|
|
2 Основные принципы расчета и проектирование теплового
оборудования
Для проведения теплового расчета в задании указана определенная конструкция аппарата и технологический процесс. Конструктивные размеры основных элементов аппарата увязываются затем с данными теплового расчета.
Задачей теплового расчета электрического теплового оборудования является определение максимальной и минимальной мощностей и расчет трубчатых электронагревателей.
Тепловые балансы аппаратов составляются, ориентируясь на прилагаемые методики и пользуясь рекомендуемой литературой. При выполнении курсового проекта недостающие величины принимаются ориентировочно по опыту работы или другим литературным источникам.
2.1. Методика теплового расчета электрической макароноварки
При проектировании электрических макароноварки для определения часового расхода электрической энергии и расчета электрических нагревательных элементов необходимо составить тепловой баланс аппарата.
Тепловой баланс электрического макароноварки для периода разогрева можно выразить следующим равенством:
Q = Q1+Q2+Q3, (2.1.1.)
где Q – подведенное тепло, кДж;
Q1 – полезно используемое тепло, кДж;
Q2 – потери тепла наружными поверхностями макароноварки в окружающую среду, кДж;
Q3– тепло, расходуемое на нагревание конструкции макароноварки и на парообразование в пароводяной рубашке, кДж.
2.1.1. Определение полезно используемого тепла
Режим нагрева (нестационарный)
Для определения полезно используемого тепла при нагреве воды для варки пельменей до температуры кипения можно применить следующую формулу:
, (2.1.2.)
где GB – количество нагреваемой воды, кг; GB = VK×j×r;
VK – объем варочной емкости макароноварки, л;
j - коэффициент заполнения макароноварки;
r - плотность воды, кг/м3; при температуре воды 60ºС равна 971,8 кг/м3;
сВ – теплоемкость воды, кДж/кг0С, в интервале температур tK и tH; принять равной 4,195 кДж/кгºС;
tH – начальная температура заливаемой воды, 0С, при расчете tH можно принять 100С;
tK – конечная температура воды, 0С; tK » 1000С;
DW¢ - количество испарившейся воды в период разогрева до 1000С 0,5% от веса жидкости в макароноварке, кг
r = 2258,2 кДж/кг – скрытая теплота парообразования воды при
атмосферном давлении.
Для определения количества отдельных продуктов, загружаемых в котел, необходимо определить количество порций приготовляемого блюда.
Количество порций п, шт., определяется по формуле:
п= , (2.1.3.)
где j - коэффициент заполнения котла; 85%;
VK – общий объем котла, л;
Vп – объем одной порции, л;
Vисп – объем испаряемой жидкости в период разогрева и кипения приготовляемого блюда, л.
Количество влаги, удаляемой в процессе варки отдельных блюд, зависит от времени варки и определяется по материальному балансу процесса варки, т.е.
Vисп = Gсм + W – Gгп, (2.1.4.)
где Gгп – вес готовой продукции (блюд), кг
W – общее количество жидкости, загружаемой в макароноварку, кг
Плотность фарша 0,9.103 кг/м3;
Плотность теста 0,6.103 кг/м3
На один пельмень приходится 7гр фарша
6гр теста
V1=0,007кг/0,9.103кг/м3=7,8.10-6м3
V2=0,006кг/0,6.103кг/м3=1.10-5м3, следовательно объем одного пельменя равен:
7,8.10-6м3+1.10-5м3=17,8.10-6м3
Тогда объем 1 кг пельменей составляет 17,8.10-6м3.77=13,7.10-4м3=1,37л
Gгп=1кг.1,08=1,08кг, так как привар в пельменях равен 8%
Vисп = Gсм + W – Gгп,=1кг+4кг-1,08кг=3,92кг
п= =0,85.(40л-3,92л)/5,48=5.6 порции
V=5.6.5,48л=30.68л
j=30.68.100/40=70,6%=0,76
GB = VK×j×r = 0,040 м3. 0,76. 971,8 кг/м3 = 29,5 кг
DW¢=29,5кг.0,5%/100% = 0,14кг
Q1¢=29,5кг.4,195.103Дж/кгºС.(1000С-100С)+0,14кг.2258,2.103кДж/кг =11453873Дж=11453,8 кДж
Стационарный режим (режим кипения)
Полезно используемое тепло на режим слабого кипения определяется по формуле:
= DW¢¢×r+GСМ .cСМ .(tК – tСМ), (2.1.5.)
где DW¢¢ - количество влаги, удаляемой в процессе кипения содержимого котла, кг.
По опытным данным можно принимать равным 1,5 … 2,0% от веса жидкости в баке.
где GСМ – общее количество загруженных в варочный котел пищевых продуктов, кг.
GСМ = g1+g2+g3+…+gn; (2.1.6.)
g1 ,g2 ,g3…gn - количество отдельных продуктов, загружаемых в котел, определяется по нормам раскладки для приготовления данного блюда, кг;
сСМ – средняя теплоемкость смеси загружаемых продуктов в интервале температур tK и tH, кДж/кг0С.
с1, с2, с3…сn – теплоемкости отдельных продуктов, кДж/кг0С.
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.