Рефераты. Оборудование предприятий общественного питания

Теплоемкость отдельных продуктов принимается из таблицы или подсчитывается по формуле:

ссм = , (2.1.7.)

а – влажность продукта в процентах по массе;

b – 100-а – сухие вещества, содержащиеся в продукте в процентах по

массе.

1,68 – средняя теплоемкость сухих веществ, кДж/кг0С;

tK – конечная температура загружаемых продуктов (температура

кипения), 0С;

tСМ – начальная средняя температура загружаемых продуктов,

определяемая из выражения:

tСМ = , (2.1.8.)

t1, t2…tn – начальная температура отдельных продуктов загружаемых в котел, 0С.

DW¢¢=17кг.0,02=0,34кг

Общее количество загруженных одновременно в макароноварку пельменей.

Среднюю теплоемкость смеси, т.е. пельменей можно принять равной 1,68 кДж/кг0С

tСМ – начальная средняя температура загружаемых пельменей составляет –180С

п= =0,85.(40-3,92)/1,37=22,38

GСМ=13порций.1кг=13кг

Q1¢¢ =22,38кг.1,68.103Дж/кг0С(1000С+180С)+0,34кг.2258,2.103 Дж/кг =3344908Дж=3344,91кДж

2.1.2. Определение потерь тепла в окружающую среду

Для определения потерь тепла макароноварки в окружающую среду при нестационарных и стационарных режимах можно воспользоваться следующей формулой:

, (2.1.9.)

где - потери тепла через стенки макароноварки в окружающую

среду, кДж;

- потери тепла через крышку макароноварки в окружающую

среду, кДж;

- потери тепла через дно макароноварки в окружающую среду, кДж.

Теплопотери через дно незначительны, поэтому при расчете не учитываются.

Потери тепла определяются по формуле:

Q2 = ; (2.1.10.)

где F – поверхность ограждения (крышка, стенки), м2;

a0 – коэффициент теплоотдачи от поверхности ограждения в окружающую среду, кДж/м2час. 0С;

tп – средняя температура поверхности ограждения, 0С;

t0 – температура окружающей среды, 0С;

t - продолжительность периода варки в часах.

В процессе отдачи тепла ограждением котла имеет место теплоотдача конвекцией и лучеиспусканием, поэтому коэффициент теплоотдачи в данном случае определяется по формуле:

a0 = aк + aл, (2.1.11.)

где aк – коэффициент теплоотдачи конвекцией, кДж/м2час0С;

aл – коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием, кДж/м2час0С.

При определении коэффициента теплоотдачи конвекцией прежде всего необходимо выяснить характер теплообмена: происходит ли он при вынужденном или свободном движении воздуха, относительно теплоотдающей поверхности.

Надо помнить, что при вынужденном движении коэффициент теплоотдачи определяется при помощи критерия Рейнольдса Re и Прандтля Pr. Первый из них характеризует динамику потока, второй – физические константы рабочего тела.

Необходимо знать, что отдача тепла стенками аппарата в окружающую среду происходит при свободном движении воздуха, поэтому определяющими являются критерии Грасгофа Gr и Прандтля Pr. Первый характеризует интенсивность конвективных потоков, возникающих вследствие разностей плотностей рабочего тела (воздуха) и перепада температур между ними и стенкой аппарата с учетом геометрической характеристики теплоотдающей поверхности.

На основе определяющих критериев находится критерий Нуссельта Nu, включающий значение коэффициента теплоотдачи конвекцией и характеризующий собой тепловое подобие.

Указанные критерии имеют следующий вид:

Re = ; Pr = ; Gr = ; Nu = ;

где а – коэффициент температуропроводности воздуха, м2/с;

g – ускорение силы тяжести, м/с2;

l - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/м0С;

b - коэффициент объемного расширения воздуха, I/0С;

b = , (2.1.12.)

aк – коэффициент теплоотдачи конвекцией. Вт/м2×0С;

l – определяющий геометрический размер, м;

v – коэффициент кинематической вязкости воздуха, м2/с;

Dt – перепад температур между ограждением и воздухом

. (2.1.13.)

При свободной конвекции в неограниченном пространстве критериальное уравнение имеет вид:

Nu = c(Gr×Pr)n, (2.1.14.)

Величины с и n для отдельных областей изменения произведения (Gr×Pr) можно принять из таблицы 2.1.:

Таблица 2.1.

Gr×Pr

1×10-3 - 5×102

5×102 - 2×107

2×107 - 1×1013

1,18

0,54

0,135

1/8

1/3

Определяющим геометрическим размером при этом может являться диаметр котла или высота ограждения.

Определяющей температурой является полусумма температур рабочего тела (воздуха) и стенки.

Например, средняя температура одностенной крышки котла к концу разогрева составляла 900С, а начальная температура ее была 200С, тогда средняя температура крышки в период разогрева будет равна:

а определяющая температура воздуха вблизи крышки:

0,5(55+20)=37,50С.

По величине определяющей температуры воздуха выбирают по таблице физические параметры воздуха: коэффициент температуропроводности а, коэффициент теплопроводности l, коэффициент кинематической вязкости v, затем находят произведение (Gr×Pr), с и n и численную величину критерия Nu

По значению критерия Нуссельта определяется коэффициент теплоотдачи конвекцией

, (2.1.15.)

Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием aл определяется по формуле Стефана-Больцмана:

aл = , (2.1.16.)

где Е – степень черноты полного нормального излучения поверхности, для различных материалов

С0 – коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела, Вт/(м2×К4); С0 = 5,67 Вт/(м2×К4);

tп – средняя температура теплоотдающей поверхности, 0С;

t0 – температура окружающего поверхность воздуха, 0С;

Тп – абсолютная температура поверхности ограждения, К

Тп = tп+273

Т0 – абсолютная температура окружающей среды, 0К

Т0 = t0+273

Нестационарный режим.

Для расчета потерь тепла в окружающую среду можно пользоваться формулой:

, (2.1.17.)

где t¢ - время разогрева аппарата, час;

- коэффициент теплоотдачи от поверхности ограждения в окружающую среду, кДж/м2час0С;

- средняя температура поверхности ограждения за время разогрева, 0С

, (2.1.18.)

tК –температура поверхности ограждения к концу разогрева, 0С;

tН – начальная температура поверхности ограждения принимается равной температуре окружающей среды, 0С.

Температуру отдельных поверхностей макароновареи к концу разогрева можно принять:

а) для стен tк = 60 – 650С;

б) для одностенной крышки макароноварки tк = 85 – 900С;

в) для двухстенной крышки макароноварки tк = 70 –750С.

При определении коэффициента теплоотдачи конвекцией определяющая температура для воздуха, окружающего корпус (ограждение) будет равна:

, (2.1.19.)

1. Потери через крышку

0,5 (550С+200С)=37,50С – это определяющая температура воздуха вблизи крышки, по ней принимаем следующие величины:

а=2,43.10-3 м/с; v=16,96.10-4 м/с

l=0,0276 Вт/м.0С=0,0276Дж/см. 0С =99,4Дж/ч.м. 0С

Pr=16,96.10-4 м/с/2,43.10-3 м/с=0,69

b = = 1/273+550С-200С=0,00325

Gr = =0,00325.9,8Н/кг.(0,7)3м /(16,96.10-4м/с)2.550С-200С=13,3.104

(Gr×Pr)= (13,3.104. 0,69)=9,2.104

Nu=0,54(13,3.104. 0,69)1/4=9,4

=9,4.99,44Дж/ч.м.0С/0,7м=1334,8Дж/м2ч.0С=1,3кДж/м2.ч.0С

С0=5,67Вт(м2.К4)=5,67Дж/с.м2К4=20412Дж/м.ч.К4

aл = =0,52.20412Дж/м.чК4/550С-200С.( (550С+273/100)4-(200С+273/100)4)=12750Дж/м2ч.0С=12,753кДж/м2ч.0С

a0 = aк + aл=1334,8 Дж/м2ч.0С+12750Дж/м2ч.0С =14084,8Дж/м2ч.0С=14,1кДж/м2ч.0С

=14084,8Дж/м2ч.0С.0,7м.0,42м.(550С-200С).0,25ч=36233,15Дж=36,2кДж

Стационарный режим

При стационарном режиме потери тепла в окружающую среду определяется:

, (2.1.20.)

где - коэффициент теплоотдачи при стационарном режиме от поверхности в окружающую среду, кДж/м2час0С;

- средняя температура поверхности ограждения при стационарном режиме, 0С; »const для данной поверхности; принять равной температуре отдельных поверхностей к концу разогрева tк;

t¢¢ - продолжительность стационарного режима варки, час.

При определении коэффициента теплоотдачи конвекцией, определяющая средняя температура воздуха, соприкасающегося с ограждением, будет равна:

, (2.1.21.)

При этой температуре для стационарного режима выбираю физические параметры воздуха: коэффициент температуропроводности a, коэффициент теплопроводности l, коэффициент кинематической вязкости v, затем определяют произведение (Gr×Pr), величины с и n и численную величину критерия Nu.

Страницы: 1, 2, 3, 4