123429 (689472), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

С₀=5,67Вт(м^2.К⁴)=5,67Дж/с^.м²К⁴=20412Дж/м^.ч^.К⁴

_л = =0,52^.20412Дж/м^.чК⁴/40⁰С-20⁰С^.( (40⁰С+273/100)⁴-(20⁰С+273/100)⁴)=11823,6Дж/м²ч^.0С=11,8кДж/м²ч^.0С

₀ = _к + _л=1171,5 Дж/м²ч^.0С+11823,6Дж/м²ч^.0С =12995,1Дж/м²ч^.0С=12,99кДж/м²ч^.0С

Gr = =0,0034^.9,8Н/кг^.(0,42)³м /(16^.10^-4м/с)^2.40⁰С-20⁰С=1,9^.10⁴

(GrPr)= (1,9^.10^4. 0,69)=1,3^.10⁴

Nu=0,54(1,9^.10^4. 0,69)^1/4=5,8

=5,8^.96,48Дж/ч^.м^.0С/0,7м=1332,3Дж/м²ч^.0С=1,3кДж/м^2.ч^.0С

С₀=5,67Вт(м^2.К⁴)=5,67Дж/с^.м²К⁴=20412Дж/м^.ч^.К⁴

_л = =0,52^.20412Дж/м^.чК⁴/40⁰С-20⁰С^.( (40⁰С+273/100)⁴-(20⁰С+273/100)⁴)=11823,6Дж/м²ч^.0С=11,8кДж/м²ч^.0С

₀ = _к + _л=1332,3 Дж/м²ч^.0С+11823,6Дж/м²ч^.0С =13155,9Дж/м²ч^.0С=13,2кДж/м²ч^.0С

=12995,1Дж/м²ч^.0С^.0,7м^.0,2м^.(40⁰С-20⁰С)^.0,25ч=9096,6Дж=9,1кДж

Одинаковых стен по площади 2, следовательно

9096,6Дж^.2=18193,2Дж=18,2кДж

=13155,9Дж/м²ч^.0С^.0,42м^.0,2м^.(40⁰С-20⁰С)^.0,25ч=5525,5Дж=5,5кДж

Одинаковых стен по площади 2, следовательно

5525,5Дж^.2=11051Дж=11,1кДж

=18193,2Дж+11051Дж=29244,2Дж=29,2кДж

2.Потери тепла через стены при стационарном режиме

=60⁰С; =0,5(60⁰С+20⁰С)=40⁰С, тогда

а=2,43^.10^-3 м/с; v=16,96^.10^-4 м/с

=0,0276 Вт/м^{. 0}С =0,0276Дж/с^.м^{. 0}С =99,36Дж/ч^.м^{. 0}С

Pr=16,96^.10^-4 м/с/2,43^.10^-3 м/с=0,698

= = 1/273+60⁰С-20⁰С=0,0032

Gr = =0,0032^.9,8Н/кг^.(0,7)³м /(16,96^.10^-4м/с)^2.60⁰С-20⁰С=15^.10⁴

(GrPr)= (15^.10^4. 0,698)=11^.10⁴

Nu=0,54(15^.10^4. 0,698)^1/4=9,7

=9,7^.99,36Дж/ч^.м^.0С/0,7м=1376,8Дж/м²ч^.0С=1,4кДж/м^2.ч^.0С

С₀=5,67Вт(м^2.К⁴)=5,67Дж/с^.м²К⁴=20412Дж/м^.ч^.К⁴

_л = =0,52^.20412Дж/м^.чК⁴/60⁰С-20⁰С^.

( (60⁰С+273/100)⁴-(20⁰С+273/100)⁴)=13072,3Дж/м²ч^.0С=13,1кДж/м²ч^.0С

₀ = _к + _л=13072,3Дж/м²ч^.0С+1376,8Дж/м²ч^.0С=14449,1 Дж/м²ч^.0С=14,4 кДж/м²ч^.0С

Gr = =0,0032^.9,8Н/кг^.(0,42)³м /(16,96^.10^-4м/с)^2.60⁰С-20⁰С=3,2^.10⁴

(GrPr)= (3,2^.10^4. 0,698)=2,2^.10⁴

Nu=0,54(3,2^.10^4. 0,698)^1/4=6,6

=6,6^.99,36Дж/ч^.м^.0С/0,42м=1561,4Дж/м²ч^.0С=1,6кДж/м^2.ч^.0С

С₀=5,67Вт(м^2.К⁴)=5,67Дж/с^.м²К⁴=20412Дж/м^.ч^.К⁴

_л = =0,52^.20412Дж/м^.чК⁴/60⁰С-20⁰С^.( (60⁰С+273/100)⁴-(20⁰С+273/100)⁴)=13072,3Дж/м²ч^.0С=13,1кДж/м²ч^.0С

₀ = _к + _л=13072,3Дж/м²ч^.0С+1561,4Дж/м²ч^.0С=14633,7 Дж/м²ч^.0С=14,6 кДж/м²ч^.0С

=14449,1Дж/м²ч^.0С^.0,7м^.0,2м^.(60⁰С-20⁰С)^.0,12ч=9709,8Дж=9,7кДж

Одинаковых стен по площади 2, следовательно

9709,8Дж^.2=19419,6Дж=19,4кДж

=14633,7Дж/м²ч^.0С^.0,42м^.0,2м^.(60⁰С-20⁰С)^.0,12ч=5900,31Дж=5,9кДж

Одинаковых стен по площади 2, следовательно

5900,31Дж^.2=11800,62Дж=11,8кДж

= 19419,6Дж+11800,62Дж=31220,22Дж=31,2кДж

2.1.3.Определение расхода тепла на разогрев конструкции

Для выполнения расчета расхода тепла на разогрев конструкции последней ведется только для нестационарного режима работы аппарата. Надо помнить, что расход тепла на разогрев конструкции макароноварки определяется выражением:

, (2.1.23.)

где - тепло, расходуемое на нагревание металлических конструкций макароноварки, кДж;

- тепло, расходуемое на нагревание изоляции макароноварки, кДж;

, (2.1.24.)

где G_mi – масса i-го элемента металлической конструкции (крышка,

перфорированная поверхность, внутренний котел и т.п.), кг.

Для каждого элемента вес рассчитывается по формуле

, (2.1.25.)

где V_i – объем элемента i-ой конструкции, м³;

_i – плотность материала элемента конструкции, кг/м³;

c_mi – удельная теплоемкость материала конструкции, кДж/(кг⁰С). Значение плотностей и удельных теплоемкостей отдельных материалов приведены в приложении В.

T_mi – средняя конечная температура нагрева металлоконструкции котла, ⁰С.

t₀ – начальная температура металлоконструкции котла, ⁰С.

Конечную температуру по элементам конструкции можно принять:

• внутренняя поверхность варочной емкости – 100⁰С;

• крышка макароноварки – 85⁰С;

• наружные стены – 55-60⁰С;

, (2.1.26.)

где G_и – вес изоляционной конструкции макароноварки, кг;

– толщина изоляционного слоя, м, определяется по формуле

, (2.1.27.)

где _и – коэффициент теплопроводности изоляционного материала в зависимости от средней температуры изоляции;

q =α´₀(t_н.с-t₀), Вт/м², - удельные тепловые потери поверхности

изолированного котла;

с_и – теплоемкость изоляции, кДж/(кг⁰С).

t_и – средняя температура нагрева изоляции, ⁰С.

t_и = , (2.1.28.)

где t_вар.ем – температура частей изоляции, касающихся варочной

емкости, ⁰С;

t_н.с – температура частей изоляции, касающихся наружных стен,⁰С

t₀ – начальная температура изоляции, равная температуре окружающей среды, ⁰С.

1. Нагревание крышки

Сталь нержавеющая: =7800кг/м³; с=462Дж/кг⁰С

=0,7м^.0,42м^.0,001м=0,000294м^3. 7800кг/м³=2,3кг

Q₃ ^к=2,3 кг^. 462Дж/кг⁰С(85-20)=69069Дж=69кДж

2. Разогревание бака

V=0,2^.0,5^.2^.0,002+0,2^.0,25^.2^.0,002+0,5^.0,25^.0,002=0,00085м³

=0,00085м^3. 7800кг/м³=6,63 кг

Q₃ ^б=6,63 кг^. 462Дж/кг⁰С(100-20)=245044,8Дж=245кДж

3. Нагревание перфорированной поверхности

S=0,25м^.0,5м=0,125м²; отверстий в перфорированной поверхности составляет 20% от общей площади, тогда площадь всех отверстий равна:

S=0,125^.0,2=0,025м²

Sодного отверстия =ПD²/4=3,14^.(0,004)²/4=12,5^.10^-6м²

Nколичество отверстий =0,025м²/12,5^.10^-6м²=2000шт

V₁=0,25м^.0,5м^.0,001м=0,000125м³

V₂=12,5^.10^-6м^2.0,001м^.2000шт=0,000025м³

V=0,000125м³-0,000025м³=0,0001м³

=0,0001м^3. 7800кг/м³=0,78 кг

Q₃ ^п.п=0,78 кг^. 462Дж/кг⁰С(100-20)=28828,8Дж=28,8кДж

= 69Дж+245кДж+28,8кДж=342,8кДж

4. Нагрев теплоизоляции

_и=0,059+0,00026^.(90+50/2)=0,0772Вт/(м^.0С)

q =α´₀(t_н.с-t₀)=3,65 Вт/м^2.ч^.0С(50⁰С-20⁰С)=109,5Вт/м²

=0,0772 Вт/(м^.0С)^.

(90⁰С-50⁰С)/109,5Вт/м²=0,028м=2,8см

F_и=0,2м^.0,42м^.2+0,2м^.0,7м^.2=0,448м²

=0,028м^.0,448м^2.30=0,37632кг

=0,37632кг^.0,46^.103^.(90⁰С-20⁰С) =12116,86Дж=12,12кДж

3 Методика расчета электронагревателей

Для выполнения расчета электронагревателя надо знать его мощность, допустимые удельные мощности на поверхности трубки тэна, номинальное напряжение, рабочую температуру и среду, в кото­рой будет работать нагреватель. Мощность электронагревателя определяется на основании мощности аппарата или его определенного узла, (жарочная поверхность, шкаф) и числа нагревателей в нем.

Мощность аппарата определяется из теплового баланса по формуле

, (3.2.1.)

где Q — максимальное тепло, подводимое к аппарату за время разогрева или стационарного режима (определяется из теплового баланса), Дж;

• — время разогрева или стационарного режима, с.

Мощность одного тэна Р_э определяется по формуле

, (3.2.2.)

где п — количество тэнов в аппарате, обусловленное назначением аппарата и схемой регулирования нагрева.

При расчете важно правильно выбрать диаметр проволоки. При завышении его потребуется большая длина проволоки, что вызовет перерасход дорогостоящего материала и увеличе­ние габаритов нагревателя, при занижении диаметра – спираль быстрее перегорит.

Для выполнения расчета по таблице 3.1. выбираем допустимую удельную мощность W на поверхности трубки тэна в зависимости от рабочей среды.

Таблица 3.1.

Длина активной части трубки тэна после опрессовки L_a выбирается в зависимости от размеров, формы и схемы размещения тэнов в зоне нагрева или по формуле

, (3.2.3.)

где D — наружный диаметр трубки тэна, м.

Длина активной части тэна до опрессовки L_а1 составляет

, (3.2.4.)

где — коэффициент удлинения трубки после опрессовки; принимается равным 1,15.

Полная длина трубки тэна после опрессовки L_полн составляет

(3.2.5.)

где L_nолн—длина пассивных концов трубки тэна; принимается в пределах 0,04—0,05 м.

Электрическое сопротивление проволоки тэна после опрессовки составляет

, (3.2.6.)

где U—напряжение сети, В.

Сопротивление проволоки тэна до опрессовки составляет

R_o=R∙a_r, (3.2.7.)

где a_r.—коэффициент изменения электрического сопротивления проволоки в результате опрессовки; принимается равным 1,3.

Зная R_o, можно вычислить диаметр и длину проволоки спирали, пользуясь известными зависимостями:

, (3.2.8.)

где d—диаметр проволоки, м; принимается в пределах от 0,0004 до 0,001 м;

S—сечение проволоки, м²;

Характеристики

Список файлов курсовой работы