_к =418,7 кДж/час.

Потери тепла крышкой конвекцией:

Q_{л нагр}=_кtF_к =232 кДж/час;

Q_{л кип}=_кt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=d²/4=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: t=108-20=88 С.

Средняя расчетная температура:

t_ср=(108+20)/2=64 С.

Коэффициент лучеиспускания равен:

_л =28,5/м³часС,

Определяем коэффициент отдачи тепла конвекцией:

=9,810^-2 кДж/м час С;

=20,110^-6 м²/сек;

Pr=0.722 =1/381.

Находим критерий Грасгофа:

Gr=(gt d_Э³)/²,

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:

_к =Nu/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 =_лtF_к = 4036 кДж/час;

Q_к=_кt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=Q/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.

1. 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.