РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ АППАРАТА ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

Условные обозначения

, кг – масса

, кг – масса воды в парогенераторе

, кг – масса пароводяной смеси

, кг – расчетная масса элементов конструкции аппарата

, с – время разогрева аппарата

, с - время тепловой обработки продукта в аппарате

, с – время основной загрузки продуктов в аппарат

, с – время выгрузки продукта из аппарата

, м³ – объём варочного сосуда

, м³ - объём занимаемый продуктом

, м² - площадь жарочной поверхности

, - коэффициент загрузки рабочей камеры (0, 8-0, 9)

Z= .

, кг/м³ – плотность

а – массовая доля компонента рецептуры

, кг – масса компонентов рецептуры

, шт – количество протвиней в камере

, шт - количество камер

, кг –масса одного изделия рецептуры

, шт – число изделий,

, кг/м^{3 –} средняя плотность кулинарного изделия

, м³ – объём продукта

- толщина стенки аппарата, м

, кДж –полезно используемая теплота при нестационарном режиме

^/, кДж – полезно используемая теплота при стационарном режиме

, кДж – максимальная расчетная теплота потребляемая аппаратом

, кг – влага, испарившаяся за период варки

, Дж/(кг·К).– удельная теплота парообразования при известной температуре

, º С – температура продукта при термической обработке на поверхности

, º С - температура продукта при термической обработке в центре

, Дж/(кг∙ град) - удельная теплоемкость

, кг – упек

, - удельный тепловой поток

α _1, Вт/(м²∙ К) - коэффициент теплоотдачи со стороны рабочего теплоносителя

α _2, Вт/(м²∙ К) - коэффициент теплоотдачи от кожуха в окружающую среду

, Вт/(м∙ К) - коэффициент теплопроводности

l, м – определяющий геометрический размер теплоотдающей поверхности

Gr– число Грасгофа;

Pr– число Прандтля

Nu – число Нуссельта

, м/с²– ускорение свободного падения

, 1/К – коэффициент объемного расширения для газов

, º С – перепад температур

t_{1 ,} º С - рабочая температура

, м²/с – кинематический коэффициент вязкости среды, м²/с

, м² - площадь

, Вт/(м²∙ К) – коэффициент теплопередачи

, кВт – мощность нестационарного режима

, кВт – мощность стационарного режима

, кВт – наибольшая мощность

 

, % - коэффициент полезного действия (нестационарный режим)

, % - коэффициент полезного действия (стационарный режим)

Индексы

Ж – жир, к – конечная, н – начальная, i – единичный элемент, п – поверхность, о – окружающая среда, к – компонент, в – вода (технологическая среда)

РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРЫ СТЕНОК АППАРАТА В КОНЦЕ РАЗОГРЕВА

Используя схематический разрез и предыдущие расчеты определяем температуру слоев:

; (4.1)

; (4.2)

; (4.3)

. (4.4)

Для проверки расчетов нужно определить температуру теплоносителя

. (4.5)

Расхождение должно быть не более 15 %.

.

Если температура облицовки значительно ниже, или превышает нормативную, делают перерасчет с другими значениями толщины теплоизоляции.

 

РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ТЕПЛА В ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Потери теплоты нагретыми наружными поверхностями аппарата в окружающую среду определяют по формуле

,

(5.1)

Расчет необходимо произвести для двух периодов: для нестационарного – ; для стационарного – _.

В процессе разогрева ТА температура i-го элемента изменяется от до . Поэтому в расчете учитывается усредненная температура i-го элемента

. (5.2)

По формуле (5.2) находят средние расчетные температуры слоя воздуха около i-го элемента для нахождения критерия Gr и Pr. Коэффициент теплоотдачи для нестационарного режима рассчитывается для усредненной температуры .

Для периода тепловой обработки продуктов (стационарный режим) рассчитывается по конечной температура (для кожуха берется температура, рассчитанная по формуле (4.4)). Неучтенные потери теплоты для каждого периода принимают в пределах 10…30 % от и

Для сковород во время жарения приоткрывается ее крышка. Поэтому следует учесть потери от нагретой поверхности продукта

 

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС

 

Уравнения теплового баланса составляются для нестационарного и стационарного режимов.

Нестационарный режим:

(7.1)

Стационарный режим:

(7.2)

 

ТЭН-100-A-13/3, 5J220

где:
100 - развернутая длина ТЭН по оболочке, см;
А - обозначение заделки контактного стержня (табл.1);
13 - диаметр оболочки ТЭН, мм;
3, 5 - номинальная мощность, кВт;
J - нагреваемая среда – вода; материал оболочки - нержавеющая сталь; (табл. 2);
220 - номинальное напряжение, В.

 

Расчитать максимальную мощность ТЭНа

Площадь активной поверхности: см²:

(10.18)

где: длина оболочки ТЭН по окружности.

Максимальная мощность Рмах, кВт:

(10.19)

выбирается по таблице 3 приложения 13

Максимальная мощность ТЭНа не должна превышать 5, 65 кВт.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. Единая система конструкторской документации Под ред. Говердовской Р.Г.– М.: Издательство стандартов, 2004. – 160 с.

2. Теплофизические характеристики пищевых продуктов: справочник / под ред. А. С. Гинзбурга. – М.: Пищевая пром-сть, 1990.

3. " Оборудование предприятий общественного питания Тепловое оборудование Том(часть) 2.: Учебник для студ. высш. учеб. заведений - (" Высшее профессиональное образование-Пищевое производство" ) (ГРИФ) /Кирпичников В.П., Ботов М.И." - М.: Академия. 2010. -496 с.

4. Беляев М. И. Оборудование предприятий общественного питания / М. И. Беляев. – М.: Экономика. 1990. – Т. 3. – 559 с.

5. Дорохин В. А. Тепловое оборудование предприятий общественного питания / В. А. Дорохин. – Киев.: Вища шк., 1987. – 406 с.

6. Белобородов В. В. Тепловое оборудование предприятий общественного питания / В. В. Белобородов, Л. И. Гордон. – М.: Экономика, 1983. – 304 с.

7. Кирпичников В. П. Справочник механика. Общественное питание / В. П. Кирпичников, Г. Х. Леенсон. – М.: Экономика, 1990. – 382 с.

8. Оформление дипломных и курсовых проектов: Метод.указания для

студентов спец. 260501.65 «Технология продуктов общественного питания»

всех форм обучения» / Сост. Е.О. Никулина; КГТЭИ; Кафедра технологии и организации питания. – Красноярск. 2004 – 45 с.

9. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А. Г. Касаткин. – М.: Химия, 1971. – 784 с.

10. Литвина Л. С. Тепловое оборудование предприятий общественного питания / Л. С. Литвина, З. С. Фролова. – М.: Экономика, 1980. – 248 с.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

 

Прил 2

Расчет площадей и объемов

Основные элементы	Размеры i-го элемент	Площадь, S, м	Расчёт площади, м	Объём i-го элемента, м V, м3	Расчёт объёма, м3	Расчет Массы, m, кг
1.Варочный сосуд	a=1, 098 b=0, 560 h= 0, 450	S1=a*h*2+ b*h*2+a*b	2, 15	S1*δ 1	2, 15*0, 002= 0, 0043	m=V*r, mвс=0, 0043* 7900=
2.Наружный сосуд	a=1, 152 b=0, 586 h=0, 420	S2= a*h*2+ b*h*2+a*b	2, 1	S2*δ 2	2, 1*0, 002= 0, 0041
3.Крышка	a=1, 098 b=0, 560	S3=a*b	0, 61	S3* δ 3	0, 61*0, 001= 0, 00061
4.Кожух	a=1, 50 b=0, 560 h=0, 552	S4= a*h*2+ b*h*2+a*b	3, 07	S4* δ 4	3, 07*0, 001= 0, 00307
5.Теплоизол.	δ 5=0, 05	S5 = S4	2, 1	S5* δ 5	2, 1*0.05= 0, 105

 

Прил. 9 Таблица теплофизических характеристик рафинированного подсолнечного масла.

Температура, º C	Плотность, кг/м3	Удельная теплоемкость, кДж/(кг*К)	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*К)	Кинематический коэффициент вязкости, v *106, м2/с	Значения критерия Прандтля, Pr
		1, 8	0, 166	49, 8	497, 0
		1, 82	0, 166	41, 6	418, 8
		1, 86	0, 163	30, 4	316, 0
		1, 9	0, 164	22, 7	238, 0
		2, 03	0, 159	10, 4	117, 3
		2, 11	0, 156	7, 21	84, 7
		2, 32	0, 149	3, 41	44, 4
		2, 45	0, 145	2, 36	32, 5
		2, 49	0, 143	2, 11	29, 6
		2, 53	0, 141	1, 90	27, 12
		2, 61	0, 139	1, 56	23, 0
		2, 66	0, 137	1, 43	21, 5
		2, 70	0, 136	1, 30	19, 85
		2, 74	0, 135	1, 19	18, 5

 

 

Дополнительные исходные данные по оборудованию

№п/п	Наименование аппарата	Теплоизоляция	Масс воды в парогенераторе, кг
Тип	Толщина, мм
	Котёл КПЭ-40	альфоль
	Котёл КПЭ-60	альфоль
	Котёл КПЭСМ-60	альфоль
	Котёл КПЭ-100	шлаковата
	Котёл КПЭ-160	альфоль
	Котёл КПЭ-250	Шлаковата
	Котёл КПП-100	Шлаковата		-
	Котёл КПП-160	альфоль		-
	Котёл КПП-250	альфоль		-
	Автоклав АЭ-1	Шлаковата
	Котёл КЭ-100	Шлаковата
	Котёл КЭ-160	альфоль
	Котёл КЭ-250	Шлаковата
	УЭВ-40	Шлаковата
	УЭВ-60	альфоль
	АПЭСМ-1	воздух	-
	АПЭСМ-2	Воздух	-
	ШЖЭСМ-2К	алфоль		-
	ШЖЭ-0, 85	асбест		-
	ШЖЭ-0, 51	Шлаковата		-
	ШПЭСМ-3	Шлаковата		-
	ШЖЭ-1, 36	Асбест		-

 

Условные обозначения

, кг – масса

, кг – масса воды в парогенераторе

, кг – масса пароводяной смеси

, кг – расчетная масса элементов конструкции аппарата

, с – время разогрева аппарата

, с - время тепловой обработки продукта в аппарате

, с – время основной загрузки продуктов в аппарат

, с – время выгрузки продукта из аппарата

, м³ – объём варочного сосуда

, м³ - объём занимаемый продуктом

, м² - площадь жарочной поверхности

, - коэффициент загрузки рабочей камеры (0, 8-0, 9)

Z= .

, кг/м³ – плотность

а – массовая доля компонента рецептуры

, кг – масса компонентов рецептуры

, шт – количество протвиней в камере

, шт - количество камер

, кг –масса одного изделия рецептуры

, шт – число изделий,

, кг/м^{3 –} средняя плотность кулинарного изделия

, м³ – объём продукта

- толщина стенки аппарата, м

, кДж –полезно используемая теплота при нестационарном режиме

^/, кДж – полезно используемая теплота при стационарном режиме

, кДж – максимальная расчетная теплота потребляемая аппаратом

, кг – влага, испарившаяся за период варки

, Дж/(кг·К).– удельная теплота парообразования при известной температуре

, º С – температура продукта при термической обработке на поверхности

, º С - температура продукта при термической обработке в центре

, Дж/(кг∙ град) - удельная теплоемкость

, кг – упек

, - удельный тепловой поток

α _1, Вт/(м²∙ К) - коэффициент теплоотдачи со стороны рабочего теплоносителя

α _2, Вт/(м²∙ К) - коэффициент теплоотдачи от кожуха в окружающую среду

, Вт/(м∙ К) - коэффициент теплопроводности

l, м – определяющий геометрический размер теплоотдающей поверхности

Gr– число Грасгофа;

Pr– число Прандтля

Nu – число Нуссельта

, м/с²– ускорение свободного падения

, 1/К – коэффициент объемного расширения для газов

, º С – перепад температур

t_{1 ,} º С - рабочая температура

, м²/с – кинематический коэффициент вязкости среды, м²/с

, м² - площадь

, Вт/(м²∙ К) – коэффициент теплопередачи

, кВт – мощность нестационарного режима

, кВт – мощность стационарного режима

, кВт – наибольшая мощность

 

, % - коэффициент полезного действия (нестационарный режим)

, % - коэффициент полезного действия (стационарный режим)

Индексы

Ж – жир, к – конечная, н – начальная, i – единичный элемент, п – поверхность, о – окружающая среда, к – компонент, в – вода (технологическая среда)

РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ АППАРАТА ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

Перед началом расчета необходимо выбрать рецептуру, возможную для реализации в рассчитываемом аппарате. Записать номер рецептуры, количество и массу компонентов, выход, технологию приготовления, с указанием времени тепловой обработки.

Производительность тепловых аппаратов определяется по формуле

Z

(1.1)

Продолжительность каждой стадии процесса тепловой обработки принимается на основе практических данных, а также рецептуры.

Массу единовременно загружаемых продуктов в аппарат находят в зависимости от коэффициента заполнения варочного сосуда или площади противней (жарочный шкаф) и т. д.

Для пищеварочных котлов (автоклавов, варочных устройств, наплитных ёмкостей) общая масса загружаемых продуктов, (включая воду), равна:

.

(1.2)

 

Масса одного из компонентов ( )исходного сырья, загружаемого в рабочую камеру (варочный сосуд) согласно рецептуре равна

 

, [7]

(1.3)

Производительность пищеварочного котла в конечном итоге следует выразить в единице .

Массовая доля компонента определяется из выражения:

Для расчета производительности жарочно-пекарных шкафов определяют количество изделий на противне (n₁ ) исходя из их размеров, (на основе рецептуры и практических данных), а затем рассчитывают число изделий в камере ( ) по формуле

,

(1.4)

Тогда масса сырья:

,

(1.5)

Для плит загружаемая масса продуктов определяется из емкости посуды, устанавливаемой на жарочную поверхность в соответствии с формулой (1.2). Характеристика некоторых наплитных котлов и кастрюль из нержавеющей стали приведена в прил. 1.

В случае сковород берут практические размеры одного изделия, количество изделий на поде сковороды находят расчетом и производят расчет массы исходного сырья по формуле

,

(1.6)

 

Для случая жарения не отдельными порциями (например, омлета), следует найти объем продукта на поде чаши (умножив площадь пода на высоту продукта), а затем рассчитать число порций уместившихся на сковороде по формуле

,

(1.7)

 

123Следующая ⇒

Поделиться: