Совершенствование технологических процессов

 

 

Учитывая мощность тэнов, принимаем  максимальную мощность кВт, а минимальную кВт. В этом случае время разогрева составит

 

                                                   (32)

 

Электрические пищеварочные котлы  присоединяются к трехфазной сети, поэтому с точки зрения равномерной  нагрузки фаз тэны целесообразно  устанавливать в количестве, кратном трем.

Для рассчитываемого  котла максимальную мощность Р целесообразно  принять равной 28,1 кВт (при параллельно  включенных трех тэнах по 6 кВт каждый), а минимальную Р — равной 3,7 кВт (два последовательно соединенных  тэна, один тэн отключен). В этом случае соотношение мощности котла при нестационарном и стационарном режимах:

 

 

 

3.2. Расчет нагревательных элементов котла КПЭ-250С

 

3.2.1. Исходные данные для расчета нагревательных элементов

Для расчета ТЭНа необходимо иметь сведения о его мощности Р, напряжении в электрической сети U, удельных нагрузках на поверхности трубки и поверхности спирали W_n.

Суммарную мощность ТЭНов, установленных  в аппарате и их количество определяем из технической характеристики аппарата.

Мощность ТЭНа Р, Вт, определяем из соотношения:

 

                                                                                      (33)

где ΣΡ - суммарная мощность ТЭНов, установленных в аппарате, Вт;

n - количество ТЭНов, шт.

 

Напряжение электрической сети U, В, определяем из технической

характеристики аппарата с учетом электрической схемы включения ТЭНа в сеть.

Принимаем и .

Исходные данные сводим в таблицу (см. таблицу 5).

 

Таблица 5 - Исходные данные для расчета ТЭНа

Наименование показателя	Значение показателя
Суммарная мощность ТЭНов, установленных  в аппарате, ΣΡ, Вт	30
Количество ТЭНов в аппарате, n, шт.	6
Единичная мощность ТЭНа Р, Вт	5
Напряжение электрической сети, U, В	220
Вид среды, в которой работает ТЭН	вода
Удельная нагрузка на поверхности  трубки wt, Вт/м2
Удельная нагрузка на поверхности спирали Wn, Вт/м2

 

 

 

 

 

 

 

3.2.2. Расчетная схема

 

Эскиз ТЭНа с указанием расчетных параметров показан на рисунке 6

 

Рисунок 6 – Схема к расчету ТЭНа

а - параметры трубки; б - параметры  спирали.

 

3.2.3. Порядок расчета

Расчет ТЭНа выполняем в три этапа:

- определение размеров трубки;

- расчет размеров проволоки;

     - нахождение размеров спирали.

3.2.3.1.Определяем длину активной части трубки ТЭНа l_a, м, по формуле

 

                                                                            (34)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     

        

где D_Т – диаметр трубки ТЭНа. Диаметр трубки принимают в пределах D_Т = 0,006.. .0,016 м.

3.2.3.2. Рассчитываем длину активной части трубки ТЭНа до опрессовки , м, из соотношения

 

                                                                                        (35)                                                                                                    

 

где γ –  коэффициент удлинения трубки в результате опрессовки, γ=1,15.

3.2.3.3. Находим полную развернутую длину трубки после опрессовки L_Т, м, по формуле

 

                                                                             (36)                                                                                        

 

где L_П - длина пассивного конца трубки ТЭНа, м (=5см).

 

3.2.3.4. Находим сопротивление проволоки ТЭНа после опрессовки R, Ом, из выражения

 

                                                                             (37)                                                                            

а сопротивление проволоки ТЭНа до опрессовки R_О O_М, из выражения

 

                                                                                (38)                                                      

 

где α_R - коэффициент изменения сопротивления проволоки в результате опрессовки, α_R = 1,3.

3.2.3.5. Рассчитываем удельное сопротивление проволоки при рабочей температуре, ρ_t, Ом ◦м, по формуле:

 

=1,25◦10 Ом◦м,                                                                                   (39)                                         

 

где р₂₀ - удельное сопротивление проволоки при рабочей температуре 20°С,   Ом • м;

α - температурный коэффициент, учитывающий изменение удельного

сопротивления проволоки при изменении температуры, град^-1;

t - рабочая температура проволоки, °С.

3.2.3.6. Определяем диаметр проволоки ТЭНа d, м, по формуле:

 

                                                   (40)

 

 

3.2.3.7. Находим длину проволоки ТЭНа  l_пр, м, из выражения:

 

                                                                 (41)                    

 

3.2.3.8. Проверяем значение фактической удельной поверхностной мощности на проволоке W_ПФ, Вт/м^2:

 

                                                    (42)                                                      

 

W_ПФ не превышает предельно допустимых величин.

3.2.3.9. Вычисляем длину одного витка спирали l_в , м, по формуле

 

                                                           (43)

 

где 1,07 - коэффициент увеличения диаметра спирали после снятия ее со стержня намотки;

d_С - диаметр стержня намотки, м, выбирают из конструктивных соображений =0,003... 0,006м.   

3.2.3.10. Находим количество витков спирали n, шт., по формуле

                                                                                              (44)                                                                                      

 

3.2.3.11. Расстояние между витками спирали а, м, связано с длиной активной части трубки ТЭНа соотношением

 

                                                                  (45)                                                      

 

Для обеспечения хорошего отвода тепла  от внутренней поверхности спирали соблюдено соотношением   а > d_ПР

.

         3.2.3.12. Определяем шаг спирали s, м

 

                                                                      (46)

                   

                                                                     

         3.2.3.13. Вычисляем коэффициент шага Кш

           

                                                                                       (47)                                                                       

 

и коэффициент намоток стержня 

   

                                                                                       (48)                                                                                                                       

 

3.2.3.14. Определяем диаметр спирали ТЭНа   d_СП, м, по формуле                             

                                                               (49)

3.2.3.15. Находим общую длину проволоки l_o, м, с учетом навивки на концы  контактных стержней по 20 витков:

 

                                                                   (50)

                                                                      

 

 

Заключение

 

В настоящее время вопросам повышения  эффективности производства и качества готовой продукции уделяется большое внимание.

Применительно к торговле и общественному  питанию эти требования должны найти  свое отражение в сокращении продолжительности  технологических процессов, снижении удельного расхода энергии, уменьшении потерь сырья при его обработке, повышении качества готовой продукции, улучшению санитарно-гигиенических условий.

Успешному решению поставленных задач  будет во многом способствовать проектирование, производство и использование современного высокоэффективного оборудования.

Поэтому тема проектирования современных  конструкций теплового оборудования актуальна.

Курсовой проект успешно завершен, котел пищеварочный электрический  емкостью 250 л проектирован. Необходимые  задачи для реализации цели решены.

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1. Беляев М.И. Оборудование предприятий общественного питания. 3 том. М.: Экономика, 1990.
2. Белобородов В.В. Оборудование предприятий общественного питания. М.: Экономика, 1978.
3. М. А. Богданова, «Оборудование предприятий общественного питания», М.: «Экономика», 1986.
4. М.И. Ботов. Тепловое и механическое оборудование предприятий торговли общественного питания: Учебник для нач. проф. образования /. – М.: Иэдательский центр «Академия», 2002. – 464 с. 
5. Вышелесский А.Н. Тепловое оборудование предприятий общественного питания. М.: Экономика, 1976.
6. Гусева Л.Г. Тепловое и электрическое оборудование предприятий общественного питания. М.: Экономика, 1979.
7. Дорохин В.А. Оборудование предприятий общественного питания (Справочник). Киев: Тэхника. 1990.
8. Золин В.П. Технологическое оборудование предприятий общественного питания. М.ИРПО: Академия, 2000.
9. Ключников В.П. Оборудование предприятий общественного питания (Справочник). М.: Экономика, 1985.
10. Кокурин В.Ф. и др. Секционное оборудование предприятий общественного питания. М.: Экономика, 1969.