Автор работы: Пользователь скрыл имя, 29 Декабря 2011 в 13:04, реферат
Варочное оборудование широко применяется не только на предприятиях массового питания, но и на предприятиях мясной, молочной и консервной промышленности. Варка – один из основных видов тепловой обработки пищевых продуктов. Это процесс гидротермической обработки пищевых продуктов в жидкой среде: воде, бульоне, молоке, соусе и т. п.
Варка ряда пищевых продуктов протекает в специфических условиях теплообмена, что особенно ярко проявляется на примере варки каш. В этом случае нагреваемая среда представляет собой двухкомпонентную систему из крупы и воды.
В процессе нагрева крупа набухает и поглощает значительное количество воды и в этом случае создается возможность неравномерного нагрева массы продукта по обмену. Здесь необходимо ограничить перепад температур между грелкой и нагреваемой средой в период кипения до 10…12 оС.
Для этого в рубашечных аппаратах давление в рубашке поддерживается на уровне не более чем 50 кПа превышающее давление в рабочей камере.
По температурным решениям процесс варки может быть осуществлен при температурах ниже 100 оС, при 100 оС, и выше 100 оС.
Введение
Технико-экономическое обоснование................……………………………………………………………… 5
Основные виды пищеварочных котлов…...................................………………………………………….……6
2.1 Устройство и принцип действия электрических и газовых пищеварочных котлов………………..….…….6
2.2 Устройство и принцип действия твердотопливных и паровых пищеварочных котлов……………..…….15
Тепловой расчет котла……………………………………………………………………………..…………..19
3.1 Расход тепла на разогрев конструкций котла, парообразование в пароводяной рубашке, испарение
содержимого котла……………………………………………………………………………………………..19
3.2 Потери тепла в окружающую среду………………………………………………………………………...…21
Заключение...................................................................………………………………………………... …...……….26
Список использованных источников.................………………………………………………………….……… 27
aл кип=22 кДж/м3час°С
Определяем
коэффициент теплоотдачи
tрасч нагр =( tср + tв)/2=(35+20)/2= 27,5 °С,
tрасч кип =( 50 + 20)/2=35 °С.
Имеем коэффициенты теплопроводности для воздуха:
l=9,2·10-2 кДж/м час, °С, при t°=27,5 °С и
l=9,4·10-2 кДж/м час, °С, при t°=35 °С.
Соответственно коэффициент кинематической вязкости:
n=16,3·10-6 м2/сек при t°=27,5 °С и
n=17,1·10-6 м2/сек, при t°=35 °С.
Для определения коэффициента теплоотдачи конвекцией необходимо знать величины критериев Прандтля, Грасгофа и Нуссельта.
Критерий Прандтля (Pr) является безразмерным физическим параметром теплоносителя, в данном случае воздуха. Величина этого параметра зависит от физической природы, температуры и давления воздуха.
Для температуры 25-35 °С принимают Pr=0.722.
Критерий
подобия Грасгофа (Gr) является критерием
кинематического подобия для
процессов теплоотдачи при
Критерий Нуссельта (Nu) содержит искомую величину коэффициента теплоотдачи и является критерием теплового подобия.
Gr=(gbd3Dt)/n2,
Где g – ускорение силы тяжести, g=9,81 м/сек2;
b – коэффициент объемного расширения воздуха, 1/°С.
b=1/( tст+273)= 1/( 35+273)=1/308 для периода кипения;
b=1/( tст+273)= 1/( 50+273)=1/300,5 для периода нагрева.
Dt = tст - tв – разность температур стенок кожуха и воздуха;
d3=Dзк3=0,763 – наружный диаметр котла, м.
Grнагр=(9,81·1·0,763·15)
Grкип=(9,81·1·0,763·30)/
Для определения коэффициента теплоотдачи конвекцией определяем критерий Нуссельта:
Nu=C(Pr·Gr)n,
Где
С=0,135 – коэффициент
n=1/3 – показатель степени;
Pr·Grнагр=0,722· 8,1·108=584·106,
Pr·Grкип=0,722· 14,3·108=1030·106, тогда
Коэффициент отдачи тепла конвекцией:
aк нагр=Nu·lк/Dз к=13,7 кДж/м3час°С,
aк кип=Nu·lк/Dз к=17 кДж/м3час°С.
Отсюда потери тепла в окружающую среду кожухом:
Q5 зк нагр=(aл +aк)·Fкож·Dt=598,7 кДж
Q5 зк кип=(aл +aк)·Fкож·Dt=1398,4 кДж.
Боковая поверхность шейки котла
Fш=0,42 м2.
За период нагрева от комнатной температуры до кипения температура шейки в среднем:
tш=(100+20)/2=60 °С, в период кипения tш=100 °С.
Перепад температуры между tш и температурой воздуха для периода нагревания:
Dt=60-20=40 °С, а в период кипения Dt=100-20=80 °С.
Расчетная температура воздуха, соприкасающегося с шейкой котла:
В период нагревания: t°р=(60+20)/2=40 °С;
В период кипения: t°р=(100+20)/2=60 °С.
Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием от шейки котла:
aл нагр=13,5 кДж/м3час°С,
aл кип=16,3 кДж/м3час°С.
Определяем коэффициент отдачи тепла конвекцией от шейки котла. При нагревании:
l=9,5·10-2 кДж/м час °С;
n=17,6·10-6 м2/сек;
Pr=0.722 b=1/313.
При кипении:
l=10,1·10-2 кДж/м час °С;
n=19,6·10-6 м2/сек;
Pr=0.722 b=1/383.
Gr=(gbDt dш3)/n2,
Grнагр=(9,81·40·0,623·10
Grкип=(9,81·80·1,0·0,623
Коэффициент отдачи тепла:
aк нагр=Nu·l/dш=18,5кДж/м3час°С,
aк кип=Nu·lк/dш=22,7 кДж/м3час°С.
Потери тепла от шейки котла лучеиспусканием:
Q нагр=aл·Fш·Dt=192,6 кДж;
Q кип=aл·Fш·Dt=469 кДж.
Потери тепла от шейки котла конвекцией:
Q4 нагр=aл·Fш·Dt=305,7 кДж;
Q4 кип=aл·Fш·Dt=441,1 кДж.
Потери тепла в окружающую среду:
Q4 ш нагр= Qл+ Qк=498 кДж;
Q4 ш кип= Qл+ Qк=1210кДж.
Потери тепла крышкой котла
Поверхность
крышки Fк=p·D2к/4=3,14·0,6382/4=0,36м
Выпуклостью крышки при определении поверхности пренебрегаем ввиду незначительности кривизны.
Принимаем, что при кипении температура крышки 95 °С.
В период нагревания температура возрастает с 20°С до 95°С.
Средняя температура:
tк=(95+20)/2=57,5 °С.
Перепад температуры между температурой крышки и температурой воздуха, соприкасающегося с крышкой:
tв=(57,5+20)/2=38,7 °С;
Для
периода кипения перепад